[发明专利]泵效确定系统和确定泵效的相关方法

说明书

技术领域

在此公开的主题大体上涉及泵送系统，更具体地，涉及提供至少一个泵(例如往复泵或离心泵)的性能的现场确定的系统和相关方法，提供所述至少一个泵以在泵送设施中使用。可以将现场的性能确定与所期望的泵的特性进行比较，从而针对至少一个泵的下降的性能能够主动地警告系统操作员。

背景技术

由于损坏和磨损的叶轮、有凹痕的蜗壳、无法正常工作的马达线圈、欠佳的耦合以及服役状态不理想的泵的控制器(以及其它因素)，在诸多行业(包含水利部门、电力部门以及石油部门)中使用的泵送系统无法以最大效率运行。

在大部分上述情况中，无法明显地检测出运行的问题，实际上，为了对泵进行安排好的维护而停止使用它之后或者直到问题恶化到发生了严重的或灾难性的故障时才发现这些运行问题。

泵代表了泵送设施能量和生命周期成本的重要部分，并且经常是一个过程(制造或其它方面)的关键部件。为此，当基于连续的或定期的状态监控对泵进行维护时，设施的可靠性是最佳的。研究表明通过设备或控制变化可以节省泵系统消耗的20％或更多的能量，并且基于性能的维护成本显著低于基于日历的成本。

针对上述原因，最低限度地，明显需要提供用于确定设施泵送系统内单个泵是否有效运行的实时技术。

之前已尝试了使用对热传递进行测量的“热力学方法”对泵效进行监控。然而，在泵以可变速度运行的情况下，对使用这种系统的泵(例如往复泵和离心泵)的效率进行计算是不切实际的，并且现有的使用这种方法的市场产品没有被配置用于可变速度运行。此外，基于热力学的系统不能在非流体介质(例如轴承和泵的铸件)中估计热传递。因此，泵越大，这种类型的系统越可能不准确。

发明内容

因此，根据一个方面，提供了一种对泵送设施中至少一个泵的运行效率进行确定的处理系统，所述系统包括：

至少一个控制器，所述至少一个控制器对所述至少一个泵的特性进行收集并具有处理逻辑，所述处理逻辑基于所述收集的特性计算所述至少一个泵的性能，所述计算的性能被与至少一个储存的阈值进行比较。

在一个版本中，至少一个阈值是预定的效率值。根据另一个版本，在相同条件下，将至少一个泵的计算的实时性能与储存的性能曲线进行比较。

如果比较后的性能小于期望的阈值，则警告操作员并实施纠正的行动。根据一个版本，如果性能降到另一个确立的阈值以下，则可以使至少一个泵下线和/或自动产生维护警告。

根据一个版本，上述处理系统被并入泵送设施的现有的监测控制和数据采集(SCADA)系统。

在另一个版本中，对经收集的实时性能特性值进行解释，以在对性能进行计算之前并且在向操作员显示或指示任何计算的值之前弄清接收到的信号是否有效。

在一个版本中，处理系统使用下面的关系式计算实际泵效，

Pumpeff(a)=Q×H×SpGrc×kW(a)×Motoreff]]>

其中，Q代表不可压缩的流体穿过泵的流速，H代表压头(例如至少一个泵的排出侧和吸入侧之间测量的压力差)，SpGr是泵送的不可压缩的流体的比重，kW_(a)代表测量的至少一个泵消耗的功率，Moter_eff代表公布的马达效率，c代表单位转换系数。

根据另一个方面，提供一种对泵送设施中至少一个泵的效率进行测量的系统，所述系统包括：

多个传感器，所述多个传感器关于所述至少一个泵被布置以测量所述至少一个泵的特性；以及

处理系统，所述处理系统被编程，以从所述传感器接收输入并使用液压方法基于测量的特性计算所述至少一个泵的实际性能，其中，将实际性能与和与所述至少一个泵相关的至少一个储存的阈值进行比较。