[实用新型]一种水泵机组在线能耗测试分析系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水泵机组在线能耗测试分析系统。特别是涉及一种能够实现水泵机组能耗在线测试和分析的系统。

背景技术

泵作为重要的能量转换装置和流体输送设备，是应用极其广泛的通用机械。据统计，泵的耗电量约占全国总发电量的20.9％。而目前我国泵的实际使用效率却比发达国家约低20％，节能形势十分严峻。《节能中长期专项规划》重点规划了到2010年节能的目标和发展重点，在其中18个重点领域和10大重点工程中，水泵都作为重要的耗能设备被列入其中。而造成水泵机组能耗高的原因，一方面是电动机及被拖动水泵效率低，设备陈旧落后，效率比国外先进水平低2－5个百分点；另一方面是电机或水泵匹配不合理，“大马拉小车”现象严重，电机或水泵处于“大流量、低效率、高功耗”的低负荷运行。因此通过对水泵机组的节能改造可以有效的降低能耗，实现节能与环保的双重要求，而对当前正在运行的水泵机组进行能耗测试和分析，则是水泵机组的节能改造的第一步。

目前对水泵性能测试系统主要是在试验室条件下，采用一些专用的检测试验台，监测参数包括流量、扬程、压力、扭矩、效率等，可以对水泵和电机产品进行全面的性能监测，但由于设备体积大，需要安装传感器的数量多，不适用于在线测试系统。为此，专利(ZL200620147373.2)公开了一种便携式的水泵机组效率和能耗在线检测装置，来解决设备体积大的问题，而专利(201110445150)公开了工业循环水系统的泵组运行能效分析方法，解决多变工况下水泵运行状态判定问题。但这些方法都是将泵和电机作为一个整体来进行能耗测试和评估，无法进一步的诊断出能耗产生的原因，得出电机和泵两部分的节能空间，并给出正确的节能建议，使泵机组平均运行效率提高。而另一方面目前的能耗测试系统针对变频调速泵，也主要依据相似定律，以水泵工频运行特性模型库为基础，确定出对应频率条件下的扬程、流量和轴功率的取值，进而构建出不同频率条件下扬程与流量、效率与流量以及轴功率与流量各自对应的显式模型来进行分析的，是通过理论换算实现的，具有一定的误差。因此也有必要解决变频泵机组的能耗在线测试问题，以保证其能耗精度。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种水泵机组在线能耗测试分析系统，主要由电机运行能耗监测及测试评估系统和泵运行能耗监测及测试评估系统组成，可用于工业现场，在不需搭建特定的实验台的情况下，可以准确对泵机组中的能耗进行测试和评估，得出电机和泵各自的能耗情况，并且该系统可用于变频驱动的水泵机组。

一种水泵机组在线能耗测试分析系统，包括电机电流电压采集单元，水泵运行测量单元，测试仪；所述电机电流电压采集单元包括霍尔电流传感器、霍尔电压传感器；所述水泵运行测量单元包括压力传感器、热电极、传感器安装头；所述传感器安装头内部是一个空心管，所述空心管上贯通有压力传感器安装口和热电极安装口，所述压力传感器安装在所述压力传感器安装口上，所述热电极安装在所述热电极安装口上，所述传感器安装头的空心管与水泵测压孔连通，水泵中的部分介质流入传感器安装头空心管中可传输温度和压力供传感器测量；所述测试平台包括触摸控制显示屏、测试箱、显示仪和传感器接口，所述传感器接口连接所述霍尔电流传感器、霍尔电压传感器、压力传感器和热电极，分别用于采集电机电流、电压、水泵进出口压力、温度。

上述方案中，所述传感器安装头还包括中空外壳，所述中空外壳内部安装有所述空心管和球阀，所述球阀将所述空心管分成上下两部分，所述球阀可控制中空管通断，所述压力传感器安装口和热电极安装口安装在中空外壳上端，并与所述空心管贯通，所述中空外壳下端设有螺纹孔，所述传感器安装头通过螺纹孔与水泵测压口连接，所述空心管下端与水泵测压孔连接。所述球阀上焊接有球阀调节杆，通过所述球阀调节杆可控制球阀垂直方向转动。所述球阀通过橡胶固定中空外壳内。

上述方案中，若水泵没有配备标准测压，则在泵进出口处各增加一个测试管段，所述测试管段端部设有安装活动法兰，所述测试管段管壁上设有测量孔，所述测试管段通过安装活动法兰安装在水泵进口或者出口处，所述测量孔与所述传感器安装头的空心管下端连接。

一种水泵机组在线能耗测试分析方法，包括以下步骤：

步骤一：通过热电偶和压力传感器获得泵进、出口截面温度和压力，即可计算泵的效率，泵的效率公式，