[go: up one dir, main page]

RU2473048C1 - Automated information system for measurement and analysis on real time basis of coolant flow rate on manifold pump stations - Google Patents

Automated information system for measurement and analysis on real time basis of coolant flow rate on manifold pump stations Download PDF

Info

Publication number
RU2473048C1
RU2473048C1 RU2011130620/28A RU2011130620A RU2473048C1 RU 2473048 C1 RU2473048 C1 RU 2473048C1 RU 2011130620/28 A RU2011130620/28 A RU 2011130620/28A RU 2011130620 A RU2011130620 A RU 2011130620A RU 2473048 C1 RU2473048 C1 RU 2473048C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
pump
flow
flow rate
characteristic
Prior art date
Application number
RU2011130620/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Оскарович Кричке
Виктор Андреевич Баранов
Владимир Александрович Мешканов
Виктор Владимирович Кричке
Ольга Алексеевна Кричке
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ)
Priority to RU2011130620/28A priority Critical patent/RU2473048C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2473048C1 publication Critical patent/RU2473048C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: automated information system comprises pump stations with pressure sensors. The automated system is additionally equipped with power sensors and a system of data transfer combining outlets of all sensors with an information center comprising a PC and a data base by pressure and power with coolant flow rate measurement with data release by flow rate and pressure in digital and graphical form using a new flow rate characteristic. At the same time the operating pump set is simultaneously a flow meter. A recalculated working characteristic is introduced into a data base with account of whether a synchronous electric motor or an asynchronous electric motor is used as a drive, when working characteristics are previously recalculated using reduction formulas. When using a synchronous electric motor by working characteristics, a new flow rate characteristic is calculated - M-Q with flow rate coefficients M. For this purpose on the basis of passport data, using head H to build a pressure characteristic p-Q.
EFFECT: simplified process of measurement and analysis on a real time basis of parameters of pump plants and entier automated information system.
13 dwg

Description

Изобретение относится к области управления системой теплоснабжения городов и промышленных объектов. Современные системы теплоснабжения характеризуются следующими тенденциями своего развития:The invention relates to the field of control of the heat supply system of cities and industrial facilities. Modern heating systems are characterized by the following development trends:

- повышение требований к обеспечению потребителей теплом;- increasing requirements for providing consumers with heat;

- возрастание доли тепла на горячее водоснабжение;- increase in the proportion of heat in hot water supply;

- обеспечение зданий теплом при их повышенной этажности;- providing buildings with heat during their increased number of storeys;

- уменьшение массы стеновых конструкций и повышение процента остекления современных зданий;- reducing the mass of wall structures and increasing the percentage of glazing of modern buildings;

- широкое использование средств вычислительной техники для управления системами теплоснабжения;- widespread use of computer technology to control heat supply systems;

- строительство «Интеллектуальных зданий» с широким использованием средств связи.- construction of "Intelligent buildings" with the widespread use of communications.

Эти особенности развития современных систем теплоснабжения требуют иного подхода к управлению ими, поэтому дальнейшая оптимизация систем теплоснабжения связана с решением ряда крупных проблем, требующих новых научно-обоснованных технических, экономических и технологических решений. Важнейшей из этих проблем, является внедрение автоматизированных информационных систем для управления технологическими процессами в реальном масштабе времени с помощью ЭВМ. Для этого необходимо:These features of the development of modern heat supply systems require a different approach to their management; therefore, further optimization of heat supply systems is associated with solving a number of major problems requiring new scientifically based technical, economic and technological solutions. The most important of these problems is the introduction of automated information systems for real-time process control by computer. To do this, you must:

- внедрение комплекса автоматизированных информационных систем, позволяющих получать в реальном масштабе времени необходимую информацию о ходе технологического процесса с автоматической регистрацией и анализом результатов;- The introduction of a set of automated information systems that allows you to receive in real time the necessary information about the process with automatic recording and analysis of the results;

- внедрение информационных технологий на базе математических моделей управляемых объектов, средств вычислительной техники и соответствующего комплекса технических средств.- the introduction of information technology based on mathematical models of managed objects, computer facilities and the corresponding set of technical means.

Конечной целью регулирования является обеспечение теплового баланса в сети, когда количество тепла, подаваемого за определенное время источником тепла, равно количеству тепловой энергии, расходуемой потребителем тепла с учетом ее потерь в сети при транспортировке от источника к потребителю. Основным параметром, характеризующим работу насосных установок по перекачке теплоносителя, является расход.The ultimate goal of regulation is to ensure the heat balance in the network when the amount of heat supplied for a certain time by the heat source is equal to the amount of heat energy consumed by the heat consumer, taking into account its losses in the network during transportation from the source to the consumer. The main parameter characterizing the operation of pumping units for pumping coolant is flow.

Все известные устройства для измерения расхода жидкости содержат первичные датчики, которые непосредственно должны находиться в потоке измеряемой жидкости и требуют периодического осмотра и тарировки на измерительном стенде, что усложняет их эксплуатацию.All known devices for measuring fluid flow contain primary sensors, which must directly be in the flow of the measured fluid and require periodic inspection and calibration on the measuring stand, which complicates their operation.

Известна система измерения массового расхода и плотности жидкости подаваемой центробежным электронасосом, содержащая насосные станции с датчиками давления / Патент РФ 2119148. Способ измерения массового расхода и плотности жидкости подаваемой центробежным электронасосом / Кричке В.О, Громан А.О., Кричке В.В. от 20.09.98 /. Принят за прототип.A known system for measuring the mass flow rate and density of a liquid supplied by a centrifugal electric pump, containing pumping stations with pressure sensors / RF Patent 2119148. A method of measuring the mass flow rate and density of a liquid supplied by a centrifugal electric pump / Krichke V.O., Groman A.O., Krichke V.V. from 09/20/98 /. Adopted for the prototype.

Недостатком данной системы является то, что она не содержит устройств для измерения температуры параметров насосной установки, датчиков контроля вибрации и других параметров, которые обеспечивают необходимый контроль.The disadvantage of this system is that it does not contain devices for measuring the temperature of the parameters of the pumping unit, vibration control sensors and other parameters that provide the necessary control.

Сущностью изобретения является управление работой системы теплоснабжения, путем получения и анализа в реальном масштабе времени расхода на центральных тепловых пунктах.The essence of the invention is to control the operation of the heat supply system by obtaining and analyzing in real time the flow rate at the central heating points.

Технический результат - упрощение процесса измерения и анализа в реальном масштабе времени параметров насосных установок и всей автоматизированной информационной системы.The technical result is a simplification of the process of measuring and analyzing in real time the parameters of pumping units and the entire automated information system.

Технический результат достигается тем, что в известной автоматизированной информационной системе, содержащей насосные станции с датчиками давления, особенностью является то, что она дополнительно снабжена датчиками мощности и системой передачи данных, объединяющей выходы всех датчиков с информационным центром, содержащим ЭВМ и базу данных по давлению и мощности с измерением расхода теплоносителя с выдачей данных по расходу и давлению в цифровой и графической форме с использованием новой расходной характеристики, при этом работающий насосный агрегат одновременно является расходомером, в базу данных вводится пересчитанная рабочая характеристика насосного агрегата с учетом, когда в качестве привода используется синхронный электродвигатель или асинхронный электродвигатель, при котором рабочие характеристики предварительно пересчитываются по формулам приведения, при использовании синхронного электродвигателя по рабочим характеристикам вычисляется новая расходная характеристика М-Q с расходными коэффициентами M, для этого по паспортным данным по напору Н строится характеристика давления p-Q при известной плотности жидкости р, при которой строится паспортная характеристика p-Q по формуле р=ρ·g·H·10-6 МПа, далее с использованием расхода вычисляются расходные коэффициенты M по всему диапазону расхода Q, а по ним - расходная характеристика M-Q по формуле: M=(N/p)ηэк-N0/p0)K, где N, р - данные, взятые из паспортной характеристики, N0, p0 мощность и давление при закрытой в течение одной минуты задвижки на выходе насоса, полученные экспериментально по формуле, ηэк=(N0/p0)/(p01/N01), где N0, p0 - паспортные данные и p01, N01 - экспериментальные данные, действующие на валу каждого насоса N, определяются путем умножения мощности, потребляемой из сети Pc, на коэффициент полезного действия электродвигателя ηэд, отклонения мощности по вычисленному значению эксплуатационного коэффициента ηэк определяют отклонения от номинальных значений мощности ±ΔN, действующей на валу насоса при его работе на закрытую задвижку с нулевым расходом, и развиваемого им давления ±Δp, и добавляют их к значениям мощности Nн±ΔN давления, развиваемого насосом рн±Δp при вычислении коэффициента сходимости K, который определяется при номинальном значении расхода путем деления паспортного расходного коэффициента Мн на расчетный расходный коэффициент Мр=((Nн±ΔN)/(рн±Δp))ηэк-(No/p0), по найденному значению K вычисляется расходный коэффициент M, по формуле путем деления коэффициента сходимости K на расчетный расходный коэффициент; объемный расход Q, по напорной характеристике H-Q, вычисляется при вычисленном значении расхода Q действующего напора H, а по Мр по вычисленному значению расходного коэффициента M по расходной характеристике Q=f(М) вычисляется плотность перекачиваемой жидкости p путем деления давления, создаваемого насосом при данном расходе, на действующий расчетный напор H и коэффициент g, расчет расхода при приводе насоса от асинхронного электродвигателя производится аналогичным образом, только вначале характеристика насоса с асинхронным электродвигателем пересчитывается по формулам приведения:The technical result is achieved by the fact that in the known automated information system containing pumping stations with pressure sensors, the peculiarity is that it is additionally equipped with power sensors and a data transmission system that combines the outputs of all sensors with an information center containing a computer and a database of pressure and power with measuring the flow rate of the coolant with the issuance of data on flow and pressure in digital and graphic form using a new flow characteristic, while working the pump unit is simultaneously a flow meter, the recalculated operating characteristic of the pump unit is entered into the database, taking into account when a synchronous motor or an asynchronous electric motor is used as a drive, in which the operating characteristics are previously recalculated according to the reduction formulas, when using a synchronous electric motor, a new flow characteristic is calculated M-Q with flow coefficients M, for this, according to the passport data for the pressure H, he builds I pQ at a known pressure characteristic of the liquid density p at which the passport is constructed pQ characteristic according to the formula p = ρ · g · H · 10 -6 MPa, hereinafter calculated using the flow coefficients M consumables over a range flow rate Q, and on them - the expenditure MQ characteristic according to the formula: M = (N / p) η ek -N 0 / p 0 ) K, where N, p are data taken from the rating sheet, N 0 , p 0 power and pressure when the valve is closed for one minute pump output obtained experimentally according to the formula, η eq = (N 0 / p 0) / (p 01 / N 01), where N 0, p 0 - p and passport data 01, N 01 - e ones by data acting on the shaft of each pump N, determined by multiplying the power consumed from the network P c, on the efficiency of the motor η ed, power offset based on the calculated value service factor η eq determine deviations from nominal power values ± ΔN, acting on the shaft pump at its operation at the closed valve with a zero flow rate and developed pressure ± Δp them, and add them to the power values n n ± ΔN pressure developed by the pump p n ± Δp when calculating coefficients ienta K convergence, which is determined at a nominal value of flow by dividing the passport consumable coefficient M n for checking consumable ratio M p = ((N n ± ΔN) / (r n ± Δp)) η eq - (N o / p 0) based on the found value of K, the expenditure coefficient M is calculated, by the formula by dividing the coefficient of convergence K by the calculated expenditure coefficient; the volumetric flow rate Q, at a pressure characteristic HQ, calculated at the calculated flowrate Q active head H, and with respect to M p by the computed value consumable factor M for flow characteristic Q = f (M) is calculated density of the pumped liquid p by dividing the pressure generated by a pump at given flow rate, to the current design head H and coefficient g, the calculation of the flow rate when the pump is driven by an asynchronous electric motor is carried out in the same way, only at first the characteristic of the pump with an asynchronous electric motor it is recalculated using the formula:

для расхода: Q1/Q0=(n1/n0) или Q1=Q0 (n1/n0);for flow: Q 1 / Q 0 = (n 1 / n 0 ) or Q 1 = Q 0 (n 1 / n 0 );

для напора:

Figure 00000001
или
Figure 00000002
;for pressure:
Figure 00000001
or
Figure 00000002
;

для мощности:

Figure 00000003
или
Figure 00000004
,for power:
Figure 00000003
or
Figure 00000004
,

где Q1, H1, N1, n1 - текущие значения расхода, напора, мощности, частоты вращения вала насоса, a Q0, H0, N0, n0 - соответственно их паспортные значения, вычисленные данные по системе передачи поступают на диспетчерский пункт в ЭВМ, содержащую соответствующую базу данных, с помощью которой производится вычисление всей необходимой информации по измерению и анализу расходов насосных агрегатов.where Q 1 , H 1 , N 1 , n 1 - current values of flow, pressure, power, speed of the pump shaft, and Q 0 , H 0 , N 0 , n 0 - respectively, their passport values, calculated data for the transmission system are received to a control room in a computer containing the appropriate database, with the help of which all the necessary information on the measurement and analysis of the costs of pumping units is calculated.

«Способ измерения массового расхода и плотности жидкости подаваемой центробежным электронасосом» (Патент 2119148 от 20.10.98), не содержит устройств для измерения температуры параметров насосной установки, датчиков контроля вибрации и других параметров, которые обеспечивают необходимый контроль. В рассматриваемой автоматизированной информационной системе предусмотрены все основные датчики для измерения и анализа в реальном масштабе времени всех основных показателей в работе насосных станций с центробежными электронасосами, таких как расход теплоносителя на магистральных насосных станциях - датчиками давления и датчиками мощности, система, объединяющая выходы всех датчиков с информационным центром, содержащим ЭВМ и базу данных по измеряемым параметрам, используя которые вычисляется мощность, действующая на валу каждого насоса, путем умножения мощности, потребляемой из сети Pc, на коэффициент полезного действия электродвигателя ηэк, вычисляется давление р, создаваемое насосом, путем вычитания из давления на выходе насоса рвых давления на его входе рвх, по паспортным данным вычисляется значение расходного коэффициента М0 при нулевом расходе в начале рабочих характеристик путем деления мощности N0 на давление р0, экспериментально определяется эксплуатационный коэффициент ηэк при работе насоса на закрытую задвижку путем умножения результата деления мощности N0 на давление р0 при работе насоса на закрытую задвижку, взятые из рабочих характеристик насоса, результат деления измеренного значения давления p01 на измеренное значение мощности на валу насоса N01, по эксплуатационному коэффициенту ηэк. Отклонения мощности ±ΔN и давления ±Δр от номинальных значений и во всем диапазоне паспортных характеристик добавляются к рабочим характеристикам насоса по мощности N±ΔN и давлению р±Δp, вычисляются во всем диапазоне по паспортным данным расчетный расходный коэффициент Мр без коэффициента сходимости K путем умножения результата деления мощности N±ΔN на значение давления р±Δр, на эксплуатационный коэффициент ηэк минус значение расходного коэффициента М0, строим график зависимости паспортного расходного коэффициента M от расчетного Мр расходного коэффициента M=f(Mp), в период измерения по вычисленному значению Мр по характеристике M=f(Mp) определяются действительный расходный коэффициент M, а по графику Q=f(M) определяется объемный расход Q с использованием коэффициента сходимости K, который определяется во всем диапазоне характеристик путем деления номинального паспортного расходного коэффициента Мн на расчетный расходный коэффициент Мр по формуле:“A method of measuring the mass flow rate and density of a liquid supplied by a centrifugal electric pump” (Patent 2119148 from 10.20.98), does not contain devices for measuring the temperature of the parameters of the pumping unit, vibration control sensors and other parameters that provide the necessary control. The automated information system under consideration provides all the main sensors for measuring and analyzing in real time all the main indicators in the operation of pumping stations with centrifugal electric pumps, such as the coolant flow at main pumping stations - pressure sensors and power sensors, a system that combines the outputs of all sensors with an information center containing a computer and a database of measured parameters, using which the power acting on the shaft of each of us is calculated wasp, by multiplying the power consumed from the network P c, on the efficiency of the motor η eq is calculated pressure p generated by the pump, by subtracting the pressure at the pump outlet p O pressure at its input p Rin at passport data calculated value consumable coefficient M 0 at zero flow at the beginning of the performance by dividing the power N 0 on the pressure p 0, the experimentally determined service factor η eq of the pump to a closed valve by multiplying the result of dividing mo NOSTA N 0 on the pressure p 0 of the pump of the closed valve, taken from the pump performance, the result of dividing the measured pressure values p 01 the measured power value for N pump shaft 01, on operational coefficient η eq. Deviations of power ± ΔN and pressure ± Δр from the nominal values and in the entire range of nameplate characteristics are added to the pump performance in terms of power N ± ΔN and pressure p ± Δp, calculated in the whole range of passport data, the calculated flow coefficient M p without convergence coefficient K by multiplying the result of dividing the power N ± ΔN by the pressure value p ± Δp, by the operating coefficient η ek minus the value of the consumption coefficient M 0 , we build a graph of the dependence of the passport expenditure coefficient M on the calculated M p Consumables coefficient M = f (M p), in the measurement period based on the calculated value M p characterization M = f (M p) are determined valid consumable factor M, and the graph Q = f (M) determined by the volumetric flow rate Q using the convergence coefficient K, which is determined over the entire range of characteristics by dividing the nominal passport expenditure coefficient M n by the estimated expenditure coefficient M r according to the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где Мн, Nн, рн, No, ро - номинальные значения величин, которые берутся из рабочих характеристик данного насоса, при вычисленном значении эксплуатационного коэффициента ηэк и величина отклонения этих значений ±Δр, ±ΔN от паспортных при испытании насоса на закрытую задвижку, и строятся графики ηэк=f(К), К=f(Mp), или К=Мнр, по найденному значению К вычисляется расходный коэффициент M по формуле путем деления коэффициента сходимости K на расчетный расходный коэффициент Мр, по вычисленному значению расходного коэффициента по расходной характеристике Q=f(Mp) вычисляется объемный расход Q, по напорной характеристике H-Q вычисляется при вычисленном значении расхода действительный напор H, а по нему - плотность p перекачиваемой жидкости путем деления действующего давления, создаваемого насосом, на действующий расчетный напор H, и коэффициент g, вычисляется коэффициент полезного действия насоса путем умножения давления на результат деления расхода на мощность, вычисленные данные по системе передачи поступают на диспетчерский пункт в ЭВМ, содержащую соответствующую базу данных, с помощью которой производится вычисление всей необходимой информации для измерения и анализа в реальном масштабе времени основных показателей работы насосных установок. Автоматизированная информационная система обеспечивает непрерывный контроль за работой каждой насосной установки путем непрерывного измерения и анализа в реальном масштабе времени объемного и массового расхода жидкостиwhere M n , N n , r n , N o , p o are the nominal values of the quantities that are taken from the operating characteristics of the pump, with the calculated value of the operating coefficient η ek and the deviation of these values ± Δp, ± ΔN from the passport when testing the pump to a closed valve, and graphs are constructed η ec = f (K), K = f (M p ), or K = M n / M p , the found coefficient K is used to calculate the expenditure coefficient M by the formula by dividing the convergence coefficient K by the calculated ratio M p, the calculated value of a supply flow rate of the characteristic line providers Q = f (M p) is computed volumetric flow rate Q, at a pressure characteristic HQ calculated at the calculated flowrate actual head H, and through it - p the density of the pumped liquid by dividing the differential pressure created by the pump, to a valid design head H, and the coefficient g, the pump efficiency is calculated by multiplying the pressure by the result of dividing the flow rate by the power, the calculated data for the transmission system are sent to the control room in a computer containing the corresponding database, with omoschyu which are computed with all the necessary information to measure and analyze real-time key performance indicators pumping systems. An automated information system provides continuous monitoring of the operation of each pump unit by continuously measuring and analyzing in real time the volumetric and mass flow rates of liquids

На чертежах представлены:The drawings show:

Фиг.1. Схема расположения насосных станций системы теплоснабжения г.Самары.Figure 1. The layout of the pumping stations of the heating system in Samara.

Фиг.2. Рабочие характеристики насоса Д1600-90 при n=1450 об/мин с диаметром рабочих колес D=540 мм с приводом от асинхронного электродвигателя.Figure 2. Performance characteristics of the pump D1600-90 at n = 1450 rpm with impeller diameter D = 540 mm driven by an asynchronous electric motor.

Фиг.3. Пересчитанные рабочие чертежи насоса Д1600-90 при n=1450 об/мин с диаметром рабочего колеса D=540 мм с приводом от асинхронного электродвигателя.Figure 3. Recalculated working drawings of the pump D1600-90 at n = 1450 rpm with an impeller diameter of D = 540 mm driven by an asynchronous electric motor.

Фиг.4. Рабочие характеристики насоса Д1600-90 при n=1450 об/мин с диаметром рабочего колеса D=540 мм с приводом от асинхронного электродвигателя при отклонении параметров насоса от паспортных значений.Figure 4. Performance characteristics of the D1600-90 pump at n = 1450 rpm with an impeller diameter D = 540 mm driven by an asynchronous electric motor when the pump parameters deviate from the rated values.

Фиг.5. Графики определения коэффициента сходимости K от эксплуатационного коэффициента ηэк.Figure 5. Graphs for determining the coefficient of convergence K from the operational coefficient η ec .

Фиг.6. График расхода теплоносителя на насосной станции №1.6. The graph of the flow of coolant at the pumping station No. 1.

Фиг.7. График расхода теплоносителя на насосной станции №6.7. The graph of the flow of coolant at the pumping station No. 6.

Фиг.8. Графики давления на насосной станции №6.Fig. 8. Pressure graphs at pumping station No. 6.

Фиг.9. График расхода теплоносителя по насосной станции №11.Fig.9. Schedule of coolant flow rate at pumping station No. 11.

Фиг.10. Графики давления на насосной станции №11.Figure 10. Pressure graphs at pump station No. 11.

Фиг.11. График расхода теплоносителя на насосной станции №12.11. The graph of the flow of coolant at the pumping station No. 12.

Фиг.12. График расхода теплоносителя на насосной станции №13.Fig. 12. The graph of the flow of coolant at the pumping station No. 13.

Фиг.13. Общий вид диспетчерского пункта Самарских тепловых сетей.Fig.13. General view of the control center of the Samara heating networks.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. В рассматриваемой автоматизированной системе предусматривается использование в качестве расходомера непосредственно работающую насосную установку, рабочие характеристики которой показаны на фиг.2, а пересчитанная рабочая характеристика вместе с новой расходной характеристикой дана на фиг.3, при этом для измерения расхода необходимо только измерять давление, создаваемое насосом р в рабочем режиме, и активную мощность N на валу насоса и чрез определенное время активную мощность N0 и давление р0, создаваемое насосом при закрытой задвижке на его выходе.Information confirming the possibility of carrying out the invention. The automated system under consideration provides for the use of a directly operating pumping unit as a flowmeter, the operating characteristics of which are shown in Fig. 2, and the recalculated operating characteristics together with a new flow-rate characteristic are given in Fig. 3, while to measure the flow it is only necessary to measure the pressure created by the pump p in operating mode, and the active power N on the pump shaft and after a certain time the active power N 0 and pressure p 0 created by the pump with the valve closed e at its exit.

Для построения рабочих характеристик насоса с приводом от асинхронного электродвигателя необходимо вначале делать пересчет характеристик в зависимости от частоты вращения вала насоса по формулам приведения:To build the operating characteristics of a pump driven by an induction motor, it is first necessary to recalculate the characteristics depending on the frequency of rotation of the pump shaft according to the reduction formulas:

для расхода

Figure 00000006
for flow
Figure 00000006

для напора

Figure 00000007
for pressure
Figure 00000007

для мощности

Figure 00000008
for power
Figure 00000008

где Q1, H1, N1, n1 - текущие значения расхода, мощности, напора, частоты вращения, a Q0, H0, N0, n0 - соответственно их паспортные значения при холостом ходе насоса, например 1500, 3000 об/мин.where Q 1 , H 1 , N 1 , n 1 - current values of flow, power, pressure, speed, a Q 0 , H 0 , N 0 , n 0 - respectively, their passport values at idle pump, for example 1500, 3000 rpm

Паспортная характеристика насоса выдается заводом-изготовителем. Однако в процессе эксплуатации насосных установок, их ремонта и разных условий эксплуатации действительные характеристики могут отличаться от паспортных. В связи с этим характеристики насоса, полученные после ремонта насоса и возможной замены некоторых его узлов, называются базовыми, с которыми в дальнейшем сравниваются характеристики, получаемые при текущей эксплуатации насосного агрегата. Характеристики, полученные в процессе эксплуатации насоса, называются текущими. Изменение частоты вращения асинхронного электродвигателя в процессе его работы, начиная от его работы на холостом ходу n0 до работы насоса при его номинальной паспортной производительности с частотой nн:The passport characteristic of the pump is issued by the manufacturer. However, during the operation of the pumping units, their repair and different operating conditions, the actual characteristics may differ from the passport ones. In this regard, the characteristics of the pump obtained after the repair of the pump and the possible replacement of some of its components are called basic, with which later the characteristics obtained during the current operation of the pump unit are compared. The characteristics obtained during the operation of the pump are called current. Changing the speed of an asynchronous electric motor during its operation, from its idling n 0 to the pump at its rated rated capacity with frequency n n :

n=n0-nн, об/мин.n = n 0 -n n , rpm

Для рассматриваемого насоса Д1600-90 при n=1450 об/мин с диаметром рабочего колеса D=540 мм и приводом от асинхронного электродвигателяFor the pump D1600-90 under consideration at n = 1450 rpm with an impeller diameter D = 540 mm and a drive from an induction motor

np=1500-1450=50, об/мин.n p = 1500-1450 = 50, rev / min.

Для определения частоты вращения вала насоса электродвигателя на 1 кВт мощности берем значение мощности на валу насоса P2 при его номинальной частоте вращения, тогда расчетная частота nр будет равнаTo determine the frequency of rotation of the pump shaft of the electric motor per 1 kW of power, we take the value of the power on the pump shaft P 2 at its rated speed, then the calculated frequency n p will be equal to

Figure 00000009
Figure 00000009

В нашем примере при nн=1450 об/мин при мощности, равной 500 кВтIn our example, when n n = 1450 rpm at a power of 500 kW

Figure 00000010
Figure 00000010

Затем каждое значение мощности N при определенном расходе умножаем на np и отнимаем полученное значение от значения частоты вращения при холостом ходе электродвигателя n0.Then each power value N at a certain flow rate is multiplied by n p and subtract the obtained value from the value of the rotational speed at idle of the electric motor n 0 .

n=n0-(np·N).n = n 0 - (n p · N).

В нашем случае пример вычисления текущих значений числа оборотов для различной мощности дан ниже:In our case, an example of calculating the current values of the speed for various power is given below:

n0=1500-(220·0,101)=1500-22,22=1477,78, об/мин.n 0 = 1500- (220 · 0.101) = 1500-22.22 = 1477.78, rpm

n1=1500-(250·0,101)=1500-25,25=1474,75, об/мин.n 1 = 1500- (250 · 0.101) = 1500-25.25 = 1474.75, rpm

nн=1500-(495·0,101)=1500-49,995=1450,0, об/мин.n n = 1500- (495 · 0.101) = 1500-49.995 = 1450.0, rpm

Далее находим отношение n1/n0, где n1 - текущее значение числа оборотов вала насоса, n0=1500 об/ мин - значение числа оборотов вала насоса при холостом его ходе взятые из паспортной его характеристики. Определяем для примера n1/n0 по трем значениям рабочей характеристики насоса:Next, we find the ratio n 1 / n 0 , where n 1 is the current value of the number of revolutions of the pump shaft, n 0 = 1500 rpm is the value of the number of revolutions of the pump shaft when idling, taken from its nameplate characteristics. For example, we determine n 1 / n 0 according to three values of the pump performance:

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
Figure 00000013

Определяем для примера расчетный расход Q*:For example, we determine the estimated flow rate Q *:

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000016

Определяем для примера

Figure 00000017
по трем рабочим характеристикам насоса:Defined for example
Figure 00000017
according to three pump performance characteristics:

Figure 00000018
Figure 00000018

Figure 00000019
Figure 00000019

Figure 00000020
Figure 00000020

Определяем расчетный напор Н*:Determine the design pressure N *:

Figure 00000021
Figure 00000021

Figure 00000022
Figure 00000022

Figure 00000023
Figure 00000023

Определяем для примера (n1/n0)3 по трем рабочим характеристикам насоса:For example, we determine (n 1 / n 0 ) 3 according to three pump performance characteristics:

Figure 00000024
Figure 00000024

Figure 00000025
Figure 00000025

Figure 00000026
Figure 00000026

Определяем расчетное значение N*:We determine the calculated value of N *:

Figure 00000027
Figure 00000027

Figure 00000028
Figure 00000028

Figure 00000029
Figure 00000029

Определяем давление p по трем точкам пересчитанной рабочей характеристики:We determine the pressure p at three points of the recalculated operating characteristic:

р0=ρ·g·H0·10-6=998,8·9,81·108,37=1,06185, МПа,p 0 = ρ · g · H 0 · 10 -6 = 998.8 · 9.81 · 108.37 = 1.06185, MPa,

p1=ρ·g·H1·10-6=998,8·9,81·104=1,019, МПа,p 1 = ρ · g · H 1 · 10 -6 = 998.8 · 9.81 · 104 = 1.019, MPa,

рн=ρ·g·Hн·10-6=998,8·9,81·83,17=0,8149, МПа.p n = ρ · g · H n · 10 -6 = 998.8 · 9.81 · 83.17 = 0.8149, MPa.

Полученные расчетные данные по числу оборотов вала, насоса, расходу, напору и мощности помещаем в таблицу 1.The calculated data on the number of revolutions of the shaft, pump, flow, pressure and power are placed in table 1.

Таблица 1Table 1 Расчетные данные по насосу Д1600-90 при n=1450 об/мин с диаметром рабочего колеса D=540 мм с приводом от асинхронного электродвигателяThe calculated data for the pump D1600-90 at n = 1450 rpm with the impeller diameter D = 540 mm driven by an asynchronous electric motor Qн м3Q n m 3 / h Nн, кВтN n kW Нн, нN n n n1 об/минn 1 rpm Q*=Q-n1/n0 Q * = Qn 1 / n 0 Н*=Н·(n1/n0)2 H * = H * (n 1 / n 0 ) 2 N*=N·(n1/n0)3 N * = N · (n 1 / n 0 ) 3 p, МПаp, MPa M, кВт/МПаM, kW / MPa 00 220220 110110 1477,781477.78 00 108,37108.37 210,37210.37 1,061851,06185 198,1-198,1198.1-198.1 200200 250250 108108 1474,751474.75 196,63196.63 104,0104.0 237,4237.4 1,0191.019 34,9434.94 400400 280280 107107 1471,721471.72 392,44392.44 103,0103.0 274,72274.72 1,00921,0092 76,176.1 600600 320320 106106 1467,281467.28 586,92586.92 101,43101.43 299,52299.52 0,99380.9938 103,29103.29 800800 355355 105105 1464,151464.15 780,88780.88 100,041100,041 330,15330.15 0,980.98 138,79138.79 10001000 390390 104104 1460,611460.61 973,7973.7 98,2698.26 360,046360,046 0,9630.963 175,78175.78 12001200 425425 102102 1457,071457.07 1165,651165.65 96,2596.25 389,54389.54 0,9430.943 215,0215.0 14001400 455455 9393 1454,041454.04 1357,11357.1 87,3987.39 414,441414,441 0,8560.856 286286 16001600 495495 8989 1450,01450.0 1546,721546.72 83,1783.17 447,16447.16 0,81490.8149 350,63350.63 18001800 530530 8080 1446,471446.47 1735,761735.76 74,3974.39 475,24475.24 0,7290.729 453,8453.8

В таблице 1 число оборотов меняется от нагрузки - n1 текущие обороты, n0 - паспортные значения насоса при номинальной частоте при холостом ходу. В данном случае n0=1500 об/мин.In table 1, the number of revolutions varies with the load - n 1 current revolutions, n 0 - passport values of the pump at the rated frequency at idle. In this case, n 0 = 1500 rpm.

Расчетная частота равна -The calculated frequency is -

В данном примере эксплуатационный коэффициент ηэк и коэффициент сходимости K равны нулю.In this example, the operational coefficient η ek and the convergence coefficient K are equal to zero.

При использовании асинхронного электродвигателя для привода насоса расходный коэффициент M вычисляется по обычной формулеWhen using an induction motor to drive the pump, the flow coefficient M is calculated by the usual formula

Figure 00000030
Figure 00000030

при этом никаких пересчетов мощности, давления и расхода не делается, так как они автоматически меняются в процессе измерения. Пример расчета расходного коэффициента M:however, no recalculations of power, pressure and flow are made, since they automatically change during the measurement. An example of calculating the expense coefficient M:

Figure 00000031
Figure 00000031

Figure 00000032
Figure 00000032

Figure 00000033
Figure 00000033

В результате анализа можно сделать вывод, что при использовании асинхронного электродвигателя в качестве привода насоса изменение его частоты вращения вала от нагрузки учитывается пересчетной характеристикой и, следовательно, никаких дополнительных расчетов в процессе измерения расхода делать не надо. Данные для построения графиков даны в таблицах 2 и 3.As a result of the analysis, it can be concluded that when using an asynchronous electric motor as a pump drive, the change in its shaft speed from the load is taken into account by the conversion characteristic and, therefore, no additional calculations should be made during the flow measurement. Data for graphing are given in tables 2 and 3.

Таблица 2table 2 Данные, предназначенные для построения графиков по насосу Д1600-90 при n=1450 об/мин с диаметром рабочего колеса D=540 мм с приводом от асинхронного электродвигателяData for plotting the D1600-90 pump at n = 1450 rpm with impeller diameter D = 540 mm driven by an induction motor *, n1/n0 *, n 1 / n 0 КПД, %Efficiency% Н*, (n1/n0)2 H *, (n 1 / n 0) 2 N*, (n1/n0)3 N *, (n 1 / n 0 ) 3 p, Паp, Pa M, кВт/МПаM, kW / MPa 00 00 108,37108.37 220220 1,061851,06185 198,1-198,1198.1-198.1 196,63196.63 30thirty 104,0104.0 250250 1,0191.019 34,9434.94 392,44392.44 50fifty 103,0103.0 280280 1,00921,0092 76,176.1 586,92586.92 6060 101,43101.43 320320 0,99,380.99.38 103,29103.29 780,88780.88 7070 100,041100,041 355355 0,980.98 138,79138.79 973,7973.7 7676 98,2698.26 390390 0,9630.963 175,78175.78 1165,651165.65 8383 96,2596.25 425425 0,9430.943 215,0215.0 1357,11357.1 8585 87,3987.39 455455 0,8560.856 286286 1546,721546.72 8585 83,1783.17 495495 0,81490.8149 350,63350.63 1735,761735.76 7878 74,3974.39 530530 0,7290.729 453,8453.8

Таблица 3Table 3 Подготовленные для построения графиков рабочие характеристики насоса Д1600-90 при n=1450 об/мин с диаметром рабочего колеса D=540. мм. с приводом от асинхронного электродвигателяThe performance characteristics of the D1600-90 pump prepared for plotting at n = 1450 rpm with the impeller diameter D = 540. mm driven by an induction motor Q*, n1/n0 Q *, n 1 / n 0 КПД, %Efficiency% Н*, (n1/n0)2 H *, (n 1 / n 0 ) 2 N*, x5 (n1/n0)3 N *, x5 (n 1 / n 0 ) 3 р, /100 МПаp, / 100 MPa M, х5 кВт/МПаM, x5 kW / MPa 00 00 108,37108.37 42,0742.07 106,185106,185 0,00,0 196,63196.63 30thirty 104,0104.0 52,9252.92 101,9101.9 12,3112.31 392,44392.44 50fifty 103,0103.0 54,9454.94 100,92100.92 15,2215.22 586,92586.92 6060 101,43101.43 59,959.9 99,3899.38 21,6621.66 780,88780.88 7070 100,041100,041 66,0366.03 9898 27,7627.76 973,7973.7 7676 98,2698.26 72,0172.01 96,396.3 35,1635.16 1165,651165.65 8383 96,2596.25 77,9177.91 94,394.3 43,043.0 1357,11357.1 8585 87,3987.39 82,8882.88 85,685.6 57,257.2 1546,721546.72 8585 83,1783.17 89,4389.43 81,4981.49 70,1770.17 1735,761735.76 7878 74,3974.39 95,0595.05 72,972.9 90,7690.76

Математическое описание графиков, показанных на фиг.3:The mathematical description of the graphs shown in figure 3:

N=1E-4Е Q3-4Е-06 Q2+0,0326 Q+42,32, кВт. Мощность.N = 1E-4E Q 3 -4E-06 Q 2 +0,0326 Q + 42.32, kW. Power.

M=2Е-48 Q3-4Е-05 Q2+0,0545 Q-0,4572, кВт/МПа. Расход, коэф.M = 2E-48 Q 3 -4E-05 Q 2 +0.0545 Q-0.4572, kW / MPa. Consumption, coefficient.

p=4Е-08 Q3+1E-45 Q2-0,01 Q+105,22, МПа. Давление.p = 4E-08 Q 3 + 1E-45 Q 2 -0.01 Q + 105.22, MPa. Pressure.

H=-4Е-08 Q3+1E-05 Q2-0,0111 Q+103,55, м. Напор.H = -4E-08 Q 3 + 1E-05 Q 2 -0,0111 Q + 103.55, m.

КПД=1E-48 Q3-1Е-05 Q2+0,1433 Q+2,2061, %. КПД.Efficiency = 1E-48 Q 3 -1E-05 Q 2 +0.1433 Q + 2.2061,%. Efficiency.

Приведем расчет параметров насоса Д1600-90 при n=1450 об/мин с диаметром рабочего колеса D=540 мм с приводом от асинхронного электродвигателя при их не соответствии с паспортными данными, по мощности больше на 10 кВт и давлению больше на 0,2 МПа, которые учтены в таблице 4.We will calculate the parameters of the D1600-90 pump at n = 1450 rpm with the impeller diameter D = 540 mm driven by an asynchronous electric motor if they do not comply with the rating data, the power is 10 kW more and the pressure 0.2 MPa more which are considered in table 4.

Таблица 4Table 4 Параметры насоса Д1600-90 при n=1450 об/мин с диаметром рабочего колеса D=540. мм с приводом от асинхронного электродвигателя при отклонении от паспортными данныхPump parameters D1600-90 at n = 1450 rpm with impeller diameter D = 540. mm driven by an induction motor when deviating from the passport data Q*, м3/часQ *, m3 / hour H* мH * m N*, x5 кВтN *, x5 kW р, /100 МПаp, / 100 MPa M, x5 кВт/МПаM, x5 kW / MPa КПД, %Efficiency% 00 108,37108.37 46,0746.07 126,185126,185 00 00 196,63196.63 104,0104.0 51,4851.48 121,9121.9 12,3112.31 3737 392,44392.44 103,0103.0 58,9558.95 120,92120.92 15,2215.22 4747 586,92586.92 101,43101.43 63,963.9 119,38119.38 21,6621.66 6060 780,88780.88 100,041100,041 70,0370.03 118118 27,7627.76 7070 973,7973.7 98,2698.26 76,0176.01 116,3116.3 35,1635.16 7575 1165,651165.65 96,2596.25 81,9181.91 143143 43,043.0 8484 1357,11357.1 87,3987.39 86,8986.89 105,6105.6 57,257.2 8686 1546,721546.72 83,1783.17 93,4393.43 101,49101.49 70,1770.17 8484 1735,761735.76 74,3974.39 95,0595.05 72,972.9 90,7690.76 7777

По данным таблицы 4 построим графики.According to table 4, we construct graphs.

Математическое описание графиков показанных на фиг.2 и в таблице 3:The mathematical description of the graphs shown in figure 2 and in table 3:

М=2Е-08×3-3E-05×2+0,0494x+0,1131, кВт/МПа. Расход, коэф.M = 2E-08 × 3-3E-05 × 2 + 0.0494x + 0.1131, kW / MPa. Consumption, coefficient.

N=2Е-09×3-5Е-06×2+0,0327х+42,62, кВт. Мощность.N = 2E-09 × 3-5E-06 × 2 + 0.0327x + 42.62, kW. Power.

Н=-1Е-08×3+2Е-05×2-0,0189х+125,97, м. Напор.N = -1E-08 × 3 + 2E-05 × 2-0.0189x + 125.97, m. Head.

p=-1Е-08×3+2Е-05×2-0,0177х+107,78, МПа. Давление.p = -1E-08 × 3 + 2E-05 × 2-0.0177x + 107.78, MPa. Pressure.

КПД=7Е-09×3-7Е-05×2+0,1349x+2,4117, %. КПД.Efficiency = 7E-09 × 3-7E-05 × 2 + 0.1349x + 2.4117,%. Efficiency.

6. Пример выполнения расчетов рабочих характеристик насоса при наличии несоответствия текущей рабочей характеристики с паспортной, с приводом насоса от асинхронного электродвигателя.6. An example of calculating the pump’s operating characteristics if there is a discrepancy between the current operating data and the passport rating, with the pump driven by an induction motor.

Основные несоответствия по мощности и давлению составляют - по мощности +10 кВт, по давлению +0,1 МПа. Для этого режима работы характеристики насоса Д1600-90 при n=1450, об/мин с диаметром рабочего колеса D2=540 мм даны в таблице 4 и на графике фиг.4.The main discrepancies in power and pressure are +10 kW in power and +0.1 MPa in pressure. For this operating mode, the characteristics of the pump D1600-90 at n = 1450, rpm with the impeller diameter D 2 = 540 mm are given in table 4 and in the graph of figure 4.

1. Определяем эксплуатационный коэффициент ηэк 1. Determine the service factor η eq

Figure 00000034
Figure 00000034

2. Вычисляем коэффициент сходимости К для асинхронного электродвигателя2. Calculate the coefficient of convergence K for an induction motor

Касин=-0,6385ηэк+1,7007.K asin = -0.6385η eq +1.7007.

Касин=-0,6385·1,085+1,7007=1,0622,K asin = -0.63851085 + 1.7007 = 1.0622,

или расчетным путем по формуле, или по графику фиг.5:or by calculation according to the formula, or according to the graph of figure 5:

Figure 00000035
Figure 00000035

где Мн, Nн, рн, No, po - номинальные значения величин, которые берутся по графику, показанному на фиг.2, из рабочих характеристик данного насоса, при вычисленном значении эксплуатационного коэффициента ηэк и величинах отклонения этих значений ±Δp, ±ΔN от паспортных при испытании насоса на закрытую задвижку.where M n , N n , r n , N o , p o are the nominal values of the values that are taken according to the graph shown in figure 2, from the operating characteristics of this pump, with the calculated value of the operating coefficient η ek and the deviation values of these values ± Δp, ± ΔN from the passport when testing the pump for a closed valve.

3. Вычисляем расходный коэффициент M3. Calculate the expense coefficient M

Figure 00000036
Figure 00000036

Figure 00000037
Figure 00000037

4. Вычисляем расход Q4. Calculate the flow rate Q

Figure 00000038
Figure 00000038

Из таблицы подставляем значения расхода и эксплуатационного коэффициента в формулуFrom the table, we substitute the values of flow rate and operating coefficient in the formula

Figure 00000039
Figure 00000039

5. Вычисляем разницу в расходе ΔQ с отклонением от паспортного значения.5. Calculate the difference in flow rate ΔQ with deviation from the passport value.

Разница в расходе ΔQ=Q-Qэк=1735,71-1586,65=149,11, м3The difference in the flow rate ΔQ = QQ = 1735,71-1586,65 eq = 149.11 m 3 / h

На разницу расхода 149,11,м3/ч повлияло изменение эксплуатационного коэффициента за счет отклонений параметров насоса от паспортных значений.The difference in flow rate of 149.11, m 3 / h was affected by a change in the operating coefficient due to deviations of the pump parameters from the certified values.

6. Вычисляем плотность перекачиваемой жидкости6. Calculate the density of the pumped liquid

Для этого при вычисленном расходе и соответственно ему действующего давления по рабочим характеристикам находим значение напора. Вычисляем плотность жидкости по формуле:To do this, with the calculated flow rate and, accordingly, the effective pressure, we find the pressure value from the operating characteristics. We calculate the density of the liquid by the formula:

Figure 00000040
Figure 00000040

В нашем примере при расходе 1546,72 м3/час и давлении 1,0149 МПа напор равен Н=83,17, м.In our example, at a flow rate of 1546.72 m 3 / h and a pressure of 1.0149 MPa, the head is H = 83.17, m.

Figure 00000041
Figure 00000041

Это соответствует действительным данным.This corresponds to the actual data.

7. Вычисляем массовый расход жидкости.7. Calculate the mass flow rate of the liquid.

Он равен Qм=ρ·Q·10-3 т/ч, где Qм т/ч - расход массовый и Q м3/ч - расход объемный, ρ, кг/м3 - вычисленное.It is equal to Q m = ρ · Q · 10 -3 t / h, where Q m t / h - mass flow rate and Q m 3 / h - volumetric flow rate, ρ, kg / m 3 - calculated.

В нашем случае Qм=1546,72·1243,9·10-3=1924, т/ч.In our case, Q m = 1546.72 · 1243.9 · 10 -3 = 1924, t / h.

Это соответствует реальному значению массового расхода.This corresponds to the actual mass flow rate.

8. Вычисляем текущее значение КПД насоса.8. We calculate the current value of the pump efficiency.

Вычисление КПД насоса делается по формуле:The calculation of the efficiency of the pump is done according to the formula:

КПД=p·Q·106/(102·3600 Nн), %, здесь давление р, кГ/см2, Efficiency = p · Q · 10 6 / (102 · 3600 N n ),%, here the pressure is p, kg / cm 2 ,

КПД=p·Q·105/(3600 Nн), %, здесь давление р, МПа.Efficiency = p · Q · 10 5 / (3600 N n ),%, here the pressure is p, MPa.

В нашем примере при р=1,0149 МПа, КПД=1,0149·1546,72·105/(3600·467,16)=93.34 %. Это значение КПД близко стоит к действительному значению.In our example, at p = 1.0149 MPa, efficiency = 1.0149 · 1546.72 · 10 5 /(3600 · 467.16) = 93.34%. This efficiency value is close to the actual value.

9. Вычисляем мощность, потребляемую насосом из сети:9. We calculate the power consumed by the pump from the network:

Figure 00000042
Figure 00000042

где ηэд - КПД электродвигателя равный 97, %.where η ed - the efficiency of the electric motor is equal to 97,%.

Figure 00000043
Figure 00000043

Рассмотренная автоматизированная информационная система внедрена в Самарских тепловых сетях в 1998 году на шести центральных насосных станциях №1.5, 6, 11, 12, 13, получаемая информация по каждой насосной стации в виде расхода и давления дана на графиках фиг.6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, которые подаются на диспетчерский пункт, показанный на фиг.13. Знание расхода и давления обеспечивают определение КПД насосных агрегатов. В результате малейшего отклонения КПД от нормы принимались тут же необходимые меры по восстановлению КПД, что не допускало перерасход электроэнергии. В процессе эксплуатации системы делались многократные испытания по сопоставлению получаемых данных с показаниями ультразвуковых. Пример таких сравнительных испытаний дан в прилагаемой таблице №5The considered automated information system was introduced in Samara heating networks in 1998 at six central pumping stations No. 1.5, 6, 11, 12, 13, the information obtained for each pump station in the form of flow and pressure is given in the graphs of Figures 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, which are served at the control room shown in Fig.13. Knowledge of flow rate and pressure determine the efficiency of pumping units. As a result of the slightest deviation of the efficiency from the norm, the necessary measures were immediately taken to restore the efficiency, which did not allow an excessive consumption of electricity. During the operation of the system, multiple tests were made to compare the data obtained with ultrasound readings. An example of such comparative tests is given in the attached table No. 5

Таблица 5Table 5 Время Суток, часTime Day, hour Расход, м3/час УльтразвукConsumption, m 3 / h Ultrasound Расход, м3/час Метод по патентуConsumption, m 3 / h Patent method Время сутокTimes of Day Расход, м3/час УльтразвукConsumption, m 3 / h Ultrasound Расход. м3/час Метод по патентуConsumption. m 3 / h Patent method 8-008-00 596596 627.03627.03 22-0022-00 592,96592.96 586,3586.3 9-009-00 620,3620.3 620.37620.37 23-0023-00 592,22592.22 595.9595.9 10-0010-00 595,18595.18 607,78607.78 0-000-00 590590 615,18615.18 11-0011-00 580,37580.37 601,18601.18 1-001-00 600,37600.37 613.7613.7 12-0012-00 598,18598.18 607,78607.78 2-002-00 607,37607.37 612,96612.96 13-0013-00 587,03587.03 616.67616.67 3-003-00 604,81604.81 607,03607.03 14-0014-00 584,07584.07 607,78607.78 4-004-00 605,55605.55 625,92625.92 15-0015-00 592,22592.22 598,9598.9 5-005-00 607,78607.78 595,18595.18 16-0016-00 591,48591.48 598,9598.9 6-006-00 590.74590.74 587.03587.03 17-0017-00 589,26589.26 598,9598.9 7-007-00 584584 579,63579.63 18-0018-00 585,55585.55 592,22592.22 8-008-00 586,3586.3 605,15605.15 19-0019-00 586,29586.29 592,96592.96 ИтогоTotal 14846,1414846.14 15072.4815072.48 20-0020-00 567,8567.8 591,48591.48 ИтолоItolo 593,84593.84 602,9602.9 21-0021-00 590590 587.03587.03

Среднее, измеренное двумя методами, значение расхода равно 598,37 м3/ч. Среднее значение разницы в полученных данных по измерению расхода составляет ±0,75%. Если считать, что в этом виноваты оба метода, то среднюю разницу в результатах измерения можно принять равной ±0,37%.The average measured by two methods, the flow rate is 598.37 m 3 / h. The average value of the difference in the obtained data on the flow measurement is ± 0.75%. If we assume that both methods are to blame for this, then the average difference in the measurement results can be assumed to be ± 0.37%.

За весь период экспериментальной работы рассматриваемой автоматизированной информационной системы не было ни одного случая выхода ее из строя. Это говорит о том, что имеется гарантия внедрения данной системы во всех сетях теплоснабжения предприятий, в городах и сельских населенных пунктах России.Over the entire period of the experimental work of the automated information system under consideration, there was not a single case of its failure. This suggests that there is a guarantee of the implementation of this system in all heat supply networks of enterprises, in cities and rural settlements of Russia.

Claims (1)

Автоматизированная информационная система для измерения и анализа в реальном масштабе времени расхода теплоносителя на магистральных насосных станциях тепловых сетей, содержащая насосные станции с датчиками давления, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена датчиками мощности и системой передачи данных, объединяющей выходы всех датчиков с информационным центром, содержащим ЭВМ и базу данных по давлению и мощности с измерением расхода теплоносителя с выдачей данных по расходу и давлению в цифровой и графической форме с использованием новой расходной характеристики, при этом работающий насосный агрегат одновременно является расходомером, в базу данных вводится пересчитанная рабочая характеристика насосного агрегата с учетом, когда в качестве привода используется синхронный электродвигатель или асинхронный электродвигатель, при котором рабочие характеристики предварительно пересчитываются по формулам приведения, при использовании синхронного электродвигателя по рабочим характеристикам вычисляется новая расходная характеристика M-Q с расходными коэффициентами М, для этого по паспортным данным по напору Н строится характеристика давления p-Q, при известной плотности жидкости р, при которой строится паспортная характеристика p-Q по формуле p=p·g·H·10-6 МПа, далее с использованием расхода вычисляются расходные коэффициенты М по всему диапазону расхода Q, а по ним расходная характеристика M-Q по формуле: М=(N/р)ηэк-(N00)K, где N, р - данные, взятые из паспортной характеристики; N0, p0 - мощность и давление при закрытой в течение одной минуты задвижке на выходе насоса, полученные экспериментально по формуле ηэк=(N0/p0)/(p01/N01), где N0, р0 - паспортные данные, и р01, N01 - экспериментальные данные, определяются действующие на валу каждого насоса N путем умножения мощности, потребляемой из сети Рс, на коэффициент полезного действия электродвигателя ηэд, отклонения мощности по вычисленному значению эксплуатационного коэффициента ηэк определяют отклонения от номинальных значений мощности ±ΔN, действующей на валу насоса при его работе на закрытую задвижку с нулевым расходом, и развиваемого им давления ±Δр и добавляют их к значениям мощности Nн±ΔN, давления развиваемого насосом рн±Δр при вычислении коэффициента сходимости K, который определяется при номинальном значении расхода путем деления паспортного расходного коэффициента Мн на расчетный расходный коэффициент Мр=((Nн±ΔN)/(рн±Δр))ηэк-(N00), по найденному значению K вычисляется расходный коэффициент М по формуле путем деления коэффициента сходимости K на расчетный расходный коэффициент; объемный расход Q, по напорной характеристике H-Q, вычисляется при вычисленном значении расхода Q действующего напора Н, а по Мр, по вычисленному значению расходного коэффициента М, по расходной характеристике Q=f(M) вычисляется плотность перекачиваемой жидкости р путем деления давления, создаваемого насосом при данном расходе, на действующий расчетный напор Н и коэффициент g, расчет расхода при приводе насоса от асинхронного электродвигателя производится аналогичным образом, только вначале характеристика насоса с асинхронным электродвигателем пересчитывается по формулам приведения:
для расхода: Q1/Q0=(n1/n0) или Q1=Q0 (n1/n0);
для напора:
Figure 00000001
или
Figure 00000002
;
для мощности:
Figure 00000003
или
Figure 00000004
,
где Q1, H1, N1, n1 - текущие значения расхода, напора, мощности, частоты вращения вала насоса, a Q0, Н0, N0, n0 - соответственно их паспортные значения, вычисленные данные по системе передачи поступают на диспетчерский пункт в ЭВМ, содержащую соответствующую базу данных, с помощью которой производится вычисление всей необходимой информации по измерению и анализу расходов насосных агрегатов.
An automated information system for measuring and analyzing in real time the flow of coolant at the main pumping stations of heating networks, containing pumping stations with pressure sensors, characterized in that it is additionally equipped with power sensors and a data transmission system that combines the outputs of all sensors with a data center containing A computer and a database of pressure and power with a measurement of the flow of coolant with the issuance of data on flow and pressure in digital and graphic form using by calling a new flow characteristic, while the working pump unit is simultaneously a flow meter, the recalculated operating characteristic of the pump unit is entered into the database, taking into account when a synchronous electric motor or an asynchronous electric motor is used as a drive, in which the operating characteristics are previously recalculated according to the reduction formulas, when using synchronous motor performance calculates a new MQ flow characteristic with consumable coefficients M ratios, for this, according to the passport data on pressure Н, the pressure characteristic pQ is constructed, at a known fluid density p, at which the passport characteristic pQ is built according to the formula p = p · g · H · 10 -6 MPa, then consumption coefficients are calculated using the flow rate M over the entire flow rate range Q, and according to them the flow characteristic MQ according to the formula: M = (N / p) η ek - (N 0 / p 0 ) K, where N, p are data taken from the passport characteristic; N 0 , p 0 - power and pressure with a shutter closed for one minute at the pump outlet, obtained experimentally by the formula η ec = (N 0 / p 0 ) / (p 01 / N 01 ), where N 0 , p 0 - passport data, and p 01 , N 01 - experimental data, determined acting on the shaft of each pump N by multiplying the power consumed from the network P s by the efficiency of the electric motor η ed , power deviations from the calculated value of the operational coefficient η ek determine deviations from rated power ± ΔN acting on the pump shaft and during operation of the closed valve with a zero flow rate and developed pressure they ± Ap and add them to the power values N n ± ΔN, the pressure developed by the pump P n ± Ap in calculating the convergence factor of K, which is determined at a nominal value of flow by dividing the passport of the expenditure coefficient M n to the calculated expenditure coefficient M p = ((N n ± ΔN) / (r n ± Δp)) η ek - (N 0 / p 0 ), the found coefficient K is used to calculate the expenditure coefficient M by the formula convergence K on the estimated expenditure coefficient; the volume flow rate Q, according to the pressure characteristic HQ, is calculated with the calculated value of the flow Q of the effective pressure H, and according to M p , the calculated value of the flow coefficient M, the flow characteristic Q = f (M) calculates the density of the pumped liquid p by dividing the pressure created pump at a given flow rate, to the current design head H and coefficient g, the calculation of the flow rate when the pump is driven by an asynchronous electric motor is carried out in a similar way, only at first the characteristic of the pump with an asynchronous electric motor Telem is recalculated using the formula:
for flow: Q 1 / Q 0 = (n 1 / n 0 ) or Q 1 = Q 0 (n 1 / n 0 );
for pressure:
Figure 00000001
or
Figure 00000002
;
for power:
Figure 00000003
or
Figure 00000004
,
where Q 1 , H 1 , N 1 , n 1 - current values of flow, pressure, power, speed of the pump shaft, and Q 0 , Н 0 , N 0 , n 0 - respectively, their passport values, calculated data for the transmission system are received to a control room in a computer containing the appropriate database, with the help of which all the necessary information on the measurement and analysis of the costs of pumping units is calculated.
RU2011130620/28A 2011-07-21 2011-07-21 Automated information system for measurement and analysis on real time basis of coolant flow rate on manifold pump stations RU2473048C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011130620/28A RU2473048C1 (en) 2011-07-21 2011-07-21 Automated information system for measurement and analysis on real time basis of coolant flow rate on manifold pump stations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011130620/28A RU2473048C1 (en) 2011-07-21 2011-07-21 Automated information system for measurement and analysis on real time basis of coolant flow rate on manifold pump stations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2473048C1 true RU2473048C1 (en) 2013-01-20

Family

ID=48806623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011130620/28A RU2473048C1 (en) 2011-07-21 2011-07-21 Automated information system for measurement and analysis on real time basis of coolant flow rate on manifold pump stations

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2473048C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112613244A (en) * 2020-12-17 2021-04-06 上海全应科技有限公司 Steam transport pipe network operation energy efficiency optimization method based on data analysis
CN115217783A (en) * 2022-06-06 2022-10-21 东南大学 An online identification method of centrifugal pump flow based on characteristic parameters

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4093868A (en) * 1974-04-29 1978-06-06 Manning John I Method and system utilizing steam turbine and heat pump
US4821580A (en) * 1988-01-27 1989-04-18 Jorritsma Johannes N Method and apparatus for calculating flow rates through a pumping station
RU2119148C1 (en) * 1996-03-05 1998-09-20 Владимир Оскарович Кричке Method for measuring the mass flow rate and density of liquid delivered by centrifugal electric pump
RU2144162C1 (en) * 1996-07-16 2000-01-10 Кричке Владимир Оскарович Automated system for measurement and recording of flow rate of heat-transfer agent and heat in heat supply systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4093868A (en) * 1974-04-29 1978-06-06 Manning John I Method and system utilizing steam turbine and heat pump
US4821580A (en) * 1988-01-27 1989-04-18 Jorritsma Johannes N Method and apparatus for calculating flow rates through a pumping station
RU2119148C1 (en) * 1996-03-05 1998-09-20 Владимир Оскарович Кричке Method for measuring the mass flow rate and density of liquid delivered by centrifugal electric pump
RU2144162C1 (en) * 1996-07-16 2000-01-10 Кричке Владимир Оскарович Automated system for measurement and recording of flow rate of heat-transfer agent and heat in heat supply systems

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112613244A (en) * 2020-12-17 2021-04-06 上海全应科技有限公司 Steam transport pipe network operation energy efficiency optimization method based on data analysis
CN112613244B (en) * 2020-12-17 2024-03-19 上海全应科技有限公司 Steam transportation pipe network operation energy efficiency optimization method based on data analysis
CN115217783A (en) * 2022-06-06 2022-10-21 东南大学 An online identification method of centrifugal pump flow based on characteristic parameters

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. The method for determining blade inlet angle of special impeller using in turbine mode of centrifugal pump as turbine
CA2988961C (en) Control system in a gas pipeline network to satisfy demand constraints
Li et al. Solving natural gas loadflow problems using electric loadflow techniques
CN105863946B (en) Optimal operation control method and system
CN112963338A (en) Water pump visual optimization operation control method, device, equipment, system and medium
RU2144162C1 (en) Automated system for measurement and recording of flow rate of heat-transfer agent and heat in heat supply systems
RU2473048C1 (en) Automated information system for measurement and analysis on real time basis of coolant flow rate on manifold pump stations
US20180003180A1 (en) Pumping energy management control system
Wang et al. Accuracy improvement of virtual pump water flow meters using calibrated characteristics curves at various frequencies
EA025762B1 (en) Heat metering system and method for estimating thermal energy exchanged between a plurality of heat exchangers of central installation for generating and supplying thermal energy, and user complex
Viholainen Energy-efficient control strategies for variable speed driven parallel pumping systems based on pump operation point monitoring with frequency converters
Oh et al. Energy saving through modifications of the parallel pump schedule at a pumping station: A case study
EP2331976A1 (en) Method and apparatus for evaluating energy savings
RU2119148C1 (en) Method for measuring the mass flow rate and density of liquid delivered by centrifugal electric pump
JP2017519296A (en) Economic optimization of power generation systems using alternative operating modes.
EP3997421A1 (en) Volume flowmeter and method for determining a volumetric flow rate
RU2007142079A (en) METHOD FOR DETERMINING THE QUANTITY AND LEAKAGE PLACE IN THE MAIN PIPELINE BETWEEN TWO ADJACENT PUMPING STATIONS OF THE PUMP-PIPELINE COMPLEX FOR OIL AND OIL PRODUCT HANDLING
Jepsen et al. Power consumption optimization for multiple parallel centrifugal pumps
WO2014181237A1 (en) Method for controlling a part of a pump station
RU2475682C2 (en) Automated information system for real-time measurement and analysis of main properties of operation of pump stations with centrifugal electric pumps in water supply and water discharge systems
RU2022235C1 (en) Method of finding of heat removal in heating system
Luc et al. Performance indicators of irrigation pumping stations: application to drill holes of minor irrigated areas in the Kairouan plains (Tunisia) and impact of malfunction on the price of water
RU2176732C2 (en) Process measuring amount of water pumped by centrifugal electric pump into oil pools
CN110619439A (en) Method and device for measuring and calculating power and electric quantity balance
CN106224155B (en) The measurement method of parameters of the special hydraulic turbine of cooling tower

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130722