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JP2003028076A - Pump abnormality diagnosis device - Google Patents

Pump abnormality diagnosis device

Info

Publication number
JP2003028076A
JP2003028076A JP2001211929A JP2001211929A JP2003028076A JP 2003028076 A JP2003028076 A JP 2003028076A JP 2001211929 A JP2001211929 A JP 2001211929A JP 2001211929 A JP2001211929 A JP 2001211929A JP 2003028076 A JP2003028076 A JP 2003028076A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
pump
total head
deviation
value
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2001211929A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Saegusa
茂 三枝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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 Hitachi Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Engineering Co Ltd
Priority to JP2001211929A priority Critical patent/JP2003028076A/en
Publication of JP2003028076A publication Critical patent/JP2003028076A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0088Testing machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、ポンプを駆動する電動機や伝
達系の異常を判別しポンプの性能低下や異常を確実に検
出することができるポンプ異常診断装置を提供すること
にある。 【解決手段】本発明は、ポンプ30の吸込圧力Ps、吐
出圧力Pdおよび吐出流量Qを含むプロセス値を検出し
てプロセス値演算部43に加える。プロセス値演算部4
3はポンプ全揚程を演算により求めると共に、少なくと
もポンプのプロセス値から求められたポンプ軸動力と交
流電源33の電源電圧から交流電動機31の電動機電流
を演算により求める。異常判定部44は、電流検出値と
演算で求めた電流計算値の電流偏差と予め定めた全揚程
設計値と演算で求めた全揚程計算値の全揚程偏差の大き
さによって異常診断を行う。
(57) Abstract: An object of the present invention is to provide a pump abnormality diagnosis device that can determine abnormality of an electric motor or a transmission system that drives a pump, and can surely detect performance degradation or abnormality of the pump. It is in. According to the present invention, a process value including a suction pressure Ps, a discharge pressure Pd, and a discharge flow rate Q of a pump 30 is detected and added to a process value calculation unit 43. Process value calculation unit 4
Numeral 3 determines the total pump head by calculation, and also calculates the motor current of the AC motor 31 from at least the pump shaft power obtained from the process value of the pump and the power supply voltage of the AC power supply 33. The abnormality determination unit 44 diagnoses an abnormality based on the current detection value, the current deviation of the calculated current value obtained by the calculation, the predetermined total head design value, and the magnitude of the total head deviation of the calculated total head value obtained by the calculation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は火力発電プラントな
どの動力プラントに用いられているポンプの性能低下や
異常を診断するポンプ異常診断装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pump abnormality diagnosing device for diagnosing a performance deterioration or abnormality of a pump used in a power plant such as a thermal power plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】まず、本発明の異常診断対象になるポン
プについて図10に示す火力発電プラントを参照して説
明する。
2. Description of the Related Art First, a pump which is an object of abnormality diagnosis according to the present invention will be described with reference to a thermal power plant shown in FIG.

【0003】図10において、ボイラ1で発生した蒸気
は蒸気加減弁2を通り、高圧タービン3で仕事をして一
部を高圧給水加熱器4へ供給した後に再びボイラ1で熱
せられてインターセプト弁5を通り、中圧タービン6、
低圧タービン7で仕事をして一部を脱気器8と低圧給水
加熱器9へ供給した後に復水器10へと流れる。
In FIG. 10, the steam generated in the boiler 1 passes through the steam control valve 2, works in the high-pressure turbine 3 and supplies a part of it to the high-pressure feed water heater 4, and then is heated again in the boiler 1 to intercept the intercept valve. 5, intermediate pressure turbine 6,
It works in the low-pressure turbine 7, a part of which is supplied to the deaerator 8 and the low-pressure feed water heater 9, and then flows to the condenser 10.

【0004】復水器10へ流入した蒸気は循環水ポンプ
11から供給される海水と熱交換され復水となり復水器
10のホットウェル部12に溜まる。海水流量は復水器
10の出入口温度差を一定に保つように循環水ポンプ1
1の可動翼で制御される。また、ホットウェル部12の
水位は予め設定された水位に制御され、水位が低下した
ときには補給水が水位調節弁13を通り復水器11に供
給される。水位低下が大きいときには補給水ポンプ14
が起動する。
The steam flowing into the condenser 10 is heat-exchanged with the seawater supplied from the circulating water pump 11 to become condensed water, which accumulates in the hot well portion 12 of the condenser 10. The circulating water pump 1 keeps the seawater flow rate constant at the inlet / outlet temperature difference of the condenser 10.
It is controlled by one movable wing. Further, the water level of the hot well section 12 is controlled to a preset water level, and when the water level drops, makeup water is supplied to the condenser 11 through the water level control valve 13. Make-up water pump 14 when the water level drops significantly
Will start.

【0005】ホットウェル部12の復水は復水ポンプ1
5と復水ブースタポンプ16により低圧給水加熱器9を
介して脱気器8に供給される。また、低圧給水加熱器9
に導かれた抽気は復水により冷却されドレンとなり低圧
給水加熱器9のドレンクーラ部に溜まる。このドレンは
ドレンポンプ18から水位調節弁19を通り復水管に送
水され復水と合流して脱気器8へ送られる。このとき復
水流量は脱気器水位調節弁17で制御され、低圧給水加
熱器9のドレン流量はドレンタンク水位調節弁19で制
御される。
The condensate of the hot well section 12 is the condensate pump 1
5 and the condensate booster pump 16 supply the deaerator 8 via the low-pressure feed water heater 9. Also, the low pressure feed water heater 9
Condensate cools the extracted air guided to the above and becomes a drain, which collects in the drain cooler portion of the low-pressure feed water heater 9. This drain is sent from the drain pump 18 through the water level control valve 19 to the condensate pipe, merges with the condensate, and is sent to the deaerator 8. At this time, the condensate flow rate is controlled by the deaerator water level control valve 17, and the drain flow rate of the low pressure feed water heater 9 is controlled by the drain tank water level control valve 19.

【0006】脱気器8に送水された復水は給水ブースタ
ポンプ20と給水ポンプ21により高圧給水加熱器4を
介して給水としてボイラ1に供給される。給水流量は給
水流量調節弁28により制御される。
The condensate fed to the deaerator 8 is supplied to the boiler 1 as feed water via the high-pressure feed water heater 4 by the feed water booster pump 20 and the feed water pump 21. The water supply flow rate is controlled by the water supply flow rate control valve 28.

【0007】このような構成の火力発電プラントで一般
的に使用されている横軸片吸込単段渦巻ポンプの構造断
面図を図11に示す。
FIG. 11 shows a structural sectional view of a horizontal shaft single-suction single-stage centrifugal pump generally used in a thermal power plant having such a structure.

【0008】図11において、横軸片吸込単段渦巻ポン
プは主として羽根車50を囲むケーシング51,主軸5
2を支える玉軸受53と軸受カバー54,電動機31と
連結するための軸継手(カップリング)55,ポンプを
駆動するための電動機31によって構成されている。
In FIG. 11, the horizontal shaft single-suction single-stage centrifugal pump mainly includes a casing 51 surrounding the impeller 50 and a main shaft 5.
It is composed of a ball bearing 53 that supports 2 and a bearing cover 54, a shaft coupling (coupling) 55 for connecting to the electric motor 31, and an electric motor 31 for driving the pump.

【0009】56はライナリングであり羽根車50から
吐き出された圧力水が吸込側にバイパスするのを防ぐた
めのものである。57はグランドパッキンで主軸52と
ケーシング51の隙間からの漏水を防ぐためのもので、
主軸52とケーシング51の間にパッキン57が設けら
れている。
Reference numeral 56 is a liner ring for preventing the pressurized water discharged from the impeller 50 from bypassing to the suction side. 57 is a gland packing for preventing water leakage from the gap between the main shaft 52 and the casing 51.
A packing 57 is provided between the main shaft 52 and the casing 51.

【0010】水(流体)は吸込口58から羽根車50に
入り、羽根車50の回転により外周に押し出され、ケー
シング51で集められ上方の吐出し口59から吐き出さ
れる。水は羽根車50から水を揚げるに必要なエネルギ
ー(全揚程)を受ける。
Water (fluid) enters the impeller 50 from the suction port 58, is pushed out to the outer periphery by the rotation of the impeller 50, is collected by the casing 51, and is discharged from the upper discharge port 59. The water receives the energy (total head) required to lift the water from the impeller 50.

【0011】ところで、この様な渦巻ポンプを長時間運
転すると他の機械と同じように、性能の低下や故障は避
けられない。その内容として、次のことがらがあげられ
る。 (1)ライナリングとケーシングの隙間が増大により、
体積損失が増大する。 (2)羽根車にさびやスケールの付着により摩擦損失が
増大する。 (3)羽根車の破損により規定水量が低下する。 (4)潤滑油が劣化する。 (5)ポンプとモータの軸心がずれる。 (6)電機子・主巻線の抵抗損、励磁回路抵抗損、ブラ
シ損などによりモータの効率が低下する。 (7)モータの異常により回転速度が速くなる。
By the way, when such a centrifugal pump is operated for a long period of time, it is inevitable that its performance will be deteriorated or it will be broken like other machines. The contents are as follows. (1) Due to the increased clearance between the liner ring and the casing,
Volume loss increases. (2) Rust and scale are attached to the impeller to increase friction loss. (3) The prescribed amount of water decreases due to the damage of the impeller. (4) The lubricating oil deteriorates. (5) The axes of the pump and motor are misaligned. (6) The efficiency of the motor decreases due to the resistance loss of the armature / main winding, the resistance loss of the excitation circuit, the brush loss, and the like. (7) The rotation speed increases due to the abnormality of the motor.

【0012】この様な性能低下や故障は、ポンプの吐出
圧力,吐出流量,軸動力,軸振動,軸受油温度,軸受メ
タル温度の変化として現れてくる。したがって、発電プ
ラントの中央制御室では、これらのプロセス値を監視す
る警報監視システムを配置し、異常が発生した場合には
警報を発生するとともに、ポンプの故障につながるよう
な非常時にはポンプを停止するようにしている。
[0012] Such deterioration in performance or failure appears as changes in the pump discharge pressure, discharge flow rate, shaft power, shaft vibration, bearing oil temperature, bearing metal temperature. Therefore, in the central control room of the power plant, an alarm monitoring system is installed to monitor these process values, and when an abnormality occurs, an alarm is issued and the pump is stopped in an emergency that leads to a pump failure. I am trying.

【0013】また、ポンプが設置されている現場では下
記に示す点検を毎日実施することにより、ポンプ性能低
下や異常状態の早期発見に努めている。 (1)ポンプに取付けたゲージの指示値よりポンプ全揚
程のチェック (2)電流計による電流値のチェック (3)電圧計による電圧のチェック (4)触手または温度計によるポンプ、モータ軸受,軸
封部の温度チェック (5)聴音による異常音のチェック (6)触手または振動計による振動のチェック (7)軸封部の漏水の目視チェック (8)潤滑油の量と汚れの目視チェック
Further, at the site where the pump is installed, the following inspections are carried out every day in an effort to detect the deterioration of the pump performance and the early detection of an abnormal condition. (1) Check the total pump head from the reading on the gauge attached to the pump (2) Check the current value with an ammeter (3) Check the voltage with a voltmeter (4) Pump, motor bearing, shaft with a tentacle or thermometer Check the temperature of the seal (5) Check for abnormal sound by hearing sound (6) Check for vibration by tentacles or vibrometer (7) Visually check for water leaks in the shaft seal (8) Visually check the amount of lubricant and dirt

【0014】一方、特開平08-075617号公報には、ポン
プが一定回転数で運転している時のモータ電流値の監視
を行い、このモータ電流値があらかじめ設定されている
下限値を超えた時に故障警報を出力するポンプ故障診断
方法が開示されている。
On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-075617, the motor current value is monitored when the pump is operating at a constant rotation speed, and this motor current value exceeds a preset lower limit value. A pump failure diagnosis method is disclosed that sometimes outputs a failure alarm.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、監視した
プロセス値からポンプの性能低下や異常状態を見極める
熟練運転員のノウハウや経験が必要となり、運転員の判
断誤りの点について配慮がされておらず、ポンプ性能低
下や異常の発見が遅れるという問題点を有する。
The prior art requires the know-how and experience of a skilled operator who can determine the performance deterioration and abnormal state of the pump from the monitored process value, and the operator's judgment error is taken into consideration. However, there is a problem that the pump performance is deteriorated and the detection of abnormality is delayed.

【0016】また、特開平08-075617号公報に記載され
ているようなポンプ故障診断方法を、復水や給水など流
量が一定に制御されている発電プラントのポンプに適用
した場合には、ポンプの軸受やパッキンに異常が発生し
たケースなどでは、摩擦抵抗の増大により所要動力が増
大し電流値が増加することになる。したがって、電流値
低下だけでポンプの性能低下を判断することができない
という問題点がある。
Further, when the pump failure diagnosis method as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-075617 is applied to a pump of a power plant whose flow rate is controlled to be constant such as condensate water or water supply, In the case where an abnormality occurs in the bearing or packing, the required power increases due to the increase in frictional resistance, and the current value also increases. Therefore, there is a problem that it is not possible to judge the deterioration of the pump performance only by the decrease of the current value.

【0017】本発明の目的は、ポンプを駆動する電動機
や伝達系の異常を判別しポンプの性能低下や異常を確実
に検出することができるポンプ異常診断装置を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a pump abnormality diagnosing device capable of discriminating an abnormality in an electric motor for driving a pump or a transmission system and surely detecting performance deterioration or abnormality of the pump.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、ポンプの吸込圧力、吐出圧力および吐出流量を含
むプロセス値を検出してポンプ全揚程を演算により求め
ると共に、少なくともポンプのプロセス値から求められ
たポンプ軸動力と電源電圧から交流電動機の電動機電流
を演算により求め、電流検出値と演算で求めた電流計算
値の電流偏差と予め定めた全揚程設計値と演算で求めた
全揚程計算値の全揚程偏差の大きさによって異常診断を
行うようにしたことにある。
A feature of the present invention is that a process total value including a suction pressure, a discharge pressure, and a discharge flow rate of a pump is detected to calculate a total pump head, and at least a process value of the pump is calculated. The motor current of the AC motor is calculated from the pump shaft power and the power supply voltage calculated from the above, and the current deviation between the current detection value and the calculated current calculated by the calculation and the total lift determined in advance and the total lift calculated The purpose is to make an abnormality diagnosis based on the magnitude of the total head deviation of the calculated values.

【0019】本発明は電流検出値と演算で求めた電流計
算値の電流偏差と予め定めた全揚程設計値と演算で求め
た全揚程計算値の全揚程偏差の大きさによって異常診断
を行うようにしているので、ポンプを駆動する電動機や
伝達系の異常を判別して検出できるようになりポンプの
性能低下や異常を確実に検出することができる。
According to the present invention, an abnormality diagnosis is made based on the detected current value, the current deviation of the calculated current value calculated by calculation, the predetermined total lift design value, and the size of the total lift deviation of the calculated total lift calculated value. Therefore, the abnormality of the electric motor for driving the pump and the abnormality of the transmission system can be discriminated and detected, and the deterioration or abnormality of the performance of the pump can be surely detected.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】図1に本発明の一実施例を示す。図1にお
いて、ポンプ30は軸継手55を介して誘導電動機(交
流電動機)31と機械的に連結されている。誘導電動機
31は遮断器32を介して交流電源33に接続され、交
流電源33から交流電圧を給電される。交流電源33の
電源電圧Vは電圧検出器38で検出され、また、誘導電
動機31に流れる電流(電動機電流)Iは電流検出器3
9により検出される。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the pump 30 is mechanically connected to an induction motor (AC motor) 31 via a shaft coupling 55. The induction motor 31 is connected to an AC power supply 33 via a breaker 32, and is supplied with an AC voltage from the AC power supply 33. The power supply voltage V of the AC power supply 33 is detected by the voltage detector 38, and the current (motor current) I flowing through the induction motor 31 is detected by the current detector 3.
9 detected.

【0022】ポンプ30は図11に示すような渦巻ポン
プで、出口配管49に流量検出器34,圧力検出器3
5,温度検出器36が設置され、また、入口配管48に
圧力検出器37が設置されている。
The pump 30 is a centrifugal pump as shown in FIG. 11, and has a flow rate detector 34 and a pressure detector 3 at the outlet pipe 49.
5. A temperature detector 36 is installed, and a pressure detector 37 is installed in the inlet pipe 48.

【0023】流量検出器34で検出した吐出流量Q、圧
力検出器35で検出した吐出圧力Pd、温度検出器36
で検出した流体温度T、圧力検出器37で検出した吸込
圧力Ps、電圧検出器38の電源電圧および電流検出器
39の電流検出値Iは中央処理装置(コンピュータ)4
5のプロセス入力部40に入力される。
The discharge flow rate Q detected by the flow rate detector 34, the discharge pressure Pd detected by the pressure detector 35, and the temperature detector 36.
The central processing unit (computer) 4 determines the fluid temperature T detected in step S1, the suction pressure Ps detected by the pressure detector 37, the power supply voltage of the voltage detector 38 and the current detection value I of the current detector 39.
5 is input to the process input unit 40.

【0024】プロセス入力部40に入力されたこれらの
プロセス値は、圧力はmに、流量はm/minに、温度は
℃に、電流はAに、電圧はVの単位に単位変換される。
プロセス入力部40により単位変換されたプロセス値は
全て平均化処理部41に取り込まれる。平均化処理部4
1はプロセス値をフィルタリング処理して平均値を算出
する。
These process values input to the process input section 40 are converted into units of pressure, m, flow rate, m 3 / min, temperature, ° C, current, A, and voltage, V. .
All the process values unit-converted by the process input unit 40 are taken into the averaging processing unit 41. Averaging processor 4
1 calculates the average value by filtering the process value.

【0025】平均化処理部41から出力されるプロセス
値(平均値)はプロセス値演算部43に加えられ、ま
た、吐出流量Qは設計値格納部42に加えられる。プロ
セス値演算部43は平均化処理部41から出力されるプ
ロセス値と設計値格納部42に格納されている設計値を
入力して電流偏差ΔIと全揚程偏差ΔHを演算により求
め異常判定部44に加える。異常判定部44は電流偏差
ΔIと全揚程偏差ΔHに基づき故障診断を行い出力装置
46に出力する。
The process value (average value) output from the averaging processor 41 is added to the process value calculator 43, and the discharge flow rate Q is added to the design value storage 42. The process value calculation unit 43 inputs the process value output from the averaging unit 41 and the design value stored in the design value storage unit 42 to obtain the current deviation ΔI and the total head deviation ΔH by calculation, and the abnormality determination unit 44. Add to. The abnormality determination unit 44 performs a failure diagnosis based on the current deviation ΔI and the total head deviation ΔH and outputs it to the output device 46.

【0026】図2に設計値格納部42とプロセス値演算
部43の一例詳細構成図を示す。図2において、流体比
重量演算部71は平均化処理部41から流体温度Tを入
力して流体比重量γを求め軸動力演算部73に与える。
全揚程演算部72は平均化処理部41から吐出流量Q、
吐出圧力Pd、吸込圧力Psを入力すると共に、設計値
格納部42の定数設定部80から吸込配管48の配管直
径Ds,吐出配管49の配管直径Ddおよび計測点高差h
を入力して、全揚程Hcを計算によって求める。
FIG. 2 shows an example detailed configuration diagram of the design value storage unit 42 and the process value calculation unit 43. In FIG. 2, the fluid specific weight calculation unit 71 inputs the fluid temperature T from the averaging processing unit 41, obtains the fluid specific weight γ, and supplies it to the shaft power calculation unit 73.
The total head calculation unit 72 receives the discharge flow rate Q from the averaging processing unit 41,
The discharge pressure Pd and the suction pressure Ps are input, and the pipe diameter Ds of the suction pipe 48, the pipe diameter Dd of the discharge pipe 49, and the measurement point height difference h are input from the constant setting unit 80 of the design value storage unit 42.
Is input and the total head Hc is calculated.

【0027】軸動力演算部73は流体比重量γ、吐出流
量Q、全揚程Hcおよび設計値格納部42のポンプ効率
関数部81からポンプ効率ηpを入力して渦巻ポンプ3
0の軸動力Lpを計算により求める。電動機出力演算部
74はポンプ軸動力Lpと設計値格納部42の電動機効
率関数部82から電動機効率ηmを入力して電動機出力
Lmを求め電流演算部75に与える。
The shaft power calculation unit 73 inputs the fluid specific weight γ, the discharge flow rate Q, the total head Hc, and the pump efficiency η p from the pump efficiency function unit 81 of the design value storage unit 42, and inputs the pump efficiency η p.
The shaft power L p of 0 is calculated. The motor output calculation unit 74 inputs the motor shaft efficiency L p and the motor efficiency η m from the motor efficiency function unit 82 of the design value storage unit 42 to obtain the motor output L m and apply it to the current calculation unit 75.

【0028】電流演算部75は電動機効率ηmと平均化
処理部41から電源電圧Vおよび設計値格納部42の電
動機力率関数部84から電動機力率Pfを入力して電動
機電流の電流計算値Icを計算により求め電流偏差演算
部76に与える。
The current calculation unit 75 inputs the motor efficiency η m , the power source voltage V from the averaging processing unit 41, and the motor power factor Pf from the motor power factor function unit 84 of the design value storage unit 42 to input the calculated current value of the motor current. Ic is calculated and applied to the current deviation calculator 76.

【0029】電流偏差演算部76は平均化処理部41か
らの電流検出値Iと電流計算値Icの電流偏差ΔIを求
めて異常判定部44に与える。また、全揚程偏差演算部
77は全揚程演算部72で求めた全揚程計算値Hcと設
計値格納部42のポンプ全揚程関数部83から全揚程設
計値Hdの全揚程偏差ΔHを求めて異常判定部44に与
える。
The current deviation computing unit 76 obtains the current deviation ΔI between the detected current value I and the calculated current value Ic from the averaging processing unit 41 and supplies it to the abnormality judging unit 44. Further, the total head deviation calculation unit 77 obtains the total head deviation ΔH of the total head design value Hd from the total head calculation value Hc calculated by the total head calculation unit 72 and the pump total head function unit 83 of the design value storage unit 42, and is abnormal. It is given to the determination unit 44.

【0030】設計値格納部42の定数設定部80には、
図4に示す吸込配管48の配管直径Ds,吐出配管49
の配管直径Ddおよび計測点高差hの設計値を設定され
ている。ポンプ効率関数部81とポンプ全揚程関数部8
3にはポンプや電動機の製造元から提出される図4に示
すような特性曲線のポンプ効率ηpと全揚程設計値Hd
が格納されている。ポンプ効率関数部81とポンプ全揚
程関数部83は平均化処理部41から吐出流量Qを入力
し、吐出流量Qに応じたポンプ効率ηpと全揚程設計値
Hdを出力する。
The constant setting section 80 of the design value storage section 42 has
Pipe diameter Ds of suction pipe 48 and discharge pipe 49 shown in FIG.
Design values for the pipe diameter Dd and the measurement point height difference h are set. Pump efficiency function unit 81 and pump total head function unit 8
3 shows the pump efficiency η p and the total head design value Hd of the characteristic curve as shown in FIG. 4 submitted by the manufacturer of the pump and the electric motor.
Is stored. The pump efficiency function unit 81 and the pump total head function unit 83 receive the discharge flow rate Q from the averaging processing unit 41, and output the pump efficiency η p and the total head design value Hd according to the discharge flow rate Q.

【0031】なお、図4に示したポンプ特性曲線は、7
00MW級の発電プラントの復水ポンプの例を示してい
る。
The pump characteristic curve shown in FIG.
The example of the condensate pump of a 00 MW class power plant is shown.

【0032】また、電動機効率関数部82と電動機力率
関数部84には図5に示す電動機効率ηmと電動機力率
Pfの特性曲線が格納されており、軸動力演算部73で
求めたポンプ軸動力Lpに応じた電動機効率ηmと電動機
力率Pfを出力する。
The motor efficiency function section 82 and the motor power factor function section 84 store the characteristic curves of the motor efficiency η m and the motor power factor Pf shown in FIG. 5, and the pump calculated by the shaft power calculation section 73 is stored. The motor efficiency η m and the motor power factor P f corresponding to the shaft power L p are output.

【0033】次に動作を説明する。流量検出器34で検
出した吐出流量Q、圧力検出器35で検出した吐出圧力
Pd、温度検出器36で検出した流体温度T、圧力検出
器37で検出した吸込圧力Ps、電圧検出器38の電源
電圧および電流検出器39の電流検出値Iは中央処理装
置(コンピュータ)45のプロセス入力部40に入力さ
れる。
Next, the operation will be described. Discharge flow rate Q detected by the flow rate detector 34, discharge pressure Pd detected by the pressure detector 35, fluid temperature T detected by the temperature detector 36, suction pressure Ps detected by the pressure detector 37, power supply of the voltage detector 38 The detected current value I of the voltage and current detector 39 is input to the process input section 40 of the central processing unit (computer) 45.

【0034】プロセス入力部40に入力されたこれらの
プロセス値は、圧力はmに、流量はm/minに、温度は
℃に、電流はAに、電圧はVの単位に単位変換される。
プロセス入力部40により単位変換されたプロセス値は
全て平均化処理部41に取り込まれる。平均化処理部4
1はプロセス値をフィルタリング処理して平均値を算出
する。
These process values input to the process input section 40 are converted into units of pressure, m, flow rate, m 3 / min, temperature, ° C, current, A, and voltage, V. .
All the process values unit-converted by the process input unit 40 are taken into the averaging processing unit 41. Averaging processor 4
1 calculates the average value by filtering the process value.

【0035】平均化処理部41で行うフィルタリング処
理は、予め定めた時間(サンプリング時間)だけプロセ
ス値を積分しそのサンプリング時間の平均値を算出する
ものであり、(1)式で求める。
The filtering process performed by the averaging unit 41 is to integrate process values for a predetermined time (sampling time) and calculate an average value of the sampling time, which is obtained by the equation (1).

【0036】[0036]

【数1】 [Equation 1]

【0037】平均化処理部41でフィルタリング処理さ
れたプロセス値は、全てプロセス値演算部43に取り込
まれる。また、吐出流量Qは設計値格納部42にも取り
こまれ、ポンプ設計値の取り出しに使用される。
All the process values filtered by the averaging processing unit 41 are fetched by the process value calculating unit 43. The discharge flow rate Q is also taken into the design value storage unit 42 and is used to retrieve the pump design value.

【0038】さて、プロセス値演算部43の全揚程演算
部72は平均化処理部41から吐出流量Q、吐出圧力P
d、吸込圧力Psを入力すると共に、設計値格納部42
の定数設定部80から吸込配管48の配管直径Ds,吐
出配管49の配管直径Ddおよび計測点高差hを入力し
て、(2)式によって全揚程Hcを計算によって求め
る。
Now, the total head calculation unit 72 of the process value calculation unit 43 receives the discharge flow rate Q and the discharge pressure P from the averaging processing unit 41.
d, the suction pressure Ps, and the design value storage unit 42
From the constant setting section 80, the pipe diameter Ds of the suction pipe 48, the pipe diameter Dd of the discharge pipe 49 and the height difference h of the measuring point are input, and the total head Hc is calculated by the equation (2).

【0039】[0039]

【数2】 [Equation 2]

【0040】軸動力演算部73は流体比重量γ、吐出流
量Q、全揚程Hcおよび設計値格納部42のポンプ効率
関数部81からポンプ効率ηpを入力して式(3)によ
って渦巻ポンプ30の軸動力Lpを計算により求める。
The shaft power calculation unit 73 inputs the fluid specific weight γ, the discharge flow rate Q, the total head Hc, and the pump efficiency η p from the pump efficiency function unit 81 of the design value storage unit 42 and inputs the pump efficiency η p according to the formula (3). The axial power L p of is calculated.

【0041】[0041]

【数3】 [Equation 3]

【0042】流体比重量γは、流体温度の変化幅が少な
いところで使用されるポンプについては一定値となる。
しかし、図10に示した発電プラントの給水ポンプで
は、流体温度が30℃〜180℃の範囲で使用されるものも
あり、流体比重量γの変化幅が大きくなる。したがっ
て、流体比重量γを正確に算出することが必要になる。
The fluid specific weight γ has a constant value for a pump used where the variation range of the fluid temperature is small.
However, in the water supply pump of the power generation plant shown in FIG. 10, there are some which are used in the fluid temperature range of 30 ° C. to 180 ° C., and the variation range of the fluid specific weight γ becomes large. Therefore, it is necessary to accurately calculate the fluid specific weight γ.

【0043】本発明者は種々検討した結果、流体温度が
10℃〜200℃の範囲で流体比重量γを式(4)の近似式
で求めるようにした。
As a result of various studies by the present inventor, the fluid temperature was
The fluid specific weight γ is determined by the approximation of the equation (4) in the range of 10 ° C to 200 ° C.

【0044】[0044]

【数4】 T:流体温度(℃)[Equation 4] T: Fluid temperature (° C)

【0045】日本機械学会の蒸気表で式(4)の精度を
求めたところ、比重量の偏差は最大で0.33%であること
が確認できた。本発明者が確認した結果では、図4に示
した性能の復水ポンプを吐出流量13m3/minで運転した
場合、比重量偏差が最大となる温度領域においても電流
値の偏差は0.35%程度である。
When the accuracy of the equation (4) was obtained from the steam table of the Japan Society of Mechanical Engineers, it was confirmed that the maximum deviation of the specific weight was 0.33%. According to the result confirmed by the present inventor, when the condensate pump having the performance shown in FIG. 4 is operated at the discharge flow rate of 13 m 3 / min, the deviation of the current value is about 0.35% even in the temperature region where the specific weight deviation is maximum. Is.

【0046】電動機出力演算部74はポンプ軸動力Lp
と設計値格納部42の電動機効率関数部82から電動機
効率ηmを入力して電動機出力Lmを求め電流演算部75
に与える。電動機出力Lmはポンプ軸動力Lpと電動機効
率ηmから式(5)で求められる。
The motor output calculation unit 74 controls the pump shaft power L p.
And the motor efficiency η m from the motor efficiency function unit 82 of the design value storage unit 42 to obtain the motor output L m and the current calculation unit 75.
Give to. The electric motor output L m is obtained from the pump shaft power L p and the electric motor efficiency η m by the equation (5).

【0047】[0047]

【数5】 [Equation 5]

【0048】発電プラントに設置されるポンプ30を駆
動する交流電動機31としては、三相誘導電動機が使用
されており電流計算値Icは式(6)で求められる。
A three-phase induction motor is used as the AC motor 31 for driving the pump 30 installed in the power generation plant, and the calculated current value Ic is obtained by the equation (6).

【0049】[0049]

【数6】 [Equation 6]

【0050】電流演算部75は電動機効率ηmと平均化
処理部41から電源電圧Vおよび設計値格納部42の電
動機力率関数部84から電動機力率Pfを入力して電動
機電流の電流計算値Icを式(6)により計算して求め
電流偏差演算部76に与える。
The current calculation unit 75 inputs the motor efficiency η m , the power supply voltage V from the averaging processing unit 41, and the motor power factor Pf from the motor power factor function unit 84 of the design value storage unit 42 to input the calculated current value of the motor current. Ic is calculated by the equation (6) and is given to the current deviation calculation unit 76.

【0051】電流偏差演算部76は平均化処理部41か
らの電流検出値Iと電流計算値Icの電流偏差ΔIを式
(7)で求めて異常判定部44に与える。また、全揚程
偏差演算部77は全揚程演算部72で求めた全揚程計算
値Hcと設計値格納部42のポンプ全揚程関数部83か
ら全揚程設計値Hdの全揚程偏差ΔHを式(8)で求め
て異常判定部44に与える。
The current deviation computing unit 76 obtains the current deviation ΔI between the detected current value I and the calculated current value Ic from the averaging processing unit 41 by the equation (7) and gives it to the abnormality judging unit 44. Further, the total head deviation calculation unit 77 calculates the total head calculation value Hc obtained by the total head calculation unit 72 and the total head deviation ΔH of the total head design value Hd from the pump total head function unit 83 of the design value storage unit 42 by the formula (8). ) And gives it to the abnormality determination unit 44.

【0052】異常判定部44で性能低下や異常の判定に
使用する全揚程の偏差ΔHと電流値の偏差ΔIは式
(7)、(8)で求められる。
The deviation .DELTA.H of the total head and the deviation .DELTA.I of the current value, which are used by the abnormality judging section 44 to judge the performance deterioration or the abnormality, are calculated by the equations (7) and (8).

【0053】[0053]

【数7】 [Equation 7]

【0054】[0054]

【数8】 [Equation 8]

【0055】異常判定部44は電流偏差ΔIと全揚程偏
差ΔHによって次のようにして異常診断を実行する。
The abnormality judging section 44 executes the abnormality diagnosis as follows based on the current deviation ΔI and the total head deviation ΔH.

【0056】ポンプの性能低下や異常の要因は、大きく
3ケースに分けられる。 (1)ポンプ30の異常 (2)伝達系55の異常 (3)電動機31の異常 (1)ポンプの異常 ポンプの異常は、下記の(a)、(b)、(c)が主に発生し、
その結果として全揚程の低下として現れる。 (a)羽根車にさびやスケールが付着したことにより、摩
擦損失が増大し全揚程が低下する。 (b)ライナリングからの漏れ量が増大したことにより、
体積損失が増大し全揚程が低下する。 (c)羽根車の破損により、羽根車が流体に与える理論水
頭が低下し全揚程が低下する。
The causes of pump performance deterioration and abnormality are roughly classified into three cases. (1) Abnormality of pump 30 (2) Abnormality of transmission system 55 (3) Abnormality of electric motor 31 (1) Abnormality of pump Mainly the following (a), (b) and (c) occur Then
As a result, it appears as a reduction in the total head. (a) Rust and scale adhere to the impeller, which increases friction loss and reduces the total head. (b) Due to the increased leakage from the liner ring,
Volume loss increases and total head decreases. (c) The breakage of the impeller reduces the theoretical head of the fluid that the impeller imposes on the fluid, thus reducing the total head.

【0057】この様なポンプ異常時の全揚程について図
6を参照して説明する。
The total head when the pump is abnormal will be described with reference to FIG.

【0058】上述の要因(a)、(b)のように回転数が一定
で、吐出流量がQで運転しているポンプの圧力損失や体
積損失がΔH増加すると、全揚程はHからH'=H−Δ
Hに低下する。また要因(c)の場合には流体に与えるポ
ンプの理論水頭がΔH低下したとすると、全揚程は(a)
(b)の場合と同様にH'=H−ΔHに低下する。
As in the factors (a) and (b) described above, when the pressure loss and the volume loss of the pump operating at a constant rotational speed and a discharge flow rate of Q increase by ΔH, the total head is from H to H '. = H-Δ
Falls to H. In the case of factor (c), if the theoretical head of the pump given to the fluid decreases by ΔH, the total head is (a)
Similar to the case of (b), it decreases to H ′ = H−ΔH.

【0059】図10に示した復水ブースタポンプ16を
例に、全揚程がHからH'に低下したとすると、ポンプ
出口から脱気器8までの損失水頭に変化がなければ流量
Qは低下することになる。そこで、調節弁17の開度が
増加して調節弁17での損失水頭をΔHだけ減少させて
流量Qを確保する。つまり、ポンプ吐出圧力検出器35
で検出した圧力PdがΔHだけ低下して、他のプロセス
値のポンプ吸込圧力Ps,吐出流量Q,計測点高差hは
変わらない。したがって、式(2)で求める計算全揚程
Hcは設計値値格納部の設計全揚程Hdに比べて、Pdが
ΔHだけ低下したことによりHd > Hcとなる。
Taking the condensate booster pump 16 shown in FIG. 10 as an example, if the total head is lowered from H to H ', the flow rate Q is reduced unless the head loss from the pump outlet to the deaerator 8 is changed. Will be done. Therefore, the opening degree of the control valve 17 is increased and the head loss at the control valve 17 is reduced by ΔH to secure the flow rate Q. That is, the pump discharge pressure detector 35
The pressure Pd detected in step 1 decreases by ΔH, and the pump suction pressure Ps, discharge flow rate Q, and measurement point height difference h of other process values do not change. Therefore, the calculated total head Hc calculated by the equation (2) is Hd> Hc because Pd is decreased by ΔH as compared with the design total head Hd in the design value storage unit.

【0060】軸動力の計算値は式(3)から、ΔLp=
(γ・ΔH・Q)/(6120・ηp)だけ低下し、その分だけ
電流計算値Icも低下する事になる。ただし、実測電流
値Iも計算電流値Icと同様に全揚程が低下しているた
め、ポンプが正常の時に比べて低下する。ここでポンプ
効率ηpの低下が無視できるものとすると、計算電流値
Icと実測電流値Iの関係はIc≒Iとなる。
From the formula (3), the calculated value of the shaft power is ΔLp =
It decreases by (γ · ΔH · Q) / (6120 · η p ), and the calculated current value Ic also decreases accordingly. However, the measured current value I is also lower than the calculated current value Ic because the total head is lowered, so that it is lower than when the pump is normal. Assuming that the decrease in pump efficiency ηp can be ignored, the relation between the calculated current value Ic and the measured current value I is Ic≈I.

【0061】また、調節弁17のような流量を制御する
弁が無い場合には、全揚程HはH''に、流量QはQ'に
低下する。この場合も設計全揚程Hdと計算全揚程Hcの
関係は上記と同様にHd > Hcとなり、電流値の関係も
Ic≒Iとなる。
If there is no valve for controlling the flow rate such as the regulating valve 17, the total head H is lowered to H ″ and the flow rate Q is lowered to Q ′. Also in this case, the relationship between the design total head Hd and the calculated total head Hc is Hd> Hc, and the current value is also Ic≈I.

【0062】(2)伝達系の異常 潤滑油の劣化やポンプとモータの軸心がずれるなどの軸
受や軸継手の異常により、ポンプの回転数に影響が無い
程度にポンプ効率が低下した場合には、ポンプ全揚程H
と吐出流量Qには変化が現れない。HとQが変化しない
ため計算電流値Icは正常時の値と変わらない。しか
し、実際にはポンプ効率ηpが低下しているために、式
(3)に示したように軸動力の増加により、実測電流値
は増加する。したがって、設計全揚程と計算全揚程の関
係はHd = Hcとなり、計算電流値と実測電流値の関係
はIc < Iとなる。
(2) Abnormality in the transmission system When the pump efficiency is lowered to the extent that the rotational speed of the pump is not affected by the abnormality of the bearing or the shaft coupling such as the deterioration of the lubricating oil or the misalignment of the pump and the shaft center of the motor. Is the total pump head H
No change appears in the discharge flow rate Q. Since H and Q do not change, the calculated current value Ic does not change from the normal value. However, since the pump efficiency ηp actually decreases, the actually measured current value increases as the shaft power increases as shown in the equation (3). Therefore, the relationship between the total design head and the calculated total head is Hd = Hc, and the relationship between the calculated current value and the measured current value is Ic <I.

【0063】(3)電動機の異常 電動機の異常には過負荷や短絡がある。この場合には計
測電流値の異常状態を検出した保護リレーの動作によ
り、遮断機を切断して電動機を停止する機能がある。し
かし、保護リレーの動作は電動機保護の最終手段であ
り、保護リレーが動作するような異常状態になる前に性
能低下の検出が必要である。電動機性能低下の要因とし
ては、電機子・主巻線の抵抗損、励磁回路抵抗損、ブラ
シ損などがありこれらの損失が増加した場合には電動機
の効率が低下する。この場合、ポンプの回転数が変化し
ないため、設計全揚程と計算全揚程の関係はHd = Hc
となる。また、計算電流値と実測電流値の関係は、電動
機効率の低下によりIc < Iとなる。
(3) Electric Motor Abnormality The electric motor abnormality includes overload and short circuit. In this case, there is a function of disconnecting the circuit breaker and stopping the motor by the operation of the protection relay that detects the abnormal state of the measured current value. However, the operation of the protection relay is the last means of motor protection, and it is necessary to detect the performance deterioration before the abnormal state in which the protection relay operates. Factors that reduce the performance of the motor include resistance loss of the armature and the main winding, resistance loss of the excitation circuit, and brush loss. If these losses increase, the efficiency of the motor decreases. In this case, since the rotation speed of the pump does not change, the relationship between the design total head and the calculated total head is Hd = Hc
Becomes Further, the relation between the calculated current value and the actually measured current value is Ic <I due to the decrease in motor efficiency.

【0064】また、何らかの原因により回転数が上昇し
た場合に、設計全揚程と計算全揚程の関係はHd < Hc
となり、回転数が低下した場合にはHd > Hcとなる。
When the number of revolutions increases for some reason, the relationship between the design total head and the calculated total head is Hd <Hc
When the number of rotations decreases, Hd> Hc.

【0065】以上の結果から、ポンプの性能低下や異常
を判定するロジックを図7に示す。設計全揚程と計算全
揚程の偏差ΔHまたは計算電流値と実測電流値の偏差Δ
Iの変化量を監視することにより、ポンプの性能低下や
異常を検出できる。また、ΔHとΔIの変化量の組合せ
でポンプの性能低下や異常の原因を判定できるものもあ
る。
From the above results, FIG. 7 shows a logic for determining the deterioration or abnormality of the pump performance. Deviation ΔH between design total head and calculated total head or deviation Δ between calculated current value and measured current value
By monitoring the amount of change in I, it is possible to detect performance deterioration or abnormality of the pump. In addition, there is also one that can determine the cause of pump performance deterioration or abnormality based on a combination of changes in ΔH and ΔI.

【0066】ΔHによる性能低下の判定しきい値をα
1、異常のしきい値をα2とする。ΔIによる性能低下の
判定しきい値をβ1、異常のしきい値をβ2とする。性能
低下は全揚程の低下であることから、「ΔH>α1」
(比較結果65)の場合は「全揚程はやや低下」と判定
し、出力装置46に「ポンプの性能が少し低下していま
す」とメッセージ72を出力する。「ΔH>α2」(比較
結果66)の場合は「全揚程は異常低下」と判定し、出力
装置46に「ポンプの性能が異常に低下しています」とメ
ッセージ73を出力する。
The threshold value for determining the performance deterioration due to ΔH is α
1, the threshold of abnormality is α2. The threshold value for determining the performance deterioration due to ΔI is β1, and the abnormality threshold value is β2. Since the performance decline is the reduction of the total head, "ΔH>α1"
In the case of (comparison result 65), it is determined that "the total head is slightly lowered", and the message 72 "The pump performance is slightly lowered" is output to the output device 46. In the case of "ΔH>α2" (comparison result 66), it is determined that "the total head is abnormally lowered", and the message 73 "The pump performance is abnormally degraded" is output to the output device 46.

【0067】また、運転全揚程が設計全揚程より大きく
なるケースはポンプの回転数が上昇した時である。した
がって、「ΔH<−α1」(比較結果67)の場合は「全
揚程はやや増加」と判定し、出力装置46に「モータの回
転数が少し増加しています」とメッセージ74を出力す
る。「ΔH<−α2」68の場合は「全揚程は異常増加」
と判定し、出力装置46に「モータの回転数が異常に増
加しています」とメッセージ75を出力する。
The case where the total operating head is larger than the design total head is when the rotational speed of the pump increases. Therefore, in the case of “ΔH <−α1” (comparison result 67), it is determined that “total head is slightly increased”, and the message 74 is output to the output device 46, “the rotational speed of the motor is slightly increased”. When "ΔH <-α2" 68, "Total head is abnormally increased"
Then, a message 75 is output to the output device 46, stating that “the number of rotations of the motor is abnormally increased”.

【0068】軸受や軸継手55などの伝達系の異常で伝
達効率が低下した場合や、電動機31の異常で電動機効
率が低下した場合の性能低下や異常の判定は、全揚程が
正常の判定「ΔH≦α1」(比較結果69)と電流値が
少し増加している判定「ΔI>β1」(比較結果70)
のAND条件で判定し,出力装置46に「伝達効率か電
動機効率が少し低下している」とメッセージ76を出力
する。
When the transmission efficiency is lowered due to an abnormality in the transmission system such as the bearing or the shaft coupling 55, or when the motor efficiency is lowered due to an abnormality in the electric motor 31, the performance is judged to be normal or the total head is "normal". ΔH ≦ α1 ”(comparison result 69) and the current value is slightly increased“ ΔI> β1 ”(comparison result 70)
And the output device 46 outputs a message 76 that "the transmission efficiency or the motor efficiency is slightly reduced".

【0069】さらに、全揚程が正常の判定「ΔH≦α
1」(比較結果69)と電流値が異常増加している判定
「ΔI>β2」(比較結果71)のAND条件成立で、
出力装置46に「伝達効率か電動機効率が異常に低下し
ている」とメッセージ77を出力する。
Further, it is determined that the total head is normal, "ΔH≤α
1 ”(comparison result 69) and the judgment that the current value has abnormally increased“ ΔI> β2 ”(comparison result 71) are satisfied by the AND condition,
A message 77 is output to the output device 46, "Transmission efficiency or motor efficiency is abnormally reduced."

【0070】このようにして異常診断を行うのである
が、電流検出値と演算で求めた電流計算値の電流偏差と
予め定めた全揚程設計値と演算で求めた全揚程計算値の
全揚程偏差の大きさによって異常診断を行うようにして
いるので、ポンプを駆動する電動機や伝達系の異常を判
別して検出できるようになりポンプの性能低下や異常を
確実に検出することができる。
The abnormality diagnosis is performed as described above. The current deviation between the detected current value and the calculated current value calculated by calculation, the total head design value determined in advance, and the total head deviation calculated by the calculation Since the abnormality diagnosis is performed based on the size of the pump, it becomes possible to determine and detect the abnormality of the electric motor or the transmission system that drives the pump, and it is possible to reliably detect the performance deterioration or abnormality of the pump.

【0071】図8、図9に本発明の他の実施例を示す。8 and 9 show another embodiment of the present invention.

【0072】発電プラントに設置される検出器(圧力、
流量、温度、等)は、一般的にポンプ個々の出入口には
設置されず、図10の発電プラントに示したような機器
や配管に設置される。したがって、図1の実施例ではポ
ンプの出入口に圧力検出器や流量検出器を新たに設置す
る必要がある。
A detector installed in the power plant (pressure,
Flow rate, temperature, etc.) are not generally installed at the inlet and outlet of each pump, but are installed at the equipment and piping as shown in the power plant of FIG. Therefore, in the embodiment of FIG. 1, it is necessary to newly install a pressure detector and a flow rate detector at the inlet and outlet of the pump.

【0073】図8、図9の実施例では、コスト低減を図
るために、従来から設置されている検出器を使用して行
うようにしている。
In the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, in order to reduce the cost, the conventional detector is used.

【0074】復水ポンプ10の吸込側には復水器圧力検
出器22、復水器ホットウェルに温度検出器23が取付
けられ、吐出側には復水ブースタポンプ入口に圧力検出
器24、出口に流量検出器25が取付けられている。
A condenser pressure detector 22 is attached to the suction side of the condensate pump 10, a temperature detector 23 is attached to the condenser hot well, and a pressure detector 24 is attached to the inlet of the condenser booster pump on the discharge side and an outlet is attached to the discharge side. A flow rate detector 25 is attached to the.

【0075】それぞれの検出器22、23、24の出力
信号は中央処理装置(ポンプ診断装置)45のプロセス
入力部40に入力される。圧力検出器22で検出した圧
力をPaとすると、ポンプ吸込圧力Psは式(9)で求め
られる。また、圧力検出器24で検出した圧力をPbと
すると、ポンプ吐出圧力は式(10)で求められる。流
量検出器25検出した流量Qdは復水ポンプ15(A、
B)2台の合計流量であり、1台当たりの流量を求める
必要がある。そこで、復水ポンプA,Bの性能はほぼ同
等であることから、遮断器60,61の投入状態でポン
プ運転中の信号(オンオフ信号)M1,M2を出力する
と、1台当たりの流量は式(11)で求められる。
The output signals of the detectors 22, 23 and 24 are input to the process input section 40 of the central processing unit (pump diagnostic device) 45. Assuming that the pressure detected by the pressure detector 22 is Pa, the pump suction pressure Ps is obtained by the equation (9). Further, when the pressure detected by the pressure detector 24 is Pb, the pump discharge pressure is obtained by the equation (10). Flow rate detector 25 The detected flow rate Qd is the condensate pump 15 (A,
B) It is the total flow rate of two units, and it is necessary to calculate the flow rate per unit. Therefore, since the performances of the condensate pumps A and B are almost the same, when the signals (on / off signals) M1 and M2 during pump operation are output with the circuit breakers 60 and 61 closed, the flow rate per unit is calculated by It is calculated in (11).

【0076】[0076]

【数9】 [Equation 9]

【0077】[0077]

【数10】 [Equation 10]

【0078】[0078]

【数11】 [Equation 11]

【0079】また、ホットウェル温度Tは復水ポンプ入
口においてもほとんど変化が無いため、そのままプロセ
ス値演算部43で使用できる。
Since the hot well temperature T hardly changes even at the inlet of the condensate pump, it can be used as it is in the process value calculation unit 43.

【0080】なお、図8、9の実施例では電源電圧Vと
電動機電流Iについては図示が複雑になるので省略して
いる。
The power supply voltage V and the motor current I are omitted in the embodiments of FIGS.

【0081】このようにプロセス値演算部43に式
(9)、(10)、(11)の計算を実行する吸込圧力
演算部90、吐出流量演算部91、吐出圧力演算部92
を追加し、また、設計値格納部42に配管の摩擦損失係
数f1,f2と、圧力検出点とポンプ出入口との実揚程h
a,hbと、出入口配管の直径Ds,Ddの定数を設定する
定数設定部86、87を追加することにより、図1の実
施例と同様にポンプの性能低下や異常を診断することが
できる。
As described above, the suction pressure calculation unit 90, the discharge flow rate calculation unit 91, and the discharge pressure calculation unit 92 which execute the calculation of the equations (9), (10) and (11) in the process value calculation unit 43.
In addition, the friction loss coefficients f1 and f2 of the piping and the actual lift h between the pressure detection point and the pump inlet / outlet port h are added to the design value storage unit 42.
By adding constant setting units 86 and 87 for setting the constants of a and hb and the diameters Ds and Dd of the inlet and outlet pipes, it is possible to diagnose the performance deterioration and abnormality of the pump as in the embodiment of FIG.

【0082】なお、図8、9の実施例の場合には、プロ
セス値の検出点がポンプから遠いため、演算部で計算し
たΔHやΔIの精度が図1の実施例に比べて低下する。
したがって、ポンプの性能低下を判断するしきい値α1
とβ1は図1の実施例より大きくするのが望ましい。
In the case of the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, since the process value detection point is far from the pump, the accuracy of ΔH and ΔI calculated by the arithmetic unit is lower than that of the embodiment shown in FIG.
Therefore, the threshold value α1 for determining the deterioration of the pump performance
It is desirable that β1 and β1 be larger than those in the embodiment of FIG.

【0083】[0083]

【発明の効果】本発明によれば、電流検出値と演算で求
めた電流計算値の電流偏差と予め定めた全揚程設計値と
演算で求めた全揚程計算値の全揚程偏差の大きさによっ
て異常診断を行うようにしているので、ポンプを駆動す
る電動機や伝達系の異常を判別して検出できるようにな
りポンプの性能低下や異常を確実に検出することができ
る。
According to the present invention, the current deviation between the detected current value and the calculated current value calculated by calculation, the predetermined total head design value and the total head deviation calculated by the calculation of the total head deviation value are used. Since the abnormality diagnosis is performed, the abnormality of the electric motor for driving the pump or the abnormality of the transmission system can be discriminated and detected, and the deterioration or abnormality of the performance of the pump can be surely detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】 図1のプロセス値演算部と設計値格納部の一
例詳細構成図である。
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of an example of a process value calculation unit and a design value storage unit in FIG.

【図3】 ポンプ全揚程測定の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of measurement of total pump head.

【図4】 ポンプの特性曲線を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a characteristic curve of a pump.

【図5】 電動機の特性曲線を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a characteristic curve of an electric motor.

【図6】 ポンプ性能低下時の全揚程を示す説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a total head when pump performance is deteriorated.

【図7】 異常判定部のロジック図である。FIG. 7 is a logic diagram of an abnormality determination unit.

【図8】 本発明の他の一実施例を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.

【図9】 図8とで本発明の他の一実施例を示す構成図
である。
9 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention with FIG. 8. FIG.

【図10】 火力発電プラントの一例系統構成図であ
る。
FIG. 10 is a system configuration diagram of an example of a thermal power plant.

【図11】 横軸片吸込単段渦巻ポンプの構成を示す断
面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of a horizontal shaft single-suction single-stage centrifugal pump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8 脱気器、12 復水器ホットウェル、15 復水ポ
ンプ、16 復水ブースタポンプ、17 脱気器水位調
節弁、22 復水器圧力検出器、23 復水器ホットウ
ェル温度検出器、24 復水ブースタポンプ入口圧力検
出器、25 復水流量検出器、30 渦巻ポンプ、31
交流電動機、32 遮断器、33 交流電源、34
ポンプ吐出流量検出器、35 ポンプ吐出圧力検出器、
36 ポンプ流体温度検出器、37 ポンプ入口圧力検
出器、38 電圧検出器、39電流検出器、42 設計
データ格納部、43 プロセス値演算部、44 異常判
定部。
8 Deaerator, 12 Condenser Hotwell, 15 Condensate Pump, 16 Condenser Booster Pump, 17 Deaerator Water Level Control Valve, 22 Condenser Pressure Detector, 23 Condenser Hotwell Temperature Detector, 24 Condensate booster pump inlet pressure detector, 25 Condensate flow rate detector, 30 Volute pump, 31
AC motor, 32 circuit breaker, 33 AC power supply, 34
Pump discharge flow detector, 35 Pump discharge pressure detector,
36 pump fluid temperature detector, 37 pump inlet pressure detector, 38 voltage detector, 39 current detector, 42 design data storage unit, 43 process value calculation unit, 44 abnormality determination unit.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】交流電源から給電される交流電動機と、前
記交流電動機により駆動されるポンプと、前記ポンプの
吸込圧力、吐出圧力および吐出流量を含むプロセス値を
検出するプロセス値検出手段と、前記交流電源の電源電
圧を検出する電圧検出手段と、前記交流電動機の電動機
電流を検出する電流検出手段と、前記ポンプのプロセス
値を入力し全揚程を演算により求める全揚程演算手段
と、少なくとも前記ポンプのプロセス値から求められた
ポンプ軸動力と前記電圧検出手段で検出した電源電圧を
入力し前記交流電動機に流れる電動機電流を演算により
求める電流演算手段と、前記電流検出手段で検出した電
流検出値と前記電流演算手段で求めた電流計算値の電流
偏差を求める電流偏差演算手段と、予め定めた全揚程設
計値と前記全揚程演算手段で求めた全揚程計算値の全揚
程偏差を求める全揚程偏差演算手段と、前記電流偏差と
前記全揚程偏差の大きさによって異常診断を行う異常判
定手段とを具備することを特徴とするポンプ異常診断装
置。
1. An AC electric motor fed from an AC power source, a pump driven by the AC electric motor, a process value detecting means for detecting a process value including a suction pressure, a discharge pressure and a discharge flow rate of the pump, Voltage detection means for detecting the power supply voltage of the AC power supply, current detection means for detecting the motor current of the AC motor, total head calculation means for calculating the total head by inputting the process value of the pump, and at least the pump Of the pump shaft power obtained from the process value and the power supply voltage detected by the voltage detecting means, and calculating the electric current of the motor flowing through the AC electric motor, and the detected current value detected by the current detecting means. A current deviation calculating means for obtaining a current deviation of the calculated current value obtained by the current calculating means, a predetermined total head design value and the total head operating value A pump comprising: a total head deviation calculating means for obtaining a total head deviation of the total head calculated value obtained by the means; and an abnormality determining means for making an abnormality diagnosis based on the magnitudes of the current deviation and the total head deviation. Abnormality diagnosis device.
【請求項2】交流電源から給電される交流電動機と、前
記交流電動機とカップリングを介して連結されている渦
巻ポンプと、前記渦巻ポンプの吸込圧力、吐出圧力およ
び吐出流量を含むプロセス値を検出するプロセス値検出
手段と、前記交流電源の電源電圧を検出する電圧検出手
段と、前記交流電動機の電動機電流を検出する電流検出
手段と、前記渦巻ポンプの少なくとも吸込圧力、吐出圧
力および吐出流量を入力しポンプ全揚程を演算により求
める全揚程演算手段と、少なくとも前記渦巻ポンプのプ
ロセス値から求められたポンプ軸動力と前記電圧検出手
段で検出した電源電圧を入力し前記交流電動機に流れる
電動機電流を演算により求める電流演算手段と、前記電
流検出手段で検出した電流検出値と前記電流演算手段で
求めた電流計算値の電流偏差を求める電流偏差演算手段
と、予め定めた全揚程設計値と前記全揚程演算手段で求
めた全揚程計算値の全揚程偏差を求める全揚程偏差演算
手段と、前記電流偏差と前記全揚程偏差を入力し、前記
電流偏差と前記全揚程偏差に対して予め定めたしきい値
と比較して異常診断を行う異常判定手段とを具備するこ
とを特徴とするポンプ異常診断装置。
2. An alternating current motor supplied from an alternating current power source, a centrifugal pump connected to the alternating current motor via a coupling, and a process value including a suction pressure, a discharge pressure and a discharge flow rate of the centrifugal pump. Process value detection means, voltage detection means for detecting the power supply voltage of the AC power supply, current detection means for detecting the motor current of the AC electric motor, and at least suction pressure, discharge pressure and discharge flow rate of the centrifugal pump are input. Pump total head calculating means for calculating the total pump head, and at least the pump shaft power obtained from the process value of the centrifugal pump and the power supply voltage detected by the voltage detecting means are input to calculate the motor current flowing in the AC motor. Current calculation means, the current detection value detected by the current detection means and the current calculation value calculated by the current calculation means A current deviation calculating means for obtaining a current deviation, a total head deviation calculating means for obtaining a total head deviation between a predetermined total head design value and a total head calculated value obtained by the total head calculating means, the current deviation and the total head A pump abnormality diagnosing device comprising: an abnormality determining unit that inputs a deviation and compares the current deviation and the total head deviation with a predetermined threshold value to perform abnormality diagnosis.
【請求項3】交流電源から給電される誘導電動機と、前
記誘導電動機と軸継手を含む伝達系を介して連結されて
いる渦巻ポンプと、前記渦巻ポンプの吸込圧力、吐出圧
力、吐出流量および流体温度を含むプロセス値を検出す
るプロセス値検出手段と、前記交流電源の電源電圧を検
出する電圧検出手段と、前記誘導電動機の電動機電流を
検出する電流検出手段と、前記渦巻ポンプの少なくとも
吸込圧力、吐出圧力および吐出流量を入力しポンプ全揚
程を演算により求める全揚程演算手段と、前記吐出流
量、全揚程演算手段で求めた全揚程計算値および流体温
度による流体比重量を入力して前記渦巻ポンプのポンプ
軸動力を求める軸動力演算手段と、少なくとも前記軸動
力演算手段で求めたポンプ軸動力と前記電圧検出手段で
検出した電源電圧を入力し前記交流電動機に流れる電動
機電流を演算により求める電流演算手段と、前記電流検
出手段で検出した電流検出値と前記電流演算手段で求め
た電流計算値の電流偏差を求める電流偏差演算手段と、
予め定めた全揚程設計値と前記全揚程演算手段で求めた
全揚程計算値の全揚程偏差を求める全揚程偏差演算手段
と、前記電流偏差と前記全揚程偏差を入力し、前記電流
偏差と前記全揚程偏差に対して予め定めたしきい値と比
較して異常診断を行う異常判定手段とを具備することを
特徴とするポンプ異常診断装置。
3. An induction motor fed from an AC power source, a spiral pump connected to the induction motor via a transmission system including a shaft coupling, a suction pressure, a discharge pressure, a discharge flow rate and a fluid of the spiral pump. Process value detecting means for detecting a process value including temperature, voltage detecting means for detecting a power supply voltage of the AC power source, current detecting means for detecting a motor current of the induction motor, and at least suction pressure of the spiral pump, The total head calculation means for calculating the total pump head by inputting the discharge pressure and the discharge flow rate, and the spiral flow pump by inputting the total lift calculation value calculated by the discharge flow rate and the total lift calculation means and the fluid specific weight based on the fluid temperature. Shaft power calculation means for calculating the pump shaft power of, and at least the pump shaft power calculated by the shaft power calculation means and the power supply voltage detected by the voltage detection means. A current calculation means for calculating a motor current flowing in the force and the AC motor by the operation, the current deviation calculation means for calculating the current deviation of the current values calculated by the current detection value detected by said current detecting means and said current computing means,
Total head deviation calculation means for obtaining a total head deviation between a predetermined total head design value and a total head calculated value obtained by the total head calculation means, and inputting the current deviation and the total head deviation, the current deviation and the above A pump abnormality diagnosing device comprising: abnormality determining means for performing abnormality diagnosis by comparing a total head deviation with a predetermined threshold value.
【請求項4】交流電源から給電される誘導電動機と、前
記誘導電動機と軸継手を含む伝達系を介して連結されて
いる渦巻ポンプと、前記渦巻ポンプの吸込圧力、吐出圧
力、吐出流量および流体温度を含むプロセス値を検出す
るプロセス値検出手段と、前記交流電源の電源電圧を検
出する電圧検出手段と、前記誘導電動機の電動機電流を
検出する電流検出手段と、前記渦巻ポンプの少なくとも
吸込圧力、吐出圧力および吐出流量を入力しポンプ全揚
程を演算により求める全揚程演算手段と、前記流体温度
を入力して流体温度による流体比重量を求める流体比重
量演算手段と、前記吐出流量、全揚程演算手段で求めた
全揚程計算値、前記流体比重量およびポンプ効率を入力
して前記渦巻ポンプのポンプ軸動力を求める軸動力演算
手段と、前記ポンプ軸動力に基づいて求めた電動機出力
と前記電圧検出手段で検出した電源電圧を入力し前記誘
導電動機に流れる電動機電流を演算により求める電流演
算手段と、前記電流検出手段で検出した電流検出値と前
記電流演算手段で求めた電流計算値の電流偏差を求める
電流偏差演算手段と、予め定めた全揚程設計値と前記全
揚程演算手段で求めた全揚程計算値の全揚程偏差を求め
る全揚程偏差演算手段と、前記電流偏差と前記全揚程偏
差を入力し、前記電流偏差と前記全揚程偏差に対して予
め定めたしきい値と比較して異常診断を行う異常判定手
段とを具備することを特徴とするポンプ異常診断装置。
4. An induction motor fed from an AC power source, a spiral pump connected to the induction motor via a transmission system including a shaft coupling, a suction pressure, a discharge pressure, a discharge flow rate and a fluid of the spiral pump. Process value detecting means for detecting a process value including temperature, voltage detecting means for detecting a power supply voltage of the AC power source, current detecting means for detecting a motor current of the induction motor, and at least suction pressure of the spiral pump, Total head calculation means for calculating the total pump head by inputting the discharge pressure and discharge flow rate, and fluid specific weight calculation means for calculating the fluid specific weight based on the fluid temperature by inputting the fluid temperature, and the discharge flow rate and total head calculation Shaft power calculation means for determining the pump shaft power of the centrifugal pump by inputting the total head calculation value obtained by the means, the fluid specific weight, and the pump efficiency; A current calculation means for calculating a motor current flowing through the induction motor by inputting a motor output obtained based on shaft power and a power supply voltage detected by the voltage detection means, a current detection value detected by the current detection means, and the above A current deviation calculating means for obtaining the current deviation of the calculated current value obtained by the current calculating means, and a total head deviation calculation for obtaining a total head deviation of the predetermined total head design value and the total head calculation value obtained by the total head calculating means. Means for inputting the current deviation and the total head deviation, and comparing the current deviation and the total head deviation with a predetermined threshold value to perform abnormality diagnosis. Pump abnormality diagnosis device.
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