RU2475682C2 - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475682C2 RU2475682C2 RU2011114048/12A RU2011114048A RU2475682C2 RU 2475682 C2 RU2475682 C2 RU 2475682C2 RU 2011114048/12 A RU2011114048/12 A RU 2011114048/12A RU 2011114048 A RU2011114048 A RU 2011114048A RU 2475682 C2 RU2475682 C2 RU 2475682C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- coefficient
- pressure
- calculated
- power
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 44
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 101100372509 Mus musculus Vat1 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Landscapes
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области водоснабжения и водоотведения городов и промышленных объектов и может быть использовано для измерения и учета расхода воды с целью регулирования системы водоснабжения и водоотведения.The invention relates to the field of water supply and sanitation of cities and industrial facilities and can be used to measure and account for water flow in order to regulate the water supply and sanitation.
Современные системы водоснабжения и водоотведения являются сложными инженерными сооружениями, которые характеризуются следующими тенденциями своего развития:Modern water supply and sanitation systems are complex engineering structures, which are characterized by the following development trends:
- увеличением мощности насосных установок для перекачки жидкости;- an increase in the power of pumping units for pumping liquid;
- повышение требований к качеству питьевой воды;- increased requirements for the quality of drinking water;
- использование насосных установок большой давности с изменением их рабочих характеристик;- the use of long-standing pumping units with a change in their performance;
- повышение надежности работающих установок;- improving the reliability of operating installations;
- своевременное обнаружение возможных поломок насосных установок с недопущением развития аварии;- timely detection of possible breakdowns of pumping units with the prevention of the development of an accident;
- повышение экономичности работы насосных установок путем своевременного определения падения КПД;- improving the efficiency of the pumping units by the timely determination of the drop in efficiency;
- своевременное определение повышения удельного расхода электроэнергии;- timely determination of the increase in specific energy consumption;
- своевременное определение повышения температуры в подшипниках и корпусе насоса, что предотвратит развитие аварии.- timely determination of temperature increase in bearings and pump housing, which will prevent the development of an accident.
Все эти особенности развития современных систем водоснабжения и водоотведения усложняют режим их работы и требуют иного подхода к управлению ими.All these features of the development of modern water supply and sanitation systems complicate the mode of their work and require a different approach to managing them.
Дальнейшая оптимизация работы систем водоснабжения и водоотведения связана с решением ряда крупных проблем, требующих новых научно-обоснованных технических, экономических и технологических решений. Важнейшей из этих проблем является внедрение в сетях автоматизированной информационной системы, служащей для получения и анализа в реальном масштабе времени, на диспетчерском пункте, основных показателей работы насосных станций с целью поддержания их работы в оптимальном режиме. Основным параметром, характеризующим работу насосной установки, является расход. Все известные устройства для измерения расхода содержат первичные датчики, которые непосредственно находятся в контакте с измеряемой жидкостью и требуют периодического осмотра и тарировки на стендах, что усложняет их эксплуатацию.Further optimization of the operation of water supply and sanitation systems is associated with the solution of a number of major problems requiring new scientifically based technical, economic and technological solutions. The most important of these problems is the introduction in the networks of an automated information system, which is used to obtain and analyze in real time, at the control room, the main performance indicators of pumping stations in order to maintain their operation in optimal mode. The main parameter characterizing the operation of the pumping unit is the flow rate. All known devices for measuring flow rate contain primary sensors that are directly in contact with the measured liquid and require periodic inspection and calibration at the stands, which complicates their operation.
Известно устройство, включающее измерение массового расхода и плотности жидкости, состоящее из датчиков давления на входе-выходе насоса, датчик для измерения активной мощности, потребляемой приводным электродвигателем насоса, и устройство для вычисления измеряемого параметра расхода / Патент 2119148 РФ Способ измерения массового расхода и плотности жидкости, подаваемой центробежным электронасосом / Кричке В.О., Громан А.О., Кричке В.В. от 20.11.97 / [1].A device is known that includes measuring the mass flow rate and density of a liquid, consisting of pressure sensors at the pump inlet / outlet, a sensor for measuring the active power consumed by the pump drive motor, and a device for calculating a measured flow rate parameter / Patent 2119148 RF Method for measuring mass flow rate and density of a liquid supplied by a centrifugal electric pump / Krichke V.O., Groman A.O., Krichke V.V. from 11.20.97 / [1].
Однако в этом патенте не рассматривается автоматизированная информационная система для насосных станций водоканала.However, this patent does not address an automated information system for water pumping stations.
Сущностью изобретения является оптимизация работы системы водоснабжения и водоотведения путем получения и анализа в реальном масштабе времени основных показателей работы насосных станций с целью поддержания их работы в оптимальном режиме.The essence of the invention is to optimize the operation of the water supply and sanitation system by obtaining and analyzing in real time the main performance indicators of pumping stations in order to maintain their operation in optimal mode.
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 известная автоматизированная информационная система для измерения и анализа в реальном масштабе времени основных показателей работы насосных станций с центробежными электронасосами в системах водоснабжения и водоотведения, содержащая насосные станции с датчиками давления и датчиками мощности, дополнительно снабжена датчиками температуры, для измерения температуры подшипников и корпуса насоса и датчиком для измерения вибрации насосной установки, системой передачи данных, объединяющей выходы всех датчиков и сообщений с информационным центром, содержащим ЭВМ и базу данных по измеряемым параметрам, используя которые вычисляется мощность, действующая на валу каждого насоса N, путем умножения мощности, потребляемой из сети Рс на коэффициент полезного действия электродвигателя ηэд, вычисляется давление, создаваемое насосом р, 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 No на давление ро, при работе насоса на закрытую задвижку, взятые из рабочих характеристик насоса, результат деления измеренного значения давления ро1 на измеренное значение мощности на валу насоса No1, по эксплуатационному коэффициенту ηэк определяются отклонения мощности ±ΔN и давления ±Δр, от номинальных значений и во всем диапазоне паспортных характеристик, полученные отклонения по мощности и давлению добавляются к рабочим характеристикам насоса по мощности N±ΔN и давлению р±Δр, вычисляются во всем диапазоне по паспортным данным расчетный расходный коэффициент Мр, без коэффициента сходимости К, путем умножения результата деления мощности N±ΔN на значение давления р±Δр, на эксплуатационный коэффициент ηэк, минус значение расходного коэффициент М0, строится график зависимости паспортного расходного коэффициента М от расчетного Мр расходного коэффициента М=f(Mp), в период измерения, по вычисленному значению Мр по характеристикеThe technical result is achieved by the fact that the well-known automated information system for measuring and analyzing in real time the main performance indicators of pumping stations with centrifugal electric pumps in water supply and sanitation systems, containing pumping stations with pressure sensors and power sensors, is additionally equipped with temperature sensors for measuring temperature bearings and pump housing and a sensor for measuring the vibration of the pump unit, a data transmission system that combines you ode all sensors and messages from data center comprising a computer and a database of measured parameters, using which calculates the power exerted on the shaft of each pump is N, by multiplying the power consumed from the network F with the efficiency of the motor η al, pressure is calculated, p generated by the pump, by subtracting the pressure at the pump outlet pressure p O p on its input Rin by passport data calculated value consumable coefficient M 0 at zero flow at the beginning of the performance, by dividing the power N 0 by pressure p 0 , the operating coefficient η ek is determined experimentally when the pump is operated by a closed valve, by multiplying the result of dividing the power N o by pressure r o , when the pump is operated by a closed valve, taken from the pump performance, the division result measured pressure values p o1 on the measured power of the pump shaft N o1, power offset determined by the operational coefficient η eq ± ΔN and pressure ± Ap from the nominal values and in the entire range of passport Characteristics obtained deflection power and the pressure added to the pump performance power N ± ΔN and pressure p ± Ap, calculated over the entire range of passport data estimated consumable ratio M p, without the coefficient convergence K, by multiplying the power division result N ± ΔN the pressure value p ± Δp, the operating coefficient η ek , minus the value of the expenditure coefficient M 0 , a graph of the dependence of the passport expenditure coefficient M on the calculated M p expenditure coefficient M = f (M p ), in the period from measurements, according to the calculated value of M p according to the characteristic
М=f(Mp) определяется действительный расходный коэффициент М, а по графику Q=f(М) определяется объемный расход Q, при определении расхода с использованием коэффициента сходимости К, который определяется во всем диапазоне характеристик, путем деления паспортного расходного коэффициента М на расчетный расходный коэффициент Мр, и стоятся графики К=f(Мр) или К=М/Мр, по найденному значению К вычисляется расходный коэффициент М по формуле, путем деления коэффициента сходимости К на расчетный расходный коэффициент Мр, по вычисленному значению расходного коэффициента по расходной характеристике Q=f(М) вычисляется объемный расход Q, по напорной характеристике H-Q вычисляется при вычисленном значении расхода, действующий напор Н, а по нему плотность p перекачиваемой жидкости, путем деления действующего давления, создаваемого насосом на действующий расчетный напор Н и коэффициент g, вычисляется коэффициент полезного действия насоса путем умножения давления на результат деления расхода на мощность, удельный расход электроэнергии Wуд, путем деления плотности на коэффициенты полезного действия насоса и электродвигателя с соответствующими коэффициентами, по приборам измеряется температура на подшипниках насоса и температура корпуса насоса, а по датчику, измеряющему вибрацию, - амплитуду вибрации, 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 станций.M = f (M p ), the actual expenditure coefficient M is determined, and according to the graph Q = f (M), the volume flow Q is determined when determining the flow using the convergence coefficient K, which is determined over the entire range of characteristics, by dividing the passport expenditure coefficient M by estimated expenditure coefficient M r , and graphs K = f (M r ) or K = M / M r are plotted, using the found value of K, the expenditure coefficient M is calculated by the formula, by dividing the convergence coefficient K by the calculated expenditure coefficient M r , by the calculated value R of the flow coefficient Q = f (M), the volumetric flow rate Q is calculated, the pressure characteristic HQ is calculated at the calculated flow rate, the effective head H, and the density p of the pumped liquid over it, by dividing the effective pressure created by the pump by the effective design head H and ratio g, calculated pump efficiency by multiplying the result of pressure on the flow dividing power, the specific power consumption W beats, by dividing the density ratios helpful about the action of the pump and the motor with the corresponding coefficients, the temperature on the pump bearings and the temperature of the pump housing are measured using the sensors, and the vibration amplitude is measured by the vibration measuring sensor, the calculated data on the transmission system are sent to the control center in a computer containing the corresponding database, with with the help of which all the necessary information is calculated for measuring and analyzing in real time the main performance indicators of pumping stations.
В предлагаемой автоматизированной системе производится текущее измерение параметров насосных установок с передачей данных 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 станций, что позволяет своевременно принять меры по ликвидации возможных отклонений в работе насосных установок от заданных режимов, которые могут привести к авариям насосных агрегатов и нарушению работы всей автоматизированной информационной системы.In the proposed automated system, the current measurement of the parameters of pumping units is carried out with data being transmitted to the control room in a computer containing the appropriate database, with the help of which all the necessary information for measuring and analyzing in real time the main performance indicators of the pumping stations is calculated, which allows timely acceptance measures to eliminate possible deviations in the operation of pumping units from predetermined modes that can lead to accidents of pumping units and disrupting the whole automated information system.
Автоматизированная информационная система обеспечивает непрерывный контроль и анализ каждой насосной установки путем измерения объемного и массового расхода перекачиваемой жидкости, давления, создаваемого насосом, потребляемой мощности, коэффициента полезного действия, удельного расхода электроэнергии, наработку на отказ, температуры подшипников у насосов, температуры корпуса насоса, уровня вибрации. Для этого система содержит: датчики давления на входе и выходе из насоса, статический преобразователь мощности в электрической сети, датчики температуры и датчики замера вибрации. Система снабжена системой передачи данных по всем контролируемым параметрам на диспетчерский пункт с ЭВМ, содержащей базу данных по всем контролируемым параметрам, с помощью которых вычисляются все необходимые данные.An automated information system provides continuous monitoring and analysis of each pump unit by measuring the volumetric and mass flow rate of the pumped liquid, the pressure generated by the pump, power consumption, efficiency, specific energy consumption, MTBF, temperature of bearings at the pumps, temperature of the pump housing, level vibrations. For this, the system contains: pressure sensors at the inlet and outlet of the pump, a static power converter in the electrical network, temperature sensors and vibration measurement sensors. The system is equipped with a data transmission system for all controlled parameters to a control room with a computer containing a database of all controlled parameters, with which all the necessary data are calculated.
На чертежах представлены:The drawings show:
Фиг.1 Общий вид насосной станции 2 НФС «Самараводоканал».Figure 1 General view of the
Фиг.2 Схема насосной станции 2 НФС «Самараводоканал».Figure 2 Scheme of a
Фиг.3 Рабочие характеристики сетевого насоса 18 НДС.Figure 3 Performance characteristics of the
Фиг.4 Расходная характеристика Q-M насоса 18 НДС.Figure 4 Consumption characteristic of the
Фиг.5 Расходная характеристика М-Q насоса 18 НДС.Figure 5 Consumption characteristic of the
Фиг.6 Рабочие характеристики сетевого насоса 14 НДС.6 Performance characteristics of the network pump 14 VAT.
Фиг.7 Расходная характеристика Q-M насоса 14 НДС.Fig. 7 Flow characteristic of the Q-M pump 14 VAT.
Фиг.8 Расходная характеристика M-Q насоса 14 НДС.Fig. Consumption characteristic of the M-Q pump 14 VAT.
Фиг.9 Характеристика зависимости паспортного расходного коэффициента М от расчетного Мр.Fig.9. The characteristic dependence of the passport expenditure coefficient M from the calculated M p .
Фиг.10 Характеристика зависимости коэффициента сходимости К от расчетного расходного коэффициента Мр.Figure 10 Characteristic dependence of the coefficient of convergence K from the estimated expenditure coefficient M r .
Фиг.11 Функциональная схема автоматизации одного насоса, где приняты следующие обозначения: ТТ - 1, 2, 3 - бесшкальные датчики температуры; Кт - контроллер датчиков температуры; рТ - 4, 5 - датчики давления; Кд - контроллер датчиков давления; ЕТ - 6 - статический преобразователь мощности; Ке - контроллер датчиков мощности; вТ - 7 - датчик вибрации; Кв - контроллер датчиков вибрации; ЭВМ ИП - ЭВМ информационного пункта в насосной; ЭВМ ДП - ЭВМ на центральном диспетчерском пункте.11 Functional diagram of the automation of one pump, where the following notation is accepted: TT - 1, 2, 3 - besklakalnye temperature sensors; K t - temperature sensor controller; RT - 4, 5 - pressure sensors; To d - controller pressure sensors; ET - 6 - static power converter; K e - power sensor controller; VT - 7 - vibration sensor; K in - controller of vibration sensors; Computer IP - computer information point in the pump room; Computer DP - a computer at the central control center.
Фиг.12 Экспериментальные графики по измерению расхода воды в течение двух суток, подаваемой насосами 14 НДС и 18 НДС на насосной станции 2 НФС «Самараводоканал» и расход по счетчику воды.Fig. 12 Experimental graphs for measuring the flow rate of water for two days supplied by the pumps 14 VAT and 18 VAT at the
Фиг.13 Экспериментальные графики по измерению расхода воды в течение двух суток, подаваемой насосами 14 НДС и 18 НДС на насосной станции 2 НФС «Самараводоканал».Fig. 13 Experimental graphs for measuring the flow rate of water for two days supplied by pumps 14 VAT and 18 VAT at the
Современные системы водоснабжения и водоотведения состоят из насосных станций, источников воды, насосных установок, магистральных линий и потребителей. На насосной станции 2НФС1, общий вид которой показан на фиг.1, а в схеме на фиг.2, работает 6 насосных агрегатов с приводом от электродвигателей, параметры насосных установок даны в таблицах 1, 2.Modern water supply and sanitation systems consist of pumping stations, water sources, pumping units, trunk lines and consumers. At the pump station 2NFS1, the general view of which is shown in Fig. 1, and in the diagram in Fig. 2, there are 6 pumping units driven by electric motors, the parameters of the pumping units are given in tables 1, 2.
На насосной станции применяются насосы двух типов 14 НДС и 18 НДС. Рабочие характеристики насосов показаны на фиг.3 и фиг.8. В этих характеристиках даны новые расходные характеристики в соответствии с патентом РФ №2119148. Расходная характеристика строится на базе паспортных характеристик данного насоса. В качестве приводных электродвигателей у насосов могут быть синхронные, у которых число оборотов не зависит от нагрузки, и асинхронные, у которых число оборотов зависит от нагрузки. При использовании синхронного электродвигателя паспортная характеристика насоса остается неизменной. Если же применяются асинхронные электродвигатели, то паспортную характеристику необходимо пересчитывать в соответствии с частотой вращения вала электродвигателя. В процессе эксплуатации параметры насосной установки могут принимать значения, отличные от паспортных, в этих случаях рабочие характеристики необходимо пересчитать. Поэтому в дальнейшем будем пользоваться такими понятиями, как паспортная и базовая характеристика. Под базовой будем понимать характеристику, полученную экспериментально или пересчитанную паспортную с учетом действующих параметров насоса, влияющих на характеристику, например изменение частоты вращения, диаметра рабочих колес. В зависимости от нагрузки электродвигателя привода насоса. Так, пересчет характеристики насоса при приводе от асинхронного электродвигателя производится по формулам приведения:At the pumping station, two types of pumps are used: 14 VAT and 18 VAT. The pump performance is shown in FIG. 3 and FIG. 8. In these characteristics, new consumable characteristics are given in accordance with RF patent No. 2119148. The flow characteristic is based on the passport characteristics of the pump. As drive motors, the pumps can be synchronous, in which the speed does not depend on the load, and asynchronous, in which the speed depends on the load. When using a synchronous electric motor, the nameplate characteristic of the pump remains unchanged. If asynchronous motors are used, then the passport characteristic must be recalculated in accordance with the frequency of rotation of the motor shaft. During operation, the parameters of the pumping unit can take values other than the passport ones, in these cases, the performance must be recalculated. Therefore, in the future we will use concepts such as passport and basic characteristics. Under the base we mean the characteristic obtained experimentally or recalculated passport taking into account the operating parameters of the pump, affecting the characteristic, for example, a change in speed, diameter of the impellers. Depending on the load of the pump motor. So, recalculation of the characteristics of the pump when driving from an induction motor is performed according to the reduction formulas:
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: или for pressure: or
для мощности: или for power: or
где Q1, H1, N1, n1 - текущие значения расхода, напора, мощности, частоты вращения вала насоса, a Q0, Н0, N0, n0 - соответственно их паспортные значения.where Q 1 , H 1 , N 1 , n 1 - current values of flow, pressure, power, pump shaft rotation frequency, and Q 0 , Н 0 , N 0 , n 0 - their passport values, respectively.
Построение новой характеристики делается следующим образом. При приводе от синхронного электродвигателя все первичные данные берутся из паспортной характеристики. При приводе от асинхронного электродвигателя вначале паспортные характеристики пересчитываются по формулам приведения, рассмотренным выше. Вначале строится по данным напора Н характеристика по давлению p-Q. Для этого по известной плотности жидкости р, по которой строились паспортные характеристики, вычисляется и строится по всему диапазону характеристика p-Q по давлению с расчетом по формуле р=ρgH, Па, р=ρgH10-6, МПа, где Н, м - напор, g=9,81 м/с2 или р=ρgH10-5/102, кГ/см2.The construction of a new characteristic is as follows. When driven by a synchronous electric motor, all primary data is taken from the nameplate characteristic. When driving from an asynchronous electric motor, at first, the passport characteristics are recalculated according to the reduction formulas discussed above. First, the pressure characteristic pQ is constructed according to the pressure Н. To do this, using the known fluid density p, according to which the passport characteristics were built, the pressure characteristic pQ is calculated and built over the entire range, calculated by the formula p = ρgH, Pa, p = ρgH10 -6 , MPa, where N, m - head, g = 9.81 m / s 2 or p = ρgH10 -5 / 102, kg / cm 2 .
Затем вычисляются по базовой характеристике расходный коэффициент M0 постоянной составляющей расходной характеристики насоса путем деления мощности N0 на валу насоса на давление р0, создаваемое насосом, при работе насоса на закрытую задвижку на его выходеThen, the flow coefficient M 0 of the constant component of the pump flow characteristic is calculated by dividing the power N 0 on the pump shaft by the pressure p 0 created by the pump when the pump is running on a closed gate valve at its outlet
M0=No/po, кВт/(кГ/см2),M 0 = N o / p o , kW / (kg / cm 2 ),
расходный коэффициент М вычисляется по формуле и включается в общие рабочие характеристики насоса.the flow coefficient M is calculated by the formula and is included in the overall pump performance.
М=((N/p)ηэк-(No/po))К, кВт/(кГ/см2),M = ((N / p) η ek - (N o / p o )) K, kW / (kg / cm 2 ),
где ηэк - эксплуатационный коэффициент, характеризующий отклонение действующей рабочей характеристики насоса от паспортного значения, К - коэффициент сходимости расчетной характеристики насоса с паспортной.where η ek is the operational coefficient characterizing the deviation of the operating performance of the pump from the nameplate value, K is the coefficient of convergence of the design characteristic of the pump with the nameplate.
Если паспортная характеристика не изменилась, то коэффициенты К и ηэк принимаются равными единице. Затем по расходной характеристике Q-М при вычисленном расходном коэффициенте М определяется объемный расход Q0.If the passport characteristic has not changed, then the coefficients K and η ek are taken equal to unity. Then, according to the flow characteristic Q-M with the calculated flow coefficient M, the volume flow Q 0 is determined.
На фиг.3 даны рабочие характеристики насоса 18 НДС. Основными характеристиками насоса являются зависимость мощности N-Q, напора Н-Q и коэффициент полезного действия насоса ηу - Q от производительности Q насоса. К этим характеристикам добавляется новая расходная характеристика М-Q. Расходная характеристика может быть построена в функции Q-М (фиг.4) или в функции M-Q (фиг.5). Для математического описания расхода используется зависимость Q-М. На фиг.6, 7, 8 даны аналогичные характеристики насоса 14 НДС.Figure 3 shows the performance of the
Для получения необходимой информации по управлению системой водоснабжения и водоотведения имеются информационные пункты (фиг.11), которые через сети связи соединены с центральным информационным пунктом, на котором находятся ЭВМ с базой данных. При этом для получения нужной информации необходимо иметь данные по каждому насосному агрегату - расход Q, давление р, мощность N, КПД насосов, удельный расход электроэнергии Wуд, наработка на отказ и уровень вибрации насосного оборудования. Из этих данных важнейшим параметром является расход Q каждого насосного агрегата. В рассматриваемой системе подача измеряется непосредственно работающей установкой. Система снабжена системой передачи данных, по всем контролируемым параметрам, на диспетчерский пункт с ЭВМ, который содержит необходимую базу данных по всем контролируемым параметрам. С помощью ЭВМ вычисляется: мощность путем умножения измеренной мощности Рс на коэффициент полезного действия электродвигателя ηэд, давление р, создаваемое насосом, путем вычитания из давления на выходе насоса рвых давления на его входе рвх измеряется вибрация и температура подшипников и корпуса насоса, по паспортной характеристике вычисляется расходный коэффициент М0, путем деления действующей на валу насоса мощности N0 на давление р0 в начале рабочей характеристики при нулевом расходе, по экспериментальным данным при работе насоса на закрытую задвижку в период его пуска определяется эксплуатационный коэффициент ηэк, путем умножения результата деления мощности No на ро, при работе насоса на закрытую задвижку, взятые из рабочих характеристик насоса, результат деления измеренного значения давления po1 на значение мощности на валу насоса No1, вычисляют расходный коэффициент М путем умножения результата деления действующего значения мощности на валу насоса на развиваемое им давление, на эксплуатационный коэффициент ηэк, минус результат деления мощности, действующей на валу насоса No, на создаваемое им давление ро, при закрытой задвижке на выходе насоса и умножают результат вычитания на коэффициент сходимости К, который предварительно вычисляют по рабочим характеристикам насосной установки, для чего 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 в паспортной характеристике к значениям мощности N±ΔN, давления, развиваемого насосом р±Δр, во всем диапазоне характеристики насоса вычисляют расчетные расходные коэффициенты Mp при коэффициентах сходимости К, равных единице, по формуле:To obtain the necessary information on managing the water supply and sanitation system, there are information points (Fig. 11), which are connected through a communication network to a central information point, on which computers with a database are located. At the same time, to obtain the necessary information, it is necessary to have data for each pumping unit — flow rate Q, pressure p, power N, pump efficiency, specific electricity consumption W beats , mean time between failures and vibration level of pumping equipment. Of these data, the most important parameter is the flow rate Q of each pump unit. In the system under consideration, the feed is measured directly by a working installation. The system is equipped with a data transmission system, for all controlled parameters, to a control room with a computer, which contains the necessary database for all controlled parameters. Using computer calculated: power by multiplying the measured power P with the efficiency of the motor η ed pressure p generated by the pump, by subtracting the output pressure of the pump P O pressure at its input p Rin measure vibration and temperature of the pump bearings and the housing, characteristic of the passport is calculated consumable coefficient M 0 by dividing the power of the pump acting on N 0 on the shaft the pressure p 0 at the beginning of the performance at zero flow, the experimental data at the pump the closed valve during its start is determined service factor η eq, by multiplying the result of dividing the power N o by p o, of the pump of the closed valve, taken from the pump performance, the result of dividing the measured pressure values p o1 to a value of power to the pump shaft N o1, consumable calculated coefficient multiplying the result by M rms power division by the pump shaft in the pressure developed by them, on the service factor η eq minus the result of dividing power, act her pump N o shaft to produced them pressure p o, at closed valve at the outlet of the pump and the multiplied result of the subtraction to the convergence coefficient K which is pre-calculated by the performance of the pumping unit, which based on the calculated value of the service factor η eq determine deviations from nominal values of power ± ΔN acting on the pump shaft during its operation on a closed gate valve with zero flow rate and the pressure developed by it ± Δp, and add them in the rating sheet to the power values N ± ΔN, the pressure developed by the pump p ± Δp, in the entire range of pump characteristics calculate the calculated flow coefficients M p with convergence coefficients K equal to unity, according to the formula:
М=((N/p)ηэк-(No/ро))К, кВт/(кГ/см2),M = ((N / p) η ek - (N o / p o )) K, kW / (kg / cm 2 ),
вычисляют коэффициент сходимости К путем деления паспортного значения расходного коэффициента М, с учетом данного эксплуатационного коэффициента ηэк, на вычисленный расчетный расходный коэффициент Мр, строят график зависимости М от Мр, вычисляют коэффициенты сходимости К, путем деления паспортных расходных коэффициентов М на расчетные расходные коэффициенты Мр и строят характеристику К-Мр зависимости коэффициента сходимости К от расчетного эксплуатационного коэффициента Мр, вычисляют текущий расходный коэффициент М, путем умножения текущего расходного коэффициента Мр на коэффициент сходимости К, или по характеристике Мр-М, при известном текущем расходном коэффициенте Мр находят значение расходного коэффициента М, а по нему, используя характеристику Q-М, вычисляют значение объемного расхода Qo, по напорной характеристике H-Q вычисляют при вычисленном значении расхода действующий напор H, а по нему плотность р перекачиваемой жидкости, удельный расход электроэнергии Wуд, расчет ведут по формулам:calculate the convergence coefficient K by dividing the passport value of the expenditure coefficient M, taking into account this operating coefficient η ek , by the calculated calculated expenditure coefficient M p , build a graph of the dependence of M on M p , calculate the convergence coefficients K by dividing the passport expenditure coefficients M by the calculated consumables Mp coefficients and build characteristic K-M p depending on the convergence coefficient K calculated operational coefficient M p, computed current ratio M consumable by mind dix current consumption coefficient M p by convergence coefficient K, or M p -M characteristic, when a certain current consumption coefficient value M p are consumable coefficient M, and thereon, using Q-M characteristic calculating volumetric flow rate Q o, by with the pressure characteristic HQ, the effective pressure H is calculated with the calculated flow rate, and the density p of the pumped liquid, the specific energy consumption W beats , are calculated according to the formulas:
мощность N, действующая на валу насосаpower N acting on the pump shaft
N=Pcηэд, кВт;N = P c η ed , kW;
давление, создаваемое насосом рpressure generated by pump p
р=рвых-рвх, кГ/см2;p = p out -p in , kg / cm 2 ;
расходный коэффициент М0 постоянной составляющей расходной характеристики насосаflow coefficient M 0 constant component of the flow rate characteristics of the pump
М0=N0/р0, кВт/(кГ/см2)M 0 = N 0 / p 0 , kW / (kg / cm 2 )
эксплуатационный коэффициент ηэк operating coefficient η ek
ηэк=(N0/p0).(p01/N01)η ec = (N 0 / p 0 ). (p 01 / N 01 )
действующий расходный коэффициент М равенthe current expenditure coefficient M is equal to
М=((N/р)ηэк-N0/p0)К, кВт/(кГ/см2),M = ((N / p) η ek -N 0 / p 0 ) K, kW / (kg / cm 2 ),
где No, ро, No1, ро1, N, р - соответственно паспортные значения мощности N0 и давления р0 при работе насоса на закрытую задвижку, при экспериментальном измерении параметров насоса на закрытую задвижку N01, р01 и мощность и давление при текущей работе насоса N, p.where N o , p o , N o1 , p o1 , N, p are respectively the rated values of power N 0 and pressure p 0 when the pump is operated with a closed gate valve, during experimental measurement of pump parameters for a closed gate valve N 01 , p 01 and power and pressure during current pump operation N, p.
Расходные коэффициенты Мр при известных эксплуатационных коэффициентах ηэк и К вычисляются из уравнений с паспортными значениями соответствующих коэффициентовConsumption coefficients M p with known operational coefficients η ek and K are calculated from equations with passport values of the corresponding coefficients
Мр=((N±ΔN/(р±Δр))ηэк-N0/р0) кВт/МПаM p = ((N ± ΔN / (p ± Δp)) η ek -N 0 / p 0 ) kW / MPa
при этом коэффициент сходимости К равенthe convergence coefficient K is equal to
К=Мп/(((Nп±ΔN)/(рп±Δp))ηэк-No/po,K = M p / (((N p ± ΔN) / (p p ± Δp)) η ek -N o / p o ,
где К, Мр, р и N берутся во всем диапазоне паспортных характеристик, по вычисленным значениям К и Мр строится характеристика К-Мр (фиг.10), текущее значение расходного коэффициента Мр с учетом коэффициента сходимости К вычисляют по уравнению или по характеристике К-Mp where K, M r , p and N are taken over the entire range of passport characteristics, based on the calculated values of K and M r , the K-M r characteristic is constructed (Fig. 10), the current value of the expenditure coefficient M r , taking into account the convergence coefficient K, is calculated by the equation or according to the characteristic K-M p
M=((N/p)ηэк-N0/p0))К, кВт/(кГ/см2),M = ((N / p) η ek -N 0 / p 0 )) K, kW / (kg / cm 2 ),
по вычисленному значению расходного коэффициента Мр по расходной характеристике M-Q вычисляется объемный расход Qo:the calculated value of the flow coefficient M r according to the flow characteristic MQ calculates the volume flow Q o :
Qo=Qмин+(Мр-Ммин)(Qмакс-Qмин)/(Ммакс-Ммин), объем/время;Q o = Q min + (M p -M min ) (Q max -Q min ) / (M max -M min ), volume / time;
или по полиноминальному уравнению графической зависимости Q от М, например, для расходной характеристики, показанной на фиг.4 для насоса 18 НДС или на (фиг.7) для насоса 14 НДС.or according to the polynomial equation of a graphical dependence of Q on M, for example, for the flow rate characteristic shown in FIG. 4 for a
, м3/час (18 НДС), , m 3 / hour (18 VAT),
, м3/час (14 НДС); , m 3 / hour (14 VAT);
плотность перекачиваемой жидкости ρр fluid density ρ p
, кг/м3 kg / m 3
где р - давление, развиваемое насосом, МПа;where p is the pressure developed by the pump, MPa;
Нр - расчетный напор, м.N p - design pressure, m
Определяется КПД каждого насоса по формулеThe efficiency of each pump is determined by the formula
, % %
удельного расхода электроэнергииspecific electricity consumption
, кВт·ч/100 т.м, , kWh / 100 tm,
уровень вибрации насосной установкиpump unit vibration level
Расход насоса будет равен:The flow rate of the pump will be equal to:
, м3/ч. , m 3 / h.
При известной мощности на валу насоса Nн расход Q равенAt a known power on the pump shaft N n, the flow rate Q is
, м3/ч m 3 / h
где Q - расход, м3/ч; Pc - мощность, потребляемая электродвигателем из сети, кВт; Nн - мощность на валу насоса, кВт;where Q is the flow rate, m 3 / h; P c is the power consumed by the electric motor from the network, kW; N n - power on the pump shaft, kW;
р - давление, развиваемое насосом, МПа;p is the pressure developed by the pump, MPa;
ηн - коэффициент полезного действия насоса, %;η n - pump efficiency,%;
ηэл.дв - коэффициент полезного действия электродвигателя, %.η el.dv - the efficiency of the electric motor,%.
Система снабжена системой передачи данных, по всем контролируемым параметрам, на диспетчерский пункт с ЭВМ, содержащей базу данных по всем контролируемым параметрам, с помощью которых производится вычисление всех необходимых данных.The system is equipped with a data transmission system, for all controlled parameters, to a control room with a computer containing a database of all controlled parameters, with which all the necessary data are calculated.
Пример расчета параметров насосной установкиExample of calculating the parameters of a pumping unit
Исходные данные, полученные в период измерения на насосной установке 18 НДС с приводом от асинхронного электродвигателя при работе на воде с р=998 кг/м3:The initial data obtained during the measurement period at the
Пересчитанные рабочие характеристики насоса №6 18 НДС на насосной станции 2НФСRecalculated performance characteristics of pump No. 6 18 VAT at pump station 2NFS
При расчете используем таблицу 3 и графики, данные на фиг.3, 4, 5In the calculation we use table 3 and the graphs given in Figs. 3, 4, 5
Расходная характеристикаFlow characteristic
Q=0.0001 М4-0.0258 М3+1.1267 М2+39.012 М+0.5779Q = 0.0001 M 4 -0.0258 M 3 +1.1267 M 2 +39.012 M + 0.5779
Определяем по базовым данным значение расходного коэффициента М0 постоянной составляющей расходной характеристики насоса при работе насоса на закрытую задвижкуBased on the basic data, we determine the value of the flow coefficient M 0 of the constant component of the flow characteristic of the pump when the pump is operating on a closed valve
М0=78,96/4,155=19 кВт/(кГ/см2)M 0 = 78.96 / 4.155 = 19 kW / (kg / cm 2 )
Определяем эксплуатационный коэффициент при работе насоса во время пуска на закрытую задвижку на его выходеWe determine the operational coefficient during pump operation during start-up on a closed gate valve at its outlet
Данные при экспериментеExperiment Data
Мощность N01=78,96 кВтPower N 01 = 78.96 kW
Давление р01=4,155 кГ/см2 Pressure p 01 = 4.155 kg / cm 2
Расходный коэффициент М равенConsumption coefficient M is equal to
M=((N/p)ηэк-N0/p0)К, кВт/(кГ/см2)M = ((N / p) η ek -N 0 / p 0 ) K, kW / (kg / cm 2 )
Эксплуатационный коэффициент ηэк равенThe operational coefficient η eq is
ηэк=(N0/p0).(p01/N01)η ec = (N 0 / p 0 ). (p 01 / N 01 )
Параметры при рабочем режиме:Parameters during operation:
РасчетPayment
Мощность на валу электродвигателя Nэд=201,07·0,935=188 кВтPower on the motor shaft N ed = 201.07 · 0.935 = 188 kW
Мощность на валу насоса Nн=188 кВтPower on the pump shaft N n = 188 kW
Давление, создаваемое насосом рвых-рвх=2,824-0,1=2,724 кГ/см2 The pump pressure p O p in = 2,824-0,1 = 2,724 kg / cm 2
Расходный коэффициент М равенConsumption coefficient M is equal to
M=(N/p)ηэк-N0/p0)К=((188/2,724)1-19)1=50,0 кВт/(кГ/см2)M = (N / p) η ek -N 0 / p 0 ) K = ((188 / 2,724) 1-19) 1 = 50.0 kW / (kg / cm 2 )
Расход Q при ηэк=1 и К=1 будет равенThe flow rate Q at η ec = 1 and K = 1 will be equal to
Q=0.0001 М4-0.0258 М3+1.1267 М2+39.012 М+0.5779Q = 0.0001 M 4 -0.0258 M 3 +1.1267 M 2 +39.012 M + 0.5779
Q=0.0001 504-0.0258 503+1.1267 502+39,012 50+0.5779=2368 м3/часQ = 0.0001 50 4 -0.0258 50 3 +1.1267 50 2 +39.012 50 + 0.5779 = 2368 m 3 / hour
Данные по таблице Q=2356,1 м3/часThe data in the table Q = 2356.1 m 3 / hour
Разница в расчете составляет 0,5%.The difference in the calculation is 0.5%.
Если эксплуатационный коэффициент не равен единицеIf the operational coefficient is not equal to unity
ηэк≠1, то определяем отклонение мощности и давления от паспортных значений и вычисляем расходный коэффициент Мр и коэффициент сходимости К по всему диапазону характеристик.η ek ≠ 1, then we determine the deviation of power and pressure from the certified values and calculate the expenditure coefficient M p and the coefficient of convergence K over the entire range of characteristics.
Расчет по насосу 14 НДС для одного расходаCalculation of the pump 14 VAT for one flow
При расчете используем таблицу 4 и графики, показанные на фиг.6, 7, 8, 9, 10In the calculation we use table 4 and the graphs shown in Fig.6, 7, 8, 9, 10
Определение параметров насоса №6 14 НДС на насосной, 2НФС при пуске насоса на закрытую задвижкуDetermination of the parameters of pump No. 6 14 VAT at the pump room, 2NFS when starting the pump on a closed gate valve
Экспериментальные данные:Experimental data:
Базовые значения при пуске насоса на закрытую задвижкуBasic values when starting the pump on a closed gate valve
Вычисляем эксплуатационный коэффициент ηэк We calculate the operational coefficient η ek
ηэк=(N0/р0)(p01/N01)η ec = (N 0 / p 0 ) (p 01 / N 01 )
p01=рвых 01-рвх o1=6-0=6 кГ/см2 p 01 = p out 01- p in o1 = 6-0 = 6 kg / cm 2
N01=√3U01I01Cosφ01ηэд 01 N 01 = √3U 01 I 01 Cosφ 01 η ed 01
N01=1,73 6 17,5 0,9 0,92=150,4 кВтN 01 = 1.73 6 17.5 0.9 0.92 = 150.4 kW
ηэк=(145,77/9,05)(6/150,4)=0,643η ek = (145.77 / 9.05) (6 / 150.4) = 0.643
Отклонения от паспортных значений:Deviations from the passport values:
мощности ΔN=150,4-145,77=4,63 кВт,power ΔN = 150.4-145.77 = 4.63 kW,
давления Δp=6-9,05=-3,05 кГ/см2 pressure Δp = 6-9,05 = -3,05 kg / cm 2
Вычисляем коэффициент сходимости КWe calculate the coefficient of convergence K
Берем из таблицы базовое значение расхода, равноеWe take from the table the basic value of the flow, equal to
Q=2135,9 м3/час, при этом М=55,38, р=5,9 кГ/см2, N=421,77 кВт.Q = 2135.9 m 3 / h, while M = 55.38, p = 5.9 kg / cm 2 , N = 421.77 kW.
Тогда К равноThen K is equal
K=M/(((N+ΔN/(p-Δр))ηэк-N0/p0)K = M / (((N + ΔN / (p-Δр)) η ek -N 0 / p 0 )
К=55,38/(((421,77+4,63)/(5,9-3,05))0,643-16,107)=0,69K = 55.38 / (((421.77 + 4.63) / (5.9-3.05)) 0.643-16.107) = 0.69
Вычисляем расходный коэффициент М по имеющимся данным по N и p.We calculate the expenditure coefficient M from the available data for N and p.
N=384,5 кВт, р=7,12 кГ/см2,N = 384.5 kW, p = 7.12 kg / cm 2 ,
М=(((N/p)+4,63))/(р-3,05))·0,643-16,107)КM = (((N / p) +4.63)) / (p-3.05)) 0.643-16.107) K
М=(((384,5+4,63)/(7,12-3,05))·0,643-16,107)0,69=39,2 кВт/кГ/см2 M = ((((384.5 + 4.63) / (7.12-3.05)) 0.643-16.107) 0.69 = 39.2 kW / kg / cm 2
Расход вычисляется по формуле:Consumption is calculated by the formula:
Q=9Е-05 М4-0,0076 М3-0,4059 М2+69,522 М-6,27Q = 9E-05 M 4 -0.0076 M 3 -0.4059 M 2 +69.522 M-6.27
Q=9Е-05·39,24-0,0076·39,23-0,4059·39,22+69,522·39,2=1849,73 м3/часQ = 9E-05 · 39.2 4 -0.0076 · 39.2 3 -0.4059 · 39.2 2 + 69.522 · 39.2 = 1849.73 m 3 / h
Разница 1849,73-1800,8=48,93 м3/час или 2,7%The difference is 1849.73-1800.8 = 48.93 m 3 / hour or 2.7%
Проведем вычисление для насоса 14 НДС во всем диапазоне характеристик, используя таблицу 5.We will calculate for the pump 14 VAT in the entire range of characteristics using table 5.
Последовательность вычисления. Насос 14НДСThe sequence of calculation. Pump 14 VAT
Вычисление параметров насоса можно делать двумя методамиThe calculation of the pump parameters can be done in two ways.
Вычисляем по паспортным данным значение расходного коэффициента М0 при нулевом расходе в начале рабочих характеристикWe calculate from the passport data the value of the flow coefficient M 0 at zero flow at the beginning of the operating characteristics
М0=N0/р0=145,77/9,05=16,107 кВт/(кГ/см2)M 0 = N 0 / p 0 = 145.77 / 9.05 = 16.107 kW / (kg / cm 2 )
Вычисляем эксплуатационный коэффициент ηэк We calculate the operational coefficient η ek
ηэк=(No/ро)(ро1/N01)=16,107·6/150,4=0,643,η ec = (N o / p o ) (p o1 / N 01 ) = 16.107.6 / 150.4 = 0.643,
где N0, р0, N01, р01 - соответственно мощность и давление, взятые из паспортной характеристики насоса, и мощность и давление, полученные при работе насоса на закрытую задвижку.where N 0 , p 0 , N 01 , p 01 - respectively, the power and pressure taken from the passport characteristic of the pump, and the power and pressure obtained when the pump was operated with a closed valve.
Определяем отклонение мощности и давления от номинальных значений во всем диапазоне характеристикWe determine the deviation of power and pressure from the nominal values in the entire range of characteristics
ΔN=N0-N01 кВт, Δр=р0-p01, кГ/см2 ΔN = N 0 -N 01 kW, Δp = p 0 -p 01 , kg / cm 2
Полученные отклонения по мощности и давлению добавляем во всем диапазоне к рабочим характеристикам насоса.The resulting deviations in power and pressure are added over the entire range to the pump performance.
Вычисляем во всем диапазоне по паспортным данным расчетный расходный коэффициент Мр, при коэффициенте сходимости К=1, по формулеWe calculate in the entire range according to the passport data the estimated expenditure coefficient M p , with the coefficient of convergence K = 1, according to the formula
Мр=((N±ΔN/(р±Δp))ηэк-N0/p0),M p = ((N ± ΔN / (p ± Δp)) η ek -N 0 / p 0 ),
и по вычисленному Мр и паспортному значению М вычисляем коэффициент сходимости К=M/Мр and from the calculated M p and the certified value of M, we calculate the convergence coefficient K = M / M p
Строим графики зависимости паспортного расходного коэффициента М от расчетного расходного коэффициента М=f(Мр) и К=f(Mp) или вычисляем по формуле К=М/Мр We build graphs of the dependence of the passport expenditure coefficient M on the estimated expenditure coefficient M = f (M p ) and K = f (M p ) or calculate by the formula K = M / M p
В процессе измерения вычисляется расчетный расходный коэффициент Мр по формулеIn the process of measurement, the calculated expenditure coefficient M p is calculated by the formula
Мр=(N/р)ηэк-N0/р0), и по вычисленному значению Мр M p = (N / p) η ek -N 0 / p 0 ), and according to the calculated value of M p
по характеристике М=f(Mp) (фиг.9), или по формулеby the characteristic M = f (M p ) (Fig. 9), or by the formula
М=(N/p)ηэк-N0/р0)КM = (N / p) η ek -N 0 / p 0 ) K
По действительному расходному коэффициенту М, по графику Q=f (М) (фиг.7) определяется объемный расход Q0 м3/час.The actual flow coefficient M, according to the schedule Q = f (M) (Fig. 7), the volumetric flow rate Q 0 m 3 / h is determined.
Ниже приводятся расчетные формулы для вычисления необходимых величин, полученные по выше перечисленным графикам.Below are the calculation formulas for calculating the required values obtained from the above graphs.
Расчетные формулы:Settlement formulas:
Q=9Е-05 М4-0,0076 М3-0,4059 М2+69,522 М-6,27 м3/часQ = 9E-05 M 4 -0.0076 M 3 -0.4059 M 2 +69.522 M-6.27 m 3 / hour
M=((N/p)ηэк-16,107)КM = ((N / p) η eq -16.107) K
Мр=(((N±ΔN)/(р±Δр))ηэк-16,107)К, где К=1M p = (((N ± ΔN) / (p ± Δp)) η ek -16,107) K, where K = 1
ηэк=(N0/p0).(p01/N01)η ec = (N 0 / p 0 ). (p 01 / N 01 )
N0-N01=±ΔN, ро-ро1=±ΔpN 0 -N 01 = ± ΔN, r about -p o1 = ± Δp
K=55,38/((N+ΔN/(p-Δp))ηэк-16.107K = 55.38 / ((N + ΔN / (p-Δp)) η ek -16.107
К=55,38/((421.77+ΔN)/(5,9-Δp))ηэк-16,107K = 55.38 / ((421.77 + ΔN) / (5.9-Δp)) η ek -16.107
Коэффициент сходимости в пределе рабочего диапазона работы насоса меняется незначительно и составляет 1,5%. Разница в К зависит и от точности пересчета паспортной характеристики насоса.The convergence coefficient in the limit of the operating range of the pump varies slightly and amounts to 1.5%. The difference in K also depends on the accuracy of recalculation of the nameplate characteristic of the pump.
Функциональная схема автоматизации одного насоса дана на фиг.11.Functional diagram of the automation of one pump is given in Fig.11.
На фиг.12 показаны экспериментальные графики по измерению расхода воды в течение двух суток, подаваемой насосами 14НДС и 18 НДС на насосной станции 2НФС «Самараводоканал» с дополнительным измерением по имеющемуся счетчику расхода воды.On Fig shows the experimental graphs for measuring the flow rate of water for two days, supplied by pumps 14 NDS and 18 VAT at the pumping station 2NFS "Samaravodokanal" with an additional measurement of the available water flow meter.
На фиг.13 показаны экспериментальные графики по измерению расхода воды в течение двух суток, подаваемой насосами 14 НДС и 18 НДС на насосной станции 2 НФС «Самараводоканал».On Fig shows the experimental graphs for measuring the flow rate of water for two days supplied by the pumps 14 VAT and 18 VAT at the pumping
На этих характеристиках имеются обозначения: 1 - характеристики одного работающего насоса 18 НДС; 2 и 3 - характеристики двух параллельно работающих насосов 14 НДС и 18 НДС; 4 - суммарный расход при работе двух насосов 14 НДС и 18 НДС; 5 - характеристика расхода ультразвукового расходомера.On these characteristics there are designations: 1 - characteristics of one working
Рассматриваемая автоматизированная информационная система для измерения и анализа в реальном масштабе времени основных показателей работы насосных станций с центробежными электронасосами в системах водоснабжения и водоотведения ведет непрерывный анализ работы насосного оборудования на насосных станциях. Эти данные несут информацию о расходе, давлении, мощности температуре, КПД, удельном расходе электроэнергии, наработке на отказ, которые в виде графиков и таблиц даются для анализа и принятия решения по поддержанию оптимальных режимов работы насосной станции. В настоящее время эта система работает на одной насосной станции «Самараводоканал». Планируется внедрение этой системы на всех насосных станциях, которые подключены к центральному диспетчерскому пункту.The automated information system under consideration for measuring and analyzing in real time the main performance indicators of pumping stations with centrifugal electric pumps in water supply and sanitation systems conducts a continuous analysis of the operation of pumping equipment at pumping stations. These data carry information on flow rate, pressure, power temperature, efficiency, specific energy consumption, mean time between failures, which are given in the form of graphs and tables for analysis and decision-making on maintaining optimal operating conditions of the pumping station. Currently, this system operates at one Samaravodokanal pumping station. It is planned to introduce this system at all pumping stations that are connected to a central control center.
Источники информацииInformation sources
1. Патент 2119148 РФ. Способ измерения массового расхода и плотности жидкости, подаваемой центробежным электронасосом / Кричке В.О., Громан А.О., Кричке В.В. от 20.11.97.1. Patent 2119148 of the Russian Federation. A method of measuring the mass flow rate and density of a fluid supplied by a centrifugal electric pump / Krichke V.O., Groman A.O., Krichke V.V. from 11/20/97.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011114048/12A RU2475682C2 (en) | 2011-04-11 | 2011-04-11 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011114048/12A RU2475682C2 (en) | 2011-04-11 | 2011-04-11 | 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 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2475682C2 true RU2475682C2 (en) | 2013-02-20 |
Family
ID=49121212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011114048/12A RU2475682C2 (en) | 2011-04-11 | 2011-04-11 | 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 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2475682C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103277291A (en) * | 2013-06-07 | 2013-09-04 | 上海东方威尔自动化有限公司 | Optimal scheduling method for single-stage pump station |
CN113901603A (en) * | 2021-09-27 | 2022-01-07 | 国网江苏省电力有限公司营销服务中心 | Water pump unit energy efficiency measurement uncertainty evaluation method and device |
Citations (8)
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 |
GB1585098A (en) * | 1977-07-21 | 1981-02-25 | South Western Ind Res | Liquid flow metering apparatus |
GB2117505A (en) * | 1982-03-27 | 1983-10-12 | Microband Systems Limited | Improvements relating to heating systems |
US4821580A (en) * | 1988-01-27 | 1989-04-18 | Jorritsma Johannes N | Method and apparatus for calculating flow rates through a pumping station |
RU2090805C1 (en) * | 1996-07-02 | 1997-09-20 | Волощук Дмитрий Андреевич | Method of control of heating and hot-water supply complex and automated boiler house for realization of this method |
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 |
RU2005134942A (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образовани "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) (RU) | METHOD FOR MEASURING LIQUID FLOW SUPPLY GIVEN BY A CENTRIFUGAL ELECTRIC PUMP DURING ILLUMINATION OF ITS OPERATING CHARACTERISTICS DURING OPERATION FROM NOMINAL VALUES |
RU2325591C1 (en) * | 2006-08-01 | 2008-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Automatic regulation of heat flow in heating network for dual-flow heating system |
-
2011
- 2011-04-11 RU RU2011114048/12A patent/RU2475682C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
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 |
GB1585098A (en) * | 1977-07-21 | 1981-02-25 | South Western Ind Res | Liquid flow metering apparatus |
GB2117505A (en) * | 1982-03-27 | 1983-10-12 | Microband Systems Limited | Improvements relating to heating systems |
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 |
RU2090805C1 (en) * | 1996-07-02 | 1997-09-20 | Волощук Дмитрий Андреевич | Method of control of heating and hot-water supply complex and automated boiler house for realization of this method |
RU2005134942A (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образовани "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) (RU) | METHOD FOR MEASURING LIQUID FLOW SUPPLY GIVEN BY A CENTRIFUGAL ELECTRIC PUMP DURING ILLUMINATION OF ITS OPERATING CHARACTERISTICS DURING OPERATION FROM NOMINAL VALUES |
RU2325591C1 (en) * | 2006-08-01 | 2008-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Automatic regulation of heat flow in heating network for dual-flow heating system |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103277291A (en) * | 2013-06-07 | 2013-09-04 | 上海东方威尔自动化有限公司 | Optimal scheduling method for single-stage pump station |
CN113901603A (en) * | 2021-09-27 | 2022-01-07 | 国网江苏省电力有限公司营销服务中心 | Water pump unit energy efficiency measurement uncertainty evaluation method and device |
CN113901603B (en) * | 2021-09-27 | 2024-05-31 | 国网江苏省电力有限公司营销服务中心 | A method and device for evaluating uncertainty in measuring energy efficiency of a water pump unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Viholainen et al. | Energy-efficient control strategy for variable speed-driven parallel pumping systems | |
US9041332B2 (en) | System, method and apparatus for computing, monitoring, measuring, optimizing and allocating power and energy for a rod pumping system | |
AU2013214692B2 (en) | Pump efficiency determining system and related method for determining pump efficiency | |
Ahonen | Monitoring of centrifugal pump operation by a frequency converter | |
CN112483427B (en) | Efficient centrifugal pump energy efficiency management method and system | |
US20140343743A1 (en) | System, method and apparatus for computing, monitoring, measuring, optimizing and allocating power and energy for a rod pumping system | |
Kan et al. | The change in the efficiency factor of the pumping unit with a frequency converter | |
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 | |
AU2016335457A1 (en) | Estimating flow rate at a pump | |
US20180003180A1 (en) | Pumping energy management control system | |
CN102109823B (en) | Modeling method and system for calculating energy efficiency of motor driven fluid transportation equipment | |
CN111247344B (en) | Method and device for maintaining a pumping system in operation | |
RU2473048C1 (en) | Automated information system for measurement and analysis on real time basis of coolant flow rate on manifold pump stations | |
Bakman | High-Efficiency Predictive Control of Centrifugal Multi-Pump Stations with Variable-Speed Drives | |
RU2600202C2 (en) | Automated system for dynamic estimation of energy efficiency of pumping equipment | |
SE1350552A1 (en) | Method for controlling part of a pump station | |
CN201965614U (en) | Modeling system for calculating energy efficiency of motor-driving fluid transport equipment | |
RU2119148C1 (en) | Method for measuring the mass flow rate and density of liquid delivered by centrifugal electric pump | |
RU2352822C1 (en) | Method of pump operation in pumping fluid into bench | |
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 | |
RU2585345C1 (en) | Method for integrated assessment of energy efficiency of process plant for pumping liquid media during operation thereof | |
CN112483883B (en) | LNG gas station | |
LU101299B1 (en) | Volume flowmeter and method for determining a volumetric flow rate | |
RU2493542C1 (en) | Automated information system for control of industrial pumping complex with vertical electric centrifugal pumps for pumping of sewage drain water | |
CA2990516C (en) | Determining the phase composition of a fluid flow |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140412 |