[發明專利]一種離心泵前置導葉的自動調節方法及其裝置

有效

• 申請號: 201610165862.9
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105822579B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 張永學;周鑫;徐暢
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00;F04D29/46
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 郝瑞剛

技術領域

本發明涉及通用機械水力性能優化技術領域，尤其涉及一種離心泵前置導葉的自動調節方法及其裝置，具體涉及一種能在不穩定工況條件下自動實時地進行葉柵開度控制的離心泵前置導葉的自動調節方法及其裝置。

背景技術

泵作為一種通用機械，其應用范圍極為廣泛但也同時消耗大量的能源。而離心泵則因其對流量及輸送介質的適應性強、體積小、結構簡單、操作容易且費用低廉等優點，廣泛應用于工業和農業領域。

但是，在地面的實際工程中，由于流動管網系統設計不合理、泵機組系統(泵組以及其驅動系統)選型不當或工作參數(如油氣物性、流量、壓力等)因生產系統經過長期運行已經發生較大變化等原因，會使得離心泵低效地運行于非最優工況區。

對于離心泵而言，由于自身結構上的原因無法制成可調葉片，因而需要采用節流調節、變速調節、前置導葉或其它調節方式。對于前置導葉調節，通常做法是在離心泵葉輪進口前加裝前置導流葉柵，并通過改變前置導流葉柵的角度及開度來調節葉片泵自身的特性，使得泵特性與管網特性匹配良好，達到調節運行工況點，進而實現節能運行的目的。但是，目前對于葉柵開度的調整多依賴經驗進行人工調節，無法實現在不同工況下自動實時地進行葉柵開度控制，進而很大程度上限制了該調節方式。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是解決現有的葉柵開度的調整需依賴經驗進行人工調節，自動化程度低，無法實現在不同工況下自動實時地進行葉柵開度控制的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種離心泵前置導葉的自動調節方法，如下步驟：

S1、通過模型試驗或數值模擬得到離心泵與前置導葉整體性能數據樣本，將數據樣本編碼后寫入計算機；

S2、將編碼后的數據樣本通過計算機燒錄或導入單片機控制單元中；

S3、通過流量檢測單元和角度傳感器分別獲取當前離心泵流量及導葉開度信息，并將此信息傳輸至單片機控制單元中；

S4、單片機控制單元采用Kriging插值計算模塊預測當前離心泵流量下的不同導葉開度時的水力性能，并通過優化算法模塊確定最優導葉開度；

S5、基于當前導葉開度與最優導葉開度的差值，單片機控制單元采用PID控制模塊來控制步進電機，從而帶動導葉傳動機構轉動，直至達到最優導葉開度為止。

其中，在步驟S1中，所述離心泵與前置導葉整體性能數據樣本為離心泵在不同導葉開度下的水力性能曲線數據離散點。

其中，在步驟S4中，所述優化算法為二分法。

本發明還提供了一種離心泵前置導葉自動調節裝置，該離心泵前置導葉自動調節裝置包括流量檢測單元、單片機控制單元及導葉傳動機構，所述單片機控制單元包括Kriging插值計算模塊、優化算法模塊及PID控制模塊；所述流量檢測單元用于獲取當前離心泵流量信息，并將其傳輸至所述Kriging插值計算模塊中；所述Kriging插值計算模塊預測所述當前離心泵流量下的不同導葉開度時的水力性能，并通過所述優化算法模塊確定最優導葉開度；基于當前導葉開度與所述最優導葉開度的差值，所述PID控制模塊控制步進電機帶動所述導葉傳動機構轉動，直至達到所述最優導葉開度。

其中，該離心泵前置導葉自動調節裝置還包括與所述PID控制模塊電連接的角度傳感器，所述角度傳感器用于獲取當前離心泵的導葉開度并將其傳輸至所述PID控制模塊中。

其中，該離心泵前置導葉自動調節裝置還包括計算機，所述計算機將編碼后的離心泵與前置導葉整體性能數據樣本導入到所述單片機控制單元中。

(三)有益效果