[發(fā)明專利]一種離心泵的調(diào)節(jié)閥非閉啟動控制方法

在審

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• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107906023A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱榮生;陳靖;楊愛玲
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇國泉泵業(yè)制造有限公司
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)閥功率控制方法，特別涉及一種離心泵的調(diào)節(jié)閥非閉啟動控制方法。

背景技術(shù)

離心泵作為一種管路輸送流體的重要設(shè)備，在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)生活中起著重要的作用。通常，對于中小型離心泵機(jī)組的啟動不存在什么問題，而對于大型泵機(jī)組的啟動則可能會引起很大的沖擊電流，影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行。而且，由于大型離心泵機(jī)組慣性和阻力矩大，有時(shí)會使造成啟動困難。一般離心泵的軸功率在關(guān)死點(diǎn)最小，大約是額定功率的30％-90％，隨著流量的增加功率也增大。因此對于離心泵管路，一般采用關(guān)閥啟動方式。

對于關(guān)閥啟動方式，雖然啟動功率小，但是相較于開閥啟動，其出水效率低，耗能大，且對于開閥時(shí)機(jī)把握也比較困難，而全開閥啟動又容易造成軸功率過高。因此，研究一種介于兩者之間的離心泵的調(diào)節(jié)閥非閉啟動控制方法，對于追求精確控制和強(qiáng)調(diào)效率的現(xiàn)代泵管路控制系統(tǒng)是有必要的。

經(jīng)檢索，與本專利相關(guān)的專利有：在出口閥門開啟狀態(tài)下啟動離心泵的方法(公開號：CN102828971A)，該專利提供了一種閥門全開狀態(tài)下，離心泵啟動方法。但該專利并未涉及到閥門非閉狀態(tài)下，離心泵啟動控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明涉及一種離心泵的調(diào)節(jié)閥非閉啟動控制方法。本發(fā)明對于離心泵管路在調(diào)節(jié)閥非閉時(shí)的流量和功率控制是一種非常有效的方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

對于離心泵管路，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥時(shí)從靜止?fàn)顟B(tài)逐漸增速，轉(zhuǎn)矩按與轉(zhuǎn)速成平方的關(guān)系到達(dá)額定轉(zhuǎn)速，此時(shí)的轉(zhuǎn)矩為對應(yīng)泵關(guān)死點(diǎn)軸功率的轉(zhuǎn)矩，之后轉(zhuǎn)速不變。隨著調(diào)節(jié)閥的打開，流量增加，轉(zhuǎn)矩也逐漸變化。啟動過程轉(zhuǎn)矩變化如圖1所示，M₁是克服靜止摩擦力轉(zhuǎn)矩，其值一般小于額定轉(zhuǎn)矩的30％。啟動之后隨轉(zhuǎn)速增加，轉(zhuǎn)矩增加到M₂(關(guān)死點(diǎn)轉(zhuǎn)矩)，而后流量增加到額定轉(zhuǎn)矩M₃。

而對于閥門全開時(shí)，離心泵的啟動過程如圖2所示，其轉(zhuǎn)矩變化如圖中ABCE，在轉(zhuǎn)速為n₁時(shí)，已經(jīng)開始送水，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，已達(dá)到額定流量，此時(shí)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩M₃。

比較兩種啟動方式，顯然開閥啟動轉(zhuǎn)矩大于閉閥，也就是開閥功率大于閉閥功率。如果能基于實(shí)際需要，合理調(diào)節(jié)開機(jī)閥門開度，精確控制開機(jī)功率，顯然是一種更加經(jīng)濟(jì)的方法。根據(jù)泵機(jī)組啟動過程中，各種轉(zhuǎn)矩之間滿足的關(guān)系：

M＝M_機(jī)阻+M_水阻+M_加速

式中：M—電動機(jī)轉(zhuǎn)矩；

M_機(jī)阻—在啟動過程中，由于各種機(jī)械摩阻(如軸承、填料等)形成的阻力矩；

M_水阻—在啟動過程中，由于各種水力摩阻形成的阻力矩；

M_加速—在啟動過程中，機(jī)組的加速轉(zhuǎn)矩。

M_水阻是在關(guān)閥啟動時(shí)，由葉片對水的作用力矩，圓盤摩擦力矩，以及水流撞擊、渦流等形成的力矩組成的。在開閥啟動時(shí)還有水流和過流部分摩擦形成的力矩M_水流。

對于圖1和圖2中，M₂＝M_機(jī)阻+M_水阻+M_加速，M₃＝M_機(jī)阻+M_水阻+M_加速+M_水流，M₄＝M_水流。關(guān)死點(diǎn)轉(zhuǎn)矩M₂和額定轉(zhuǎn)矩M₃可以通過泵的特性曲線得出。M₄即M_水流的大小與流量大小成正比，因此可以通過調(diào)節(jié)閥開度調(diào)節(jié)流量大小，精確控制M₄的大小，從而精確控制開機(jī)功率。

如圖3所示，當(dāng)調(diào)節(jié)閥選擇非閉啟動時(shí)，其轉(zhuǎn)矩變化如圖中ABCF,點(diǎn)F的轉(zhuǎn)矩根據(jù)流量大小可以根據(jù)調(diào)節(jié)閥開度計(jì)算得出，點(diǎn)F的轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速，因此點(diǎn)F的功率可以計(jì)算得出。曲線位于開閥和閉閥啟動之間，且實(shí)現(xiàn)了根據(jù)調(diào)節(jié)閥開度控制實(shí)現(xiàn)閥門非閉啟動下，泵機(jī)組對于開機(jī)功率的精確控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的閉閥啟動轉(zhuǎn)矩變化圖。

圖2是同一實(shí)施例的全開閥啟動轉(zhuǎn)矩變化圖。

圖3是同一實(shí)施例的非閉閥啟動轉(zhuǎn)矩變化圖。