[發明專利]循環水泵泵葉開度優化調節方法

有效

• 申請號: 201711141798.1
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107917089B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 韓豐勝;張萌遠;余松;忻建華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種循環水泵泵葉開度優化調節方法，其特征在于，通過實時采集機組背壓、負荷、循環水溫度和海平面水位并計算循環水流量，進而判斷運行方式和泵葉開度范圍，并采用牛頓迭代法計算管路阻力曲線與不同泵葉開度水泵特性曲線的兩個交點，然后建立循環水流量與泵葉開度模型，由計算出的循環水流量計算出泵葉的開度；然后通過調節泵葉開度使得凝汽器真空度在合理范圍內的同時循環水泵的耗功最小，從而達到冷端優化和節能目的；

所述的循環水流量與泵葉開度模型是指：泵葉開度α＝aQ²+bQ，其中Q為循環水流量，通過所述兩個交點確定參數a和b；

所述的實時采集是指：采集機組背壓、負荷、循環水溫度、海平面水位、蝶閥開度、投運水泵數量和泵葉開度；

所述的實時計算循環水流量是指：根據采集數據預先擬合出不同泵葉開度下水泵特性曲線，并當機組背壓與設定背壓相差超過設定背壓的1％時進行調節，具體為：當機組背壓比設定背壓大且相差值高于設定背壓的1％，則以10T/h的速度增加循環水量，直到背壓達到設定值，當機組背壓比設定背壓小且相差值高于設定值的1％，則根據前后兩次計算值插值得到循環水流量。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的管路阻力曲線與不同泵葉開度水泵特性曲線的兩個交點是指：

1)實時計算管路阻力曲線，包括：彎曲管道的局部阻力系數、突然擴大的局部阻力系數、漸擴管局部阻力系數、分支管道局部阻力系數以及循環水管道的沿程阻力系數；

2)擬合出不同泵葉開度下水泵特性曲線，即根據采集的數據預先進行擬合，擬合水泵流量-壓頭、流量-效率、流量-功率曲線；

3)由背壓計算循環水流量，判斷當前循環水流量是否適合單泵運行，并按照相同方式判斷雙泵情況，確定單/雙泵運行后判斷泵葉開度范圍，使得當前循環水流量對應的最合適的泵葉開度處于該范圍內，采用數值計算方法計算出管路阻力曲線與不同泵葉開度水泵特性曲線兩個交點。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征是，所述的彎曲管道的局部阻力系數為：

其中：θ是彎管角度；

所述的突然擴大的局部阻力系數為：其中：A₁、A₂是突擴管前后流動面積；

所述的漸擴管局部阻力系數為：其中：A₁、A₂是漸擴管前后流動面積；

所述的分支管道局部阻力系數為：

ζ₁₃＝-0.92(1-q)².-q²[(1.2-n^0.5)(cosθ/m-1)+0.8(1-1/m)²-(1-m)cosθ/m]

+(2-m)q(1-q)

ζ₂₃＝0.03(1-q)².-q²[(1.62-n^0.5)(cosθ/m-1)+0.8(1-1/m)²-0.38(1-m)]+(2-m)q(1-q)，其中：兩臺循環水泵的流量比q＝Q1/Q3，Q1是出口1的流量，Q3是入口3的流量，m＝A1/A2，A1是出口1的面積，A2是出口2的面積，n＝d1/d2，d1是出口1的直徑，d2是出口2的直徑；對于現在的管路系統，由于兩臺并聯水泵相同、d1、d2相等且具有相同的吸水面高度和出口壓頭，因此1和2分支管具有相同的流量，即q＝0.5；凝汽器的水側局部阻力系數ξ＝23.64；

所述的循環水管道的沿程阻力系數其中：△為管道的當量糙粒高度，d為管道的直徑，Re為雷諾數；在充滿流體的管道內，管道水力為：其中：H＝S_HQ²，S_H為管道阻抗，l為管道長度，ξ為阻力系數，Re＝104～107；由于兩臺循環水泵的吸入口到出水口屬于并聯管道，各分支管道的管道阻抗和總管道阻抗之間的關系為：其中：S_p為總管道阻抗，S_i為分支管道阻抗，i為分支管道的數量；管路系統的阻力和流量滿足：H＝H_st-H_w+S_HQ²，H_st為循環水系統中排水管出口的海平面高度，H_w為循環水泵吸水面的海平面高度。