[發明專利]基于壓力脈動的變頻離心泵優化調節方法及系統

有效

• 申請號: 201810010151.3
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108266386B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 沈陳棟;趙瓊;石洋
• 申請（專利權）人: 常州英集動力科技有限公司
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00;F04D29/00
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 孫彬

本發明涉及一種基于壓力脈動的變頻離心泵優化調節方法及系統，本變頻離心泵優化調節方法包括如下步驟：步驟S1，對變頻離心泵的各壓力脈動監測點進行數據采集；步驟S2，計算相位相關性分析所需變量；以及步驟S3，通過相位相關性分析以調節變頻離心泵的工況；本發明只需在泵的進口段或出口段布置壓力脈動傳感器，在不破壞泵的前提下，就可以較為判定泵內部帶旋轉分量的不穩定流動，這為變頻泵的優化調節提供了指導作用，不再以功率最低作為變頻泵調節的優化指標。使用此方法可為泵的效率、壽命、以及整個系統安全穩定運行提供保障。

技術領域

本發明涉及變頻離心泵的運行監測領域，涉及一種基于壓力脈動的變頻離心泵優化調節方法及系統。

背景技術

變頻離心泵是供熱系統中的重要設備，同時也是整個水力平衡調節的重要一環。為了整個系統流量的平衡，變頻離心泵經常需要變流量運行，然而在調節過程中，其內部容易出現不穩定流動，例如旋轉失速、旋轉空化、回流旋渦等，這些旋轉分量表現為一個個旋渦形式，且旋渦的大小、數量、運動速度都會隨著葉片的旋轉而發生變化，這大大加劇了泵內部非定常流動。同時這些流動形式甚至會傳輸到泵的進出口管道內，會引發流量、壓力的振蕩，導致能量轉換效率下降，同時會縮減泵的使用壽命，嚴重時甚至會誘發整個泵送系統出現喘振，從而危害整個系統的安全可靠運行。

隨著科技的發展，泵的可靠性運行越來越得到重視。在工程應用上對于泵的調節，在關注泵運行的功率大小，即泵“節能”的同時也必須避免泵在不穩定工況下運行。

監測泵出現這種不穩定工況可以通過PIV或者壓力脈動測量。PIV技術成本較高，周期較長，不利于工程的應用，因此對泵進行壓力脈動測量成為主流。目前對泵上壓力脈動的研究主要集中在時域和頻域的研究，其捕捉某些特征較難，且這兩種方法都不能很好的鑒定泵內部是否出現這種旋轉的不穩定流動。因此如何監測和分析這些工況，同時避免在這些工況運行成為當務之急。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于壓力脈動的變頻離心泵優化調節方法及系統，以相位相關性分析以調節變頻離心泵的工況，進而提高變頻離心泵的運行效率。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種變頻離心泵優化調節方法，包括如下步驟：

步驟S1，對變頻離心泵的各壓力脈動監測點進行數據采集；

步驟S2，計算相位相關性分析所需變量；以及

步驟S3，通過相位相關性分析以調節變頻離心泵的工況。

進一步，所述步驟S1中對變頻離心泵的各壓力脈動監測點進行數據采集的方法包括：

在變頻離心泵的進口段或者出口段布置周向均勻分布的壓力脈動監測點，以提取葉輪旋轉若干圈后的脈動壓力數據，即

獲取各壓力脈動監測點的壓力p隨時間t變化的數據；其中

時間t為葉輪旋轉若干圈的總時長。

進一步，所述計算相位相關性分析所需變量包括：各特征頻率對應的相位差和各壓力脈動監測點對應的周向角度；即

所述步驟S2中計算相位相關性分析所需變量包括如下步驟：

步驟S21，壓力脈動頻域分析，并提取特征頻率相位；

步驟S22，計算各壓力脈動監測點實際的周向角度。

進一步，所述步驟S21中壓力脈動頻域分析，并提取特征頻率相位的方法包括：

將脈動壓力數據進行無量綱處理后，再進行快速傅里葉變換，以求解繪制出各個壓力脈動監測點的頻域圖，進而找出各個壓力脈動監測點對應的特征頻率f_n，其中，n表示壓力脈動監測點的編號；以及