[發明專利]一種水泵智慧高效優化控制方法

有效

• 申請號: 202011583887.3
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112664464B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 王小華;翟朝陽;趙凱;路淇;湯中彩;方飛龍
• 申請（專利權）人: 杭州哲達科技股份有限公司
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.一種水泵智慧高效優化控制方法，其特征在于，包括下述步驟：

(1)構建水泵運行監控系統

在水泵的進口管路上設置進口蝶閥，出口管路上設置電控閥門，進口蝶閥和水泵之間設置帶可調節開度導葉的進口導流段，導葉開度的調節范圍[-10°,90°]；

在進口蝶閥前的管路上設置壓力測點P₁，在進口蝶閥和進口導流段之間的管路上設置壓力測點P₂，在電控閥門之后的管路上設置壓力測點P₄，三個壓力測點處分別設置壓力表；在進口蝶閥與進口導流段之間的管路上和水泵與電控閥門之間的管路上分別設壓力測點，并通過引壓管接至壓差傳感器的兩端；電控閥門之后的管路上還設置流量計；壓差傳感器、電控閥門、流量計和各壓力表分別通過信號線連接至上位工控機；

(2)實時獲取水泵的運行數據并傳送至上位工控機，包括：壓力測點P₁處的水泵進口段壓強；壓力測點P₂處的水泵出口段壓強；壓力測點P₄處的水泵閥后管網壓力；水泵的進出口壓差，即實際運行楊程H；水泵閥后的流量；

基于壓差傳感器測得的水泵進出口壓差和水泵進口表壓對應的水頭H_P2，獲得水泵出口壓力取值對應的水頭H_P3，H_P3＝H_P2+H；

(3)通過對水泵的選型設計，實現對水泵汽蝕余量可資用壓頭的控制：

將水泵吸程高度取值設計為：

H_s＝H_z-H_f+H_a-(NPSH_r+H_es)

設置無量綱準則：

ε＝(NPSH_r+H_es)/(H_z-H_f+H_a)＝(NPSH_r+H_es)/(H_P2+H_a)

實際用戶的吸程取值為H_s’，其與設計吸程之間有差值為：

ΔH_s＝H_s-H_s’

式中：H_s為水泵設計吸程高度；H_z為水池液面到水泵進口軸線的凈高度；H_f為水泵進口段的局部阻力損失，對于給定的循環水系統而言，H_z-H_f在進口開度全開條件下，忽略動壓即為H_P2；H_a為一個大氣壓對應的水頭高度；NPSH_r為水泵的必須汽蝕余量；H_es為設計安全余量，取值為0.5；ε為準則數，在水池液面高度不超出設計取值的條件下，準則數ε取值上限為1；

以安全余量H_es為指標，控制資用壓頭ΔH_s+H_a-NPSH_rH_es，則不出現汽蝕；若水泵進口閥門全開，則H_es取值為0.5，即允許資用壓頭ΔH_s+H_a-NPSH_r≧0.5則不出現汽蝕；如果進口開度有變化，需考慮進口開度變化帶來的局部阻力損失，進行相應的修正；

(4)實時監控水泵進口壓力H_P2，并對其進行控制：

H_P2NPSH_r+0.5+ΔH-H_a

μ＝H_P2實際/H_P2初始

式中：ΔH為給定阻力特性下對應流量時導流段的阻力損失；

μ為無量綱數，μ小于1；

H_P2實際是指實際運行工況下，水泵進口表壓對應的水頭；

H_P2初始是指系統初始工況下，水泵進口表壓對應的水頭。