CN113969890A

CN113969890A - 一种基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断的方法

Info

Publication number: CN113969890A
Application number: CN202010720931.4A
Authority: CN
Inventors: 孙绍峰; 陈恺; 蓝呈恒; 周琦; 梁鸿飞; 袁昌祥; 王晔星
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2020-07-24
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2022-01-25
Anticipated expiration: 2040-07-24
Also published as: CN113969890B

Abstract

本发明公开了一种基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断的方法，在集水坑内的低液位的水平线与高液位的水平线之间设置n个检测点，使所述低液位的水平线与所述高液位的水平线之间形成n+1个液位区间；当排水泵开始运转后，根据所述集水坑内上部液位区间的运行时间，判断所述集水坑内收集水量瞬时数据参数，及是否出现回水大水量峰值超限；根据所述集水坑内中部液位区间的运行时间，判断所述排水泵运转状态及设备性能；根据所述集水坑内下部液位区间的运行时间，判断所述集水坑内的底部是否淤积泥沙或所述排水泵的吸入口堵塞。本发明利用液位计大数据采集，建立智能化的集水坑液位数据监控，实现及时诊断集水坑内液位异常和排水泵异常运行状态。

Description

一种基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断的方法

技术领域

本发明涉及排水设施监测技术，更具体地说，涉及一种基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断的方法。

背景技术

随着当今社会的快速发展，保护水资源、节约水资源、合理使用水资源是贯穿始终讨论的话题，而对水资源的污染和浪费，是衡量个人、企业、社会环保意识形态的重要参数。现代企业中对在生产现场各类工业水集水坑及厂区内市政雨排水利用排水泵回收再利用的理念已逐步推广和落实。在生产企业中组成水资源回收系统一般由集水坑、排水泵、液位计及电气控制系统组成，集水坑的尺寸按照所在区域水资源收集量设计，排水泵的选型按照集水坑大小与所在区域负荷量设计，液位计及电气控制系统，是依据液位计高低水位设定点控制排水泵启停。

在水资源回收设备维护成本中，排水泵损耗是最大一个组成部分，这与排水泵的分布有很大关系，它属于生产企业“隐蔽设备”，多处于地下管廊、电缆隧道、室外泵长、工业生产辅助车间及厂区市政，以往由于排水回收设施位置分布散杂、位置偏远，导致维护人员对排水回水设施关注程度少、智能化程度低、故障后维修处理普遍性大，排水回收设备故障后维修存在水资源外溢风险，造成水资源浪费，如工业废水就会造成环境污染，因此，预防控制排水泵故障发生，减少排水泵故障率是水资源回收管理的一个重要环节。

企业工业水与市政生活水回收管理模式，一般是在各个区域设置若干集水坑(也称为排水坑)，然后通过集水坑内的液位计来监控水位，液位计一般设置高液位启泵，输送至指定专用蓄水池，低液位停泵。在此模式中，最关键的是液位计，它是整个水回收系统的大脑。由于水回收系统在故障点存在局部性、分散性，除了故障危害性小，导致以往工作中重视度低，常发生集水坑外溢或低水位水泵长时间运转故障。请结合图1所示，这两类故障事故的发生，一般有2个直接原因导致，一是由于排水泵1性能差参数的降低，排水泵1输送能力降低，输送能力小于集水坑瞬时接收能力，导致集水坑发生水外溢；二是由于集水坑底部有淤积泥沙2，陈年淤积的泥沙2高度大于集水坑内低水位设置高度，使液位计3无法接收到集水坑内低水位信号，从而导致排水泵1吸入口堵塞，长时间少水无水运转，极易使排水泵1泵体发热，引起排水泵1的电机轴承故障和电机线圈烧损。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断的方法，利用液位计大数据采集，建立智能化的集水坑液位数据监控，实现及时诊断集水坑内液位异常和排水泵异常运行状态。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断的方法，在集水坑内的低液位的水平线与高液位的水平线之间设置n个检测点，使所述低液位的水平线与所述高液位的水平线之间形成n+1个液位区间，用以数据采集；

当排水泵开始运转后，根据所述集水坑内上部液位区间的运行时间，判断所述集水坑内收集水量瞬时数据参数，及是否出现回水大水量峰值超限；

根据所述集水坑内中部液位区间的运行时间，判断所述排水泵运转状态及设备性能；

根据所述集水坑内下部液位区间的运行时间，判断所述集水坑内的底部是否淤积泥沙或所述排水泵的吸入口堵塞。

较佳的，所述方法具体包括以下步骤：

1)在所述集水坑内设置上部液位监测点，所述上部液位监测点的水平线与所述高液位的水平线之间形成上部液位区间S1，通过对所述上部液位区间S1内所述排水泵运行监测时间，可判定所述集水坑收集水量是否超限或所述排水泵的排水能力是否降低；

2)在所述集水坑内设置下部液位监测点，所述下部液位监测点位于所述上部液位监测点的下方，所述下部液位监测点的水平线与所述上部液位监测点的水平线之间形成中部液位区间S2，通过对所述中部液位区间S2内所述排水泵运行监测时间，可判定所述排水泵的排水能力是否降低；

3)所述下部液位监测点的水平线与所述低液位的水平线之间形成下部液位区间S3，通过对所述下部液位区间S3内所述排水泵运行监测时间，可判定所述集水坑的底部是否淤积泥沙或所述排水泵的吸入口是否堵塞；

4)将所述上部液位监测点与所述下部液位监测点的监测数据接入电气控制柜，所述电气控制柜通过无线通讯连接CRT远程控制，所述CRT远程控制对所述排水泵运行模拟量及运行异常数据模块导入。

较佳的，所述上部液位区间S1、所述中部液位区间S2、所述下部液位区间S3的高度与所述低液位的水平线和所述高液位的水平线之间的液位h之间的关系如下：

S1+S2+S3＝h，S1＝30％h，S2＝50％h，S3＝20％h。

较佳的，所述步骤1)中，所述上部液位区间S1高度为所述液位h的30％，参照集水坑设计排水泵排水量为集水坑收集瞬时最大量1.5倍，若所述排水泵运行后超出此监测运行时间，可判定所述集水坑收集水量超限或所述排水泵的排水能力降低。

较佳的，所述步骤2)中，所述中部液位区间S2高度为所述液位h的50％，参照集水坑设计排水泵排水量，若所述排水泵运行后超出此监测运行时间，可判定所述排水泵的排水能力降低。

较佳的，所述步骤3)中，所述中部液位区间S3高度为所述液位h的20％，参照所述中部液位区间S2的下降速率，若所述排水泵运行后超出此监测运行时间≥所述排水泵运行模拟量时间，可判定所述集水坑的底部淤积泥沙或所述排水泵的吸入口堵塞，需清泥清理。

所述步骤4)中，所述无线通讯采用云服务技术、无线网络或5G网络。

本发明所提供的一种基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断的方法，使得集水坑排水设备运行智能化，依据液位计监测点与液位分段监测数据化，能够简单快速甄别排水泵运行状态异常，提前预知设备劣化倾向，改变以往排水设备事后维修的通病。同时该技术通过自检的方式，减少排水泵低水位无水少水运行状态的发生。延长了排水泵的使用寿命。设备维护成本得到改善。在环保推进中，也避免集水坑水外溢风险。

附图说明

图1是现有液位计监测排水泵方法的原理示意图；

图2是本发明基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断方法的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请结合图2所示，本发明所提供的一种基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断的方法，在集水坑4内的低液位的水平线与高液位的水平线之间设置2个检测点，使低液位的水平线与高液位的水平线之间形成3个液位区间，用以数据采集。

当排水泵5开始运转后，根据集水坑4内上部液位区间的运行时间，判断集水坑4内收集水量瞬时数据参数，及是否出现回水大水量峰值超限；

根据集水坑4内中部液位区间的运行时间，判断排水泵5运转状态及设备性能。

根据集水坑4内下部液位区间的运行时间，判断集水坑4内的底部是否淤积泥沙或排水泵5的吸入口堵塞。

本发明方法具体包括以下步骤：

1)在集水坑4内设置上部液位监测点6，上部液位监测点6的水平线与高液位的水平线之间形成上部液位区间S1，通过对上部液位区间S1内排水泵5运行监测时间，可判定集水坑4收集水量是否超限或排水泵5的排水能力是否降低；

2)在集水坑4内设置下部液位监测点7，下部液位监测点7位于上部液位监测点6的下方，下部液位监测点7的水平线与上部液位监测点6的水平线之间形成中部液位区间S2，通过对中部液位区间S2内排水泵5运行监测时间，可判定排水泵5的排水能力是否降低；

3)下部液位监测点7的水平线与低液位的水平线之间形成下部液位区间S3，通过对下部液位区间S3内排水泵5运行监测时间，可判定集水坑4的底部是否淤积泥沙8或排水泵5的吸入口是否堵塞；

4)将上部液位监测点6与下部液位监测点7的监测数据接入电气控制柜9，电气控制柜9通过无线通讯连接CRT远程控制10，CRT远程控制10对排水泵5运行模拟量及运行异常数据模块导入。

上部液位区间S1、中部液位区间S2、下部液位区间S3高度与低液位的水平线和高液位的水平线之间的液位h之间的关系如下：

S1+S2+S3＝h，S1＝30％h，S2＝50％h，S3＝20％h。

在步骤1)中，上部液位区间S1高度为液位h的30％，参照集水坑设计排水泵排水量为集水坑收集瞬时最大量1.5倍，若排水泵5运行后超出此监测运行时间，可判定集水坑4收集水量超限或排水泵5的排水能力降低。

在步骤2)中，中部液位区间S2高度为液位h的50％，参照集水坑设计排水泵排水量，若排水泵5运行后超出此监测运行时间，可判定排水泵5的排水能力降低。

在步骤3)中，中部液位区间S3高度为液位h的20％，参照中部液位区间S2的下降速率，若排水泵运行后超出此监测运行时间≥排水泵运行模拟量时间，可判定集水坑4的底部淤积泥沙8或排水泵5的吸入口堵塞，需清泥清理。

在步骤4)中，无线通讯可采用云服务技术、无线网络或5G网络。

本发明方法依据集水坑4内的液位计11增设监测点与液位分段监测数据化，能够简单快速甄别排水泵5运行状态异常，提前预知设备劣化倾向，改变传统排水泵设备事后维修的通病。

实施例

根据集水坑蓄水量选用不同排水泵流量参数，设计一套排水泵的蓄水量及液位数据和排水泵启停运行时间数据对照表(见下表)，选型的是现场常见的1m³和2m³的集水坑蓄水量，而排水泵选用现场最为常见30m³/H，25米扬程(在表格中标为A泵)，与60m³/H，25米扬程(在表格中标为B泵)的两组泵。

如上表格数据所示，当排水泵运行异常或超时报警，远程集控中心监盘人员就需通知设备巡检人员现场实地集水坑涉笔设备检查，判断故障异常类型。集水坑设备常见异常有4大类：

1，集水坑收集回水异常超限，回水量大。

2，排水泵能力降低或故障。

3，集水坑积泥积沙，排水泵吸入口杜塞。

4，液位计波动异常，液位数据传输异常

例如：

A类泵(排水坑1m³)S2区间段运行超过90秒，在CRT画面就会报警排水泵运行“异常报警”。

A类泵(排水坑1m³)S3区间段运行超过60秒，在CRT画面就会报警排水泵运行“超时报警”。

B类泵(排水坑1m³)液位h段运行超过105秒，在CRT画面就会报警排水泵运行“异常报警”。

随着5G通讯的大步推广和云计算服务质的飞跃，智能化电气设备在大数据采集，传输，智能判断的改造成本得到大大降低。本发明方法简单实用，效果明显，投入改造成本低，使用大有推广前景。在工业企业，楼宇，市政等各类排水设施中，都可以推广。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims

1.一种基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断的方法，其特征在于：

在集水坑内的低液位的水平线与高液位的水平线之间设置n个检测点，使所述低液位的水平线与所述高液位的水平线之间形成n+1个液位区间，用以数据采集；

2.如权利要求1所述的基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断的方法，其特征在于，所述上部液位区间S1、所述中部液位区间S2、所述下部液位区间S3的高度与所述低液位的水平线和所述高液位的水平线之间的液位h之间的关系如下：

S1+S2+S3＝h，S1＝30％h，S2＝50％h，S3＝20％h。

4.如权利要求3所述的基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述上部液位区间S1高度为所述液位h的30％，参照集水坑设计排水泵排水量为集水坑收集瞬时最大量1.5倍，若所述排水泵运行后超出此监测运行时间，可判定所述集水坑收集水量超限或所述排水泵的排水能力降低。

5.如权利要求3所述的基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断的方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述中部液位区间S2高度为所述液位h的50％，参照集水坑设计排水泵排水量，若所述排水泵运行后超出此监测运行时间，可判定所述排水泵的排水能力降低。

6.如权利要求3所述的基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断的方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述中部液位区间S3高度为所述液位h的20％，参照所述中部液位区间S2的下降速率，若所述排水泵运行后超出此监测运行时间≥所述排水泵运行模拟量时间，可判定所述集水坑的底部淤积泥沙或所述排水泵的吸入口堵塞，需清泥清理。

7.如权利要求2所述的基于液位计监测排水泵运转及其故障诊断的方法，其特征在于：所述步骤4)中，所述无线通讯采用云服务技术、无线网络或5G网络。