CN116480592B - 一种可实现自调节恒流量供水的泵组的运行方法 - Google Patents

Abstract

一种可实现自调节恒流量供水的泵组的运行方法，配置由喂水泵、MD泵以及喂水泵出水管构成的泵组，在喂水泵出水管上安装流量调节阀、旁流管路和泄流阀；预设喂水泵的流量Q1，MD泵实际工况点取值，将Q1作为吸水井最低水位对应的喂水泵的流量值；低水位启动喂水泵，在检测到MD泵前端管路的压力信号后MD泵启动，使用流量调节阀调节流量，使MD泵在额定电流的93％‑98％运行，将此时流量值确定为泵组的恒流量值；高水位启动泵组，旁通管路中压力增大，使泄流阀被打开；当吸水井水位到设定低水位时，使泄流阀关闭，达到泵组恒流量排水。本发明解决了MD泵流量衰减和汽蚀问题，不需要借助外力靠泵自身达到泵组的无汽蚀恒流量排水的目的。

Description

一种可实现自调节恒流量供水的泵组的运行方法

技术领域

本发明涉及一种喂水泵与MD泵组成的泵组的运行方法，尤其是一种可实现自调节恒流量供水的泵组的运行方法。

背景技术

水泵给排水系统应用广泛，与工农业生产及人民生活密切相关，它是量大面广的覆盖社会方方面面的一项机电产品，全国水泵的总装机量逾千万台，仅煤矿使用的耐磨多段式水泵就有几十万台之多，虽然总量不高，但它的耗电量非常之大，水泵一年的耗电量占全国用电量的20％左右。

水泵的效率普遍不高，主要有两个原因，一是水泵负压供水(抽真空方式)存在较严重的汽蚀问题；二是即使正压供水(在主排水泵前端安装喂水泵方式)，也存在供水过程中流量衰减的问题。造成水泵流量衰减的原因有两种，一是扬程，二是水泵的汽蚀。

由水泵的流量与扬程对应关系的曲线H-Q曲线可知，在水泵运行时，它的流量、扬程、功率、效率值处在动态变化之中。对一台特定的水泵来讲，一旦设计、制造完成，其必须汽蚀余量就是一个固定的数值。也就是说一旦水泵的流量、扬程、电机转数确定，它的必须汽蚀余量就已确定。所以说水泵的必须汽蚀余量是客观存在的，是水泵自身无法克服的，水泵的汽蚀现象是一个有害的存在。

一般来说，大多数水泵是负压供水(水泵安装在吸水井附近的泵房底板上，用抽真空装置让泵体内形成负压，然后在大气压的作用下，液体进入泵体内，水泵开始运行，将液体输送到设定的地点或高度)，高水位启动，低水位停机。虽然水泵铭牌上有明确的参数，但实际上它的流量、扬程、功率、效率值是动态变化的。水泵的性能曲线图就能证明这一点。水泵设计点的效率最高；大流量点的流量增大，扬程降低，轴功率增大，效率降低；小流量点是扬程增加，流量、功率、效率降低。各企业泵房司机，为了方便起见，往往将水泵出水端调节阀全部打开，使水泵在比大流量点还大的流量上运行。结果导致水泵的必须汽蚀余量继续增大，也就是吸程降低，结果是水泵汽蚀现象严重，排水速度减缓，泵效降低过多。

通过上述分析，要想提高水泵效率，就必须解决水泵吸程及流量衰减的问题，该问题解决了，汽蚀问题就迎刃而解。解决该问题主要采取加装喂水泵，如果把水泵负压供水改为正压供水，这样可以解决汽蚀问题。

通过在MD泵前端加装喂水泵虽然可以解决汽蚀问题，但无法解决恒流量的问题。喂水泵水利模型是流量大、扬程低的结构形式，喂水泵的结构特点是高水位(此时喂水泵的扬程低)流量大，甚至超出设计点很多，使主排水泵电机有超电流的可能；随着液位的下降，主排水泵流量开始衰减，如果排水高度9米，流量的衰减幅度可能在5％，甚至更多。

发明内容

本发明的目的是要解决背景技术存在的上述技术问题，提供一种可实现自调节恒流量供水的泵组的运行方法。

本发明的技术解决方案是：一种可实现自调节恒流量供水的泵组的运行方法，其步骤是：

S1、泵组配置，所述泵组包括喂水泵、MD泵以及连接在喂水泵出水口和MD泵吸水口之间的喂水泵出水管，在喂水泵出水管上对应喂水泵出水口处安装流量调节阀，在喂水泵出水管上位于流量调节阀出水口后端安装旁流管路，在所述旁流管路上安装泄流阀；

S2、预设喂水泵的流量：

Q₁＝(1+a)Q₀

式中：Q_1：喂水泵的流量，Q_0：MD泵的流量；a：系数，a取值为0.15～0.25，

如果MD泵实际工况点在设计点附近运行a取最小值，如果MD泵实际工况点在水泵大流量点附近运行a取最大值，MD泵实际工况点在设计点附近的最大值与大流量点附近的最小值之间运行时按照比例插值法取值；

将喂水泵的流量预设值Q1作为吸水井最低水位对应的喂水泵的流量值，按照此流量值选择喂水泵，喂水泵的最小流量值≥Q₁；

S3、泵组安装完毕后，首先在设定的吸水井低水位启动喂水泵，此时泄流阀处于关闭状态，MD泵在检测到它前端管路的压力信号后启动，使用流量调节阀调节流量，使MD泵电机在额定电流的93％-98％运行，将此时流量值确定为泵组的恒流量值，泵组停机，设置完成；

S4、在设定的吸水井高水位启动泵组，此时喂水泵流量大于设定的恒流量值，旁通管路中压力增大，使泄流阀被打开，喂水泵出水管中多余的水经旁流管路泄流；随着吸水井水位逐渐下降，泄流阀的开关量随之变小，当吸水井水位到设定低水位时，旁通管路中压力减小致使泄流阀关闭，旁流管路停止泄流，达到泵组恒流量排水。

进一步地，所述旁流管路由水平段和竖直段构成，所述泄流阀设置在所述水平段，所述旁流管路的出水端位于所述竖直段下端。

进一步地，所述设计点附近是指设计点流量的±3％，所述大流量点附近是指大流量点流量的±3％。

进一步地，在所述喂水泵出水管上对应MD泵前端安装压力表，通过所述压力表检测MD泵前端管路的压力。

进一步地，所述旁流管路的出水端与水井相通。

进一步地，所述泄流阀为单向阀且包括阀体、阀盖、铰接在阀体进口处的摇杆和安装在摇杆上的阀瓣，所述阀瓣呈倾斜状设置于阀体进口处。当喂水泵出水管内压力大时，将阀瓣打开，压力小时减少阀瓣的开关量，从而达到恒流量输出。

进一步，所述阀瓣的水平倾角为2-5°。

本发明的有益效果是：

1、消除了MD泵流量衰减现象，使MD泵恒流量排水，充分发挥水泵和电机的能力，达到高效、快速的排水效果。

2.、解决了MD泵流量汽蚀问题，MD泵的吸上高度不受汽蚀的限制，可以使矿井水仓有效容积最大化，提高矿井排水安全性。

3、不需要借助外力，利用旁流管路和泄流阀开关量变化，自动调节泵组流量大小，靠泵自身达到泵组的无汽蚀恒流量排水的目的。

附图说明

图1是本发明的泵组结构示意图；

图2是图1中喂水泵出水管与旁流管路连接结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、采取的技术方案和达到的技术效果更易于明白和理解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。

如图所示，一种可实现自调节恒流量供水的泵组的运行方法，其步骤是：

S1、泵组配置，所述泵组包括喂水泵1、MD泵5以及连接在喂水泵1出水口和MD泵吸水口501之间的喂水泵出水管3，在喂水泵出水管3上对应喂水泵出水口处安装流量调节阀2，在喂水泵出水管3上位于流量调节阀2出水口后端安装旁流管路6，在所述旁流管路6上安装泄流阀7，在所述喂水泵出水管3上对应MD泵5前端安装压力表4；所述MD泵5采用MD450-60。

S2、预设喂水泵的流量：

Q₁＝(1+a)Q₀

式中：Q_1：喂水泵1的流量，Q_0：MD泵(主排水泵)5的流量，a：系数，a取值为0.15～0.25；

如果MD泵实际工况点在设计点附近运行a取最小值，如果MD泵实际工况点在水泵大流量点附近运行a取最大值，MD泵实际工况点在设计点附近的最大值与大流量点附近的最小值之间运行时按照比例插值法取值；所述设计点附近是指设计点流量值的±3％，所述大流量点附近是指大流量点流量值的±3％，所述设计点附近的最大值＝设计点流量×(1+3％)，所述大流量点附近的最小值＝大流量点流量×(1-3％)。

MD泵(MD450-60)的设计点流量Q₀＝450m³/h，大流量点流量Q_大＝500m³/h，实际工况点流量为480m³/h，计算喂水泵的流量预设值Q₁＝(1+a)Q₀,a的取值按照比例插值法：

a＝0.15+(480-450)/(500-450)*(0.25—0.15)＝0.21

Q₁＝(1+a)Q₀＝450*(1+0.21)＝544.5m³/h

预设喂水泵的流量Q₁＝545m³/h，将喂水泵的流量预设值Q1作为吸水井最低水位对应的喂水泵的流量值，按照此流量值选择喂水泵，喂水泵的最小流量值≥Q₁。

S3、泵组安装完毕后，首先在设定的吸水井低水位启动喂水泵1，此时泄流阀7处于关闭状态，MD泵5在检测到它前端压力表4的压力信号后启动，使用流量调节阀2调节流量，使MD泵5电机在额定电流的93％-98％(根据现场要求确定)运行，如现场要求MD泵5电机在额定电流的98％运行且流量未达到Q₁＝545m³/h，如530m³/h。为了确保电机安全，将此时流量值530m³/h确定为泵组的恒流量值，泵组停机，设置完成。

S4、在设定的吸水井高水位启动泵组，此时喂水泵1流量大于设定的恒流量值，旁通管路6中压力增大，使泄流阀7被打开，喂水泵出水管3中多余的水经旁流管路6泄流；随着吸水井水位逐渐下降，泄流阀7的开关量随之变小，当吸水井水位到设定低水位时，旁通管路6中压力减小致使泄流阀7关闭，旁流管路6停止泄流，达到泵组恒流量排水。

进一步地，所述旁流管路6的出水端与水井相通。

进一步地，所述旁流管路6由水平段601和竖直段602构成，所述泄流阀7设置在所述水平段601，所述旁流管路6的出水端位于所述竖直段602下端。

进一步地，所述泄流阀7为单向阀且包括阀体701、阀盖702、铰接在阀体701进口处的摇杆703和安装在摇杆703上的阀瓣704，所述阀瓣704呈倾斜状设置于阀体701进口处。当喂水泵出水管3内压力大时，将阀瓣704打开，压力减小时减少阀瓣704的开关量直至关闭，从而达到泵组的恒流量输出的目的。

进一步，所述阀瓣704的水平倾角为2-5°。

进一步，泵组启动和停止通过PLC控制，压力表检测的压力信号传送给PLC。

以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可实现自调节恒流量供水的泵组的运行方法，其特征是：

S1、泵组配置，所述泵组包括喂水泵、MD 泵以及连接在喂水泵出水口和 MD 泵吸水口之间的喂水泵出水管，在喂水泵出水管上对应喂水泵出水口处安装流量调节阀，在喂水泵出水管上位于流量调节阀出水口后端安装旁流管路，在所述旁流管路上安装泄流阀；

S2、预设喂水泵的流量： Q1=(1+a)Q0 式中：Q1：喂水泵的流量，Q0 ： MD 泵的流量；a：系数，a 取值为 0.15～0.25， 如果 MD 泵实际工况点在设计点附近运行 a 取最小值，如果 MD 泵实际工况点 在水泵大流量点附近运行 a 取最大值，MD 泵实际工况点在设计点附近的最大值与大流量点附近的最小值之间运行时按照比例插值法取值； 将喂水泵的流量预设值 Q1 作为吸水井最低水位对应的喂水泵的流量值，按照此流量值选择喂水泵，喂水泵的最小流量值≥Q1；

S3、泵组安装完毕后，首先在设定的吸水井低水位启动喂水泵，此时泄流阀处于关闭状态，MD 泵在检测到它前端管路的压力信号后启动，使用流量调节阀调节流量，使 MD 泵电机在额定电流的 93%-98%运行，将此时流量值确定为泵 组的恒流量值，泵组停机，设置完成；

S4、在设定的吸水井高水位启动泵组，此时喂水泵流量大于设定的恒流量值， 旁通管路中压力增大，使泄流阀被打开，喂水泵出水管中多余的水经旁流管路泄 流；随着吸水井水位逐渐下降，泄流阀的开关量随之变小，当吸水井水位到设定 低水位时，旁通管路中压力减小致使泄流阀关闭，旁流管路停止泄流，达到泵组恒流量排水。

2.根据权利要求 1 所述的可实现自调节恒流量供水的泵组的运行方法，其特征是：所述旁流管路由水平段和竖直段构成，所述泄流阀设置在所述水平段， 所述旁流管路的出水端位于所述竖直段下端。

3.根据权利要求 1 所述的可实现自调节恒流量供水的泵组的运行方法，其特征是：所述设计点附近是指设计点流量的±3%，所述大流量点附近是指大流 量点流量的±3%。

4.根据权利要求 1 所述的可实现自调节恒流量供水的泵组的运行方法，其特征是：在所述喂水泵出水管上对应 MD 泵前端安装压力表。

5.根据权利要求 1 所述的可实现自调节恒流量供水的泵组的运行方法，其特征是：所述旁流管路的出水端与水井相通。

6.根据权利要求 1 所述的可实现自调节恒流量供水的泵组的运行方法，其特征是：所述泄流阀为单向阀且包括阀体、阀盖、铰接在阀体进口处的摇杆和安装在摇杆上的阀瓣，所述阀瓣呈倾斜状设置于阀体进口处；当喂水泵出水管内压力大时，将阀瓣打开，压力小时减少阀瓣的开关量，从而达到恒流量输出。

7.根据权利要求 6 所述的可实现自调节恒流量供水的泵组的运行方法，其特征是：所述阀瓣的水平倾角为 2-5°。