CN207598473U - 一种凝结水泵效率测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种凝结水泵效率测试系统，涉及火力发电机组辅助设备技术领域。所述凝结水泵效率测试系统，包括凝汽器真空表计、凝汽器水温表计、凝结水泵出口压力表计、高度测量装置、大气压力表计、电动机、电压电流转换器、功率测量装置、流量测量装置以及超声波传感器；通过测量凝汽器真空值、凝汽器水温、仪表相对高度差、凝结水泵出口压力、凝结水泵相连管道内流体的体积流量、电动机功率参数等，得出凝结水泵的轴功率、扬程，从而获得凝结水泵的效率；通过本实用新型的测试系统检测凝结水泵的效率，不仅操作简单，而且可获取精确的凝结水泵效率。

Description

一种凝结水泵效率测试系统

技术领域

本实用新型属于火力发电机组辅助设备技术领域，尤其涉及一种凝结水泵效率测试系统。

背景技术

火力和核能发电企业均采用凝结水泵来输送凝结水以保证机组连续稳定运行，凝结水泵电消耗很高，其效率直接影响到企业的效益，提高凝结水泵效率以节能增效具有明显的现实意义，有必要对凝结水泵效率进行精确测试。

而关于获取泵效率的测试系统的相关文献或专利并未见。李春曦，安连锁等提出的热力学方法测量效率的研究进展介绍基于热力学测量泵效率的方法，仅提供了几个效率公式，解决的是微小温差测量的问题，没有具体应用案例。石晓峰提出的热力学法测水泵效率的研究现状仅介绍了热力学法测量水泵效率的历史及现状以及发展趋势预测。马庆玲，胡洪华提出的用热力学方法测量大型锅炉给水泵效率介绍了用热力学法测量给水泵效率的应用案例。居文平，马庆玲提出的迷宫式密封给水泵效率试验的热力学方法采用热力学方法对迷宫式密封给水泵效率进行了试验研究。高紫俊，吕实诚提出的热力学法测泵效的探讨和应用采用热力学方法应用于低扬程水泵性能测定。然而通过测量凝结水泵的流量、轴功率、扬程等参数来获取泵效率的水力学测试系统并没有相关文献或专利。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种凝结水泵效率测试系统。

本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种凝结水泵效率测试系统，包括凝汽器真空表计、凝汽器水温表计、凝结水泵出口压力表计、高度测量装置、大气压力表计、电动机、电压电流转换器、功率测量装置、流量测量装置以及超声波传感器；

所述凝汽器真空表计安装在凝汽器内，用于测量凝汽器真空值；所述凝汽器水温表计安装在凝汽器液体内，用于测量凝汽器内液体温度；所述凝结水泵出口压力表计安装在凝结水泵出口管道的直管段处，用于测量凝结水泵的出口压力；所述高度测量装置，用于测量凝汽器液面与凝结水泵出口压力表计相对高度差，修正凝结水泵出口压力表计安装位置对凝结水泵杨程的影响；所述大气压力表计，用于测量凝结水泵所处环境的大气压力；所述电动机的机械部分与凝结水泵连接，其电气部分通过电压电流转换器与功率测量装置连接，用于为凝结水泵提供驱动能；所述超声波传感器与流量测量装置连接，且安装在凝结水泵入口管道或出口管道的直管段处，用于测量入口管道或出口管道内流体的体积流量。

通过本实用新型的各仪表测量凝汽器真空值、凝汽器水温、仪表相对高度差、凝结水泵出口压力、凝结水泵相连管道内流体的体积流量、电动机功率参数等，计算出凝结水泵的扬程、有功功率、轴功率，进而求取凝结水泵的效率。

进一步的，所述凝汽器真空表计、凝汽器水温表计、凝结水泵出口压力表计、高度测量装置、大气压力表计、功率测量装置和流量测量装置均通过有线或无线的通信方式与信号采集装置连接，实现测量数据的集中采集；所述信号采集装置与信号处理装置连接，通过信号处理装置分析处理测量数据获取凝结水泵的效率。

进一步的，所述凝汽器水温表计采用温度传感器，实现温度信号向电信号的转换；所述凝汽器真空表计、凝结水泵出口压力表计、大气压力表计均采用压力变送器，实现压力信号向电信号的转换；所述超声波传感器将超声波信号转换成电信号输入流量测量装置；所述温度传感器、压力变送器、功率测量装置、流量测量装置和高度测量装置均通过有线或无线的通信方式与信号采集装置连接，实现测量数据的集中采集；所述信号采集装置与信号处理装置连接，通过信号处理装置分析处理测量数据获取凝结水泵的效率。

进一步的，所述凝汽器真空表计取样管排空、无水；所述凝结水泵出口压力表计在安装前将取样管注满水，以减少误差。

进一步的，所述超声波传感器包括第一超声波传感器和第二超声波传感器；所述第一超声波传感器和第二超声波传感器安装在凝结水泵入口管道或出口管道的直管段处，且超声波传感器的上游直管段长度不小于10倍管径，下游直管段长度不小于4倍管径；第一超声波传感器和第二超声波传感器之间的距离以及安装位置根据流量测量装置接收信号的强弱进行调整；当超声波传感器设置在凝结水泵出口管道时，靠近凝结水泵段为上游，远离凝结水泵段为下游；当超声波传感器设置在凝结水泵入口管道时，靠近凝汽器段为上游，远离凝汽器段为下游。凝结水泵的泵体通过入口管道与凝汽器连接。

进一步的，所述凝汽器内的液体为水。

与现有技术相比，本实用新型所提供的凝结水泵效率测试系统，所述凝结水泵效率测试系统，包括凝汽器真空表计、凝汽器水温表计、凝结水泵出口压力表计、高度测量装置、大气压力表计、电动机、电压电流转换器、功率测量装置、流量测量装置以及超声波传感器；通过测量凝汽器真空值、凝汽器水温、仪表相对高度差、凝结水泵出口压力、凝结水泵相连管道内流体的体积流量、电动机功率参数等，得出凝结水泵的轴功率、扬程，从而获得凝结水泵的效率；通过本实用新型的测试系统检测凝结水泵的效率，不仅操作简单，而且提高了测试精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型凝结水泵效率测试系统的结构示意图；

其中：1-电动机，2-功率测量装置，3-电压电流转换器，4-入口管道，5-凝汽器，6-凝汽器水温表计，7-凝汽器真空表计，8-凝结水泵，9-凝结水泵出口压力表计，10-第二超声波传感器，11-流量测量装置，12-第一超声波传感器，13-出口管道，14-大气压力表计，15-信号采集装置。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实施新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型所提供的一种凝结水泵效率测试系统，包括凝汽器真空表计7、凝汽器水温表计6、凝结水泵出口压力表计9、高度测量装置、大气压力表计14、电动机1、电压电流转换器3、功率测量装置2、流量测量装置11以及超声波传感器；

凝汽器真空表计7安装在凝汽器5内，用于测量凝汽器5真空值；凝汽器水温表计6安装在凝汽器5液体内，用于测量凝汽器5内液体温度；凝结水泵出口压力表计9安装在凝结水泵出口管道13的直管段处，用于测量凝结水泵8的出口压力；高度测量装置，用于测量凝汽器液面与凝结水泵出口压力表计9相对高度差；大气压力表计14，用于测量凝结水泵8所处环境的大气压力；电动机1的机械部分与凝结水泵8连接，其电气部分通过电压电流转换器3与功率测量装置2连接，用于为凝结水泵8提供驱动能；超声波传感器与流量测量装置11连接，且安装在凝结水泵入口管道4或出口管道13的直管段处，用于测量入口管道4或出口管道13内流体的体积流量；

通过测量凝汽器真空值、凝汽器水温、仪表相对高度差、凝结水泵出口压力、凝结水泵8相连管道内流体的体积流量、电动机功率参数，计算出凝结水泵8的扬程、有功功率、轴功率，进而求取凝结水泵5的效率。

凝结水泵8的扬程为：

式中，P₂为出口压力(凝结水泵出口压力表计9表压+大气压力)，单位Pa；P₁为凝汽器真空值(等于大气压力+凝汽器真空表计7表压)，单位Pa；ΔZ为凝汽器液面与凝结水泵出口压力表计9相对高度差，m；V₂为凝结水泵出口管道13流速，m/s，等于液体体积流量除以出口管道13内横截面积，D_出为出口管道13外径，Δd_出为出口管道13厚度；V₁为凝结水泵入口管道4流速，m/s，等于流体体积流量除以入口管道4内横截面积，凝汽器内液体静止时，V₁＝0；

凝结水泵8的有效功率为：

式中，ρ₁为凝结水泵入口管道4内流体密度，kg/m³；ρ₂为凝结水泵出口管道13内流体密度，kg/m³；g为重力加速度，单位为m/s²，取9.8m/s²；Q为管道(入口管道4和出口管道13)内液体流量，单位为m³/h；H为凝结水泵8的扬程，单位为m；

凝结水泵8的轴功率为：P_a＝P_g×η_m

式中，P_g为电动机1输入功率，单位kW；η_m为电动机效率，％；

则，凝结水泵8的效率为

凝汽器水温表计6采用温度传感器，实现温度信号向电信号的转换；凝汽器真空表计7、凝结水泵出口压力表计9、大气压力表计14均采用压力变送器，实现压力信号向电信号的转换；超声波传感器将超声波信号转换成电信号输入流量测量装置11，该方法不用对管道进行打孔、切割或焊接，其安装和测量方便简易；电动机1的一次电压和一次电流经过电压电流转换器3转换成二次电压和二次电流输入功率测量装置2，温度传感器、压力变送器、流量测量装置11和功率测量装置2通过有线通信方式分别与信号采集装置15进行连接，实现温度信号、压力信号、流量信号以及功率参数信号的集中采集；信号采集装置15与信号处理装置连接，通过信号处理装置处理采集到的数据，并计算可获得被测凝结水泵8的效率。该测试系统结构简单，操作方便，且测试速度快、测试精度较高。

温度传感器采用E型热电偶，压力变送器采用EJA系列压力变送器，超声波传感器采用FLD系列传感器，流量测量装置11采用FSCS10C1型超声波流量计，信号采集装置15采用EIC-02L型数据采集系统，功率测量装置2采用CL3112型电参数测量系统。

如图1所示，超声波传感器包括第一超声波传感器12和第二超声波传感器10；第一超声波传感器12和第二超声波传感器10安装在凝结水泵出口管道13的直管段处，且第二超声波传感器10的上游直管段长度不小于10倍管径，第一超声波传感器12的下游直管段长度不小于4倍管径；第一超声波传感器12和第二超声波传感器10之间的距离以及安装位置根据流量测量装置11接收信号的强弱进行调整；第一超声波传感器12和第二超声波传感器10均为模拟量超声波传感器。

本实用新型提供两种凝结水泵的效率测试方式，第一种是根据仪表的测试数据和计算公式进行计算得出凝结水泵8的效率；另一种是通过信号采集装置进行测试数据的集中采集，再通过信号处理装置分析计算而获得凝结水泵8的效率；为凝结水泵的效率测试提供了新的途径，且测试精度高，操作简单。

以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种凝结水泵效率测试系统，其特征在于：包括凝汽器真空表计、凝汽器水温表计、凝结水泵出口压力表计、高度测量装置、大气压力表计、电动机、电压电流转换器、功率测量装置、流量测量装置以及超声波传感器；

所述凝汽器真空表计安装在凝汽器内，用于测量凝汽器真空值；所述凝汽器水温表计安装在凝汽器液体内，用于测量凝汽器内液体温度；所述凝结水泵出口压力表计安装在凝结水泵出口管道的直管段处，用于测量凝结水泵的出口压力；所述高度测量装置，用于测量凝汽器液面与凝结水泵出口压力表计相对高度差；所述大气压力表计，用于测量凝结水泵所处环境的大气压力；所述电动机的机械部分与凝结水泵连接，其电气部分通过电压电流转换器与功率测量装置连接，用于为凝结水泵提供驱动能；所述超声波传感器与流量测量装置连接，且安装在凝结水泵入口管道或出口管道的直管段处，用于测量入口管道或出口管道内流体的体积流量；

通过测量凝汽器真空值、凝汽器水温、仪表相对高度差、凝结水泵出口压力、凝结水泵相连管道内流体的体积流量、电动机功率参数，计算出凝结水泵的扬程、有功功率、轴功率，进而求取凝结水泵的效率。

2.如权利要求1所述的凝结水泵效率测试系统，其特征在于：所述凝汽器水温表计采用温度传感器，实现温度信号向电信号的转换；所述凝汽器真空表计、凝结水泵出口压力表计、大气压力表计均采用压力变送器，实现压力信号向电信号的转换；所述超声波传感器将超声波信号转换成电信号输入流量测量装置；所述温度传感器、压力变送器、功率测量装置、流量测量装置和高度测量装置均通过有线或无线的通信方式与信号采集装置连接，实现测量数据的集中采集；所述信号采集装置与信号处理装置连接，通过信号处理装置分析处理测量数据获取凝结水泵的效率。

3.如权利要求2所述的凝结水泵效率测试系统，其特征在于：所述温度传感器采用E型热电偶，所述压力变送器采用EJA系列压力变送器，所述超声波传感器采用FLD系列传感器，所述流量测量装置采用FSCS10C1型超声波流量计，所述信号采集装置采用EIC-02L型数据采集系统，所述功率测量装置采用CL3112型电参数测量系统。

4.如权利要求1或2所述的凝结水泵效率测试系统，其特征在于：所述凝汽器真空表计取样管排空、无水；所述凝结水泵出口压力表计在安装前将取样管注满水。

5.如权利要求1或2所述的凝结水泵效率测试系统，其特征在于：所述超声波传感器包括第一超声波传感器和第二超声波传感器；所述第一超声波传感器和第二超声波传感器安装在凝结水泵入口管道或出口管道的直管段处，且超声波传感器的上游直管段长度不小于10倍管径，下游直管段长度不小于4倍管径；第一超声波传感器和第二超声波传感器之间的距离以及安装位置根据流量测量装置接收信号的强弱进行调整。

6.如权利要求1所述的凝结水泵效率测试系统，其特征在于：所述凝汽器内的液体为水。