DD252430A1

DD252430A1 - PROCEDURE FOR STATUS RECOGNITION ON NON SPEED CONTROL CIRCULAR PUMPS

Info

Publication number: DD252430A1
Application number: DD29376486A
Authority: DD
Inventors: Ingolf Falk; Wilfried Kraft
Original assignee: Sdag Wismut
Priority date: 1986-08-21
Filing date: 1986-08-21
Publication date: 1987-12-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandserkennung an nicht drehzahlgeregelten, einstufigen Kreiselpumpen, vorrangig zur Optimierung der Schleissteilstandzeiten, waehrend des Betriebes durch periodische Ueberwachung der Messgroessen Stromaufnahme, Truebedichte und Pumpendruck, wobei der Stoereinfluss der Messgroessen Truebedichte und Pumpendruck auf die Stromaufnahme durch mathematische Schaetzverfahren ermittelt und zur Kompensation desselben genutzt wird. Die kompensierten Stromwerte werden nach Zeitintervallen einer Differenzbildung unterzogen und dieser Differenzbetrag wird gegen einen Festwert verglichen. Bei Ueberschreitung des Festwertes durch den Differenzbetrag der kompensierten Stromwerte wird ein Alarm ausgeloest.The invention relates to a method for detecting the state of non-speed-controlled, single-stage centrifugal pumps, primarily for optimizing the Schleissteilstandzeiten, during operation by periodic monitoring of Messgroessen current consumption, Truebedichte and pump pressure, the interference influence of Messgroessen Truebedichte and pump pressure on the power consumption determined by mathematical Schaetzverfahren and is used to compensate for the same. The compensated current values are subjected to subtraction after time intervals and this difference is compared against a fixed value. If the fixed value is exceeded by the difference of the compensated current values, an alarm is triggered.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung gehört in das Gebiet der Überwachung und Fehlerfrüherkennung und betrifft ein Verfahren zur Zustandserkennung an nicht drehzahlgeregelten, einstufigen Kreiselpumpen, vorrangig zur Optimierung der Schleißteilstandzeiten stark verschleißender Pumpen z. B. zum Transport von Sanden, Erztrübe oder Schlacken, während des Betriebes.The invention belongs to the field of monitoring and early fault detection and relates to a method for detecting the state of non-speed-controlled, single-stage centrifugal pumps, primarily to optimize the Schleißteilstandzeiten heavily worn pumps z. As for the transport of sands, ore or slags, during operation.

Darüber hinaus ist eine Überwachung und Störerkennung bei unvorhersehbaren Ereignissen möglich.In addition, monitoring and fault detection in case of unforeseen events is possible.

Characteristic of the known technical solutions

Bekannt sind verschiedene Verfahren zur Beurteilung des Zustandes rotierender Maschinen durch Überwachung des Schwingverhaltens dieser (VDI-Richtlinie 2056; DD-PS 155462; DD-PS 225807). Einheitlich basieren alle auf eine Analyse und Bewertung typischer Frequenzspektren der rotierenden Maschinen während des Betriebes. Diese Verfahren sind durch die notwendige Schwingungsmeßtechnik zu kostenintensiv und für Maschinen mit das Verschleißverhalten nicht charakterisierenden Frequenzspektren mit zu hohen Fehlalarmen belastet.Various methods are known for assessing the state of rotating machinery by monitoring the vibration behavior of these (VDI Guideline 2056, DD-PS 155462, DD-PS 225807). All are based on an analysis and evaluation of typical frequency spectra of the rotating machinery during operation. These methods are too expensive by the necessary Schwingungsmeßtechnik and loaded for machines with the wear behavior non-characterizing frequency spectra with excessive false alarms.

Aus der angegebenen Literatur ist kein Hinweis der Nutzbarkeit der Verfahren bezüglich einer nahezu optimalen Bestimmung des Zeitpunktes für den Wechsel der Schleißteile ersichtlich.From the literature given no indication of the usability of the method with respect to a nearly optimal determination of the time for the change of Schleißteile seen.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht neben einer Zustandserkennung unvorhersehbarer Störungen in einer nahezu optimalen Verschleißzustandserkennung und daraus resultierend in einer annähernd idealen Auslastung der hochlegierten Schleißteile der Pumpen. Essoll der Verbrauch an hochlegierten Pumpenschleißteilen gesenkt und der mit dem Wechseln der Pumpenschleißteile bedingte Produktionsausfall durch Streckung der Wechselzyklen vermindert werden.The object of the invention is in addition to a state detection of unpredictable disturbances in a nearly optimal state of wear detection and resulting in an approximately ideal utilization of high-alloy wear parts of the pump. Essoll lowered the consumption of high-alloy pump wear parts and reduced by the replacement of the pump wear parts production loss by extending the exchange cycles can be reduced.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, daß den Funktionszustand und im besonderen den Verschleißzustand von nicht drehzahlgeregelten, einstufigen Kreiselpumpen durch fortlaufende oder periodische Überwachung von Meßgrößen und durch Kompensation auftretender Störgrößen derart beschreibt, daß unvorhersehbare Störungen erkannt und dem Bedienungspersonal als Alarm angezeigt werden und die Bestimmung des annähernd optimalen Zeitpunktes für das Wechseln der verschlissenen Schleißteile ermöglicht.The invention has for its object to provide a method that describes the functional state and in particular the state of wear of non-variable speed, single-stage centrifugal pumps by continuous or periodic monitoring of variables and compensation occurring disturbances such that detected unpredictable disturbances and the operator as an alarm be displayed and the determination of the approximately optimal time for changing the worn Schleißteile allows.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach einer statistischen Überwachung der Meßgrößen Stromaufnahme I, Pumpendruck ρ und Trübedichte ρ über den Zeitraum einer Pumpenrunde in Zeitschritten von At die funktionalen Abhängigkeiten x_p und x_p der Trübedichte und des Druckes auf die Stromaufnahme durch multiple lineare Regression ermittelt und zur Kompensation des Störeinflusses der Trübedichte und des Druckes auf den Betrag der Stromaufnahme in den weiteren Pumpenrunden wie folgt verwendet werden.According to the invention, this object is achieved in that after a statistical monitoring of the measured quantities current I, pump pressure ρ and turbidity ρ over the period of a pump round in time steps of At the functional dependencies x _p and x _{p of} the turbidity density and the pressure on the power consumption by multiple linear Regression is determined and used to compensate for the interference of the turbidity density and the pressure on the amount of current consumption in the other pump rounds as follows.

I = i + Xp · (p - p) + Xp · (p - p), wobei ρ und ρI = i + Xp * (p - p) + Xp * (p - p), where ρ and ρ

die im Zusammenhang mit der Ermittlung der funktionalen Abhängigkeiten der Störgrößen bestimmten Mittelwerte und I, ρ und ρ die Momentanwerte darstellen. Durch diesen Komp'ensationsschritt wird eine annähernd ideale Strom-Zeit-Kennlinie erreicht.the mean values determined in connection with the determination of the functional dependencies of the disturbance variables and I, ρ and ρ represent the instantaneous values. Through this Komp'ensationsschritt an approximately ideal current-time characteristic is achieved.

-ι --ι -

Durch die Bildung des Differenzbetrages der kompensierten Strombeträge zum Zeitpunkt t_n_i gegen den zum Zeitpunkt t_n (ΔΓ= l_t„_, - It_n) und dem anschließenden Vergleich mit einem Festwert wird beim Überschreiten des Festwertes durch den Differenzbetrag ein Alarm an das Bedienungspersonal gemeldet.By forming the difference amount of the compensated amounts of current at the time t _n _i against the time t _n (ΔΓ = l _t "_, - It _n ) and the subsequent comparison with a fixed value when the fixed value is exceeded by the difference amount an alarm to the Operating personnel reported.

Die Höhe des Festwertes richtet sich nach dem Zeitintervall, in dem die Differenz der Stromwerte l_tn_, zu l_tn gebildet wird und resultiert aus dem starken Abfall der Stromaufnahme im Bereich der Grenznutzungsdauer. Der Bewertungsalgorithmus wird über einen Mikrorechner realisiert.The magnitude of the fixed value depends on the time interval in which the difference between the current values l _tn _ and l _{tn is} formed and results from the sharp drop in current consumption in the range of the marginal service life. The evaluation algorithm is realized via a microcomputer.

embodiments

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel an Hand einer einstufigen Kreiselpumpe für Erztrübetransport DPE 250 erläutert werden. Während einer Laufrunde wurden über einen Mikrorechner MC80 die Meßgrößen Stromaufnahme I; Trübedichte und Pumpendruck ρ in Zeitintervallen von At = 15min erfaßt. Der Einfluß der Meßgrößen Trübedichte und Druck auf den Betrag der Stromaufnahme wurde durch multiple lineare Regression in der Form I = X₀ + XpP + XpP mit einem mittleren Bestimmtheitsmaß von 23,9% und einem mittleren Regressionskoeffizienten von 0,49 ermittelt. Die Testgröße nach Fischer wurde mit F = 52,29 bestimmt. Damit ist das Modell adäquat. Mit den ermittelten Funktionswerten x_p und x_p, die den Einfluß der Meßgrößen Trübedichte und Pumpendruck auf die Stromstärke kennzeichnen, wird deren Einfluß auf die Stromstärke I über ein Rechenprogramm wie folgt eliminiertThe solution according to the invention will be explained below on an exemplary embodiment with reference to a single-stage centrifugal pump for ore-cloud transport DPE 250. During a lap, the measured quantities current consumption I were measured via a microcomputer MC80; Cloud density and pump pressure ρ detected at time intervals of At = 15min. The influence of the measured quantities cloud density and pressure on the amount of current consumption was determined by multiple linear regression in the form I = X ₀ + XpP + XpP with an average coefficient of determination of 23.9% and a mean regression coefficient of 0.49. The Fischer test size was determined to be F = 52.29. Thus, the model is adequate. With the determined function values x _p and x _p , which characterize the influence of the measured variables turbidity density and pump pressure on the current intensity, their influence on the current intensity I is eliminated via a computer program as follows

I = i + Xp · (p - p) + x_p (p - p)₍wobei ρ und ρ dieI = i + Xp * (p - p) + x _p (p - p) ₍ where ρ and ρ are the

Mittelwerte und ρ, ρ und i die Momentanwerte zum Zeitpunkt t der Meßwertaufnahme darstellen. Mit diesem Kompensierungsschritt werden die durch Schwankungen des Pumpendruckes und der Trübedichte bedingten Einflüsse auf den Betrag der Stromaufnahme beseitigt und ein nahezu idealer Kurvenverlauf der Stromaufnahme über den Zeitraum einer Pumpenrunde erzielt. Im weiteren wird ständig zwischen den kompensierten Stromwerten l_t„_, zum Zeitpunkt t_n _, und dem folgenden l_t„ zum Zeitpunkt t_n die Differenz gebildet und gegen einen Festwert F wie folgt verglichenMean values and ρ, ρ and i represent the instantaneous values at time t of the measured value recording. This compensating step eliminates the influences due to fluctuations of the pump pressure and the turbidity density on the amount of current consumption and achieves a nearly ideal current consumption curve over the period of one round of pumping. Furthermore, the difference is constantly formed between the compensated current values I _t "_, at time t _n _, and the following I _t " at time t _n and compared with a fixed value F as follows

ΔΙ = (!,„.,-i,„)<FΔΙ = (!, "., - i,") <F

Überschreitet ΔΙ den Betrag von F wird an das Bedienungspersonal Alarm gemeldet. Durch Abruf der tatsächlichen Pumpenlaufzeit kann das Personal einschätzen, ob der Alarm durch ein unvorhergesehenes Störereignis (z. B. teilweisesZusetzen des Pumpeneinlaufes durch gelöste Verschleißgummiteile vorgelagerter Armaturen) oder durch den Verschleiß der Verschleißteile im Bereich der Endnutzungsdauer ausgelöst wurde.If ΔΙ exceeds the value of F, alarm is signaled to the operating personnel. By polling the actual pump run time, personnel can assess whether the alarm has been triggered by an unforeseen accident (eg, partial entry of the pump inlet through loose wear rubber parts of upstream valves) or by wear of the consumables in the range of end-use life.

Claims

1. A method for detecting conditions on non-speed-controlled centrifugal pumps, primarily for optimizing the Schleißteilstandzeiten during operation on heavily worn, single-stage centrifugal pumps by periodic monitoring of the pump pressure and other variables in the result the operator an alarm is reported, characterized in that as further measures the Current consumption of the drive unit and the slurry density of the pumped medium are used, the influence of the measured variables Trübedichte and pump pressure on the amount of power consumption in a preliminary round by multiple, linear regression is determined.

2. The method according to claim, characterized in that the determined functional relationship is used to compensate for the disturbing influence of the turbidity density and the pump pressure on the amount of current consumption.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the difference of the compensated current values I _1n ., _Formed at time t _n _ ι against l _t "at time t _n and against a fixed value resulting from the steep drop in power consumption in the final phase of the possible Schleißteilnutzung results, is compared.