EP3701152B1 - Procédé et dispositif de maintien en condition opérationnelle d'un système de pompage - Google Patents

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EP3701152B1
EP3701152B1 EP18789158.5A EP18789158A EP3701152B1 EP 3701152 B1 EP3701152 B1 EP 3701152B1 EP 18789158 A EP18789158 A EP 18789158A EP 3701152 B1 EP3701152 B1 EP 3701152B1
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EP
European Patent Office
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pump
pumping system
motor
pumping
flow rate
Prior art date
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Active
Application number
EP18789158.5A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP3701152A1 (fr
Inventor
Patrick PHILIPP
Maurice MARTAUD
Pierre GRAMONT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suez International SAS
Original Assignee
Suez International SAS
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Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=61132559&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP3701152(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Suez International SAS filed Critical Suez International SAS
Publication of EP3701152A1 publication Critical patent/EP3701152A1/fr
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Publication of EP3701152B1 publication Critical patent/EP3701152B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/04—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0077—Safety measures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0088—Testing machines

Definitions

  • the invention is in the field of pumping, such as urban hydraulic pumping which is involved in the collection and transport of waste water as well as in the distribution of water.
  • the invention relates more generally to the problems of managing water pumping stations comprising one or more pumping systems.
  • a first type of actors are pump manufacturers.
  • the latter benefit from detailed knowledge of the operation of their product and can thus finely detect operating drifts that can lead to pump failures.
  • the management systems proposed by pump manufacturers are not, or are poorly, adapted to pumps from other manufacturers, nor to the pumping station as a whole, when it includes several pumps of different origin and manufacture for which it is necessary to monitor several different parameters such as hydraulic or electrical parameters.
  • a third type of actor are the manufacturers of components used in pumps and their motors. These components include bearings, seals, etc. Again, this type of actor is very specialized in its technical field and even if the systems it offers will detect a component failure very well, failures due to other components will not be detected.
  • a fourth type of actors are service providers who will design generic pumping station management tools. These tools take into account all the components of the pumps and motors but they must be correctly configured by an operator specialized in programming and with a good knowledge of the systems making up the pumping station. The configuration of such tools requires knowledge that electromechanical operators specialized in the management of pumping stations do not have. In the same way, operators specialized in the configuration of management tools do not have a very in-depth knowledge of the operation of each piece of equipment in the pumping station.
  • One objective of the invention is in particular to propose an automatic analysis tool for monitoring and analyzing the operation of the pumping station.
  • This analysis tool also makes it possible to detect mechanical failures of the machines making up the pumping station, in particular the pumps and motors.
  • the analysis tool proposes a causal assessment as well as preventive and curative actions to be carried out following detection of one or more failures on the various components of the pumping station. If the actions do not require intervention by an operator, the tool can transmit the appropriate instructions to the pumping station.
  • US 2009204267 a device for maintaining the operational condition of a pumping system as defined by the preamble of claim 1.
  • the present invention provides for this purpose a method of maintaining in operational condition a pumping system forming part of a pumping station as defined by claim 1.
  • the method may include in particular a step of analyzing and interpreting the evolution of operating points of the pump and a step of analyzing and interpreting the evolution of operating points of the motor.
  • the method may also include a step of monitoring the energy performance of the pumping system.
  • Said method may also comprise a step of detecting a cavitation phenomenon.
  • the water intake submersion control step can notably take into account a water height in the water intake, a flow rate drawn by the pump at the water intake, and physical description parameters of the water intake.
  • the step of analysis and interpretation of the operation of the suction line can take into account the evolution over time of the following parameters: a pressure at the pump suction, a flow rate served by the pump, a current intensity called by the motor, an active power called by the motor, a total manometric height, an available NPSH.
  • the invention further relates to a device as claimed.
  • the invention makes it possible to automatically implement appropriate actions to prevent or resolve operating problems of the pumping station.
  • variants of the invention comprising only a selection of features described or illustrated below, isolated from the other features described or illustrated (even if this selection is isolated within a sentence comprising these other features), if this selection of features is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention compared to the state of the prior art.
  • This selection comprises at least one preferably functional feature without structural details and, alternatively or with only part of the structural details, if this part only is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention compared to the state of the prior art.
  • FIG. 1 represents an example of a pumping station 1 comprising one or more pumping systems 2.
  • the pumping system 2 comprises a pump, a motor, a water intake and an outlet pipe of the pump.
  • the pumping system 2 may further comprise an inlet pipe connecting the pump to the water intake when the pump is not at least partially submerged in the fluid that it is to pump.
  • the pumping system 2 further comprises sensors measuring parameters characteristic of the operation of each component of the pumping system 2.
  • Each pumping system 2 is connected to an electrical cabinet 3 intended for managing the pumping system 2.
  • the electrical cabinet 3 has the functions of monitoring and controlling the pumping system 2.
  • the electrical cabinet 3 is part of the pumping station 1.
  • the electrical cabinet 3 receives the various measurements, or inputs 4, made by the sensors of the pumping system 2 and transmits in particular to the pumping system 2 commands or outputs 5.
  • the electrical cabinet 3 comprises at least one processor on which a local program 6 for managing the operation of the pumping system 2 is executed.
  • the inputs 4 are taken into account by the local program 6.
  • the electrical cabinet 3 then transmits the inputs 4 for processing to a supervision system 7.
  • the supervision system 7 can monitor and control one or more pumping stations. In order to simplify the presentation, in the following we will only talk about one pumping station.
  • the supervision system 7 is a remote server comprising at least one processor or computer which performs analysis processing on the inputs 4 by means of a computer program or central program 8.
  • the central program 8 performs an analysis of the data and measurements coming from several pumping systems 2 in order to perform a monitoring function of the pumping station 1 as a whole.
  • the supervision system 7 further comprises a database aggregating all of the physical characteristics of the pumping systems 2 and all of their components.
  • the supervision system 7 is adapted to transmit instructions and commands to each pumping system 2 via each electrical cabinet 3.
  • the electrical cabinet 3 adapts the instructions to the equipment to which said instructions are addressed in order to translate them into a signal that can be interpreted by the equipment.
  • the equipment can for example be the pump, the motor or a valve.
  • the electrical cabinet 3 can be configurable in particular via an API or Industrial Programmable Logic Controller.
  • the configuration of the electrical cabinet 3 makes it possible to adapt this cabinet to different pumping systems 2, comprising for example equipment from different manufacturers.
  • the electrical cabinet 3 can advantageously be programmed by an electromechanical operator who can enter thresholds and parameters to be taken into account in order to carry out the monitoring and supervision of each pumping system 2 of the pumping station 1. Said thresholds and parameters can thus be adapted to each piece of equipment.
  • the thresholds and parameters can be transmitted to the supervision system 7 and stored in the database.
  • the central program 8 uses the characteristics of the pumping station 1, the measurements made in real time as well as the parameters and thresholds entered by the operator in order to perform the monitoring function.
  • the monitoring function performs an analysis of all of this information in order to detect a possible drift, linked to an anomaly that could lead to a breakdown or malfunction of the pumping station 1.
  • the supervision system 7 analyzes all of the data in order to determine the cause of said drift according to rules defined according to the practices of the management field of pumping stations 1 as well as according to feedback from expert analysts of the causes of failure of pumping systems. These rules are also stored in the database. From the analyses carried out, the rules and the anomalies detected, the central program 8 can determine one or more actions, either preventive or curative, to be taken. These actions can be automatically transmitted to the electronic cabinet 3 in the form of commands and be transmitted to a human-machine interface for consultation by an operator.
  • the operator can thus decide whether or not to carry out these actions or other operations.
  • the operator can also, via the human-machine interface, enter commands to be implemented by the pumping station 1.
  • the commands that can be implemented are, for example, stopping the pump and the motor, opening or closing a valve in the pumping station, instructions for changing the engine speed, etc.
  • the pumping system 2 comprises at least one pump 20, an electric motor (21), a coupling device 22 of the motor 21 with the pump 20.
  • the pump 20 is for example a dynamic pump which can be of the volumetric or rotodynamic type.
  • the motor can be an asynchronous electric motor or a permanent magnet or variable reluctance synchronous type motor.
  • the pump 20 comprises a fluid inlet 23 via a suction or intake pipe and a fluid outlet 24 via a discharge pipe.
  • the inlet 23 is therefore connected to a suction pipe, itself connected to a water intake either via a strainer 25 or directly, without a strainer.
  • the water suction can for example be done in a tank 26.
  • the outlet 24, connected to a discharge pipe, supplies a system, not shown, for transferring water.
  • the water transfer system can comprise a pipe or a network of pipes of different diameters and lengths.
  • the pump may be immersed directly in the liquid.
  • the pumping system does not include a suction line.
  • a first step 31 of the method according to the invention is a step of updating the technical data and information on the pumping station as well as on the water transfer system that it serves, in the database of the supervision system 7.
  • This information is for example the description of the pumping station 1 with all of its elements. In particular, it is important to provide the characteristics of the invisible parts of the pumping station 1, including their dimensions.
  • the information describing the pumping station 1 it is also necessary to have plans and dimensions to locate the equipment of the pumping station 1 in relation to each other and in particular the pump in relation to the other equipment and the pump in relation to the measuring instruments, in particular hydraulic instruments.
  • the information concerning the system served by the pumping station 1 is physical characteristics of said system served as well as the different elements composing it.
  • the system served by the pumping station, or water transfer system may comprise one or more pipelines of different diameters and lengths.
  • the information also comprises a description of the control modes of the pumping station 1, defined to satisfy the needs of the system served by the pumping station 1.
  • the information on pumping station 1 makes it possible to construct a characteristic operating curve for pumping station 1 which represents a change in the water flow rate at the outlet of pumping station 1, as a function of the total manometric height.
  • a second step 32 of the method according to the invention is a step of updating in the database information on the equipment of the pumping station 1 in particular on the pump 20, the motor 21 and the discharge and suction pipes and the water intake.
  • the information on the equipment includes the performance curves of the pumps and motors.
  • the first and second steps 31, 32 can be implemented when the pumping station 1 is put into service and then at each modification made to the pumping station 1 or the system that it serves, or even at each modification of a component of the pumping station 1.
  • a third step 33 is a step of measuring or calculating physical and in particular hydraulic quantities, making it possible to characterize the current operation of the pumping system 2.
  • the third step is carried out periodically during operation of the pumping station 1.
  • the measurements carried out are dated and stored as and when in the database of the supervision system 7 with their date, thus constituting a history.
  • Each hydraulic quantity is associated with an uncertainty and a range of variation of said quantity.
  • a first hydraulic quantity is a pump flow rate which can be measured directly or calculated from other measurements.
  • a second measured hydraulic quantity is a geometric height of the system supplied by pumping station 1, relative to said pumping station 1. This geometric height represents a minimum difference in level that the pump must overcome in order to supply the system that it serves.
  • a third hydraulic quantity is a total manometric head or TMH.
  • the manometric head can be defined as the sum of the geometric height and the pressure losses at the suction and discharge of the pump.
  • a fourth hydraulic quantity is total dynamic head.
  • Total dynamic head, or TDH can be defined as the sum of the total head and the dynamic pressure difference between the pump inlet and outlet.
  • Mechanical quantities can also be taken into account such as vibration levels.
  • a fourth step 34 is a step of calculating a service point or operating point, characteristic of the operation of the pump at a given time.
  • the service point is determined from the hydraulic quantities calculated or measured during operation.
  • the service point can be defined at a given time by a flow rate and a total manometric head.
  • a fifth step 35 is a step of calculating physical quantities, notably electrical and mechanical.
  • the electrical quantities measured are the intensity of the current drawn by the motor 21 and the supply voltage of the motor, as well as the variation range of these two electrical quantities.
  • the fifth step 35 is also a step of determining the powers: active, reactive, apparent, distorting and their variation ranges. The uncertainties on the calculations of the different powers are also determined.
  • Active power can be defined as the power useful for providing the work of the drive machine.
  • Reactive power is defined as the power required to operate the machine, here, pump 20.
  • Apparent power is defined as the power that actually flows through the equipment.
  • Distorting power is a fourth power, present in circuits comprising electronic components that create non-linear loads and therefore harmonics.
  • the distorting power is the power brought into play by the harmonic component.
  • the fifth step 35 includes a determination of the different power factors, i.e. the cosine phi, the total power factor and the total harmonic distortion rate as well as the uncertainties on the different power factors.
  • the total harmonic distortion rate is also called distortion power factor.
  • the fifth step 35 is implemented cyclically during the operation of the pumping system 2.
  • the measurements and the results of the calculations of these electrical quantities are stored in the database with a date and their measurement or calculation uncertainty as well as their variation range in order to constitute a history.
  • a sixth step 36 is a step of determining an engine service point and its fluctuation range.
  • the sixth step 36 comprises a step of determining an operating range of the engine located in the vicinity of a nominal operating or service point.
  • a nominal duty point of an engine is that for which it is built to operate at the time of its design.
  • the nominal duty point rarely coincides with an actual duty point.
  • the duty point of the motor is defined as the balance point between the driving torque developed by the motor and the resistive torque opposed by the load machine.
  • the operating range around the duty point is defined based on the measurements made on the current and torque and based on their variation range around the nominal duty point.
  • a seventh step 37 is a step of creating a history of the service points determined during the operation of the pump.
  • the creation of a history consists of storing the different service points in the database of the supervision system 7 in order to be able to follow their evolution.
  • the figure 4 describes the data needed to describe a reference situation for the operation of the pump. This reference situation will allow the behavior of the pump to be analyzed by following the movement of the service point relative to the reference service point, in the reference situation.
  • Pump performance curves are established in particular from data provided by the pump manufacturer. A reference situation is determined, either from measured and calculated data, or from data provided by the manufacturer to characterize nominal operation of the pump.
  • the first curve 40 represents a pump flow rate as a function of a total manometric head.
  • a first initial service point 41 corresponds to a reference service point.
  • the reference service point 41 is obtained by determining the pump flow rate as a function of the total manometric head in a reference configuration of the pumping station 1 and the system it serves.
  • FIG 4 also represents a second performance curve 42 representing the mechanical power called by the pump on its impeller shaft as a function of the pump flow rate.
  • a second reference service point 43 can be defined as a function of the reference mechanical power at the reference flow rate.
  • a third performance curve 44 may be defined from the pump efficiency as a function of the pump flow rate.
  • a third reference point 45 may be defined as the pump efficiency in the reference situation at the reference flow rate.
  • the eighth step 38 is a step of comparing the current operating point of the pump with the corresponding performance curve of the pump and thus of identifying a possible drift of the operating point with respect to the performance curve of the pump and with respect to the first reference service point 41 previously defined.
  • FIG 5 represents a division into zones of the two-dimensional space defined by the pump flow rate and the total head.
  • the division into zones uses the first pump performance curve 40 as well as the first reference service point 41.
  • the characteristic curve 50 of pumping station 1 is also shown.
  • a first zone 51 is positioned below the first performance curve of the pump 40 and above a line at constant nanometric height equal to the nanometric height of the first reference service point 41.
  • the first zone 51 is called a zone of increase in the HMT and decrease in the flow rate of the pump.
  • a second zone 52 is defined for all operating points whose total manometric height is lower than the manometric height of the first reference service point 41 and therefore for a pump flow rate lower than the pump flow rate at the first reference point 41.
  • the second zone 52 is called the HMT reduction and pump flow rate reduction zone.
  • a third zone 53 is defined below the pump performance curve 40, for service points whose flow rate is greater than the pump flow rate at the first reference point 41.
  • the third zone 53 is called the HMT decrease and flow rate increase zone.
  • a fourth zone 54 is defined for all operating points above the characteristic curve of the pumping station.
  • the fourth zone 54 is called the performance increase zone.
  • a drift of the pump service point in the fourth zone 54 may mean that the diameter of the pump impeller has been modified and in particular increased, or that the rotation speed has increased or both.
  • An action to be taken as a preventive measure may then be to update the characteristics of the pump in the database.
  • the ninth step 39 is a step of creating a history of the different service points of the engine, determined during the operation of the pumping station 1.
  • the evolution of the service point of the engine is evaluated from a reference situation as represented on the figure 6 .
  • FIG. 6 illustrates a reference situation that can be used to analyze possible drifts in the service point of an engine 21.
  • the abscissa axis represents the mechanical power of the engine.
  • a first curve 61 represents the intensity of the electric current called.
  • a second curve 62 represents the active electric power called.
  • a reference service point is defined on each curve 61, 62 for a mechanical power 63 delivered by the motor in the reference situation. It is thus possible to determine an intensity called for the reference service point 64. Then, it is also possible to determine an active electric power 65 called for the reference service point, for the mechanical power delivered by the motor at the reference service point.
  • the tenth step 300 is a step of analyzing a possible drift of the service point of the engine 21 and an interpretation of the drift if it is observed in order to detect a possible operating anomaly. The analysis is based on an interpretation of the engine load as represented on the figure 7 .
  • FIG. 7 represents different load curves on the motor shaft depending on the rotation speed of the motor shaft.
  • a maximum torque is defined which allows a maximum torque speed to be defined below which the machine risks stalling. Above this maximum torque speed, the motor 21 is in a stable usage zone. In this stable usage zone, or usable stable zone, three characteristic curves of different motor loads are defined.
  • a first load curve describes the load in accidental operation of the motor, or accidental load.
  • a second load curve describes the nominal load.
  • a third load curve describes the load of the motor when the machine is operating at no load. The intersection of these load curves with a curve defining the evolution of the torque of the motor as a function of its speed 71, gives the speeds corresponding to each type of load, accidental, nominal or at no load.
  • the impeller When the pump impeller rotates without propelling liquid, which can be the case with a clogged impeller or a deprimed pump, the impeller does not produce hydraulic power.
  • the motor then drives a freewheel and does not need much electrical power.
  • the motor torque drops below the torque at the nominal load.
  • One possible interpretation is that there is an air inlet in the pump. The stopping of the motor and the pump can be automatically implemented by the electrical cabinet 3 of the pumping system 2.
  • the pump wheel When the pump wheel turns but its rotation is slowed, for example: in the event of mechanical clearances clogged by debris, in the event of clogging by concretions, in the event of the start of seizure of the thrust bearing on a drilling pump, then the pump wheel produces the hydraulic power necessary to provide the service expected but the electric motor delivers on the one hand the mechanical power which is converted into hydraulic power and, on the other hand, an increase in mechanical power which makes it possible to counterbalance the braking undergone the wheel.
  • the engine torque rises above the torque at the nominal load and goes into accidental load. In this case too, it is appropriate to couple the analysis of the called intensity, by defining a high threshold beyond which it is considered that the engine is operating in overload. Crossing the high threshold associated with an engine torque corresponding to an accidental load requires a curative shutdown of the pump and the engine. This shutdown can be implemented by the pumping system management device, comprising the electrical cabinet 3 and the supervision system 7.
  • An increase in active electrical power concomitant with a decrease in HMT and a decrease in suction pressure means that the pump suction is clogging and the pump is cavitating.
  • An increase in motor temperature indicates the imminent threat of overheating of the motor windings.
  • the pump should be stopped immediately and a detailed inspection of the suction should be carried out. of the pump, that is to say of the strainer 25, of the pipes, of the water intake, etc.
  • the analysis of the submergence calculated by taking into account in particular the thickness of the water slice in the water intake makes it possible to determine whether a swirling flow disturbs the velocity field at the pump inlet and whether it causes an air inlet in the pump which could cause the pump to lose its prime or at least cause the pump to vibrate.
  • the water level must be raised above the water intake, for example by reducing the pump flow rate or by stopping the pump as a corrective measure.
  • the analysis is also based on the temporal evolution of the discharge pressure in relation to the flow rate served by the pump.
  • a first indicator is the service flow rate circulating in the discharge pipe. Indeed, a loss of flow rate results in a reduction in the diameter of the discharge pipe. Depending on the reduction in diameter that is determined, it may be necessary to carry out a cleaning action on the pipe as a corrective measure.
  • Another indicator can be a ratio between the service flow rate of the pump and the flow rate at a point of best pump efficiency determined on the pump efficiency performance curve.
  • the thirteenth step 304, 305 is a step of analysis of a possible drift of the characteristic curve of the suction 304, a step of interpretation of this drift then a pre-diagnosis 305 of a malfunction of the suction pipe on detection of an anomaly.
  • the thirteenth step 304, 305 is optional for submersible pumps, that is to say those which are not connected to a water intake via a suction pipe.
  • the fourteenth step 306 is a pre-diagnostic step of the probable causes of pump malfunctions.
  • This step is a step allowing to link several indicators of hydraulic failures to possible hydraulic causes of these failures.
  • the indicators considered for this pre-diagnostic step result from the analyses previously carried out. These indicators are the following operating conditions: no flow, insufficient flow, insufficient pressure, intermittent flow. Possible causes are for example "the pump is not not primed or losing prime” when all of the above operating conditions are met, or “too much air is trapped in the pumped liquid”, no flow alone may indicate a “clogged impeller”, insufficient flow alone may indicate incorrect direction of rotation of the pump impeller, etc.
  • the bearings are hot or fail very regularly then the probable cause could be inadequate cooling of the lubricant or an axial or radial load in excess of the design loads of the engine bearings.
  • a single failure such as "failures on the seals are very frequent” could be related to overheating of the seal friction faces or a lack of wash water on the seal friction faces or incorrect assembly of the seal, etc.
  • the available NPSH depends on the suction circuit and the suction flow rate, while the NPSH required by the pump depends on the pump and the flow rate it delivers.
  • the pump may be the site of the cavitation phenomenon likely to damage the pump: in fact, cavitation exposes the pump to erosion which can destroy the pump impeller and lead to the replacement of the pump, in particular by another type of pump better suited to the operating conditions. The appearance of this phenomenon may be a sign that the pump used is not suitable for the required service.
  • a seventeenth step 308 is a step of controlling the energy performance of the pumping group.
  • Wear and tear of the pumping system can also be detected by monitoring the specific energy consumption of the pumping system, particularly if there is a statistically significant upward difference.
  • the device and the method according to the invention make it possible to detect anomalies in the operation of the pumping station and to implement preventive or curative actions in order to avoid or minimize the consequences of anomalies on the operation or integrity of the pumping system.
  • the pumping system is maintained in operational condition, that is to say in a state of good functioning, in an efficient and inexpensive manner.
  • the various embodiments of the present invention comprise various steps. These steps can be implemented by instructions of a machine executable by means of a microprocessor for example.
  • these steps can be performed by specific integrated circuits that include hardwired logic to perform the steps, or by any combination of programmable components and custom components.
  • the present invention may also be provided in the form of a computer program product which may comprise a non-transitory computer memory medium containing instructions executable on a computing machine, which instructions may be used to program a computer (or other electronic device) to perform the method.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

    Domaine technique
  • L'invention se situe dans le domaine du pompage, comme par exemple le pompage hydraulique urbain qui entre en jeu dans la collecte et le transport d'eau usée ainsi que dans la distribution d'eau. L'invention porte plus généralement sur les problématiques de gestion des stations de pompage d'eau comprenant un ou plusieurs systèmes de pompage.
    • Etat de la technique - Description du problème technique
  • Dans le domaine de la gestion des stations de pompage on trouve plusieurs types d'acteurs proposant chacun un service de gestion particulier.
  • Un premier type d'acteurs sont les constructeurs de pompes. Ces derniers bénéficient d'une connaissance détaillée du fonctionnement de leur produit et peuvent ainsi détecter finement des dérives de fonctionnement pouvant entraîner des pannes de pompe. Cependant, les systèmes de gestion proposés par les constructeurs de pompes ne sont pas, ou sont peu, adaptés aux pompes provenant d'autres constructeurs, ni à la station de pompage dans son ensemble, lorsque celle-ci comporte plusieurs pompes d'origine et de facture différente pour lesquelles il est nécessaire de surveiller plusieurs paramètres différents comme des paramètres hydrauliques ou électriques.
  • Un troisième type d'acteurs sont les constructeurs de composants utilisés dans les pompes et leur moteur. On trouve dans ces composants des roulements, des garnitures, etc. Là encore, ce type d'acteur est très spécialisé dans son domaine technique et même si les systèmes qu'il propose vont très bien détecter une panne du composant, les pannes dues à d'autres composants ne seront pas détectées.
  • Un quatrième type d'acteurs sont des prestataires de service qui vont concevoir des outils génériques de gestion de stations de pompage. Ces outils prennent en compte tous les composants des pompes et des moteurs mais ils doivent être paramétrés correctement par un opérateur spécialisé dans la programmation et ayant une bonne connaissance des systèmes composants la station de pompage. Le paramétrage de tels outils nécessite des connaissances que les opérateurs électromécaniciens spécialisés dans la gestion des stations de pompage ne possèdent pas. De la même manière, les opérateurs spécialisés dans le paramétrage des outils de gestion n'ont pas une connaissance très poussée du fonctionnement de chaque équipement de la station de pompage.
  • Un objectif de l'invention est notamment de proposer un outil d'analyse automatique pour suivre et analyser le fonctionnement de la station de pompage. Cet outil d'analyse permet en outre de détecter des défaillances mécaniques des machines composant la station de pompage, notamment les pompes et les moteurs. L'outil d'analyse propose une évaluation causale ainsi que des actions préventives et curatives à mener suite à une détection d'une ou plusieurs défaillances sur les différents composants de la station de pompage. Si les actions ne nécessitent pas d'intervention d'un opérateur, l'outil peut transmettre les consignes adéquates à la station de pompage. On connait du document US 2009204267 un dispositif de maintien en condition opérationnelle d'un système de pompage tel que défini par le préambule de la revendication 1.
    • Résumé de l'invention
  • La présente invention propose à cette fin un procédé de maintien en condition opérationnelle d'un système de pompage faisant partie d'une station de pompage tel que défini par la revendication 1.
  • Le procédé peut comprendre notamment une étape d'analyse et d'interprétation de l'évolution de points de fonctionnement de la pompe et une étape d'analyse et d'interprétation de l'évolution de points de fonctionnement du moteur.
  • Le procédé peut également comprendre une étape de contrôle de la performance énergétique du système de pompage.
  • Ledit procédé peut aussi comprendre une étape de détection d'un phénomène de cavitation.
  • L'étape de contrôle de submergence de la prise d'eau peut notamment prendre en compte une hauteur d'eau dans la prise d'eau, un débit aspiré par la pompe au niveau de la prise d'eau, des paramètres de description physique de la prise d'eau.
  • L'étape d'analyse et d'interprétation du fonctionnement de la conduite d'aspiration peut prendre en compte l'évolution dans le temps des paramètres suivants : une pression à l'aspiration de la pompe, un débit servi par la pompe, une intensité de courant appelée par le moteur, une puissance active appelée par le moteur, une hauteur manométrique totale, un NPSH disponible.
  • L'invention concerne en outre un dispositif tel que revendiqué.
  • Avantageusement, l'invention permet de mettre en oeuvre de façon automatique les actions adéquates pour prévenir ou résoudre des problèmes de fonctionnement de la station de pompage.
    • Description des figures
  • D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés, sur lesquels :
    • La figure 1 représente version simplifiée d'une station de pompage selon l'invention ;
    • La figure 2 représente un exemple d'un système de pompage ;
    • La figure 3 représente différentes étapes possibles du procédé de maintien en condition opérationnelle d'un système de pompage selon l'invention ;
    • La figure 4 représente des courbes de fonctionnement d'une pompe d'un système de pompage ;
    • La figure 5 représente un diagramme d'analyse du fonctionnement d'une pompe selon l'invention ;
    • La figure 6 représente des courbes de fonctionnement d'un moteur d'un système de pompage ;
    • La figure 7 représente des courbes de charge du moteur.
  • Ces modes de réalisation n'étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites ou illustrées par la suite, isolées des autres caractéristiques décrites ou illustrées (même si cette sélection est isolée au sein d'une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels et, alternativement ou avec seulement une partie des détails structurels, si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou à différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.
    • Description détaillée
  • La figure 1 représente un exemple d'une station de pompage 1 comprenant un ou plusieurs systèmes de pompage 2. Le système de pompage 2 comprend une pompe, un moteur, une prise d'eau et une canalisation de sortie de la pompe. Le système de pompage 2 peut en outre comprendre une canalisation d'entrée reliant la pompe à la prise d'eau lorsque la pompe n'est pas immergée au moins en partie dans le fluide qu'elle doit pomper. Le système de pompage 2 comprend en outre des capteurs mesurant des paramètres caractéristiques du fonctionnement de chaque composant du système de pompage 2. Chaque système de pompage 2 est connecté à une armoire électrique 3 destinée à la gestion du système de pompage 2. L'armoire électrique 3 a pour fonctions de contrôler et de commander le système de pompage 2. L'armoire électrique 3 fait partie de la station de pompage 1. L'armoire électrique 3 reçoit les différentes mesures, ou entrées 4, réalisées par les capteurs du système de pompage 2 et transmet notamment au système de pompage 2 des commandes ou sorties 5. L'armoire électrique 3 comprend au moins un processeur sur lequel s'exécute un programme local 6 de gestion du fonctionnement du système de pompage 2. Les entrées 4 sont prises en compte par le programme local 6. L'armoire électrique 3 transmet ensuite les entrées 4 pour traitement à un système de supervision 7. Le système de supervision 7 peut contrôler et commander une ou plusieurs stations de pompage. Afin de simplifier l'exposé, dans la suite on ne parlera que d'une station de pompage. Le système de supervision 7 est un serveur distant comprenant au moins un processeur ou ordinateur qui réalise des traitements d'analyse sur les entrées 4 par l'intermédiaire d'un programme d'ordinateur ou programme central 8. Le programme central 8 réalise une analyse des données et des mesures provenant de plusieurs systèmes de pompage 2 afin de réaliser une fonction de surveillance de la station de pompage 1 dans son ensemble. Le système de supervision 7 comprend en outre une base de données agrégeant l'ensemble des caractéristiques physiques des systèmes de pompage 2 et de tous leurs composants. Le système de supervision 7 est adapté à transmettre des consignes et commandes à chaque système de pompage 2 par l'intermédiaire de chaque armoire électrique 3. L'armoire électrique 3 adapte les consignes à l'équipement auquel s'adressent lesdites consignes afin de les traduire en un signal interprétable par l'équipement. L'équipement peut par exemple être la pompe, le moteur ou une vanne. A cette fin, l'armoire électrique 3 peut être configurable notamment par l'intermédiaire d'un API ou Automate Programmable Industriel. La configuration de l'armoire électrique 3 permet d'adapter cette armoire à différents systèmes de pompage 2, comportant par exemple des équipements provenant de constructeurs différents. L'armoire électrique 3 peut avantageusement être programmée par un opérateur électromécanicien qui pourra renseigner des seuils et des paramètres à prendre en compte pour réaliser la surveillance et la supervision de chaque système de pompage 2 de la station de pompage 1. Lesdits seuils et paramètres peuvent ainsi être adaptés à chaque équipement. Les seuils et paramètres peuvent être transmis au système de supervision 7 et stockés dans la base de données. Le programme central 8 utilise les caractéristiques de la station de pompage 1, les mesures réalisées en temps réel ainsi que les paramètres et seuils renseignés par l'opérateur afin de réaliser la fonction surveillance. La fonction de surveillance réalise une analyse de l'ensemble de ces informations afin de détecter une dérive éventuelle, liée à une anomalie pouvant amener à une panne ou un dysfonctionnement de la station de pompage 1. Sur détection d'une dérive, le système de supervision 7 analyse l'ensemble des données afin de déterminer la cause de ladite dérive en fonction de règles définies selon les pratiques du domaine de gestion des stations de pompage 1 ainsi que selon des retours d'expérience d'experts analystes des causes de défaillance des systèmes de pompage. Ces règles sont également stockées dans la base de données. A partir des analyses réalisées, des règles et des anomalies détectées le programme central 8 peut déterminer une ou plusieurs actions soit préventives, soit curatives, à mener. Ces actions peuvent être transmises automatiquement à l'armoire électronique 3 sous forme de commandes et être transmises à une interface homme machine pour consultation par un opérateur. L'opérateur peut ainsi décider ou non de réaliser ces actions ou d'autres opérations. L'opérateur peut également, via l'interface homme machine, saisir des commandes à mettre en oeuvre par la station de pompage 1. Les commandes pouvant être mises en oeuvre sont, par exemple, un arrêt de la pompe et du moteur, une ouverture ou une fermeture d'une vanne de la station de pompage, des consignes de modification du régime moteur, etc.
  • La figure 2 représente un exemple de système de pompage 2. Le système de pompage 2 comprend au moins une pompe 20, un moteur électrique (21), un dispositif de couplage 22 du moteur 21 avec la pompe 20.
  • La pompe 20 est par exemple une pompe dynamique qui peut être de type volumétrique ou rotodynamique.
  • Le moteur peut être un moteur électrique de type asynchrone ou encore de type synchrone à aimant permanent ou à reluctance variable.
  • La pompe 20 comprend une entrée de fluide 23 par une canalisation d'aspiration ou d'admission et une sortie de fluide 24 par une canalisation de refoulement. L'entrée 23 est donc connectée à une canalisation d'aspiration, elle-même reliée à une prise d'eau soit par l'intermédiaire d'une crépine 25 soit directement, sans crépine. L'aspiration d'eau peut par exemple se faire dans un réservoir 26. La sortie 24, connectée à une canalisation de refoulement, alimente un système, non représenté, de transfert d'eau. Le système de transfert d'eau peut comprendre une canalisation ou un réseau de canalisations de diamètres et de longueurs différentes.
  • Alternativement, dans un exemple non-représenté, la pompe peut être plongée directement dans le liquide. Dans ce cas, le système de pompage ne comprend pas de canalisation d'aspiration.
  • La figure 3 représente plusieurs étapes du procédé 30 selon l'invention de maintien en condition opérationnelle du système de pompage 2. Le procédé 30 selon l'invention comprend notamment différentes étapes d'analyse de fonctionnement et de pré-diagnostic d'anomalie dans le fonctionnement du système de pompage 2. L'exemple décrit s'adresse à un seul système de pompage, il peut être reproduit de la même manière pour une station de pompage 1 comprenant plus d'un système de pompage 2. Le procédé selon l'invention réalise plusieurs fonctions :
    • une fonction de surveillance (monitoring) de la station de pompage 1 ;
    • une fonction de détection d'anomalie ;
    • une fonction d'analyse des anomalies détectées ;
    • une fonction de pré-diagnostic des anomalies permettant de déterminer les causes probables des anomalies ;
    • et, selon les causes identifiées, une fonction de proposition d'actions à mener, une génération automatique de commandes à appliquer par les équipements du système de pompage 2.
  • Une première étape 31 du procédé selon l'invention est une étape de mise à jour des données et informations techniques sur la station de pompage ainsi que sur le système de transfert d'eau qu'elle dessert, dans la base de données du système de supervision 7. Ces informations sont par exemple la description de la station pompage 1 avec l'ensemble de ses éléments. Notamment il est important de renseigner les caractéristiques des parties invisibles de la station de pompage 1, dont leurs dimensions. Parmi les informations décrivant la station de pompage 1, il est aussi nécessaire de disposer des plans et des cotes pour situer les équipements de la station de pompage 1 les uns par rapport aux autres et notamment la pompe par rapport aux autres équipements et la pompe par rapport aux instruments de mesure, notamment hydrauliques.
  • Les informations concernant le système desservi par la station de pompage 1 sont des caractéristiques physiques dudit système desservi ainsi que les différents éléments le composant. Par exemple, le système desservi par la station de pompage, ou système de transfert d'eau, peut comprendre une ou plusieurs canalisations de diamètre et de longueur différentes. Les informations comprennent également une description des modes de régulation de la station de pompage 1, définis pour satisfaire les besoins du système desservi par la station de pompage 1.
  • Parmi les informations, on peut également trouver les différents états de fonctionnement de la station de pompage : les modes de fonctionnement normaux, les modes de fonctionnement exceptionnels, dégradés ou de crise, ainsi que les modes de régulation de la station de pompage 1 liés à chacun des modes de fonctionnement du système.
  • Les informations sur la station de pompage 1 permettent de construire une courbe caractéristique de fonctionnement de la station de pompage 1 qui représente une évolution du débit d'eau en sortie de la station de pompage 1, en fonction de la hauteur manométrique totale.
  • Une deuxième étape 32 du procédé selon l'invention est une étape de mise à jour dans la base de données des informations sur les équipements de la station de pompage 1 notamment sur la pompe 20, le moteur 21 et les canalisations de refoulement et d'aspiration et la prise d'eau. Les informations sur les équipements comprennent les courbes de performances des pompes et des moteurs.
  • Les courbes de performances de la pompe 20 sont notamment les courbes suivantes :
    • la performance hydraulique : hauteur manométrique totale en fonction du débit de la pompe ;
    • le rendement hydraulique de la pompe en fonction du débit de la pompe ;
    • la puissance mécanique appelée par la pompe sur son arbre en fonction du débit ;
    • un NPSH (Net Positive Suction Head) requis par la pompe : c'est-à-dire la différence entre la pression liquide et la pression vapeur saturante en chaque point de la pompe ;
    • la consommation spécifique d'énergie de la pompe.
  • Les courbes de performances du moteur 21 sont notamment les suivantes :
    • la puissance active appelée en fonction de la puissance mécanique délivrée sur l'arbre du moteur ;
    • le rendement du moteur ;
    • le facteur de puissance de déplacement ou cosinus phi : le facteur de puissance de déplacement représente la valeur du déphasage angulaire entre la tension et l'intensité du courant dans le moteur à la fréquence fondamentale (généralement 50 ou 60 Hz) ;
    • l'intensité de courant appelée en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre moteur ;
    • le couple en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre moteur ;
    • la vitesse de rotation du moteur en fonction de la puissance mécanique délivrée sur l'arbre moteur.
  • Les première et deuxième étapes 31, 32 peuvent être mises en oeuvre à la mise en service de la station de pompage 1 puis à chaque modification réalisée sur la station de pompage 1 ou le système qu'elle dessert, ou encore à chaque modification d'un composant de la station de pompage 1.
  • Une troisième étape 33 est une étape de mesure ou de calcul de grandeurs physiques et notamment hydrauliques, permettant de caractériser le fonctionnement courant du système de pompage 2. La troisième étape est réalisée de manière périodique en cours de fonctionnement de la station de pompage 1. Les mesures réalisées sont datées et stockées au fur et à mesure dans la base de données du système de supervision 7 avec leur date, constituant ainsi un historique. A chaque grandeur hydraulique est associée une incertitude et une plage de variation de ladite grandeur.
  • Une première grandeur hydraulique est un débit de la pompe qui peut être mesuré directement ou calculé à partir d'autres mesures.
  • Une deuxième grandeur hydraulique mesurée est une hauteur géométrique du système alimenté par la station de pompage 1, par rapport à ladite station de pompage 1. Cette hauteur géométrique représente un dénivelé minimum que la pompe doit vaincre afin d'alimenter le système qu'elle dessert.
  • Une troisième grandeur hydraulique est une hauteur manométrique totale ou HMT. La hauteur manométrique peut se définir comme la somme de la hauteur géométrique et des pertes de charge à l'aspiration et au refoulement de la pompe.
  • Une quatrième grandeur hydraulique est une hauteur dynamique totale. La hauteur dynamique totale, ou HDT, peut être définie comme la somme de la hauteur manométrique totale et de la différence de pression dynamique entre l'entrée et la sortie de la pompe.
  • Des grandeurs mécaniques peuvent également être prises en compte comme des niveaux de vibrations.
  • Une quatrième étape 34 est une étape de calcul d'un point de service ou point de fonctionnement, caractéristique du fonctionnement de la pompe à un instant donné. Le point de service est déterminé à partir des grandeurs hydrauliques calculées ou mesurées en cours de fonctionnement. Le point de service peut être défini à un instant donné par un débit et une hauteur manométrique totale.
  • Une cinquième étape 35 est une étape de calcul de grandeurs physiques notamment électriques et mécaniques.
  • Les grandeurs électriques mesurées sont l'intensité du courant appelée par le moteur 21 et la tension d'alimentation du moteur, ainsi que la plage de variation de ces deux grandeurs électriques.
  • La cinquième étape 35 est également une étape de détermination des puissances : active, réactive, apparente, déformante et de leur plages de variation. Les incertitudes sur les calculs des différentes puissances sont également déterminées.
  • La puissance active, peut être définie comme la puissance utile à la fourniture du travail de la machine d'entraînement.
  • La puissance réactive est définie comme étant la puissance nécessaire au fonctionnement de la machine, ici, la pompe 20.
  • La puissance apparente est définie comme étant la puissance qui circule réellement dans les équipements.
  • La puissance déformante est une quatrième puissance, présente dans les circuits comprenant des composants électroniques qui créent des charges non-linéaires et donc des harmoniques. La puissance déformante est la puissance mise en jeu par la composante harmonique.
  • La cinquième étape 35 comprend une détermination des différents facteurs de puissance, c'est à dire du cosinus phi, du facteur de puissance total et du taux de distorsion harmonique total ainsi que les incertitudes sur les différents facteurs de puissance.
  • Le taux de distorsion harmonique total est aussi nommé facteur de puissance de distorsion.
  • La cinquième étape 35 est mise en oeuvre de façon cyclique au cours du fonctionnement du système de pompage 2. Les mesures et les résultats des calculs de ces grandeurs électriques sont stockées dans la base de données avec une datation et leur incertitude de mesure ou de calcul ainsi que leur plage de variation afin d'en constituer un historique.
  • Une sixième étape 36 est une étape de détermination d'un point de service du moteur et de sa plage de fluctuation.
  • La sixième étape 36 comprend une étape de détermination d'une plage de fonctionnement du moteur située au voisinage d'un point de fonctionnement ou de service nominal.
  • Un point de service nominal d'un moteur est celui pour lequel il est construit pour fonctionner au moment de sa conception.
  • Le point de service nominal coïncide rarement avec un point réel de service. Le point de service du moteur est définit comme le point d'équilibre entre le couple d'entraînement développé par le moteur et le couple résistant opposé par la machine de charge.
  • La plage de fonctionnement autour du point de service est définie en fonction des mesures réalisées sur le courant et le couple et en fonction de leur plage de variation autour du point de service nominal.
  • La sixième étape 36 comprend une étape d'estimation du rendement du moteur et de sa plage de variation au point de service. L'estimation du rendement du moteur est réalisée à partir des mesures des grandeurs physiques suivantes :
    • puissance électrique active appelée ;
    • intensité de courant appelée ;
    • tension d'alimentation du moteur.
    L'estimation du rendement du moteur est également réalisée à partir d'une estimation de la puissance mécanique absorbée par la pompe sur son arbre d'entraînement.
  • Une septième étape 37 est une étape de création d'un historique des points de services déterminés au cours du fonctionnement de la pompe. La création d'un historique consiste à stocker les différents points de service dans la base de données du système de supervision 7 pour pouvoir en suivre l'évolution. La figure 4 décrit les données nécessaires pour décrire une situation de référence pour le fonctionnement de la pompe. Cette situation de référence va permettre d'analyser le comportement de la pompe en suivant le déplacement du point de service par rapport au point de service de référence, dans la situation de référence.
  • La figure 4 représente des exemples de courbes de performance d'une pompe. Les courbes de performance de la pompe sont notamment établies à partir des données fournies par le constructeur de la pompe. Une situation de référence est déterminée, soit à partir de données mesurées et calculées, soit à partir des données fournies par le constructeur pour caractériser un fonctionnement nominal de la pompe.
  • La figure 4 représente une première courbe 40 de performance de la pompe dans un fonctionnement nominal. La première courbe 40 représente un débit de la pompe en fonction d'une hauteur manométrique totale. Sur la première courbe 40 un premier point de service initial 41 correspond à un point de service de référence. Le point de service de référence 41 est obtenu en déterminant le débit de la pompe en fonction de la hauteur manométrique totale dans une configuration de référence de la station de pompage 1 et du système qu'elle dessert.
  • La figure 4 représente également une deuxième courbe de performance 42 représentant la puissance mécanique appelée par la pompe sur son arbre de roue en fonction du débit de la pompe. Un deuxième point de service 43 de référence peut être défini en fonction de la puissance mécanique de référence au débit de référence.
  • Une troisième courbe de performance 44 peut être définie à partir du rendement de la pompe en fonction du débit de la pompe. Un troisième point de référence 45 peut être défini comme le rendement de la pompe dans la situation de référence au débit de référence.
  • Ainsi, il est possible d'analyser le fonctionnement de la pompe au cours d'une huitième étape 38. La huitième étape 38 est une étape de comparaison du point de fonctionnement courant de la pompe avec la courbe de performance correspondante de la pompe et ainsi d'identifier une éventuelle dérive du point de fonctionnement par rapport à la courbe de performance de la pompe et par rapport au premier point de service de référence 41 précédemment défini.
  • En fonction de l'évolution de la tendance de la dérive, il est possible d'interpréter les causes probables de cette dérive tel que représenté sur la figure 5 et de détecter une éventuelle anomalie de fonctionnement.
  • La figure 5 représente une division en zones de l'espace en deux dimensions définie par le débit de la pompe et la hauteur manométrique totale. La division en zones utilise la première courbe de performance de la pompe 40 ainsi que le premier point de service de référence 41. Sur la figure 5 est aussi représentée la courbe caractéristique 50 de la station de pompage 1.
  • Une première zone 51 est positionnée sous la première courbe de performance de la pompe 40 et au-dessus d'une ligne à hauteur nanométrique constante valant la hauteur nanométrique du premier point de service de référence 41. La première zone 51 est dite zone d'augmentation de la HMT et de diminution du débit de la pompe.
  • Une deuxième zone 52 est définie pour tous les points de fonctionnement dont la hauteur manométrique totale est inférieure à la hauteur manométrique du premier point de service de référence 41 et donc pour un débit de la pompe inférieur au débit de la pompe au premier point de référence 41. La deuxième zone 52 est dite zone de diminution de la HMT et de diminution du débit de la pompe.
  • Une troisième zone 53 est définie en dessous de la courbe de performance de la pompe 40, pour les points de service dont le débit est supérieur au débit de la pompe au premier point de référence 41. La troisième zone 53 est dite zone de diminution de la HMT et d'augmentation du débit.
  • Une quatrième zone 54 est définie pour tous les points de fonctionnement au-dessus de la courbe caractéristique de la station de pompage. La quatrième zone 54 est dite zone d'augmentation des performances.
  • En fonction du positionnement du point de service courant dans l'une de ces zones ou sur la courbe de performance de la pompe 40 ou encore sur la courbe de performance de la station de pompage 50, une analyse différente, donnant des interprétations différentes à la dérive, est réalisée. Par exemple, une dérive du point de service de la pompe dans la quatrième zone 54 peut signifier que le diamètre de la roue de la pompe a été modifié et notamment augmenté, ou que la vitesse de rotation a augmenté ou les deux. Une action à mener à titre préventif peut être alors de mettre à jour les caractéristiques de la pompe dans la base de données.
  • Autre exemple : si le point de service dérive sur la courbe de performance de la pompe, ceci peut signifier que le refoulement, ou réseau de distribution en aval de la pompe, se colmatent dans le cas d'une pompe de distribution d'eau potable. Une autre interprétation peut être que le forage se colmate dans le cas d'une pompe de forage. Evidemment les phénomènes peuvent être combinés. Cela peut également révéler une fuite au niveau des conduites de refoulement ou du réseau de distribution d'eau. Il est aussi possible qu'il y ait un changement de cote amenant la modification de la hauteur géométrique de la station de pompage. Il sera alors recommandé de vérifier la station de pompage, les canalisations et les systèmes en amont et en aval de la pompe 20.
  • En outre, pour confirmer ou infirmer ce pré-diagnostic, il peut être recommandé, à titre préventif, de contrôler la relation entre la pression au refoulement et le débit, de surveiller les avaries sur les canalisations du système desservi par la station de pompage 1 et les modifications réalisées sur la station de pompage 1 afin de mettre à jours les caractéristiques de la station de pompage 1 dans la base de données.
  • La neuvième étape 39 est une étape de création d'un historique des différents points de service du moteur, déterminés au cours du fonctionnement de la station de pompage 1. L'évolution du point de service du moteur est évaluée à partir d'une situation de référence telle que représentée sur la figure 6.
  • La figure 6 illustre une situation de référence qui peut être utilisée pour analyser les dérives éventuelles du point de service d'un moteur 21.
  • Sur la figure 6, l'axe des abscisses représente la puissance mécanique du moteur.
  • Une première courbe 61 représente l'intensité du courant électrique appelée. Une deuxième courbe 62 représente la puissance électrique active appelée. Un point de service de référence est défini sur chaque courbe 61, 62 pour une puissance mécanique 63 délivrée par le moteur dans la situation de référence. Il est ainsi possible de déterminer une intensité appelée pour le point de service de référence 64. Ensuite, il est également possible de déterminer une puissance électrique active 65 appelée pour le point de service de référence, pour la puissance mécanique délivrée par le moteur au point de service de référence.
  • D'autres courbes de tendance peuvent être utilisées comme la température du moteur en fonction de l'intensité du courant ou la température du moteur en fonction de la puissance active, afin de décrire la situation de référence pour réaliser le suivi du fonctionnement du moteur 21.
  • La dixième étape 300 est une étape d'analyse d'une éventuelle dérive du point de service du moteur 21 et une interprétation de la dérive si elle est constatée afin de détecter une éventuelle anomalie de fonctionnement. L'analyse repose sur une interprétation de la charge du moteur tel que représentée sur la figure 7.
  • La figure 7 représente différentes courbes de charge sur l'arbre moteur en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre moteur. On définit un couple maximum qui permet de définir une vitesse du couple maximum en deçà de laquelle la machine risque de caller. Au-dessus de cette vitesse de couple maximum, le moteur 21 se trouve dans une zone d'utilisation stable. Dans cette zone d'utilisation stable, ou zone stable utilisable, sont définies trois courbes caractéristiques de différentes charges du moteur. Une première courbe de charge décrit la charge en fonctionnement accidentel du moteur, ou charge accidentelle. Une deuxième courbe de charge décrit la charge nominale. Une troisième courbe de charge décrit la charge du moteur lorsque la machine fonctionne à vide. L'intersection de ces courbes de charge avec une courbe de définition de l'évolution du couple du moteur en fonction de sa vitesse 71, donne les vitesses correspondant à chaque type de charge, accidentelle, nominale ou à vide.
  • Lorsque la roue de la pompe tourne sans propulser de liquide, ce qui peut être le cas avec une roue colmatée ou une pompe désamorcée, la roue ne produit pas de puissance hydraulique. Le moteur entraîne alors une roue libre et n'a pas besoin de beaucoup de puissance électrique. Le couple moteur baisse en-dessous du couple à la charge nominale. Dans ce cas, il est utile d'associer l'intensité appelée et le couple moteur et de définir une valeur de seuil bas pour l'intensité appelée correspondant par exemple à 95% de l'intensité moyenne à la charge nominale. Si le seuil bas est dépassé et que le moteur rentre dans une plage où il tourne à vide, ou à faible charge, alors il convient d'arrêter le fonctionnement de la pompe et de son moteur. Une interprétation possible est qu'il y a une entrée d'air dans la pompe. L'arrêt du moteur et de la pompe peut être automatiquement mis en oeuvre par l'armoire électrique 3 du système de pompage 2.
  • Lorsque la roue de la pompe tourne mais qu'elle est freinée dans sa rotation, par exemple : en cas de jeux mécaniques colmatés par des débris, en cas de colmatage par des concrétions, en cas de début de grippage de la butée sur une pompe de forage, alors la roue de la pompe produit une puissance hydraulique nécessaire pour rendre le service qui est attendu mais le moteur électrique délivre d'une part la puissance mécanique qui est convertie en puissance hydraulique et, d'autre part, un surcroît de puissance mécanique qui permet de contrebalancer le freinage que subit la roue. Le couple moteur s'élève au-dessus du couple à la charge nominale et passe en charge accidentelle. Dans ce cas aussi il convient de coupler l'analyse de l'intensité appelée, en définissant un seuil haut au-delà duquel on estime que le moteur fonctionne en surcharge. Le franchissement du seuil haut associé à un couple moteur correspondant à une charge accidentelle nécessite un arrêt de la pompe et du moteur, à titre curatif. Cet arrêt peut être mis en oeuvre par le dispositif de gestion du système de pompage, comprenant l'armoire électrique 3 et le système de supervision 7.
  • Une autre anomalie de fonctionnement peut être détectée par une augmentation de la puissance active et une perte simultanée de HMT. La puissance électrique active appelée par le moteur augmente lorsque l'aspiration de la pompe est étranglée car celle-ci se trouve placée dans une situation comparable à celle d'un essai de NPSH. A un certain stade dans l'étranglement de l'aspiration, la hauteur manométrique totale que peut produire la pompe chute et, parallèlement, le rendement du moteur baisse et la puissance électrique active augmente. Il est alors proposé de fixer un seuil supérieur à la puissance active appelée par le moteur de la pompe. A titre indicatif, ce seuil peut être placé entre 102 % et 105 % de la puissance électrique active moyenne au point de service le plus à droite de la plage de service de la pompe sur la courbe de performance de la pompe. Il est également nécessaire de vérifier les courbes de tendance suivantes :
    • pression absolue donnée en fonction du temps pour un débit donné ;
    • HMT en fonction du temps ;
    • puissance électrique active en fonction du temps ;
    • température du moteur en fonction du temps.
  • Une augmentation de la puissance électrique active concomitante à une baisse de la HMT et à une baisse de la pression à l'aspiration signifie que l'aspiration de la pompe se colmate et que la pompe cavité. L'augmentation de la température du moteur exprime la menace imminente d'une surchauffe des enroulements, ou bobinages, du moteur. Il faut arrêter immédiatement la pompe et procéder à une inspection détaillée de l'aspiration de la pompe, c'est à dire de la crépine 25, des canalisations, de la prise d'eau, etc.
  • La onzième étape 301 est une étape de contrôle de la submergence de la prise d'eau de la pompe. Cette étape nécessite les grandeurs physiques mesurées suivantes :
    • une hauteur d'eau dans une bâche d'aspiration ou dans la prise d'eau de la pompe ;
    • un débit aspiré par la pompe à la prise d'eau ;
    • la géométrie, ou description physique de la prise d'eau selon les paramètres suivants : diamètre, position dans la prise d'eau ou dans la bâche d'aspiration.
  • Afin d'analyser l'évolution de la submergence, il est nécessaire de réaliser les calculs suivants :
    • calculer la vitesse moyenne de l'écoulement puis le nombre de Froude de l'écoulement dans la section d'entrée de la canalisation d'aspiration et le rapport entre la submergence et le diamètre de la section d'entrée de la canalisation d'aspiration donnée en fonction du nombre de Froude (voir la condition de submergence de l'orifice de la canalisation d'aspiration selon J. Knauss et la condition de submergence de l'orifice de la canalisation d'aspiration selon l'Hydraulic Institute) ;
    • connaissant le rapport entre la submergence et le diamètre de la section d'entrée de la canalisation d'aspiration, la valeur de la submergence peut être calculée.
  • L'analyse de la submergence calculée en prenant en compte notamment l'épaisseur de la tranche d'eau dans la prise d'eau permet de déterminer si un écoulement tourbillonnaire perturbe le champ de vitesse à l'entrée de la pompe et s'il entraîne une arrivée d'air dans la pompe qui pourrait engendrer un désamorçage de la pompe ou tout du moins des vibrations de la pompe. Il faut dans ce cas faire remonter le niveau d'eau au-dessus de la prise d'eau par exemple en réduisant le débit de la pompe ou en arrêtant la pompe à titre curatif.
  • Une douzième étape 302, 303 peut être une étape d'analyse d'une courbe caractéristique du refoulement 302 et une étape d'interprétation 302 et de pré-diagnostic 303 d'une éventuelle dérive à l'aide des grandeurs physiques mesurées ou calculées suivantes :
    • pression au refoulement de la pompe ;
    • débit servi par la pompe ;
    • intensité appelée par le moteur ;
    • puissance active appelée par le moteur.
  • L'analyse repose également sur l'évolution temporelle de la pression au refoulement par rapport au débit servi par la pompe.
  • Il est également possible de prendre en compte des grandeurs mécaniques comme des niveaux de vibrations.
  • Plusieurs indicateurs peuvent être suivis afin de détecter un problème de bouchage de la canalisation de refoulement. Un premier indicateur est le débit de service qui circule dans la conduite de refoulement. En effet, une perte de débit entraîne une réduction du diamètre de la canalisation de refoulement. En fonction de la réduction du diamètre qui est déterminée, il peut être nécessaire de mener une action de nettoyage de la canalisation à titre curatif. Un autre indicateur peut être un rapport entre le débit de service de la pompe et le débit en un point de meilleur rendement de la pompe déterminé sur la courbe de performance du rendement de la pompe.
  • Il peut aussi être possible d'analyser la perte de débit de la pompe associée à la perte de débit de la conduite pour entreprendre des actions de nettoyage de la conduite de refoulement.
  • La treizième étape 304, 305 est une étape d'analyse d'une éventuelle dérive de la courbe caractéristique de l'aspiration 304, une étape d'interprétation de cette dérive puis un pré-diagnostic 305 d'un dysfonctionnement de la conduite d'aspiration sur détection d'une anomalie. La treizième étape 304, 305 est optionnelle pour les pompes immergées, c'est-à-dire celles qui ne sont pas reliées à une prise d'eau par l'intermédiaire d'une canalisation d'aspiration.
  • Les grandeurs physiques mesurées prises en compte pour la treizième étape 304, 305 sont les suivantes :
    • pression à l'aspiration de la pompe ;
    • débit servi par la pompe ;
    • intensité appelée par le moteur ;
    • puissance active appelée par le moteur.
  • Les grandeurs physiques calculées prises en compte sont les suivantes :
    • la courbe d'évolution de la pression d'aspiration, mesurée en pression absolue, en fonction du débit servi par la pompe au cours du temps ;
    • la courbe d'évolution du NPSH disponible ou encore la pression à l'aspiration exprimée en pression absolue, en fonction du temps ;
    • la courbe d'évolution de la HMT en fonction du débit servi par la pompe, au cours du temps ;
    • la puissance active appelée par le moteur en fonction du débit servi par la pompe au cours du temps.
  • Il est également possible de prendre en compte des grandeurs mécaniques comme des niveaux de vibrations.
  • L'analyse et le suivi du NPSH, du débit de service qui circule dans la conduite d'aspiration et le rapport entre le débit de service et le débit au point de meilleur rendement permettent de détecter une réduction de diamètre de la conduite, une perte de débit au niveau de la pompe et une perte de débit au niveau de la conduite qui peuvent amener à entreprendre des actions de nettoyage de la conduite d'aspiration.
  • La quatorzième étape 306 est une étape de pré-diagnostic des causes probables de dysfonctionnements de la pompe. Cette étape est une étape permettant de lier plusieurs indicateurs de défaillances hydrauliques à des causes hydrauliques possibles à ces défaillances. Les indicateurs considérés pour cette étape de pré-diagnostic résultent des analyses précédemment réalisées. Ces indicateurs sont les conditions de fonctionnement suivantes : absence de débit, débit insuffisant, pression insuffisante, débit intermittent. Les causes possibles sont par exemple « la pompe n'est pas amorcée ou perd son amorçage » lorsque toutes les conditions de fonctionnement précédemment citées sont remplies, ou bien « trop d'air est piégé dans le liquide pompé », une absence de débit seule peut indiquer une « roue colmatée », un débit insuffisant seul peut indiquer un sens de rotation de la roue de la pompe incorrect, etc.
  • La quinzième étape 307 est une étape d'aide au pré-diagnostic sur les causes probables de pannes du moteur. Notamment cette étape permet à partir d'une liste de défaillances de remonter aux causes mécaniques probables de ces défaillances. Les défaillances identifiées peuvent être par exemple les suivantes :
    • les paliers sont chauds ou tombent en panne très régulièrement ;
    • les pannes sur les garnitures sont très fréquentes ;
    • les tresses moteur ont une durée de vie courte ;
    • la pompe vibre au-dessus des niveaux admissibles ;
    • la pompe appelle trop de puissance sur l'arbre ;
    • l'usure des parties mouillées internes au moteur est plus rapide que la normale.
  • Par exemple si la seule défaillance identifiée est « les paliers sont chauds ou tombent en panne très régulièrement » alors la cause probable peut être un refroidissement inapproprié du lubrifiant ou encore une charge axiale ou radiale supérieure aux charges de dimensionnement des paliers du moteur. Autre exemple, une défaillance seule de type « les pannes sur les garnitures sont très fréquentes » peut être liée à une surchauffe des faces de frottement de la garniture ou un manque d'eau de lessivage sur les faces de frottement de la garniture ou encore un montage incorrect de la garniture, etc.
  • Une seizième étape 308 est une étape permettant d'établir un lien entre l'évolution d'un NPSH et le phénomène de cavitation de la pompe en vue de détecter ce dernier. Les grandeurs physiques mesurées nécessaires pour établir ce lien sont les suivantes :
    • pour la pompe : pression à l'aspiration, pression au refoulement, débit ;
    • pour le moteur : puissance électrique active, température des enroulements.
  • Les grandeurs physiques calculées prises en compte sont les suivantes :
    • pour la pompe : hauteur manométrique totale, point de service et sa plage de variation (couple débit - hauteur manométrique totale) ;
    • pour la station de pompage : NPSH disponible de la station de pompage dans la plage de variation du point de service de la pompe.
  • Le NPSH disponible dépend du circuit d'aspiration et du débit d'aspiration, tandis que le NPSH requis par la pompe dépend de la pompe et du débit qu'elle délivre. Pour un circuit d'aspiration et une pompe donnés, il existe un débit maximum admissible au-delà duquel le NPSH requis par la pompe dépasse le NPSH disponible dans le circuit d'aspiration. Si le débit au point de service dépasse ce débit maximum admissible la pompe peut être le siège du phénomène de cavitation susceptible d'endommager la pompe : en effet la cavitation expose la pompe à une érosion qui peut détruire la roue de la pompe et conduire au remplacement de la pompe, notamment par un autre type de pompe mieux adapté aux conditions de fonctionnement. L'apparition de ce phénomène peut être un signe du fait que la pompe utilisée n'est pas adaptée au service demandé.
  • Une dix-septième étape 308 est une étape de contrôle des performances énergétiques du groupe de pompage.
  • En réalisant une différence entre le suivi du rendement global du système de pompage et la courbe de référence de ce dernier, si une tendance à la baisse est identifiée, ceci peut être dû à une usure globale du système de pompage.
  • L'usure du système de pompage peut également être détectée avec un suivi de la consommation spécifique d'énergie du système de pompage et notamment si l'on relève une différence statistique à la hausse.
  • Avantageusement, le dispositif et le procédé selon l'invention permettent au plus tôt de détecter des anomalies dans le fonctionnement de la station de pompage et de mettre en oeuvre des actions préventives ou curatives afin d'éviter ou de minimiser les conséquences d'anomalies sur le fonctionnement ou l'intégrité de système de pompage. Ainsi le système de pompage est maintenu en état opérationnel, c'est-à-dire en état de bon fonctionnement, de manière efficace et peu coûteuse.
  • Les différents modes de réalisation de la présente invention comprennent diverses étapes. Ces étapes peuvent être mises en oeuvre par des instructions d'une machine exécutable au moyen d'un microprocesseur par exemple.
  • Alternativement, ces étapes peuvent être réalisées par des circuits intégrés spécifiques comprenant une logique câblée pour exécuter les étapes, ou par toute combinaison de composants programmable et composants personnalisés.
  • La présente invention peut également être fournie sous forme d'un produit programme d'ordinateur qui peut comprendre un support mémoire informatique non-transitoire contenant des instructions exécutables sur une machine informatique, ces instructions pouvant être utilisées pour programmer un ordinateur (ou tout autre dispositif électronique) pour exécuter le procédé.

Claims (7)

  1. Procédé de maintien en condition opérationnelle (30) d'un système de pompage (2) faisant partie d'une station de pompage (1), ledit système de pompage (2) comprenant une pompe (20), un moteur (21) entraînant la pompe (20), une canalisation de refoulement de fluide par la pompe (20) et une canalisation d'aspiration de fluide par la pompe (20), ledit procédé comprenant au moins les étapes suivantes :
    - mesure de grandeurs physiques caractéristiques du fonctionnement du système de pompage (2), dont des grandeurs physiques caractéristiques de l'état de la canalisation de refoulement de la pompe (20) et de l'état de la canalisation d'aspiration de la pompe (20) ;
    - analyse et interprétation des grandeurs physiques mesurées en vue de détecter une ou plusieurs anomalies ;
    - pré-diagnostic des causes probables des anomalies détectées et détermination des actions préventives et curatives à mener sur le système de pompage (2) ;
    - mise en oeuvre automatique des actions préventives et curatives sur le système de pompage (2),
    caractérisé ce qu'il
    comprend une étape d'analyse et d'interprétation de courbes caractéristiques de fonctionnement des canalisation d'aspiration (304) et de refoulement (302) de la pompe (20) et une étape de contrôle de submergence (301) d'une prise d'eau en entrée du système de pompage (2),
    l'étape d'analyse et d'interprétation du fonctionnement de la conduite de refoulement (302) de la pompe (2) prenant en compte l'évolution dans le temps des paramètres suivants, qui sont mesurés ou calculés :
    une pression au refoulement de la pompe,
    un débit servi par la pompe,
    une intensité de courant appelée par le moteur,
    une puissance active appelée par le moteur,
    l'étape d'analyse étant également basée sur l'évolution temporelle de la pression au refoulement par rapport au débit servi par la pompe, conduisant à détecter un problème de bouchage de la canalisation de refoulement, et si un problème de bouchage est détecté, une action de nettoyage de la canalisation à titre curatif est menée.
  2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'analyse et d'interprétation de l'évolution de points de fonctionnement (38) de la pompe (20) et une étape d'analyse et d'interprétation de l'évolution de points de fonctionnement du moteur (300).
  3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une étape de contrôle de la performance énergétique (309) du système de pompage (2).
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détection d'un phénomène de cavitation (308).
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de contrôle de submergence de la prise d'eau (301) prend en compte une hauteur d'eau dans la prise d'eau, un débit aspiré par la pompe (20) au niveau de la prise d'eau, des paramètres de description physique de la prise d'eau.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape d'analyse et d'interprétation du fonctionnement de la conduite d'aspiration (304), prend en compte l'évolution dans le temps des paramètres suivants : une pression à l'aspiration de la pompe, un débit servi par la pompe, une intensité de courant appelée par le moteur (21), une puissance active appelée par le moteur (21), une hauteur manométrique totale, un NPSH disponible.
  7. Dispositif de maintien en condition opérationnelle d'un système de pompage (2) faisant partie d'une station de pompage (1), ledit système de pompage (2) comprenant une pompe (20), un moteur (21) entraînant la pompe (20) et au moins une canalisation de refoulement et une canalisation d'aspiration de fluide par la pompe (20), ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend :
    - des capteurs hydrauliques et mécaniques réalisant des mesures de grandeurs hydrauliques et mécaniques sur la pompe (20), la canalisation de refoulement et la canalisation d'aspiration ;
    - des capteurs électriques et mécaniques réalisant des mesures de grandeurs électriques et mécaniques sur le moteur (21) ;
    - une armoire électrique (3) pour le système de pompage (2) collectant les mesures des capteurs hydrauliques, électriques et mécaniques, transmettant des consignes de fonctionnement audit système de pompage (2) ;
    - un système de supervision (7) comprenant un ordinateur sur lequel s'exécute un programme central (8) mettant en oeuvre le procédé de maintien en condition opérationnelle d'un système de pompage (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit système de supervision (7) étant apte à transmettre automatiquement des commandes à l'armoire électrique (3) en fonction des résultats d'analyse, d'interprétation et de pré-diagnostic basés sur une étape d'analyse et d'interprétation de courbes caractéristiques de fonctionnement des canalisation d'aspiration (304) et de refoulement (302) de la pompe (20) et une étape de contrôle de submergence (301) d'une prise d'eau en entrée du système de pompage (2), ledit système de supervision (7) comprenant une interface homme-machine d'affichage des résultats d'analyse, d'interprétation et de pré-diagnostic.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3904682B1 (fr) 2020-04-27 2023-11-29 Xylem Europe GmbH Procédé permettant de surveiller et de commander le fonctionnement d'une station de pompage
JP7577989B2 (ja) * 2020-12-08 2024-11-06 富士電機株式会社 ポンプの目詰まり検知システム
US12270962B1 (en) 2023-03-22 2025-04-08 Sevee & Maher Engineers, Inc. Specific capacity measurement and estimation in a well, systems, apparatuses, and methods
US12392205B2 (en) * 2024-01-10 2025-08-19 Halliburton Energy Services, Inc. Automatically detecting a key parameter affecting pump components
US12241354B1 (en) 2024-01-10 2025-03-04 Halliburton Energy Services, Inc. Automatically determining flow type histories for frack pumps and managing usage thereof using the flow type histories

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02173372A (ja) 1988-12-24 1990-07-04 Kubota Ltd ポンプ配管の詰まり及び破損の検出方法及び装置
US4999117A (en) 1988-06-08 1991-03-12 Oy E. Sarlin Ab Monitoring method for wastewater pump station and compatible apparatus
US6260004B1 (en) 1997-12-31 2001-07-10 Innovation Management Group, Inc. Method and apparatus for diagnosing a pump system
JP2003028076A (ja) 2001-07-12 2003-01-29 Hitachi Ltd ポンプ異常診断装置
WO2006019352A1 (fr) 2004-08-19 2006-02-23 Itt Manufacturing Enterprises Inc. Procede et dispositif de fonctionnement d'une station de pompage
US20090204267A1 (en) * 2001-08-10 2009-08-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for dynamic multi-objective optimization of machine selection, integration and utilization
JP2015162036A (ja) 2014-02-27 2015-09-07 新日鐵住金株式会社 電動ポンプの稼働状態を監視する監視装置、およびプログラム
GB2537461A (en) 2015-02-16 2016-10-19 Pulsar Process Measurement Ltd Pump monitoring method

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2082704A5 (fr) * 1970-03-24 1971-12-10 Hayward Pierre
US3844673A (en) * 1970-03-24 1974-10-29 P Hayward Process for the regulation of the flow in conduits
US6033187A (en) * 1997-10-17 2000-03-07 Giw Industries, Inc. Method for controlling slurry pump performance to increase system operational stability
EP1247986B1 (fr) * 2000-01-12 2008-10-08 Ebara Corporation Calcul par ordinateur d'une courbe caracteristique pour une machine a fluide centrifuge
US6688320B2 (en) * 2000-11-10 2004-02-10 Flowtronex Psi, Inc. Utility conservation control methodology within a fluid pumping system
US7797062B2 (en) * 2001-08-10 2010-09-14 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for dynamic multi-objective optimization of machine selection, integration and utilization
DE102006022740A1 (de) * 2006-05-12 2007-11-15 Ksb Aktiengesellschaft Einrichtung zur Messwertübertragung
CA2765155C (fr) * 2009-06-12 2018-05-15 Cidra Corporate Services Inc. Procede et appareil pour predire des besoins de maintenance d'une pompe sur la base au moins en partie d'une analyse de performance de pompe
GB0916887D0 (en) * 2009-09-28 2009-11-11 Wellmack Resources Ltd Improved blockage apparatus and method
US9127678B2 (en) * 2011-04-06 2015-09-08 Field Intelligence, Inc. Fast-response pump monitoring and in-situ pump data recording system
EP2606803B1 (fr) * 2011-12-20 2020-03-18 Copreci, S.Coop. Procédé de contrôl pour un appareil de lavage domestique, et appareil de lavage domestique
JP2013217346A (ja) * 2012-04-12 2013-10-24 Hitachi Ltd ポンプ吸込管
US9886018B2 (en) * 2014-09-12 2018-02-06 Smith & Loveless Inc. Pump control for operation on a variable pressure force main
SG10201405714SA (en) 2014-09-15 2016-04-28 Yokogawa Engineering Asia Pte Ltd Method, system and computer program for fault detection in a machine
CN104866704A (zh) 2015-03-21 2015-08-26 北京化工大学 一种基于模糊综合评判的离心泵状态评估方法
CN206582134U (zh) 2017-03-20 2017-10-24 湖北省安全生产应急救援中心 一种矿用主排水泵智能控制系统
CN107013473A (zh) 2017-04-19 2017-08-04 武汉惜源科技有限公司 一种泵站实时在线监测与能效管理方法及系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4999117A (en) 1988-06-08 1991-03-12 Oy E. Sarlin Ab Monitoring method for wastewater pump station and compatible apparatus
JPH02173372A (ja) 1988-12-24 1990-07-04 Kubota Ltd ポンプ配管の詰まり及び破損の検出方法及び装置
US6260004B1 (en) 1997-12-31 2001-07-10 Innovation Management Group, Inc. Method and apparatus for diagnosing a pump system
JP2003028076A (ja) 2001-07-12 2003-01-29 Hitachi Ltd ポンプ異常診断装置
US20090204267A1 (en) * 2001-08-10 2009-08-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for dynamic multi-objective optimization of machine selection, integration and utilization
WO2006019352A1 (fr) 2004-08-19 2006-02-23 Itt Manufacturing Enterprises Inc. Procede et dispositif de fonctionnement d'une station de pompage
JP2015162036A (ja) 2014-02-27 2015-09-07 新日鐵住金株式会社 電動ポンプの稼働状態を監視する監視装置、およびプログラム
GB2537461A (en) 2015-02-16 2016-10-19 Pulsar Process Measurement Ltd Pump monitoring method

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