JPH1137055A - Pump testing device - Google Patents
Pump testing deviceInfo
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- JPH1137055A JPH1137055A JP20231997A JP20231997A JPH1137055A JP H1137055 A JPH1137055 A JP H1137055A JP 20231997 A JP20231997 A JP 20231997A JP 20231997 A JP20231997 A JP 20231997A JP H1137055 A JPH1137055 A JP H1137055A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ポンプの性能確
認試験を行うためのポンプ試験装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pump test apparatus for performing a pump performance confirmation test.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プラント設備用等のポンプを製作するポ
ンプ工場では、通常、個々の用途に対応して、性能、形
式等の異なる種々のポンプを製作している。従って、こ
のような工場には、必要な設計仕様に沿って個別に製作
されたポンプを出荷の前に実地で運転して性能の確認の
ためのテストを行なう試験装置を具備している。2. Description of the Related Art In a pump factory for producing pumps for plant facilities, various pumps having different performances and types are usually produced in accordance with individual applications. Therefore, such a factory is equipped with a test device that performs a test for confirming the performance by operating a pump manufactured individually according to necessary design specifications on the spot before shipment.
【０００３】例えば、高圧遠心ポンプとして、吐出圧力
70〜420Ｋｇ/ｃｍ2、軸動力1,000〜10,000ｋｗという幅
広い仕様範囲で種々のものが製作され、その運転条件は
吸込温度が常温から飽和温度近く（約２００℃）まで変
化する。従って、ポンプの性能確認試験を行うための工
場設備は広範囲にわたり安定な運転条件を作り出せるも
のが要求される。For example, as a high-pressure centrifugal pump, the discharge pressure
Various types are manufactured in a wide specification range of 70 to 420 Kg / cm 2 and shaft power of 1,000 to 10,000 kW, and the operating conditions vary in the suction temperature from room temperature to near saturation temperature (about 200 ° C.). Therefore, factory equipment for performing a performance confirmation test of a pump is required to be capable of creating stable operating conditions over a wide range.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなポンプ試験装置は、流体を外部に出さない閉鎖系
で行なわれ、上述のようにポンプ自体の種類が多い上、
幅広い運転範囲を試験するので、プロセス・ゲイン変
化、系内のプロセス変数間の相互干渉が生じて運転を難
しくしている。However, the above-described pump test apparatus is operated in a closed system that does not discharge fluid, and as described above, there are many types of pumps themselves,
Since a wide operating range is tested, changes in process gains and mutual interference between process variables in the system make operation difficult.
【０００５】また、性能試験の条件も、それぞれ用途や
形式に応じて種々のものがあり、例えばキャビテーショ
ン発生限界試験では、現実にキャビテーションを発生さ
せずに、それが発生する直前まで運転しなければならな
い。従って、従来、試験装置の自動化の要請はあった
が、そのような要請に応える実用性の高い試験装置は提
供されておらず、熟練者が経験や勘に頼って手動操作せ
ざるを得ず、相当の時間と手間を要していた。[0005] In addition, there are various performance test conditions depending on the application and type. For example, in a cavitation generation limit test, it is necessary to operate the vehicle immediately before the cavitation does not actually occur until the cavitation occurs. No. Therefore, conventionally, there has been a request for automation of a test apparatus, but a highly practical test apparatus that meets such a request has not been provided, and a skilled person has to rely on experience and intuition for manual operation. It took a considerable amount of time and effort.
【０００６】この発明は、上記に鑑み、熟練者の経験や
勘に頼ることなく、試験工程の省力化及び安定化を図
り、かつ正確なデータ採取を可能とするポンプ試験装置
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above, and has as its object to provide a pump test apparatus capable of saving labor and stabilizing a test process and collecting accurate data without depending on the experience and intuition of a skilled person. Aim.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、試験対象のポンプが接続される主配管系と、該主配
管系の状態を安定させるための付属配管系と、前記ポン
プ及び前記配管系に付属する装置の運転制御を行なう制
御装置を備えたポンプ試験装置において、前記制御装置
は、予め試験対象のポンプの予測性能に対応して設定さ
れた試験条件下でポンプを運転し、該ポンプの運転試験
データを採取する機能とを有することを特徴とするポン
プ試験装置である。According to the first aspect of the present invention, there is provided a main piping system to which a pump to be tested is connected, an auxiliary piping system for stabilizing the state of the main piping system, the pump and In a pump test apparatus provided with a control device that performs operation control of a device attached to the piping system, the control device operates the pump under test conditions set in advance according to the predicted performance of the pump to be tested. And a function of collecting operation test data of the pump.
【０００８】これにより、所定の条件を与えれば、必要
な試験が自動的に実施されて所要のデータが採取される
ので、人手による操作や監視が不要となり、熟練労働を
省力化することができるとともに、間違いの少ない正確
な試験データが迅速に得られる。なお、ポンプの予測性
能とは、ポンプ設計段階における予測されるポンプ性能
のことで、任意流量においてそのポンプが有する揚程、
ＮＰＳＨ特性等を指す。[0008] Thus, given a predetermined condition, a necessary test is automatically performed and required data is collected, so that manual operation and monitoring become unnecessary, and skilled labor can be saved. At the same time, accurate test data with few errors can be obtained quickly. The predicted performance of the pump is the predicted pump performance at the pump design stage, and the head of the pump at an arbitrary flow rate,
Refers to NPSH characteristics and the like.
【０００９】請求項２に記載の発明は、前記制御装置
は、試験対象ポンプの予測性能データに基づいてポンプ
の試験条件を設定する機能を有することを特徴とする請
求項１に記載のポンプ試験装置である。これにより、試
験対象ポンプの予測性能データを与えれば、必要な試験
が自動的に実施されて所要のデータが採取され、さらに
試験の省力化及び正確化が図られる。また、所定のロジ
ックにより、試験工程におけるポンプの出力を節約して
省エネルギー化を図ることができる。また、設計に用い
るコンピュータと連携することにより、設計の段階にお
いて、自動的に試験運転計画及びコストまでを把握する
ことができるようになる。According to a second aspect of the present invention, the control device has a function of setting a pump test condition based on predicted performance data of a pump to be tested. Device. Thus, if the predicted performance data of the pump to be tested is given, the necessary test is automatically performed, the required data is collected, and the labor and accuracy of the test are further improved. Further, the output of the pump in the test process can be saved and energy can be saved by the predetermined logic. In addition, by cooperating with a computer used for design, it becomes possible to automatically grasp a test operation plan and costs at the stage of design.
【００１０】請求項３に記載の発明は、前記制御装置
は、さらに前記設定試験条件に基づいてポンプ運転のシ
ミュレーションを行なう機能を有することを特徴とする
請求項２に記載のポンプ試験装置である。これにより、
実機で試験を行なう前に試験条件の適否を判断すること
ができる。シミュレーションの結果判定は、制御装置自
体が行っても良く、あるいはシミュレーション出力を人
間が判断してもよい。ここで、設定試験条件とは、ポン
プ試験を行う際の、流体条件（吸込温度、吸込圧力、ル
ープ圧力、ループ温度上昇・下降速度、ループ圧力上昇
・下降速度等）の設定を意味する。The invention according to claim 3 is the pump test apparatus according to claim 2, wherein the control device further has a function of simulating a pump operation based on the set test condition. . This allows
It is possible to judge the suitability of the test conditions before performing the test on the actual machine. The determination of the simulation result may be performed by the control device itself, or the simulation output may be determined by a human. Here, the set test condition means the setting of fluid conditions (suction temperature, suction pressure, loop pressure, loop temperature rise / fall speed, loop pressure rise / fall speed, etc.) when performing a pump test.
【００１１】請求項４に記載の発明は、前記制御装置
は、さらに前記シミュレーション結果を判定し、合格の
場合はその試験条件に基づいて実際の運転試験を進行さ
せることを特徴とする請求項３に記載のポンプ試験装置
である。According to a fourth aspect of the present invention, the control device further determines the simulation result and, if the simulation result is passed, proceeds with an actual operation test based on the test condition. 2. The pump test apparatus according to 1.,
【００１２】請求項５に記載の発明は、前記制御装置
は、さらに実際の運転試験中に得られたデータに基づい
て設定試験条件を修正しながら試験を行なうことを特徴
とする請求項１に記載のポンプ試験装置である。これに
より、試験をより正確なデータに基づいて行うので、試
験を安定な条件下で行うことができ、ポンプの運転の起
動停止及び動力源のステップ変化等の過渡的なプロセス
の変化にも対応可能である。また、特にＮＰＳＨ試験の
ように臨界的な試験を行なう場合でも、安全により正確
なデータを採取することができる。According to a fifth aspect of the present invention, the control device performs the test while correcting the set test conditions based on data obtained during an actual operation test. It is a pump test apparatus of description. As a result, the test is performed based on more accurate data, so the test can be performed under stable conditions, and it can respond to transient process changes such as starting and stopping of pump operation and step change of power source. It is possible. In addition, even when a critical test such as an NPSH test is performed, more accurate data can be collected safely.
【００１３】請求項６に記載の発明は、物質収支、エネ
ルギー収支を物理モデルにより求め、ポンプ性能に合わ
せて制御パラメータの最適化を行なうことを特徴とする
請求項１に記載のポンプ試験装置である。ここで、物質
収支・エネルギー収支とは、任意の系に注目して物質、
およびエネルギーのバランスをとることであって、下記
式にて定義する。 物質収支：（系内の物質蓄積速度）＝（系内への物質流
入速度）―（系外への物質流出速度）＋（系内での物質
生成速度） エネルギー収支：（系内のエネルギー蓄積速度）＝（系
内へのエネルギー流入速度）―（系外へのエネルギー流
出速度）＋（系内でのエネルギー生成速度）また、物理
モデルとは、考えている系において起こっている物質、
エネルギーの移動現象を定量的に取扱うために現象の数
学的定性化を行うことで、上記物質収支・エネルギー収
支式に基づくモデルを意味する。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a pump test apparatus according to the first aspect, wherein a material balance and an energy balance are obtained by a physical model, and control parameters are optimized in accordance with pump performance. is there. Here, the material and energy balances refer to the material,
And energy balance, which is defined by the following equation. Mass balance: (Material accumulation rate in the system) = (Material inflow rate into the system)-(Material outflow rate) + (Material generation rate in the system) Energy balance: (Energy accumulation in the system) (Velocity) = (energy inflow rate into the system)-(energy outflow rate into the system) + (energy generation rate in the system)
By mathematically qualifying phenomena in order to treat energy transfer phenomena quantitatively, it means a model based on the above-mentioned mass balance / energy balance equation.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】図１は、この発明のポンプ試験装
置の全体の構成を示すブロック図である。この試験装置
は、試験対象のポンプ１０に直接接続されて取扱流体を
循環させる主配管系１２と、この主配管系１２中の流体
の温度を制御するために主配管系１２に付属して設けら
れた付属配管系（冷却水配管系）１４の２つの配管系
と、これらの配管系の各部に配置されたセンサの出力に
基づいて装置の運転を制御する制御装置を有している。FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a pump test apparatus according to the present invention. This test apparatus is connected directly to a pump 10 to be tested and circulates a fluid to be handled, and is attached to the main piping system 12 to control the temperature of the fluid in the main piping system 12. And a control device for controlling the operation of the apparatus based on the outputs of sensors arranged in each part of these piping systems.
【００１５】主配管系１２は、この実施の形態では、試
験の対象であるポンプ１０の吸込側と吐出側を連絡した
閉回路として形成され、試験の目的に応じて所定の負荷
（配管抵抗）を構成する配管１６と、配管１６の所定の
位置に設けた流量調整弁１８、圧力計２０、温度計２２
等のセンサ、及び圧力容器２４を備えている。この圧力
容器２４は、主配管系１２内の静圧を正確に測定するた
めに、流速を低下させるべく設けられている。このよう
に閉回路系とすることにより、ポンプ１０の出力を熱エ
ネルギとして利用し、試験流体の温度を制御することが
できる。In this embodiment, the main piping system 12 is formed as a closed circuit connecting the suction side and the discharge side of the pump 10 to be tested, and has a predetermined load (piping resistance) according to the purpose of the test. , A flow control valve 18, a pressure gauge 20, and a thermometer 22 provided at predetermined positions of the pipe 16.
And the like, and a pressure vessel 24. The pressure vessel 24 is provided to reduce the flow velocity in order to accurately measure the static pressure in the main piping system 12. With such a closed circuit system, the output of the pump 10 can be used as thermal energy to control the temperature of the test fluid.
【００１６】冷却水配管系１４は、主配管系１２の所定
の位置から通常高温の循環水の一部を抜き出す抜き出し
経路２６と、この抜き出した循環水とほぼ同量の温度調
整した戻り水を冷却水タンク２８から主配管系の所定位
置に合流させる戻し経路３０とを備えている。この例で
は、抜き出した水を冷却して再使用しており、そのため
の冷却塔３２が設けられ、各経路には、熱交換器３４、
ポンプ３６、混合機３８及び各所の弁４０等が設けられ
ている。これにより、例えば流体温度をフィードバック
制御して、ポンプの能力変動等の種々の要因による温度
変化を補償して安定な系を作るようにしている。The cooling water piping system 14 is provided with an extraction path 26 for extracting a part of the normally high temperature circulating water from a predetermined position of the main piping system 12, and a temperature adjusted return water having substantially the same amount as the extracted circulating water. A return path 30 is provided for joining from the cooling water tank 28 to a predetermined position in the main piping system. In this example, the extracted water is cooled and reused, and a cooling tower 32 for that is provided, and a heat exchanger 34,
A pump 36, a mixer 38, and valves 40 at various locations are provided. Thus, for example, the fluid temperature is feedback-controlled to compensate for temperature changes due to various factors such as fluctuations in the capacity of the pump, thereby creating a stable system.
【００１７】図２は、この試験装置の制御装置の全体構
成を示すもので、ワークステーション４２といくつかの
プロセスコンピュータ４４が通信回線４６を介して接続
され、さらにこれらのコンピュータと各ハードウエアの
個々の駆動手段やセンサと制御ケーブル、Ｉ／Ｏインタ
フェイス４８を介して接続されている。図１に示す制御
信号は、全て図２に示すＩ／Ｏインタフェイス４８を介
してコンピュータ４２，４４とやり取りされ、制御計算
はＩ／Ｏインタフェイス４８につながるコンピュータ４
４により行われ、計算結果はＩ／Ｏインタフェイス４８
を介して現場機器へ設定される。なお、ここでは、複数
のコンピュータを用いているが、全てを一台のコンピュ
ータで行っても良い。FIG. 2 shows the overall configuration of the control device of the test apparatus. A workstation 42 and several process computers 44 are connected via a communication line 46. It is connected to individual drive means and sensors via a control cable and an I / O interface 48. The control signals shown in FIG. 1 are all exchanged with the computers 42 and 44 via the I / O interface 48 shown in FIG.
4 and the calculation result is output from the I / O interface 48.
Is set to the field device via. Although a plurality of computers are used here, all may be performed by one computer.
【００１８】以下に、このような構成のポンプ試験装置
の制御方法について、図３のフロー図を参照して説明す
る。この制御は、ポンプ１０の実際の運転が始まる前
に、所定のデータをもとに試験運転のシミュレーション
を行ない、条件を設定するオフライン制御工程と、ポン
プ運転中に得られたデータをもとに条件の再設定を行な
うオンライン制御工程とに大別される。Hereinafter, a control method of the pump test apparatus having such a configuration will be described with reference to a flowchart of FIG. In this control, before the actual operation of the pump 10 is started, a simulation of a test operation is performed based on predetermined data, and an offline control step of setting conditions and a data obtained during the operation of the pump 10 are performed. It is roughly divided into an online control step for resetting the conditions.
【００１９】オフライン制御工程では、まず、メモリー
にポンプの予測性能を示す設計データを読み込む工程
（ステップ１）が行われる。この設計データは、通常
は、設計者が認識しているポンプの性能として与えら
れ、例えば、流量、全揚程、軸動力、ＮＰＳＨ等の項目
が挙げられ得る。このようなデータは、キーボード等の
入力装置から入力しても、あるいは設計用コンピュータ
のデータを転送するようにしてもよい。In the off-line control step, first, a step (step 1) of reading design data indicating the predicted performance of the pump into the memory is performed. This design data is usually given as the performance of the pump recognized by the designer, and may include, for example, items such as flow rate, total head, shaft power, and NPSH. Such data may be input from an input device such as a keyboard, or data of a design computer may be transferred.
【００２０】次に、読み込まれた設計データを加工して
シミュレーション用のデータを算出する（ステップ
２）。これは、通常、とびとびの点における目標値とし
て与えられる予測性能をもとに、連続的な性能曲線を作
成するものである。そして、この算出したデータを基
に、例えば、運転時間、測定点数、測定流量、試験温度
等のデータを入力し（ステップ３）、必要な試験項目に
対応するシミュレーションのパターンを作成する（ステ
ップ４）。そして、これに基づいて、例えば、温度上昇
工程、性能試験工程、ＮＰＳＨ工程、温度下降工程等の
運転工程別のシミュレーションを行なう（ステップ
５）。Next, the read design data is processed to calculate simulation data (step 2). In general, a continuous performance curve is created based on the prediction performance given as a target value at discrete points. Then, based on the calculated data, for example, data such as the operation time, the number of measurement points, the measured flow rate, and the test temperature are input (step 3), and a simulation pattern corresponding to a necessary test item is created (step 4). ). Then, based on this, for example, a simulation is performed for each operation step such as a temperature rise step, a performance test step, an NPSH step, a temperature fall step (step 5).
【００２１】次に、シミュレーションの結果の判定工程
を行なう（ステップ６）。この実施の形態では、当初
は、シミュレーションのパラメータを比較的低く設定し
て、計算の工程におけるコンピュータの負荷を節約する
ようにし、シミュレーションの結果が充分収束しない場
合には、再度パラメータを設定しなおし（ステップ
７）、再度シミュレーションを行なう（ステップ５）。
なお、この例では、シミュレーションの結果を一度アウ
トプットして、人間が結果の判定に加わることによりコ
ンピュータによる全計算工程を省いているが、コンピュ
ータの能力が充分高い場合には、最後までコンピュータ
が判定するようにしてしもよい。Next, a step of determining the result of the simulation is performed (step 6). In this embodiment, initially, the parameters of the simulation are set relatively low so that the load on the computer in the calculation process is reduced, and if the simulation results do not converge sufficiently, the parameters are set again. (Step 7) The simulation is performed again (Step 5).
Note that in this example, the result of the simulation is output once and the human is involved in the determination of the result, thereby omitting all the computation steps by the computer. The determination may be made.
【００２２】このようにして、予測性能に基づいて所定
の条件を設定し、そのシミュレーションの結果が良好で
あれば、通信回線を介してそのデータがメインコンピュ
ータからプロセスコンピュータに転送される（ステップ
８）。プロセスコンピュータは、このデータに基づいて
ポンプの運転を開始し（ステップ９）、以降の主配管系
１２、冷却配管系１４の各ハードウエアをそれぞれの目
的に応じて制御し、同時に運転データを採取する（ステ
ップ１０）。In this way, predetermined conditions are set based on the predicted performance, and if the result of the simulation is good, the data is transferred from the main computer to the process computer via the communication line (step 8). ). The process computer starts the operation of the pump based on the data (step 9), controls the hardware of the main piping system 12 and the cooling piping system 14 thereafter according to the respective purposes, and collects the operation data at the same time. (Step 10).
【００２３】運転開始後にはオンライン制御が行なわれ
る。すなわち、順次採取されるデータが当初予測された
値に対して許容偏差範囲内か否かを判定する（ステップ
１１）。これが許容範囲内である場合には、プロセスパ
ラメータを固定して（ステップ１２）、運転を継続し、
ステップ１０に戻る。実測されたポンプ性能が当初のポ
ンプの予測性能からずれている場合には、運転点におけ
るパラメータに基づいて最適制御パラメータを算出し
（ステップ１３）、変更した制御パラメータを転送する
（ステップ１４）。そして試験を継続し、採取した運転
データを転送してステップ１０に戻り、以下の工程を繰
り返す。After the start of operation, online control is performed. That is, it is determined whether or not the sequentially collected data is within the allowable deviation range from the initially predicted value (step 11). If this is within the allowable range, the process parameters are fixed (step 12) and operation is continued,
Return to step 10. If the measured pump performance deviates from the initial predicted performance of the pump, the optimum control parameters are calculated based on the parameters at the operating point (step 13), and the changed control parameters are transferred (step 14). Then, the test is continued, the collected operation data is transferred, the process returns to step 10, and the following steps are repeated.
【００２４】以下に、この発明の試験装置における実施
例を説明する。図４は、８０００ｋｗクラスのポンプの
配管温度を一定に維持した場合の性能試験におけるルー
プ温度制御結果を示すもので、（１）は設定温度、
（２）はある設定条件下でのシミュレーションによる予
測温度、（３）その条件下で行われた実際の試験におけ
る測定温度、（４）は測定された流量である。ここで
は、循環流量を１１２０ｍ3／ｈから数ステップで５０
０ｍ3／ｈまで変化させている。この循環流量の変化に
より、高圧ポンプから系内への入熱量は８０００ｋｗか
ら３５００ｋｗまでステップ的に変動する。An embodiment of the test apparatus of the present invention will be described below. FIG. 4 shows a loop temperature control result in a performance test when the pipe temperature of the 8000 kW class pump is kept constant.
(2) is a temperature predicted by a simulation under a certain set condition, (3) is a measured temperature in an actual test performed under the condition, and (4) is a measured flow rate. Here, the circulation flow rate is increased from 1120 m 3 / h to 50 in several steps.
It is changed to 0 m 3 / h. Due to this change in the circulation flow rate, the amount of heat input from the high-pressure pump into the system varies stepwise from 8000 kW to 3500 kW.
【００２５】この系内への入熱量ステップ変動があるに
も関わらず、高圧ポンプ軸動力変動を検出し、フィード
フォワード制御によりループ温度に与える影響を先行的
に打ち消す先行予測機能、及びフィードバック制御によ
る制御結果を見ての修正制御により、最大ループ温度変
動１℃以内の安定制御を行うことができた。また、図４
に示される”ループ温度実測値”及び”ループ温度計算
値”から解るように、”ループ温度計算値”は”ループ
温度実測値”を非常に正確にシュミレートしている。こ
の結果より今回の熱収支プロセスモデルが妥当であるこ
とが検証できた。予測した性能と実測値とが良く一致し
ており、従って、オンライン制御は不要であった。Although there is a step change in the amount of heat input into the system, a change in the power of the high-pressure pump shaft is detected, and a feed-forward control is used to preemptively cancel the effect on the loop temperature. By performing the correction control on the basis of the control result, the stable control within the maximum loop temperature fluctuation of 1 ° C. could be performed. FIG.
As can be seen from the "measured loop temperature" and "calculated loop temperature" shown in the above, the "measured loop temperature" simulates the "measured loop temperature" very accurately. From these results, it was verified that the current heat balance process model was valid. The predicted performance was in good agreement with the measured values, so no on-line control was required.
【００２６】図５は、８０００ｋｗクラスのポンプの性
能試験におけるループ圧力制御結果を示している。ここ
では、循環流量を１１２０ｍ3／ｈから５００ｍ3／ｈま
で変化させた場合におけるループ圧力変動を示してい
る。循環流量が変化するとループ系内のハイドロリック
バランス変動という外乱、及びエネルギーバランス変化
による前述のフィードフォワード制御及びフィードバッ
ク制御による系内からの冷却水抜出量変動という外乱要
素によりループ圧力変動が生じる。図５から解るよう
に、上記外乱要素にも関わらず、最大０．０１ＭＰａの
変動幅に収まっている。”ループ圧力計算値”と”ルー
プ圧力実測値”は、動的挙動からみて非常に近いデータ
を示している。これにより、今回の物質収支プロセスモ
デルが妥当であることが検証できた。FIG. 5 shows the results of loop pressure control in a performance test of an 8000 kW class pump. Here, the loop pressure fluctuation when the circulation flow rate is changed from 1120 m 3 / h to 500 m 3 / h is shown. When the circulation flow rate changes, loop pressure fluctuations occur due to disturbances such as hydraulic balance fluctuations in the loop system and disturbance elements such as fluctuations in the amount of cooling water withdrawn from the system due to the above-described feedforward control and feedback control due to energy balance changes. As can be seen from FIG. 5, the variation is within the maximum fluctuation range of 0.01 MPa despite the disturbance element. “Calculated loop pressure” and “measured loop pressure” show data that are very close in terms of dynamic behavior. This proved that the material balance process model was valid.
【００２７】図６は、３１００ｋｗクラスの高圧ポンプ
を使用した場合での性能試験におけるループ温度制御を
示している。循環流量を３８０ｍ3／ｈから１１０ｍ3／
ｈまでステップ状に変化させ、従って、高圧ポンプから
の入熱量は３１００ｋｗから１８００ｋｗまで変化して
いる。前述の８０００ｋｗクラスの高圧ポンプと比較し
て入熱量の変化はそれほど大きくないが、循環流量が小
さいためプロセス制御上無駄な時間が非常に大きくな
り、一般的に安定制御が難しくなる。これにも拘わら
ず、図６に示されるように、ループ温度実測値の変動幅
は約２℃以内の制御を行っている。また、”ループ温度
実測値”と”ループ温度計算値”は非常に近い値を示し
ていることが分かる。FIG. 6 shows loop temperature control in a performance test when a 3100 kW class high pressure pump is used. The circulation flow rate from 380m 3 / h 110m 3 /
h, and the amount of heat input from the high-pressure pump changes from 3100 kW to 1800 kW. Although the change in heat input is not so large as compared with the above-mentioned 8000 kW class high-pressure pump, the circulating flow rate is small, so that the dead time in the process control becomes very large, and it is generally difficult to perform stable control. Nevertheless, as shown in FIG. 6, control is performed so that the fluctuation range of the measured loop temperature is within about 2 ° C. Also, it can be seen that the “measured loop temperature value” and the “calculated loop temperature value” show very close values.
【００２８】図７は、図６と同じ３１００ｋｗクラスの
高圧ポンプを使用した場合での性能試験におけるループ
圧力制御結果を示している。循環流量を３８０ｍ3／ｈ
から１１０ｍ3／ｈまで変化させた場合でのループ圧力
変動幅は、約０．０１ＭＰａとなる。FIG. 7 shows the result of loop pressure control in a performance test when the same high pressure pump of the 3100 kW class as in FIG. 6 is used. Circulation flow rate is 380m 3 / h
The loop pressure fluctuation range when the pressure is changed from 110 m 3 / h is about 0.01 MPa.
【００２９】また、図８は、３１００ｋｗクラスのポン
プのＮＰＳＨ試験中での吸込圧力、弁位置のシミュレー
ション値と実測値を比較して示すものである。ＮＰＳＨ
試験とは、ポンプの必要吸込み圧力を確認する試験であ
り、それ以下の圧力ではポンプの吸込み側においてキャ
ビテーションをおこし、揚程低下や、機能的にポンプに
ダメージを与えやすくなる。特に、高温の状態では、流
体の飽和蒸気圧力の変化は温度変化に対し著しいので、
温度のオーバーシュート、ハンチングが起きてポンプ損
傷につながる。特に、高圧、高速条件でおきると、ポン
プ及びそれに付随する機器に対するダメージは計りしれ
ない。本発明によれば、このような状況を事前に予測
し、安全かつスムーズに試験を行なうことができる。FIG. 8 shows a comparison between a simulated value and an actually measured value of the suction pressure and the valve position during the NPSH test of a 3100 kW class pump. NPSH
The test is a test for confirming a necessary suction pressure of the pump. At a pressure lower than that, cavitation occurs on the suction side of the pump, which tends to lower the head and damage the pump functionally. In particular, in a high temperature state, the change in the saturated vapor pressure of the fluid is remarkable with respect to the temperature change,
Overshoot and hunting of temperature occur, leading to pump damage. In particular, under high pressure and high speed conditions, damage to the pump and its associated equipment is incalculable. According to the present invention, such a situation can be predicted in advance, and the test can be performed safely and smoothly.
【００３０】ＮＰＳＨ試験では、ポンプ吸込圧力は試験
温度における飽和蒸気圧よりも少しだけ高い圧力で制御
する必要がある。図８の結果によると、”吸込圧力実測
値”と”吸込圧力計算値”、及び”吸込圧力制御弁スト
ローク計算値”と”吸込圧力制御弁ストローク実測値”
は、ほぼ同じ動的挙動を示していることが分かり、安定
運転が行われていることがわかる。In the NPSH test, the pump suction pressure needs to be controlled at a pressure slightly higher than the saturated vapor pressure at the test temperature. According to the results of FIG. 8, "actual measured suction pressure" and "calculated suction pressure", "calculated stroke of suction pressure control valve stroke" and "actual measured suction pressure control valve stroke"
Shows that they have almost the same dynamic behavior, indicating that stable operation is being performed.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、所定の条件や設計データを与えれば、必要な試験が
自動的に実施されて所要のデータが採取されるので、人
手による操作や監視が不要となり、熟練労働を省力化す
ることができるとともに、間違いの少ない正確な試験デ
ータが迅速に得られる。所定のロジックにより、試験工
程におけるポンプの出力を節約して省エネルギー化を図
ることができる。また、設計に用いるコンピュータと連
携することにより、設計の段階において、自動的に試験
運転計画及びコストまでを把握することができるように
なる。As described above, according to the present invention, if given conditions and design data are given, necessary tests are automatically performed and required data is collected, so that manual operation and Monitoring is not required, skilled labor can be saved, and accurate test data with few errors can be obtained quickly. With the predetermined logic, the output of the pump in the test process can be saved and energy can be saved. In addition, by cooperating with a computer used for design, it becomes possible to automatically grasp a test operation plan and costs at the stage of design.
【図１】この発明のポンプ試験装置の全体の構成を示す
図である。FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a pump test apparatus according to the present invention.
【図２】この発明のポンプ試験装置の制御装置の部分の
構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a part of a control device of the pump test device of the present invention.
【図３】この発明のポンプ試験装置の制御装置における
制御を示すフロー図である。FIG. 3 is a flowchart showing control in the control device of the pump test apparatus of the present invention.
【図４】この発明のポンプ試験装置による制御工程の実
施例を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an embodiment of a control process by the pump test apparatus of the present invention.
【図５】この発明のポンプ試験装置による制御工程の実
施例を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing an embodiment of a control process by the pump test apparatus of the present invention.
【図６】この発明のポンプ試験装置による制御工程の実
施例を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing an embodiment of a control process by the pump test device of the present invention.
【図７】この発明のポンプ試験装置による制御工程の実
施例を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing an embodiment of a control process by the pump test apparatus of the present invention.
【図８】この発明のポンプ試験装置による制御工程の実
施例を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing an embodiment of a control process by the pump test apparatus of the present invention.
１０ ポンプ １２ 主配管系 １４ 付属配管系 ４２，４４ 制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pump 12 Main piping system 14 Attached piping system 42,44 Controller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 研一 東京都渋谷区渋谷２丁目12番19号 山武ハ ネウェル株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Kenichi Matsuoka 2-12-19 Shibuya, Shibuya-ku, Tokyo Yamatake Ha Newell Co., Ltd.
Claims (6)
と、該主配管系の状態を安定させるための付属配管系
と、前記ポンプ及び前記配管系に付属する装置の運転制
御を行なう制御装置を備えたポンプ試験装置において、 前記制御装置は、予め試験対象のポンプの予測性能に対
応して設定された試験条件下でポンプを運転し、該ポン
プの運転試験データを採取する機能とを有することを特
徴とするポンプ試験装置。1. A main piping system to which a pump to be tested is connected, an auxiliary piping system for stabilizing a state of the main piping system, and a control for controlling operation of the pump and devices attached to the piping system. In the pump test apparatus provided with a device, the control device has a function of operating the pump under test conditions set in advance corresponding to the predicted performance of the pump to be tested and collecting operation test data of the pump. A pump test apparatus characterized by having:
性能データに基づいてポンプの試験条件を設定する機能
を有することを特徴とする請求項１に記載のポンプ試験
装置。2. The pump test apparatus according to claim 1, wherein the control device has a function of setting a test condition of the pump based on predicted performance data of the pump to be tested.
件に基づいてポンプ運転のシミュレーションを行なう機
能を有することを特徴とする請求項２に記載のポンプ試
験装置。3. The pump test device according to claim 2, wherein the control device further has a function of simulating a pump operation based on the set test condition.
ション結果を判定し、合格の場合はその試験条件に基づ
いて実際の運転試験を実行させることを特徴とする請求
項３に記載のポンプ試験装置。4. The pump test apparatus according to claim 3, wherein the control device further determines the simulation result, and if the result is passed, executes an actual operation test based on the test condition.
中に得られたデータに基づいて設定試験条件を修正しな
がら試験を行なうことを特徴とする請求項１に記載のポ
ンプ試験装置。5. The pump test apparatus according to claim 1, wherein the control apparatus further performs the test while correcting the set test conditions based on data obtained during an actual operation test.
により求め、ポンプ性能に合わせて制御パラメータの最
適化を行なうことを特徴とする請求項１に記載のポンプ
試験装置。6. The pump test apparatus according to claim 1, wherein a material balance and an energy balance are obtained by a physical model, and control parameters are optimized according to pump performance.
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1997
- 1997-07-11 JP JP20231997A patent/JP3573602B2/en not_active Expired - Fee Related
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