JPS6354153B2 - - Google Patents

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JPS6354153B2
JPS6354153B2 JP57229338A JP22933882A JPS6354153B2 JP S6354153 B2 JPS6354153 B2 JP S6354153B2 JP 57229338 A JP57229338 A JP 57229338A JP 22933882 A JP22933882 A JP 22933882A JP S6354153 B2 JPS6354153 B2 JP S6354153B2
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JP
Japan
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pump
pumps
flow rate
head
water level
Prior art date
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JP57229338A
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English (en)
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JPS59122798A (ja
Inventor
Takashi Doi
Minoru Sato
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Fuji Electric Co Ltd
Fuji Facom Corp
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Facom Corp
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Facom Corp filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP22933882A priority Critical patent/JPS59122798A/ja
Publication of JPS59122798A publication Critical patent/JPS59122798A/ja
Publication of JPS6354153B2 publication Critical patent/JPS6354153B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/029Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions for pumps operating in parallel

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

【発明の詳細な説明】 この発明は一次池と、一次池の水位より高い水
位を有する二次池との間にポンプ設備を有するシ
ステムにおいて、需要に対して安定に給水でき、
かつ経済的なポンプの運転方法に関する。
ポンプ吐出量はポンプ設備におけるポンプ運転
台数、回転速度と吐出弁開度のほか一次池と二次
池の水位差(以下仮揚程とよぶ)によつても変化
する。
従来、需要に応じてポンプ運転台数を決定する
には、第1図に示すように設備によつて定まる最
高仮揚程HA、最低仮揚程HBを保持しながら運転
したときの等仮揚程における吐出流量Q/実揚程
H特性曲線CHA,CHB図を作成しておき、この特
性曲線間の領域を吐出流量Qの値、ポンプ能力を
考慮して点線で示す境界線によつて…AREAo-1
AREAn,AREAo+1…の各領域に分割し、システ
ムの運転条件がどの領域にあるかに従つて、それ
ぞれn−1、n、n+1台のポンプを運転し、各
領域内では廻転速度、弁開度調節する方法がある
が、これでは刻々に需要が変化して、条件が各
AREA間を移動すると、そのつどポンプの起動、
停止を行なわなければならず場合によつては大容
量の二次池を必要とし、機器の寿命を短かくし、
運転上の損失が大きくなる欠点があつた。
本発明は上記欠点を除去するためなされたもの
で、時々刻々に仮揚程を算出し、仮揚程に応じた
最大吐出限界流量値または最小吐出限界流量値を
求め、ポンプ運転台数を1台増加または減少する
ための切換点を算出判定して、ポンプ運転台数の
更新制御とポンプ回転速度を調節制御することに
より安定に給水でき、かつ経済的なポンプ運転方
法を提供するものである。
以下に図面を参照して本発明の実施例につき詳
細に説明する。
第2図は本発明の実施例による構成ブロツク図
で、図示しないプロセス入出力装置を内蔵する計
算機制御装置1はポンプ設備2、オペレータズ・
コンソール3と結合される。ポンプ設備2はポン
プ入口弁202、ポンプ203、吐出弁204、
ポンプ出口弁205を直列接続したもの1組をN
(>1の整数)組並列接続し、これに流量計20
6を直列接続して一次池201、二次池207の
間に設けたもので、各組の入口弁202、吐出弁
204、出口弁205は相互に等しい動作状態に
おき、ポンプ203を選択起動し、運転中のポン
プ回転速度を等しくするものとする。そしてある
理論的な基準水平面から測定した一次池201の
構造上の許容最高水位をHFH、許容最低水位を
HFL、また二次池207の構造上の許容最高水位
をHSH、許容最低水位をHSLとすると、通常、 HFL<HSL −(1) が成り立つように設計されており、HFH,HFL
HSH,HSLはプラント固有の定数である。
ポンプ設備2が運転中にあつては一次池201
の水位計208による実測値hFと二次池207の
水位計209による実測値hs(ともに基準水平面
からの水位)、入口弁202の開度信号IV、吐出
弁204の開度信号EV、出口弁205の開度信
号OVとポンプ203の回転速度信号RV、流量
計206の流量信号QF(ポンプ吐出流量)を計算
機制御装置1に入力し、逆にポンプ運転指令信号
PDを制御装置1からポンプ203に出力する。
指令信号PDにはポンプの起動、停止制御と、回
転速度の増減調節制御を含む。吐出流量調節のた
めに弁開度調節する方法もあるが、以下の説明で
は弁開度は各組相互に等しく、かつすべて固定と
仮定する。水位計のよみとり値から算出される仮
揚程とは別に、吐出水流による損失を考慮した有
効な揚程を実揚程とよぶことにする。
第3図は等回転速度、等仮揚程における吐出流
量Q/実揚程H特性曲線図であつて、最大N台の
ポンプ中、選択した複数台のポンプを同じ最高回
転速度または最低回転速度で運転したときの等回
転速度における吐出流量Q/実揚程H特性曲線
と、プラント固有の最高仮揚程、最低仮揚程で運
転したときの等仮揚程における吐出流量Q/実揚
程H特性曲線を重ねたもので、吐出弁開度を固定
して(以下吐出弁開度については説明を省く)、
n(1≦n≦N)台のポンプを同じ最高回転速度
で運転したときの吐出流量Q/実揚程H特性曲線
をCXn、最低回転速度で運転したときの吐出流
量Q/実揚程H特性曲線をCMnとし、またn−
1台のポンプについて同様にして得た特性曲線を
それぞれCXn-1,CMn-1とする。これに第1図
の最高仮揚程HA、最低仮揚程HBを保持しながら
運転した等仮揚程における吐出流量Q/実揚程H
特性曲線CHA,CHBを重ね合わせてある。
この結果、ポンプn台を運転するときの回転速
度、吐出流量Q、実揚程Hのとりうる値、つまり
ポンプ運転条件領域は、点P1,P2,P4,P3を頂
点とする4曲線CXn,CMn,CHA,CHBで囲ま
れた図の太線領域内に、さたポンプn−1台を運
転するときのポンプ運転条件領域は、点P5,P6
P8,P7を頂点とする4曲線CXn-1,CMn-1
CHA,CHBで囲まれた図の太線領域内となる。
図示の通り点P1,P2,P3…P8の吐出流量値を
それぞれQXAn,QXBn,QMAn,QMBn,
QXAn-1,QXBn-1,QMAn-1,QMBn-1とし、
曲線CXn,CHB,CXn-1,CHAで囲まれる領域を
DAR1、曲線CXn-1、CHB,CMn,CHAで囲まれ
る領域をDAR2、曲線CMn,CHB,CMn-1
CHAで囲まれる領域をDAR3とあらわすと、ポン
プn台運転条件領域はDAR1とDAR2、ポンプn
−1台運転条件領域はDAR2とDAR3となる。
ポンプ設備2を運用する前、または運用のあき
時間を利用して、 1≦n≦N なるすべての整数nについて、n台のポンプ20
3を最高回転速度で運転し水位計209と水位計
208の差hS−hF、つまり仮揚程が最高値HSH
HFL(=HA)をとるときの流量計206の流量信
号QFすなわちQXAn、仮揚程が最低値HSL−HFH
(=HB)をとるときの流量計206の流量信号QF
すなわちQXBnおよび仮揚程が最高値HAと最低
値HBの中間値をとるときの流量信号QFを細かく
実測して特性曲線CXnを求めてもよいが、手続
きを簡単にするために仮揚程が最高値HAと最低
値HBとの間の特性曲線CXnについて中間仮揚程
値HCのときの吐出流量QXCnを、 QXCn=AXn・(hS−hF)+BXn −(2) で直線近似できるものとして定数AXn,BXnを
求めておく。
またn台のポンプ203を最低回転速度で運転
した特性曲線CMnについても同様に、中間仮揚
程値HCのときの吐出流量QMCnを、 QMCn=AMn・(hS−hF)BMn −(3) で直線近似できるものとして定数AMn,BMnを
求めておく。
n−1台のポンプ203を運転して同様に行な
い、 QXCn-1=AXn-1・(hS−hF)+BXn-1 −(4) QMCn-1=AMn-1・(hS−hF)+BMn-1 −(5) をみたすAXn-1,BXn-1,AMn-1,BMn-1を求
めておく。
さて、ポンプ設備2の運用をはじめて、ある時
点でポンプn台を運転中、実測した仮揚程がHA
とHBの中間値HCで、これを保持しながら最高回
転速度から最低回転速度まで変化させたとき得ら
れる等仮揚程曲線は点線の曲線CHC上のPXn−
PMnとなり、曲線CXnとCHCとの交点PXnの吐
出流量値QXCnが仮揚程HCにおける最大吐出限
界流量値、曲線CMnとCHCとの交点PMnの吐出
流量値QMCnが仮揚程HCにおける最小吐出限界
流量値であり、所望吐出流量値をQSPとしたとき、
領域DAR1とDAR2で運転、すなわち、条件 QXCn≧QSP≧QMCn −(6) に該当するときは、ポンプ運転台数を更新するこ
となく回転速度調節する。そして運転条件が領域
DAR3に移つたとき、すなわち、条件、 QSP<QMCn −(7) に該当するときは、回転速度を最低にしても
QMCn−QSPの偏差が残るが、このQSPに対応する
ため直ちにポンプを1台減じてn−1台運転とせ
ず、n台のまゝ最小吐出限界流量値QMCnで運転
続行し、(7)式条件が過負荷判定時間m連続して成
立したときはじめてポンプを1台減じてn−1台
とし、その後新らしいポンプ台数n−1について
運転条件領域を確かめながら運転する。
次にポンプn−1台を運転中、仮揚程をやはり
中間値HCを保持しながら最高回転速度から最低
回転速度まで変化させたとき得られる等仮揚程曲
線は点線の曲線CHC上のPXn-1−PMn-1となり、
曲線CXn-1とCHCとの交点PXn-1の吐出流量値
QXCn-1、曲線CMn-1とCHCとの交点PMn-1の吐
出流量値QMCn-1はそれぞれ、仮揚程HCにおけ
る最大、最小吐出限界流量値となり、所望吐出流
量値QSPについて領域DAR2とDAR3とで運転中、
すなわち、条件、 QXCn-1≧QSP≦QMCn-1 −(8) に該当するときはポンプ回転速度調節のみを行な
う。そして運転条件が領域DAR1に移つたとき、
すなわち、条件、 QSP>QXCn-1 −(9) に該当するとき回転速度を最高にしてもQSP
QXCn-1の偏差が残るが、このQSPに対するため
直ちにポンプを1台増加してn台とせず、n−1
台のまゝ最大吐出限界流量値QXCn-1で運転続行
し、(9)式条件が過負荷判定時間m連続して成立し
たときはじめてポンプを1台増加してn台とし、
その後新らしいポンプ台数nについて運転条件領
域を確かめながら運転する。
ポンプn台を運転中に運転条件、 QSP>QXCn −(10) に該当して、過負荷判定時間m連続して成立した
ときポンプを1台増加してn+1台とし、またポ
ンプn−1台を運転中に運転条件が、 QSP<QMCn-1 −(11) に該当して、過負荷判定時間m連続して成立した
ときポンプを1台減じてn−2台とすることはい
うまでもない。なおポンプ設備台数はNであるか
ら、ポンプ増加してもこれを超えることはなく、
所望吐出流量値QSPが零でない限り、ポンプ減少
しても最低1台である。ポンプ設備を運用中、条
件(7)、(8)、(10)、(11)式などに該当することが認めら
れたら、吐出限界流量値と所望流量値の大、小関
係識別情報とともにその関係の継続時間もあわせ
てオペレータズ・コンソール3に表示することが
望ましい。
第4図は計算機制御装置1が行なう前記の処理
フローチヤートで、所定時間iごとに周期的に実
行する。ポンプ台数変更のため判断に用いる時間
nを時間iの整数倍にすれば好都合である。処理
フローチヤートのはじめに水位計208,209
をよみとり水位hS,hFを得る。そのときのポンプ
運転台数nをキーワードとして定数AXn,BXn,
AMn,BMnを参照し、(2)、(3)式によりQXCn,
QMCnを算出し、所望の吐出流量値QSPと最大吐
出限界流量値QXCn、最小吐出限界流量値QMCn
とを比較する。
QXCn≧QSP≧QMCn ならカウンタT0,T1をクリアし、QSPを目標値と
してポンプ操作(PD)する。
QSP>QXCn ならカウンタT0の内容に1を加え、新らしいT0
を用いた継続時間i・T0をQSP>QXCn識別情報
とともにオペレータズ・コンソール3に表示し、
更に、 m≦i・T0 を判定してYESならKOSに進み、カウンタT0
T1をクリアしポンプ台数n更新するが、NOなら
最大吐出限界流量値QXCnを目標値としてポンプ
操作(PD)する。
QSP<QMCn ならカウンタT1の内容に1を加え、新らしい
T1を用いた継続時間i・T1をQSP<QMCn識別情
報とともにオペレータズ・コンソール3に表示
し、更に、 m≦i・T1 を判定してYESならKOSに進み以下前述と同様
に処理するが、NOなら最小吐出限界流量値
QMCnを目標値としてポンプ操作(PD)する。
PD操作については、良く知られている通り流量
計206の流量信号QFが目標値と一致するよう
にポンプ203の回転数調節すればよい。
本発明によれば、定周期ごとに一次池、二次池
水位を測定して算出した仮揚程と、そのときのポ
ンプ運転台数をキーワードとして得られる最高、
最低回転速度における等回転速度Q−H特性曲線
定数と、最高、最低仮揚程における等仮揚程Q−
H特性曲線データを用いて最大吐出限界流量値、
最小吐出限界流量値を算出し、所望の吐出流量値
と比較し、正常の運転条件領域内にあればポンプ
回転速度のみを調節して吐出流量調節制御する
が、正常の運転条件領域外にあるとき、連続して
所定時間経過するまでは限界流量値を目標値とし
てポンプ回転速度を調節し、所定時間に達すると
ポンプ台数を更新して、それ以後新らしいポンプ
台数に対する運転条件領域判定を行なうので、
時々刻々需要が変動しても頻繁にポンプを起動、
停止することなく、安定に給水でき、かつポンプ
寿命を長く運転損失を少なくして経済的にポンプ
運転することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来方式による吐出流量/実揚程特性
曲線を用いたポンプ運転条件図、第2図は本発明
の実施例による構成ブロツク図、第3図は本発明
の実施例による等回転速度、等仮揚程吐出流量/
実揚程特性曲線図、第4図は処理フローチヤート
である。 1……計算機制御装置、2……ポンプ設備、3
……オペレータズ・コンソール、201,207
……一次、二次池、202……入口弁、203…
…ポンプ、204……吐出弁、205……出口
弁、206……流量計、208,209……一次
池、二次池水位計、hF,hS……水位、IV,EV,
OV……入口弁、吐出弁、出口弁開度、QF……流
量実測値、RV……ポンプ回転速度、N……設備
ポンプ台数、n……ポンプ運転台数、m……過負
荷判定時間、QXCn,QMCn……ポンプn台運
転、仮揚程HC(=hF−hS)時の最大吐出限界流量
値、最小吐出限界流量値、QSP……所望吐出流量
値、AXn,BXn,AMn,BMn……ポンプn台
運転時、仮揚程からの最大、最小吐出限界流量値
算出定数。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 それぞれ水位計を設けた一次池、二次池の間
    に、弁と回転速度計を備えたポンプとの直列接続
    体を複数N組並列接続した構成に流量計を直列接
    続して成るポンプ設備を設け、前記N組接続体中
    各組の弁開度を相互に等しくする条件のもとに、
    別置計算機制御装置を用いて運転ポンプ選定と該
    運転中ポンプを等回転速度制御して所望のポンプ
    吐出流量を得る方法であつて、 (A) 前記計算機制御装置に前記一次池水位計、二
    次池水位計、流量計および回転速度計からの信
    号を入力し、二次池水位と一次池水位の差を算
    出して仮揚程とし、 (B) 前記運転中ポンプn(整数であつて1≦n≦
    N)台が、最高回転速度、最低回転速度の等回
    転速度運転中の吐出流量/実揚程特性曲線と、
    最高仮揚程、最低仮揚程の等仮揚程運転中の吐
    出流量/実揚程特性曲線とで囲まれた運転条件
    領域を基準設定し、所望の吐出流量値を得るた
    めの運転条件が前記基準設定した運転条件領域
    内にあるとき、または該領域外に逸脱しても所
    定時間継続しないときはポンプ回転速度を調節
    制御し、該領域外に逸脱して所定時間継続した
    ときポンプ運転台数をn−1台またはn+1台
    に更新し、以後更新後のポンプ運転台数に対し
    て運転条件領域を基準設定することを特徴とす
    るポンプの運転方法。 2 ポンプ運転台数を更新した結果0またはN+
    1となるときはそれぞれ1またはNに制限するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のポン
    プ運転方法。
JP22933882A 1982-12-28 1982-12-28 ポンプの運転方法 Granted JPS59122798A (ja)

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JPS59122798A JPS59122798A (ja) 1984-07-16
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102010055841A1 (de) * 2010-12-23 2012-06-28 Wilo Se Verfahren zum Betrieb eines Doppelpumpen- oder Multipumpenaggregates

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5262701A (en) * 1975-11-20 1977-05-24 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd Operation for plural units of pumps
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