SE1350552A1 - Metod för styrning av en del av en pumpstation - Google Patents

Abstract

Uppfinningen hänför sig till en metod för styrning av åtminstone en del av en pumpstation (1) innefattande åtminstone en varvtalsreglerad pump (2) anordnad i en behållare (3), vari metoden innefattar en submetod (Fastställ Ep) som är inrättad att fastställa den specifika energiförbrukningen Espec hos nämnda åtminstone en pump (2), och som innefattar stegen att köra nämnda pump (2) vid åtminstone två olika varvtal (n,n,...) och för respektive av nämnda åtminstone två varvtal (n,n,...) i anslutning till en i förväg bestämd mätnivå (h) i behållaren (3) fastställa förbrukad effekt P(n,n,...) samt fastställa utgående vätskeflöde Q(n,n,...) från behållaren (3), härleda pumpens (2) effektkurva P(n) från de åtminstone två uppmätta värdena på förbrukad effekt P (ni, n2,...) , härleda pumpens (2) pumpf lödeskurva Q(n) från de åtminstone två fastställda värdena på utgående vätskeflöde Q (ni, n2,...) , och fastställa pumpens (2) specifika energiförbrukning (Ep) som kvoten av pumpens (2) effektkurva P(n) dividerat med pumpens (2) pumpflödeskurva Q(n).Publikationsbild: Figur 1

Description

15 20 25 30 skonar pumparna då de sällan eller aldrig köres med maximal hastighet.

Dock är varvtalsreglering baserad på en pumpmodells nominella prestandakurva behäftat med vissa nackdelar. Det ar en nackdel att en pumpmodells prestandakurva inte nöd- vändigtvis är exakt samma för varje pumpindivid inom denna pumpmodell, vidare är pumpmodellens nominella prestandakurva statisk över tiden vilket inte är sant för den specifika pumpindividens reella prestandakurva. Närmare bestämt kommer pumpindividens reella prestandakurva att ändras i takt med att pumpens delar slits. Därtill kommer utformningen av pumpstationen och omkringliggande rörsystem, och uppgrade- ring därav, att påverka pumpstationens systemkurva, vilken påverkan kan vara svår eller omöjlig att förutse och/eller beräkna.

Kortfattad beskrivning av uppfinningens syften Den föreliggande uppfinningen tar sikte på att undan- röja ovannämnda nackdelar och tillkortakommanden hos tidig- are kända metoder för styrning av en del av pumpstation och att tillhandahålla en förbättrad metod. Ett grundläggande syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en förbättrad vilken medelst få reell bild av den specifika energiförbrukningen E¶æChos nämnda åtmin- metod av inledningsvis definierad typ, mätningar tillhandahåller en situationsanpassad, stone en pump.

Ett ytterligare syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en metod för styrning av åtminstone en del av en pumpstation, som är självreglerande i takt med att pumpens delar slits och byts ut, samt är självreglerande utifrån utformningen av själva pumpstationen och de omkring- liggande rören. 10 15 20 25 30 35 Kortfattad beskrivning av uppfinningens särdrag Enligt uppfinningen uppnås åtminstone det grundläggande syftet medelst den inledningsvis definierade metoden, som har särdragen definierade i det oberoende kravet. Föredragna utföranden av den föreliggande uppfinningen är vidare definierade i de beroende kraven.

Enligt den föreliggande uppfinningen tillhandahålls en metod av inledningsvis definierad typ, vilken är känne- tecknad av en submetod (Fastställ Efiæg att: innefattande stegen - köra nämnda pump vid åtminstone två olika varvtal Un,n2, ) och för respektive av nämnda åtminstone två varvtal (n1,n2h ) i anslutning till en i förväg bestämd mätnivå (hmü) i behållaren fastställa förbrukad effekt P(nUr@, ) samt fastställa utgående vätskeflöde Q(n1,n@ J från behållaren, - härleda pumpens effektkurva P(n) från de åtminstone två fastställda värdena på förbrukad effekt P(n1,n@ J, - härleda pumpens pumpflödeskurva Q(n) från de åtminstone två fastställda värdena på utgående vätskeflöde Q(n1,n2, J, och - fastställa pumpens specifika energiförbrukning (Eaæc) som kvoten av pumpens effektkurva P(n) dividerat med pumpens pumpflödeskurva Q(n).

Således är den föreliggande uppfinningen baserad på insikten att även genom få mätningar erhålls en situations- anpassad, reell bild av den specifika energiförbrukningen Egfichos nämnda åtminstone en pump, som tillhandahåller bättre resultat än styrning utifrån pumpens nominella prestandakurva och pumpstationens systemkurva.

Enligt ett föredraget utförande av den föreliggande uppfinningen körs nämnda pump vid tre olika varvtal nl, ng respektive ng, och enligt ett andra utförande körs nämnda pump vid två olika varvtal nlrespektive ng. Fördelen med att köra pumpen vid tre olika varvtal är att en större noggrann- 10 15 20 25 30 35 het på pumpens specifika energiförbrukning som funktion av varvtal erhålls, och fördelen med att köra pumpen vid två olika varvtal är att pumpens specifika energiförbrukning till en tillräcklig noggrannhet kan fastställas på ett snabbare sätt.

Ytterligare fördelar med och särdrag hos uppfinningen framgår av övriga osjälvständiga krav samt av den följande, detaljerade beskrivningen av föredragna utföranden.

Kortfattad beskrivning av ritningarna En mer fullständig förståelse av ovannämnda och andra särdrag och fördelar hos den föreliggande uppfinningen kommer att framgå av den följande, detaljerade beskrivningen av föredragna utföranden med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka: Fig. är en schematisk illustration av en pumpstation, Fig. 2 är ett schematiskt flödesschema visande ett utför- ande av DRIFT AV PUMPSTATION, Fig. 3 är ett schematiskt flödesschema visande ett före- draget utförande av processteget INITIERING, och Fig. 4 är ett schematiskt flödesschema visande två före- dragna utföranden av processteget LÄRSEKVENS.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföranden Inledningsvis skall påpekas att termen ”specifik energiförbrukning Esmæ” såsom används i kraven såväl som i beskrivningen avser och är ett mått på energiförbrukning under drift av en pump. Specifik energiförbrukning beräknas häri enligt formeln Eqæcüfl = P(n)/Q(n), där P(n) är för- brukad effekt som funktion av varvtal n, och Q(n) är utgående vätskeflöde som funktion av varvtal n.

I figur l visas en schematisk illustration av en pump- innefattande åtminstone en station, generellt betecknad l, varvtalsreglerad pump 2, dvs. en eller flera och vanligtvis 10 15 20 25 30 35 två stycken pumpar. Pumpen 2 är anordnad att pumpa vätska från en i pumpstationen l ingående behållare 3 till ett utloppsrör 4 och vidare bort från pumpstationen l.

Behållaren 3 är aven känd som pumpgrop, tank, etc. Vidare innefattar pumpstationen l åtminstone ett nivådon 5 anordnat att fastställa pumpstationsvätskenivån h, det skall påpekas att nivådonet 5 kan vara en enskild anordning som är opera- tivt förbunden med en extern styrenhet 6, vara operativt förbunden med nämnda pump 2, vara inbyggd i nämnda pump 2, etc. Nämnda åtminstone en varvtalsreglerad pump 2 är före- trädesvis operativt förbunden med den externa styrenheten 6 i syfte att medge reglering av pumpens 2 varvtal n, alterna- tivt kan nämnda åtminstone en varvtalsreglerad pump 2 inne- fatta en inbyggd styrenhet (inte visad).

Med ordalydelsen ”varvtalsreglerad” omfattas alla tänk- bara sätt att ändra en pumps 2 varvtal, företrädesvis genom att strömmatningsfrekvensen f till pumpen kan regleras i varvid varvtalet är Framförallt syfte att ändra pumpens 2 varvtal, proportionerligt mot strömmatningsfrekvensen. avses strömmatningsfrekvensreglering medelst en frekvens- vFD, omformare, som är inbyggd i en pump eller som är extern, varvid en extern VFDn företrädesvis är anordnad vid den externa styrenheten 6. Dock avses även internt eller intern mekanisk broms Således externt styrd matarspänningsreglering, som företrädesvis verkar på pumpens drivaxel, etc. är det på en övergripande nivå av uppfinningen inte centralt hur pumpens varvtal regleras, bara att pumpens 2 varvtal kan regleras/styras.

Den uppfinningsenliga metoden är inriktad på att styra en del av en dylik pumpstation l som innefattar åtminstone en varvtalsreglerad pump 2, i syfte att minimera den speci- fika energiförbrukningen Esmw hos nämnda pump 2. Pumpstation l skall i detta sammanhang ses som en avgränsad anläggning till vilken inkommande vätska anländer, inkommande vätske- flöde, och från vilken utgående vätska pumpas, vätskeflöde. utgående Pumpstationen l skall, vad beträffar den före- 10 15 20 25 30 35 liggande uppfinningen, betraktas oberoende av typ av vätska och oberoende av varifrån vätskan kommer och vart vätskan skall pumpas. En dylik pumpstation l kan såsom angivits ovan innefatta en eller flera pumpar, av vilka åtminstone en pump 2 är varvtalsreglerad. I fallet då pumpstationen innefattar ett flertal pumpar 2 kan lämplig alternering eller samkör- ning ske dem emellan, vilket inte hanteras häri.

Metoden kan exempelvis vara implementerad i en inbyggd styrenhet i en pump 2 eller i den externa styrenheten 6 i ett kontrollskåp, varvid den externa styrenheten 6 är operativt förbunden med pumpen 2. Fortsättningsvis kommer uppfinningen att beskrivas implementerad i en extern styr- dock gäller motsvarande då uppfinningen är implementerad i en enhet 6 hos en pumpstation l om inget annat anges, styrenhet i själva pumpen 2.

Pumpstationen l, och behållaren 3, har en vätskenivå som betecknas h och som i den föreliggande patentansökningen är avståndet mellan den momentana vätskeytan i behållaren 3 Vätskenivån h är direkt och pumpens 2 inlopp (se figur l). kopplad till pumpens 2 reella geodetiska tryckhöjd, som ökar med sjunkande vätskenivå h. Då behållaren 3 fylls på med vätska stiger vätskenivån h och när pumpen 2 är aktiv och pumpar ut vätska sjunker vätskenivån h. Det skall påpekas att behållaren 3 kan fyllas på med vätska samtidigt som pumpen 2 är aktiv och pumpar ut vätska.

Det skall påpekas att den uppfinningsenliga metoden kan byggas ut med en eller flera submetoder, och/eller köras parallellt/sekventiellt med andra styrmetoder. i vilken driften av en Det Hänvisning sker nu till figur 2, pumpstation l schematiskt visas i ett flödesschema. skall inses att före start av pumpstationen l kan diverse indata till styrmetoden krävas, såsom olika gränsvärden för tillåten vätskenivå, etc. Efter start av pumpstationen l sker ett första processteg kallat Initiering, generellt betecknat 7, vilket syftar till att fastställa vissa drifts- parametrar som skall användas i ett efterföljande processteg 10 15 20 25 30 35 kallat Lärsekvens, generellt betecknat 8. Processteget Lärsekvens 8 syftar till att fastställa pumpens 2 specifika energiförbrukning Efisa som i sin tur skall behandlas och resultatet därav användas i det efterföljande processteget Körning, generellt betecknat 9. Under drift av pumpstationen l kan en återgång från processteget Körning 9 till processteget Lärsekvens 8 ske med i förväg bestämda tids- intervall, för att finjustera pumpens 2 specifika energi- förbrukning Eflæc. Det är även tänkbart att under drift av pumpstationen l i processteget Körning 9 starta om från processteget Initiering 7 med i förväg bestämda tidsinter- vall och/eller när en pump bytts ut, förutsättningarna uppströms eller nedströms pumpstationen ändrats, etc.

För att minimera pumpstationens l geodetiska tryckhöjd skall man i teorin pumpa på sådant sätt att vätskenivån i behållaren 3 hela tiden befinner sig nära en maximalt tillåten vätskenivå hmm då pumpen är aktiv. Dock är detta i praktiken inte görbart, då det skulle innebära att en pump 2 som arbetar med energioptimalt varvtal och genererar ett utgående vätskeflöde som motsvarar ett genomsnittligt inflöde, är kraftigt underdimensionerad för pumpstationen och klarar inte av ett över tiden varierande inflöde, alternativt så skulle det innebära att en pump 2 som är dimensionerad för ett varierande inflöde tvingas att drivas vid ett varvtal skilt från/lägre än det energioptimala varvtalet under stora delar av driftstiden. En korrekt dimensionerad pumpstation l klarar av varierande inflöde och pumpen 2 är aktiv mellan en startnivå och en stoppnivå och drivs vid ett gynnsamt varvtal.

Hänvisning sker nu till figur 3, i vilken processteget Initiering 7 visas i ett flödesschema. Under processteget Initiering 7 fastställs pumpens 2 stoppnivå hfißw och där- till fastställs en mätnivå hmü, se även figur l. Företrädes- vis skall pumpens 2 stoppnivå h¶@m>maximeras till att mot- svara den nivå i behålleran 3 som i praktiken medför såväl görbar som optimal drift av pumpen 2, med lämpligt antal 10 15 20 25 30 35 starter per timme. Pumpens 2 stoppnivå hsump kan fastställas att vara lika med ett i förväg bestämt värde, alternativt fastställas genom beräkning utifrån den specifika pump- stationen 1.

Mätnivån hmm skall befinna sig mellan den maximalt tillåtna vätskenivån hmfl och pumpens 2 stoppnivå hüww.

Företrädesvis är mätnivån hmü direkt beroende av den fastställda stoppnivån hamn” och/eller av den maximalt tillåtna vätskenivån hmm. Enligt ett föredraget utförande = hstopp + kflhmax _ Alter- erhålls mätnivån hmü enligt formeln: hmü hfiom), där k företrädesvis är i området 0,5-0,75. nativt kan mätnivån hmü fastställas genom beräkning utifrån den specifika pumpstationen l.

Hänvisning sker nu till figur 4, i vilken processteget Lärsekvens 8 schematiskt visas i ett flödesschema, detta processteg är även betecknat Submetod Fastställ Esmw.

Processteget Lärsekvens 8 går i grunden ut på att köra nämnda pump 2 vid åtminstone två olika varvtal (n1,n2, ) och för respektive av nämnda åtminstone två varvtal (n1,n2p ) i anslutning till den i förväg bestämda mätnivån (hmü) fast- ställa förbrukad effekt P(n1,n2P ) samt fastställa utgående vätskeflöde Q(n1,n2p") från behållaren 3, därefter härleds pumpens 2 effektkurva P(n) från de åtminstone två fast- ställda värdena på förbrukad effekt P(nUru, ), pumpens 2 pumpflödeskurva Q(n) härleds från de åtminstone två fast- ställda värdena på utgående vätskeflöde Q(nhr@, ), och slutligen fastställa pumpens 2 specifika energiförbrukning (Espec) med pumpens 2 pumpflödeskurva Q(n). som kvoten av pumpens 2 effektkurva P(n) dividerat Mätnivån hmü skall vara tillräckligt hög för att medge fastställning av utgående vätskeflöde Q innan vätskenivån h i behållaren 3 blir för låg, exempelvis sjunker under stopp- nivån hsmpp.

Med begreppet ”i anslutning till", såsom används i kraven såväl som i beskrivningen i samband med mätnivån hmü, avses att fastställning av förbrukad effekt P och utgående 10 15 20 25 30 35 vätskeflöde Q sker först om/när stabilt utgående vätskeflöde uppnåtts/erhållits. Exempelvis startas pumpen 2 då vätske- nivån h i behållaren år lika med nämnda mätnivå hmü, där- efter inväntas att stabilt utflöde uppnåtts/erhållits vilket anses uppfyllt då exempelvis en i förväg bestämd fördröj- ningstid förlöpt eller då ett stabilt utflöde fastställts genom mätning. Enligt ett alternativt, ekvivalent, utförande startas pumpen 2 vid en vätskenivå h i behållaren 3 som är belägen på en i förväg bestämt nivå ovanför nämnda mätnivå nåt, så att det säkerställts att stabilt utgående vätske- flöde uppnåtts/ erhållits då vätskenivån h i behållaren 3 når mätnivån hmü.

Lärsekvensen 8 kommer nu att beskrivas enligt ett första, föredraget utförande. I Lärsekvensen 8 enligt detta det första utförandet körs pumpen 2 vid tre olika varvtal.

Dessa tre varvtal bestäms företrädesvis på ett första sätt den första gången Lärsekvensen 8 äger rum under drift av pumpstationen l, och på ett andra sätt övriga gånger Lärsekvensen 8 äger rum.

Härnedan kommer Lärsekvensen 8 enligt det första utför- andet att beskrivas första gången den äger rum.

Pumpen 2 startas/aktiveras vid en startnivå hüam, som är belägen ovanför mätnivån hmü, och börjar därmed pumpa vätska från behållaren 3. Vid uppstart av en pump 2 åtgår en viss fördröjningstid innan s.k. stabil drift erhålls, på grund av att det finns en tröghet i vätskan som befinner sig i de nedströms belägna rörledningarna 4. Detta visar sig genom att precis vid uppstart av pumpen 2 är strömför- brukningen annorlunda/mer varierande än vid stabil drift, även betecknat stabilt utgående vätskeflöde, samtidigt som det utgående vätskeflödet är mindre än vid stabil drift.

Startnivån hfififi skall vara belägen på sådan nivå ovanför mätnivån hmm att stabil drift erhållits då vätskenivån h i behållaren 3 når mätnivån hmü.

Pumpen 2 startas och då vätskenivån h i behållaren 3 når mätnivån hmü körs pumpen 2 vid ett första varvtal nl. 10 15 20 25 30 35 10 Det första varvtalet nl är företrädesvis lika med pumpens 2 nominella varvtal nmm, vilket motsvarar att pumpen 2, som är (fnät) I I anslutning till att vätskenivån h i tillverkad för rådande nätfrekvens drivs direkt av (fnät) - behållaren 3 är lika med mätnivån hmm fastställs förbrukad effekt P(nfl nätfrekvensen och det utgående vätskeflöde Q(n1) motsvarande det första varvtalet nl. När förbrukad effekt P(n1) och det utgående vätskeflödet Q(n1) fastställts stängs pumpen 2 av så att vätskenivån h åter tillåts stiga i behållaren 3, eventuellt fortsätter pumpen 2 att köras en viss tid eller till en viss vätskenivå efter det att förbrukad effekt P(nfl och det utgående vätskeflödet Q(n1) fastställts, exempelvis stängs pumpen 2 av vid stoppnivån hsümp. Pumpen 2 startas och då vätskenivån h i behållaren 3 når mätnivån hmt körs pumpen 2 vid ett andra varvtal ng. Det andra varvtalet ng är lika med en faktor 0,9 gånger det första varvtalet ng I anslutning till att vätskenivån h i behållaren 3 är lika med mätnivån hmfi fastställs förbrukad effekt P(nfl vätskeflöde Q(nfi och utgående motsvarande det andra varvtalet ng. Där- efter stängs pumpen 2 av enligt ovan så att vätskenivån h åter tillåts stiga i behållaren 3. Pumpen 2 startas och då vätskenivån h når mätnivån hmü körs pumpen 2 vid ett tredje varvtal ng. I anslutning till att vätskenivån h i behållaren 3 är lika med mätnivån hfit fastställs förbrukad effekt P(n@ och utgående vätskeflöde Q(ng) motsvarande det tredje varv- talet ng. Därefter stängs pumpen 2 av enligt ovan så att vätskenivån h åter tillåts stiga i behållaren 3.

För att kunna bestämma det tredje varvtalet ng, och undvika ej fungerande varvtal, behövs uppgift om ett noll- flödesvarvtal ngw och ett i förväg bestämt minsta tillåtna varvtal nmnhäfiæflt. Nollflödesvarvtalet ngfl bestäms genom extrapolering av den linjärfunktion som skär de två fast- och Qmz), Därefter bestäms det tredje ställda värdena på utgående vätskeflöde Q(n1) där QÜïo-O) varvtalet ng som det största av det i förväg bestämda minsta (n@¶+n2)/2. Om det sätts lika med noll. tillåtna varvtalet nmflßeæun och kvoten 10 15 20 25 30 35 11 tredje varvtalet ng är större än eller lika med en faktor 0,85 gånger det första varvtalet nl, så ersätts det tredje varvtalet ng av det andra varvtalet ng och ett uppdaterat andra varvtal ng används som är lika med en faktor 0,95 gånger det forsta varvtalet nl. Med andra ord bildar det tidigare fastställda värdet på förbrukad effekt P(ng) mot- svarande det andra varvtalet ng nu förbrukad effekt P(n¿ motsvarande det tredje varvtalet ng, och det tidigare fast- ställda värdet på utgående vätskeflöde Q(ng) motsvarande det andra varvtalet ng bildar utgående vätskeflöde Q(ng) mot- svarande det tredje varvtalet ng, varvid nya värden på för- brukad effekt P(nfi ande det andra varvtalet ng därefter fastställs vid körning och utgående vätskeflöde Q(ng) motsvar- av pumpen 2 vid det uppdaterade andra varvtalet ng=O,95*n@ Efter varje körning uppdateras nollflödesvarvtalet ngä och bestäms utifrån de tre fastställda värdena på utgående vätskeflöde Q(nl), Q(ng) och Q(ng). Övriga gånger Lärsekvensen 8 äger rum fastställs de tre olika varvtalen nl, ng och ng på följande sätt.

Det första varvtalet nl är företrädesvis lika med det nominella varvtalet nmm. Det andra varvtalet ng är lika med nmn1't 2/3 * (H1“nmnJ» med nmh,-+ l/3 * (nl-nmnQ. pumpen 2 kan inneha, och bestäms som det största av noll- och det tredje varvtalet ng är lika nmfl är det minsta varvtalet som flödesvarvtalet ngw, det i förväg bestämda minsta tillåtna varvtalet nmnßsmuh, och det varvtal ngmm då pumpen 2 genererar minst utgående vätskeflöde Det skall nämnas att i vissa applikationer är ngfi ochrwqmn samma värde, och i vissa applikationer finns inget nollflödesvarvtal varvid næmm bildar en minimipunkt för utgående vätskeflöde.

De olika sätten att bestämma de olika varvtalen nl, ng och ng, syftar till att erhålla jämn fördelning dem emellan dem, samt god spridning över det användbara området på pumpens 2 varvtal.

Den förbrukade effekten P(n) fastställs företrädesvis genom mätning medelst en sensor som mäter lämplig storhet, 10 15 20 25 30 35 12 och i de fall pumpstationen l innefattar en flödesmätare (inte visad) operativt förbunden med pumpen 2 så mäts det utgående vätskeflödet Q(n) medelst denna flödesmätare. Dock är det vanligt att pumpstationer 1 inte innefattar en flödesmätare utan enbart innefattar en nivåmätare 5, och då används denna nivåmätare 5 för att fastställa det utgående vätskeflödet Q(n). Nivåmätaren 5 skall vara av s.k. analog eller kontinuerlig typ.

Närmare bestämt fastställs värdet på det utgående vätskeflödet Q(nQ stegen att mäta vätskenivåförändring dhdtm(nfl motsvarande det första varvtalet nl genom i behållaren 3 då pumpen 2 är inaktiv, mäta vätskenivåförändring dlnítpump(nl) varvtalet nh i behållaren 3 då pumpen 2 körs vid det första och därefter fastställa det utgående vätske- flödet Q(nl) motsvarande det första varvtalet nl genom att beräkna absolutbeloppet av differensen av den uppmätta vätskenivåförändringen dhdtlnün) i behållaren 3 då pumpen 2 är inaktiv minus den uppmätta vätskenivåförändringen dhdtpllmp (nl) varvtalet nh i behållaren 3 då pumpen 2 körs vid det första där dhdtpmw(nl) och dhdtln(nfl inbördes riktningsberoende tecken. anges med Företrädesvis mäts vätskenivåförändring dhdtnflnl) i behållaren 3 då pumpen 2 är inaktiv i direkt anslutning till motsvarande vätskenivåför- ändring dhdtmmpün) i behållaren 3 då pumpen 2 är aktiv mäts. Allra helst mäts vätskenivåförändring dhdtnflnl) i behållaren 3 då pumpen 2 är inaktiv direkt före motsvarande i behållaren 3 Företrädesvis fastställs det utgående mätning av vätskenivåförändringen dhdt@m@(nfl då pumpen 2 är aktiv. vätskeflödet Q(nl) motsvarande det första varvtalet nh genom att genomföra flera mätningar och använda ett medel- värde eller medianvärde. i behållaren 3 då pumpen 2 är inaktiv skall mätas efter det att pumpen 2 varit Då en vätskenivåförändring dhdtm(nfl aktiv skall en fördröjningstid passera efter det att pumpen 2 stängts av innan mätningen sker. Anledningen är att då pumpen 2 stängs av finns en viss tröghet i det utgående 10 15 20 25 30 35 13 vätskeflödet som medför att det utgående vätskeflödet fort- sätter ytterligare en kort tidsperiod efter det att pumpen 2 stängts av, därefter kommer ett visst returflöde att komma tillbaka till behållaren 3 från de nedströms belägna rören 4, vilka fenomen utan fördröjningstid ger missvisande värde vid mätning av det verkliga vätskeinflödet till behållaren 3.

Företrädesvis fastställs och används ett nytt värde på vätskenivåförändringen dhdtinün) i behållaren 3 då pumpen 2 är inaktiv varje gång ett nytt värde på utgående vätskeflöde Q skall fastställas, dock skall det inses att ett fastställt i behållaren 3 då pumpen 2 är inaktiv kan användas vid fastställande av flera värde på vätskenivåförändringen dhdtm(nfl värden på utgående vätskeflöde Q motsvarande olika varvtal.

Det skall inses att det utgående vätskeflödet Q(nfi motsvarande det andra varvtalet ngoch det utgående vätske- flödet Q(n@ ställs enligt ovan. motsvarande det tredje varvtalet ngockså fast- härleds från de tre fast- P(H2) Pumpens 2 effektkurva P(n) ställda/uppmätta värdena på förbrukad effekt P(nQ, och P(n3), motsvarande det första varvtalet nL det andra I det före- lika med polynomet a1*n + a2*n2 + a3*n3 , där al, ag och a3 är varvtalet ngrespektive det tredje varvtalet ng. dragna utförandet är pumpens 2 effektkurva P(n) konstanter som erhålls medelst ekvationssystemet: P(n1) = a1*nl + a2*n12 + a3*n13 P(n2) = a1*n2 + a2*n22 + a3*n23 P(n3) = a1*n3 + a2*n32 + a3*n33 Varje gång pumpens 2 effektkurva P(n) fastställs vägs före- gående värde på ah 50%, ag respektive a3 företrädesvis in med dVS- <311=Û,5*äi,ny i' Ûffšnïïtföregàende Pumpens 2 pumpflödeskurva Q(n) härleds från de tre fastställda/uppmätta värdena på utgående vätskeflöde Q(nfl, Q(n2) och Qmß), andra varvtalet ngrespektive det tredje varvtalet ny motsvarande det första varvtalet nL det I det föredragna utförandet är pumpens 2 pumpflödeskurva Q(n) lika 10 15 20 25 30 35 14 med polynomet bl+ b2*n + b3*n2, där bl, bg och bg är konstanter som erhålls medelst ekvationssystemet: Q(n1) = bi + b2*n1 + b3*ni2 Q(H2) = bi + b2*n2 + b3*H22 Q(H3) = bi + b2*H3 + b3*H32 Varje gång pumpens 2 pumpflödeskurva Q(n) fastställs vägs föregående värde på bl, bg respektive b3 företrädesvis in med 50%, dvs. bl=O,5*blJW + O,5*bl¿Öæqæm% Därefter fastställs pumpens 2 specifika energiförbruk- (Espec) derat med pumpens 2 pumpflödeskurva Q(n), (Espec) ställa pumpens 2 optimala varvtal nqn, vilket är lika med ning som kvoten av pumpens 2 effektkurva P(n) divi- varpå pumpens 2 specifika energiförbrukning används för att fast- det varvtal som motsvarar minsta värdet för pumpens 2 specifika energiförbrukning Efiægmm. Det optimala varvtalet nqm härleds numeriskt.

Lärsekvensen 8 kommer nu att beskrivas enligt ett andra utförande. I Lärsekvensen 8 enligt detta det andra utför- andet körs pumpen 2 vid två olika varvtal. Dessa två varvtal bestäms företrädesvis på följande sätt.

Pumpen 2 startas och då vätskenivån h i behållaren 3 når mätnivån hmü körs pumpen 2 vid ett första varvtal nl.

Det första varvtalet nl är företrädesvis lika med pumpens 2 vilket motsvarar att pumpen 2 drivs (fnät)- nivån h i behållaren 3 är lika med mätnivån hmü fastställs förbrukad effekt P(nl) och det utgående vätskeflöde Q(nfl motsvarande det första varvtalet nl. När förbrukad effekt P(nl) och det utgående vätskeflödet Q(nQ nominella varvtal nnmu direkt av nätfrekvensen I anslutning till att vätske- fastställts stängs pumpen 2 av så att vätskenivån h åter tillåts stiga i behållaren 3, viss tid eller till en viss vätskenivå efter det att förbrukad effekt P(nl) och det utgående vätskeflödet Q(nfl fastställts, eventuellt fortsätter pumpen 2 att köras en exempelvis stängs pumpen 2 av vid stoppnivån hamn, Pumpen 2 startas och då vätskenivån h når mätnivån hmü körs pumpen 2 vid ett andra varvtal ng. Det andra 10 15 20 25 30 35 15 varvtalet ng är företrädesvis lika med en faktor 0,9 gånger det första varvtalet nl, första gången Lärsekvensen 8 äger rum. I anslutning till att vätskenivån h i behållaren 3 är lika med mätnivån hmü fastställs förbrukad effekt P(ng) och utgående vätskeflöde Q(ng) motsvarande det andra varvtalet ng. Därefter stängs pumpen 2 av enligt ovan så att vätske- nivån h åter tillåts stiga i behållaren 3. brukad effekt P(nl) och P(ng) talet nl respektive det andra varvtalet ng och värdena på och Q varvtalet nlrespektive det andra varvtalet nh Värdena på för- motsvarande det första varv- utgående vätskeflöde Q(nl) motsvarande det första fastställs på samma sätt som angivet ovan i samband med det fösta före- dragna utförandet av Lärsekvensen 8.

Pumpens 2 effektkurva P(n) härleds från de två fast- ställda/uppmätta värdena på förbrukad effekt P(nl) och P(ng), motsvarande det första varvtalet nl respektive det andra varvtalet ng. I det andra utförandet är pumpens 2 effektkurva P(n) där Pmm är pumpens 2 nominella effektförbrukning och nmm är lika med potensfunktionen Pnmß(n/nnmfic, pumpens 2 nominella varvtal, vilket motsvarar att pumpen 2 drivs direkt av nätfrekvensen fmü, och c är en konstant som erhålls medelst ekvationen: P(ng)=Pmm*(ng/nmm)C Varje gång pumpens 2 effektkurva P(n) fastställs vägs föregående värde på c företrädesvis in med 50%, dvs. c=O,5*cm,+ O,5*c@lwàmæ Pumpens 2 pumpflödeskurva Q(n) härleds från de två fastställda/uppmätta värdena på utgående vätskeflöde Q(nfl och Q det andra varvtalet ng. motsvarande det första varvtalet nl respektive I det andra utförandet är pumpens 2 pumpflödeskurva Q(n) lika med linjärfunktionen ((n/nam-d)/(l-d))*Qnml, pumpflöde och nnmlär pumpens 2 nominella varvtal, där Qnmlär pumpens 2 nominella vilket motsvarar att pumpen 2 drivs direkt av nätfrekvensen fnfi, och d är en konstant som erhålls medelst ekvationen: Q(n2)=((n2/nnOm-d)/(l-d))*QnOm . Varje gång pumpens 2 10 15 20 25 30 35 16 pumpflödeskurva Q(n) fastställs vägs föregående värde på d d=0,5*dny + 0,5*Öfmfgæma@- Därefter fastställs pumpens 2 specifika energiför- (Espec) dividerat med pumpens 2 pumpflödeskurva Q(n), (Espec) ställa pumpens 2 optimala varvtal nom, företrädesvis in med 50%, dvs. brukning som kvoten av pumpens 2 effektkurva P(n) varpå pumpens 2 specifika energiförbrukning används för att fast- vilket är lika med det varvtal som motsvarar minsta värdet för pumpens 2 specifika energiförbrukning Eüægmm. Det optimala varvtalet nwm erhålls genom att derivera pumpens specifika energiför- brukning Eflæc och sätta derivatan lika med noll. Då erhålls optimalt varvtal enligt formeln n¶m= b*c*nmm/(c-l). Det optimala varvtalet n%m,som.uppdateras vid varje körning av Lärsekvensen 8, används därefter företrädesvis som det andra varvtalet ngövriga gånger Lärsekvensen 8 enligt det andra utförandet äger rum.

Hänvisning sker nu återigen till figur 2. I processteget Körning 9, används nu det erhållna optimala varvtalet nwm. Enligt ett första utförande drivs pumpen 2 vid ett körvarvtal nok som är lika med det optimala varv- talet nqm. Enligt ett andra utförande drivs pumpen 2 med ett körvarvtal nhfi som är större än det optimala varvtalet nqfi, där k företrädes- dvs. körvarvtalet nkm :nom + k*(nnmpn%fi), vis är i storleksordningen O,lO-0,30, i syfte att säker- ställa att körvarvtalet npfi inte är lägre än det verkliga optimala varvtalet nqfi. Det skall påpekas att såväl högre som lägre värden på k kan användas momentant. Baserat på det optimala varvtalet nwm kan körvarvtalet nkm vara olika för olika värden på vätskenivån h i behållaren 3, och därmed kan pumpens 2 varvtal, under processteget Körning 9, ändras i takt med att vätskenivån ändras då pumpen 2 är aktiv.

Det skall även påpekas att Lärsekvensen 8 kan genom- föras för olika mätnivåer hmä, dvs. det optimala varvtalet nqm kan vara olika för olika nivåer i behållaren 3 och därmed vara kopplat till vätskenivån h i behållaren, därmed 10 15 20 25 17 erhålls ett optimalt varvtal som funktion av våtskenivån i behållaren, nqfi(h).

Tankbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad blott till de ovan besk- rivna och på ritningarna visade utförandena, vilka enbart har illustrerande och exemplifierande syfte. Denna patent- ansökning år avsedd att tacka alla anpassningar och varianter av de föredragna utförandena beskrivna håri, och följaktligen år den föreliggande uppfinningen definierad av ordalydelsen av de bifogade kraven och således kan utrust- ningen modifieras på alla tankbara satt inom ramen för de bifogade kraven.

Det skall även påpekas att all information om/rörande skall tolkas/låsas med utrustningen orienterad i enlighet med termer såsom ovanför, under, övre, nedre, etc., figurerna, med ritningarna orienterade på sådant satt att hanvisningsbeteckningarna kan låsas på ett korrekt satt.

Således, indikerar dylika termer enbart inbördes förhåll- anden i de visade utförandena, vilka förhållande kan andras om den uppfinningsenliga utrustningen förses med en annan konstruktion/design.

Det skall påpekas att även om det ej år uttryckligen angivet att sårdrag från ett specifikt utförande kan kombi- neras med sardragen i ett annat utförande, skall detta anses uppenbart då så ar möjligt.

Claims (15)

10 15 20 25 30 35 18 Patentkrav

1. l. Metod för styrning av åtminstone en del av en pumpstation (l) innefattande åtminstone en varvtalsreglerad pump (2) (3), som är inrättad att fastställa den anordnad i en behållare vari metoden innefattar en submetod (Fastställ Eflæg specifika energiförbrukningen Ewæchos nämnda åtminstone en Pump (2), - köra nämnda pump (2) och som innefattar stegen att: vid åtminstone två olika varvtal Un,n2h ) och för respektive av nämnda åtminstone två varvtal (n¿,n2, ) i anslutning till en i förväg bestämd mätnivå (hmü) i behållaren (3) fastställa förbrukad effekt P(nhrw, ) samt fastställa utgående vätskeflöde Q(n1,n@") (3), - härleda pumpens (2) från behållaren effektkurva P(n) från de åtminstone två fastställda värdena på förbrukad effekt P(n1,n@ J, - härleda pumpens (2) pumpflödeskurva Q(n) från de åtmin- stone två fastställda värdena på utgående vätskeflöde Q(n1,n2P ), och - fastställa pumpens (2) specifika energiförbrukning effektkurva P(n) (Espec) som kvoten av pumpens (2) dividerat med pumpens (2) pumpflödeskurva Q(n).

2. Metod enligt krav l, (Espec) optimala varvtal vari pumpens (2) specifika energi- förbrukning används för att fastställa pumpens (2) (nun), vilket är lika med det varvtal som motsvarar minsta värdet för pumpens (2) specifika energiför- brukning .

3. Metod enligt krav l eller 2, (hmm) i behållaren (3) ovanför en stoppnivå vari den i förväg bestämda är belägen på ett avstånd (2), avstånd är i området 0,5-0,75 gånger differensen mellan en (hmm) i behållaren (3) mätnivån Ügtwp) för pumpen varvid nämnda maximalt tillåten vätskenivå och pumpens (2) stoppnivå (hanmö. 10 15 20 25 30 35 19 vari ett första varvtal vilket

4. Metod enligt något av kraven l-3, (nl) är lika med pumpens (2) nominella varvtal (nnmj, motsvarar att pumpen (2) (fnät)- drivs direkt av nätfrekvensen

5. Metod enligt något av kraven l-4, vari submetoden (Fastställ Eflmc) innefattar stegen att: (nl) och för i anslutning till den i förväg - köra nämnda pump (2) vid ett första varvtal (H1) (hmü) fastställa förbrukad effekt P(nU samt fastställa utgående vätskeflöde Q(nfl, det första varvtalet bestämda mätnivån (ng) och för (ng) i anslutning till den i förväg (hmü) fastställa förbrukad effekt P(ffl samt fastställa utgående vätskeflöde Q(nfi, - köra nämnda pump (2) vid ett andra varvtal det andra varvtalet bestämda mätnivån (ng) och för i anslutning till den i förväg - köra nämnda pump (2) vid ett tredje varvtal (HQ (hmfi) fastställa förbrukad effekt P(n@ samt fastställa utgående vätskeflöde Q(n@, från de tre fastställda P(I12) OCh P (H3) , det tredje varvtalet bestämda mätnivån - härleda pumpens effektkurva P(n) värdena på förbrukad effekt P(nU, - härleda pumpens pumpflödeskurva Q(n) från de tre fast- ställda värdena på utgående vätskeflöde Q(nl), Q(ng) och Q(n3), och - fastställa pumpens specifika energiförbrukning (Esmm) som kvoten av pumpens effektkurva P(n) dividerat med pumpens pumpflödeskurva Q(n).

6. Metod enligt krav 5, vari det första varvtalet (nl) är större än det andra varvtalet (ng), och vari det andra varvtalet (ng) är större än det tredje varvtalet (ng).

7. Metod enligt krav 6, vari skillnaden mellan det första är lika med och det tredje (HN (Hfl (nl) och det andra varvtalet skillnaden mellan det andra varvtalet varvtalet varvtalet (ng). 10 15 20 25 30 35 20

8. Metod enligt något av kraven 5-7, vari nämnda tre värden Q(nfi en flödesmätare förbunden med pumpen (2). på utgående vätskeflode Q(nl), och Q(n3) mäts medelst

9. Metod enligt något av kraven 5-7, vari värdet på utgående vätskeflode Q(nl) motsvarande det forsta varvtalet (ng fastställs genom stegen att: - mäta vätskenivåförändring dhdtm(nl) i behållaren (3) då pumpen (2) är inaktiv, i behållaren (3) då och - mäta vätskenivåforändring dhdt@mp(nfl (nl) I motsvarande det pumpen (2) körs vid det första varvtalet - fastställa utgående vätskeflöde Q(nU (nl) genom att beräkna absolutbeloppet av differensen av den uppmätta vätskenivåforändringen dhdtm(nU i behållaren (3) vätskenivåforändringen dhdtmmpün) forsta varvtalet då pumpen (2) är inaktiv minus den uppmätta i behållaren (3) då kors vid det första varvtalet Pumpen (2) (H1)-

10. Metod enligt något av kraven 5-9, vari pumpens (2) effektkurva P(n) är lika med polynomet al*n + a2*n2 + a3*n3, där al, ag och ag är konstanter som erhålls medelst ekva- tionssystemet: PÜIi) = P(D2) = P(D3) = a1*I11 i' 8.2*I'112 i' 8.3*I'113 al*n2 + a2*n22 + a3*n23 al*n3 + a2*n32 + a3*n33

11. ll. Metod enligt något av kraven 5-10, vari pumpens (2) pumpflodeskurva Q(n) är lika med polynomet bl+ b2*n + b3*n2, där bl, bg och bg är konstanter som erhålls medelst ekva- tionssystemet: om) = bl + bfinl + bwnf Q(fl2) = bi + b2*n2 + b3*H22 Q(D3) = bi + b2*D3 + b3*H32 10 15 20 25 30 35 21

12. Metod enligt något av kraven l-4, vari submetoden (Fastställ Eflæc) innefattar stegen att: (nl) och för i anslutning till den i förväg - köra nämnda pump (2) vid ett första varvtal (H1) (hmm) fastställa förbrukad effekt P(nfl samt fastställa utgående vätskeflöde Q(nQ, det första varvtalet bestämda mätnivån (ng) och för (ng) i anslutning till den i förväg (hmfi) fastställa förbrukad effekt P(ffi samt fastställa utgående vätskeflode Q(nfi, - härleda pumpens (2) effektkurva P(n) fastställda värdena på förbrukad effekt P(nU - köra nämnda pump (2) vid ett andra varvtal det andra varvtalet bestämda mätnivån från de två och P(ng), från de två fast- - härleda pumpens (2) pumpflödeskurva Q(n) ställda värdena på utgående vätskeflöde Q(n1) och Q(nfi, och - fastställa pumpens specifika energiförbrukning (Esmw) som (2) effektkurva P(n) pumpflödeskurva Q(n). kvoten av pumpens dividerat med pumpens (2) (m) är

13. l3. Metod enligt krav 12, vari det första varvtalet större än det andra varvtalet (ng).

14. l4. Metod enligt krav l2 eller l3, vari pumpens effektkurva P(n) är lika med potensfunktionen Pmm*(n/nnmJC , där Pmm är pumpens (2) nominella effektförbrukning och nmm är pumpens (2) nominella varvtal, vilket motsvarar att pumpen (2) drivs (fnät) I P (m2) zpnom* (n2/nnom) C direkt av nätfrekvensen och där c är en konstant som erhålls medelst ekvationen:

15. l5. Metod enligt något av kraven l2-l4, vari pumpens (2) pumpflödeskurva Q(n) ((n/nnom_d) / ) *Qnom r pumpflöde och nmm är pumpens (2) är lika med linjärfunktionen nominella vilket där Qnmïär pumpens (2) nominella varvtal, motsvarar att pumpen (2) drivs direkt av nätfrekvensen (fna:), ekvationen: och där d är en konstant som erhålls medelst Q (n2) I ( (ÛZ/nnom-d) / ) *Qnom -