SU1751422A1

SU1751422A1 - Способ управлени насосной станцией

Info

Publication number: SU1751422A1
Application number: SU894718005A
Authority: SU
Inventors: Аубекир Махмутович Байрамуков
Original assignee: Московский гидромелиоративный институт
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1992-07-30

Abstract

Использование: управление насосной станцией (НС), обслуживающей нескольких потребителей, обеспечивающее снижение трудозатрат и повышение точности установки параметров рабочего режима. Сущность изобретени : способ управлени НС состоит в периодическом измерении давлени и расхода на выходе НС, определении текущего значени производной от расхода по давлению, фиксировани изменени сочетани работающих потребителей и регулировании режима работы НС при достижении рабочего режима, которое прекращают при достижении производной от расхода по давлению ее заданного значени . 1 ил.

Description

Изобретение относитс к способам управлени насосными станци ми с плавным регулированием подачи и может быть использовано на насосных станци х, обслуживающих два и более потребителей с ограниченными расходами жидкости.

Известен способ управлени насосной станцией, заключающийс в определении требуемого давлени дл нового сочетани включенных потребителей и поддержании полученного значени до последующего изменени сочетани работающих потребителей 1.

Недостатками известного способа вл ютс сложность определени требуемого давлени при наличии большого числа возможных сочетаний работающих потребителей и низка его точность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс способ управлени насосной станцией, заключающийс в периодическом измерении давлени и расхода на выходе насосной станции, фиксации изменени сочетани работающих потребителей и регулировании режима работы станции до достижени рабочего режима, соответствующего новому сочетанию работающих потребителей 2.

Недостатками известного способа вл ютс также сложность определени давлени на выходе насосной станции при наличии большого числа возможных сочетаний работающих потребителей и низка его точность.

Цель изобретени - снижение трудозатрат и повышение точности установки параметров рабочего режима.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе управлени насосной станцией, заключающемс в периодическом измерении давлени и расхода на выходе насосной станции, фиксации изменени сочетани рабочего режима, соответствующего новому сочетанию работающих потребителей в

Ё

XI

сл

Ј

VJ

45

процессе регулировани режима работы станции определ ют текущие значени производной от расхода по давлению и сравнивают их с заданным значением, при этом регулирование режима работы станции пре- кращают при достижении производной от расхода по давлению ее заданного значени .

В существующих способах управлени насосными станци ми требуемые давлени на выходе насосной станции дл всех возможных сочетаний работы потребителей, а также расходы и давлени на выходе насосной станции при всех возможных нерабочих установившихс режимах их работы, вход - щих в переходные режимы, определ ютс предварительно расчетным или экспериментальным путем, При этом в случае наличи значительного числа возможных сочетаний работы потребителей использу- етс только расчетный метод так как применение экспериментального метода требует больших затрат труда и времени. Но расчетный метод менее точен. Кроме того, ведение расчетов при значительном числе возмож- ных сочетаний работающих потребителей также характеризуетс большой сложностью и трудоемкостью.

Далее, при включении заданного сочетани потребителей и установлении нерабо- чего установившегос режима измер ютс расход и напор на выходе насосной станции , последнее сравнивают с предварительно определенными уставками и по их совпадению (наибольшему схождению) оп- редел ют включенное сочетание потребителей , и изменением параметров насосной станции устанавливают на выходе последней предварительно определенные требуемые значени давлени . Таким образом, наличие большого числа уставок также усложн ет определение требуемого давлени .

А если учесть необходимость определени параметров гидросистемы периодиче- ски по мере ее износа в процессе эксплуатации и соответствующего изменени гидравлических характеристик, то решение задачи управлени насосной станцией по требуемым давлени м дл раз- личных сочетаний работающих потребителей в известном способе предстает весьма серьезной, практически трудно осуществимой проблемой. Кроме того, изменение характеристик гидросистемы в процессе эксплуатации уменьшает также возможность - обеспечени заданной точности поддержание требуемого давлени на выходе насосной станции.

В предлагаемом способе, требуемые значени давлений дл каждого сочетани потребителей определ ют каждый раз непосредственно при включении последних в работу, что и предопредел ет его более высокую точность. При этом минимально необходимое значение производной

зависимости расхода от давлени (ггт)

определ етс расчетным или экспериментальным путем лишь один раз дл всей гидросистемы .

Указанные отличительные признаки предложенного способа и определ ют соответствие его критери м новизна и существенные отличи .

Предлагаемый способ по сн етс чертежом , на котором показан график совместной работы двух регулируемых путем измерени частоты вращени насосов с двум потребител ми, имеющими ограниченные расходы жидкости.

Ограничение расходов жидкости потребителей обеспечиваетс установленными на их входах регул торами давлени (см. вертикальные участки расходно-напорных характеристик 1,2 и 1+2 потребителей). Оно может быть обеспечено также без регул торов давлени при работе потребителей с напорами, характерными дл практически вертикальных участков характеристик 1,2 и 1+2 (см. верхние участки пунктирных кривых , вл ющихс продолжением характеристик 1,2 и 1+2 при отсутствии регул торов давлени ), например, в системах с некоторыми типами дождевальных устройств и других распылителей жидкостей.

При работе насосной станции в дежурном режиме на утечки (см. напорно-расход- ную характеристику утечек Н f(Qy) или с одним из потребителей с характеристиками 1 или 2 работает один из насосов при частотах вращени щ, П2, пз с напорно-расход- ной характеристикой Im, Ina, пз, а при работе двух потребителей совместно с характеристикой 1+2 функционируют два насоса с напорнорасходной характеристикой (l+ll).

Отметим, что регул торы давлени устанавливаютс на входах потребителей дл гашени в них избыточных напоров, имеющих место при их совместной работе из-за наличи разницы в услови х подвода к ним жидкости.

Следует также отметить, что с целью обеспечени большей нагл дности, в характеристике (1+И)п4 не учтено увеличение потерь напора в трубопроводах при работе двух потребителей, что равносильно случаю , когда жидкость подаетс в оба потребител по отдельным трубопроводам.

Способ осуществл етс следующим образом .

Контроль давлени и расхода на выходе насосной станции, а также частоты вращени приводов работающих насосных агрегатов осуществл етс непрерывно. После заполнени трубопроводной системы питающей потребители жидкостью один из насосов работает на компенсацию утечек в рабочей точке У. При включении одного из потребителей рабоча точка смещаетс либо в точку В, либо в точку А, характеризующие установившиес нерабочие режимы работы потребителей. После установлени этих режимов (факт установлени режима определ етс по стабилизации контролируемых параметров) оцениваетс характер изменени мощности включенных потребителей: увеличилось или уменьшилось потребление жидкости по сравнению с предшествующим рабочим режимом (в данном случае режимом компенсации утечек). Если оно увеличилось, что имеет место в рассматриваемом переходном режиме, увеличива частоты вращени привода работающего насосного агрегата, одновременно

dQ

контролируют

производную -тр- и сравнивают значени последней с минимально необходимой величиной (-тр- ) мин Уставка

производной (-тр-) мин выбираетс несколько меньшей минимального значени производных, соответствункцих рабочим точкам- -напорно-расходных характеристик различных сочетаний включений потребителей , но не менее значени производ . dQ

соответствующей точке

характеристики Н f(Qy) при минимально требуемом рабочем давлении на выходе насосной станции Р (эта точка обозначена буквой У; величину (-тр-) мин можно определить

только по характеристике Н f(Qy); ее целесообразно прин ть несколько большей значени , соответствующего точке У).

При некотором превышении давлени на выходе насосной станции {равном приблизительно Abb) уровн точки А или В, в зависимости от того, какой из потребителей

dQ

включен, величина -гр- достигает минимально допустимого значени () При

этом прекращаетс изменение частоты вращени привода насосного агрегата и фиксируетс величина давлени на выходе насосной станции, например, РА или Рв. Далее вычитают от зафиксированного значени давлени величину Д Нз и наход т требуе5 мое давление на выходе насосной станции РА или Рв дл текущего сочетани включенных потребителей. Полученна величина давлени РА или Рв устанавливаетс некоторым уменьшением частоты вращени

0 привода работающего насосного агрегата и поддерживаетс до последующего изменени сочетани работающих потребителей. При включении второго потребител рабоча точка переходит из точки А или В в точку

5 С или С . После стабилизации параметров на выходе насосной станции и установлени промежуточных нерабочих режимов, характеризующихс точкой С1 или С1 , определив характер изменени мощности потребите0 лей (в рассматриваемом режиме она также увеличилась), начинают далее увеличивать частоту вращени привода работающего насосного агрегата при одновременном контdQ

5

0

5

0

5

0

5

роле производной dQ

dP

и сравнении ее

величины с (-тр-) мин. Если при этом подача

работающего насоса или частота вращени его привода достигают максимально допустимых величин, то прекращаетс повышение частоты вращени привода работающего насосного агрегата (превышение подачи насоса и частоты вращени его привода максимально допустимых величин устанавливаетс по показани м датчиков расхода и частоты вращени ), включаетс второй насосный агрегат и, повыша частоту вращени привода последнего, оп ть производ т контроль величины производ . dQ/dQ ,

ной -jpj и сравнение ее с уставкой (-тр-) мин.

При их совпадении прекращаетс регулирование частоты вращени привода и второго насосного агрегата, фиксируетс величина давлени на выходе насосной станции PC, вычитаетс от зафиксированного значени давлени величина А Нз и находитс требуемое давление на выходе насосной станции дл заданного сочетани включенных потребителей Рс. Далее некоторым уменьшением частоты вращени привода одного из работающих агрегатов (лучше привода агрегата , работающего на большей частоте вращени ) устанавливаетс на выходе насосной станции полученна величина давлени Рс, после чего выравниваетс частота вращени приводов работающих насосных агрегатов с одновременным контролем обеспечени на выходе насосной станции давлени Рс. Установленный уровень давлени PC поддерживаетс до очередного изменени сочетани работающих потребителей, в рассматриваемом примере - до выключений одного из потребителей (могут быть включены и оба потребител одновременно, но при этом способ управлени насосной станции осуществл етс аналогично рассматриваемому случаю).

При выключении одного из потребителей рабоча точка перемещаетс из точки С в точку в точку В1. После установлени промежуточного стабилизированного нерабочего режима, характеризующегос одной из этих точек, определив характер изменени мощности потребителей (дл рассматриваемого режима она изменилась), начинают уменьшать одновременно и равномерно частоту вращени обоих работающих насосных агрегатов, контролиру при

dQ

этом производную -тр и сравнива ее в величиной (-J7J-) мин (частоту вращени приводов насосных агрегатов можно уменьшать по отдельности, если нет опасности превышени подачи одного из них максимально допустимой величины или если предусмотрен контроль максимально допустимой загрузки каждого насосного агрегата по отдельности).

При достиженииуслови

($-)«() мин прекращаетс изменение частоты вращени приводов насосных агрегатов, фиксируетс давление Ре или РА, вычитаетс от зафиксированного значени давлени величина А Нз, в результате uero находитс требуемое давление на выходе насосной станции Рв или РА, которое устанавливаетс некоторым дальнейшим уменьшением частоты вращени приводов работающих насосных агрегатов. Процедура установки рассчитанного значени требуемого давлени на выходе насосной станции Рв или РА осуществл етс путем сравнени с ним текущего значени контролируемого давлени При совпадении сравниваемых параметров прекращает- с изменение частоты вращени работающих насосных агрегатов, текущий расход жидкости сравниваетс с максимально допустимой величиной расхода дл одного насоса, и если величина текущего расхода превышает последнюю, то поддерживают на выходе насосной станции установленное требуемое давление РА или Рв до следующего изменени мощности включенных потребителей. Если же величина текущего расхода не превышает максимально допустимую величину расхода дл одного

насоса (или равна ей), как в рассматриваемом примере, то частота вращени привода одного из насосных агрегатов уменьшаетс до минимально допустимой величины, поеле чего данный насос выключаетс , а частота вращени второго насосного агрегата увеличиваетс до установлени на выходе насосной станции расчетного значени требуемого давлени РА или Рв дл включенного сочетани потребителей Далее на выходе насосной станции поддерживаетс установленное давление до нового изменени сочетани включенных потребителей. При отключении всех работающих потребителей , в частности работающего потребител в рассматриваемом примере, рабоча точка переходит из точек А или В характеристик I или II вточкуУ или У характеристики Н f(Qy).

Отсутствие включенных потребителей устанавливаетс по превышению заданной уставки минимального расхода дмин текущего значени последнего (расхода). После этого уменьшением частоты вращени на

выходе насосной станции устанавливаетс давление Ру, соответствующее дежурному режиму. При этом величина q мин выбираетс несколько больше максимально возможного расхода утечек.

Таким образом, применение предлагаемого способа управлени насосной станции уменьшаетс вли нием износа гидросистемы на точность определени требуемого давлени и позвол ет значительно упростить процесс определени требуемых дл различных сочетаний включенных потребителей рабочих давлений на выходе насосной станции за счет резкого сокращени предварительно определ емых и сравниваемых

уставок. Это дает возможность реального получени экономического эффекта от использовани насосных агрегатов с регулируемой частотой вращени при обслуживании ими одновременно нескольких потребителей

При этом величины производной (dQ/dP) (скорости изменени расхода в зависимости от изменени давлени ) может определ тьс путем ступенчатого приращени (уменьшени )величины давлени на выходе насосной станции с заданным шагом ДР и последующей фиксации соответствующих величин приращени (уменьшени ) Дд расхода (при этом величина (dQ/dP) определ етс каждый раз как частное ( Aq/ /АР).

Следует также отметить, что: величину ДНз необходимо принимать с учетом средней разности уровней требуемых давлений на выходе насосной станции, соответствующих рабочим точкам А, В и С, и давлений, соответствующих точкам, удов- летвор ющим условию ( dQ/dP )

«(dQ/dPjmwH. а также с учетом инерцион- ности системы регулировани ; величина

ДНз может быть отрицательной дл режимов , устанавливаемых уменьшением частоты вращени насосных агрегатов, при преобладающем вли нии фактора инерци- онности. Величина Д Нз может принимать разные значени дл режимов, устанавливаемых увеличением или уменьшением частоты вращени насосных агрегатов; в предлагаемом способе управлени насос- ной станцией минимально необходимое значение производной (00/йР)мин может быть задано не в виде посто нной величины , а в виде зависимости от суммарной подачи насосной станции, что позволит использовать способ и при отсутствии ограничени расходов потребителей;

при обслуживании всех потребителей одним насосом частота вращени насосного агрегата может не контролироватьс -;

расход в предлагаемом способе может контролироватьс косвенное помощью датчиков контрол тока нагрузки приводов насосных агрегатов или их мощности.

Claims

Формула изобретени Способ управлени насосной станцией, заключающийс в периодическом измерении давлени и расхода на выходе насосной станции, фиксации изменени сочетани работающих потребителей и регулировании режима работы станции до достижени рабочего режима, соответствующего новому сочетанию работающих потребителей, о т- личающийс тем, что, с целью снижени трудозатрат и повышени точности установки параметров рабочего режима , в процессе регулировани режима работы станции определ ют текущие значени производной от расхода по давлению и сравнивают их с заданным значением, при этом регулирование режима работы станции прекращают при достижении производной от расхода по давлению ее заданного значени .

(1+1) а$