离心泵的综合特征曲线调节制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在泵抽吸液体期间调节泵、特别是离心泵的方法，具有下述步骤：确定泵的流量率的额定值；测量在泵上游液体的入口压力和在泵下游液体的出口压力；由泵的综合特征曲线确定泵的转速的额定值，其中，流量率的被确定的额定值和出口压力与入口压力之差作为输入值并入综合特征曲线；以及将泵的转速设置到转速的额定值。此外，本发明专利技术涉及用于调节泵的相应的设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离心泵的综合特征曲线调节
本专利技术涉及一种用于在泵抽吸液体期间调节泵、特别是离心泵的方法以及相应的设备。
技术介绍
离心泵具有对施加的压力差和转速的输送量的强烈依赖性。更确切地说，泵出口侧的液体压力和泵入口侧的液体压力之差确定流量(质量流量或体积流量)。每个泵具有针对其标记的泵综合特征曲线，其限定三个参数(泵出口侧的液体压力和泵入口侧的液体压力之差、流量、转速)之间的关系。通过该方式可由综合特征曲线在知道两个参数的情况下算出第三个参数。综合特征曲线可通过凭经验的、半凭经验的或理论的模型方程的方式存在。在凭经验的模型方程中，凭经验获取的值可与补偿函数结合。该凭经验的补偿函数也可作为插图被保存在表中。在半凭经验的模型方程的情况下，凭经验算出的值和物理方程并入，其例如描述了物理参数的关系。在理论的模型方程的情况下，参数的关系完全通过物理方程描述。不利的是，在介质压力中的波动在高压和/或低压侧导致不均匀的流量(在给定的转速的情况下)，这在临界质量流量的过程中可导致损伤流程。此外，综合特征曲线减小泵的运行区域，这在超过界限时可能导致过程干扰和部件损伤。图1示出这样的综合特征曲线的示例。在此，通过体积流量Q根据转速n绘制扬程H。通过综合特征曲线的最小和最大值限制体积流量。此外，存在最大扬程，其仅可在最高转速和最小流量时达到。示出，在固定的转速的情况下强烈根据高度改变流量。因为扬程正比于紧贴在泵处的压力差，在高压侧或低压侧上的压力中的波动影响泵流量的变化。体积流量向下的界限不必如附图中是恒定的，而可取决于转速。图2中的示例示出在恒定的转速n的情况下扬程从H1向H2的减小。通过综合特征曲线状态，流量从Q1向Q2显著提高。这样的改变可能导致过程运行中的问题，其可能导致干扰、停机时间和故障。此外，在多个过程中，期望流量的变化独立于当前的扬程。该功能通过综合特征曲线的影响同样被损害。若例如应提高流量且对此提高转速，则在多个过程中的提高的输送量可能导致在高压侧的压力升高，其由于综合特征曲线影响部分地再次补偿流量升高。此外，综合特征曲线也示出存在针对泵运行的典型机器方面的限制(如例如最小体积流量)，其必须保持持续确保机器功能。在文献DE102011115244A1中仅已知对泵的运行状态的监控，其包括比较实际-特征曲线与额定-特征曲线，从而由此预测泵的维修需求和更换需求。在其中可靠输送流体流的应用领域具有特别的意义，在图3中示意性地示出对ORC-发电站过程(有机朗肯循环)的进料泵的泵调节。在其中以下述方式调节泵(P)，即，可在泵下游的导热体(V)的出口处可靠地设置所期望的新蒸汽参数。对此，泵的转速通过调节被影响，使得汽化条件通过由此改变的流量而这样地改变，即，达到新蒸汽的所期望的压力和温度，且对于稳定的过程运行稳定地控制。在该示例中，泵的扬程一方面取决于新蒸汽压力(PFD)，另一方面取决于泵之前的压力水平(PKOND)。该压力取决于前置于泵的冷凝器(K)的当前的冷凝压力。该冷凝器通过将热量排放给冷却介质而在ORC过程中冷却和液化工作介质。该冷却介质(例如，供热网络的水或环境空气)可受到量和温度波动(在供热网络中的温度波动、风或其他环境影响)。该波动影响冷凝器中的热传递，这影响冷凝条件且由此影响冷凝压力。由此外部干扰可影响泵的扬程，且因此引起质量流量和新蒸汽压力的波动。该可能的波动幅度必须在安全性考虑和可用性分析中得到考虑。此外ORC过程涉及封闭的系统，且由此不排除波动的新蒸汽压力通过膨胀机(E)反作用于冷凝压力。因此导致自增强的效果，其进一步负面地影响过程稳定性。应付该影响的可能性在于，使用根据图4的串级调节。其中，内调节回路根据质量或体积流量的当前的实际值与额定值的比较而调节流量，而外调节回路给内回路预定用于调节到泵的真实调节量的流量额定值(例如，过程压力)。由此可补偿流量偏差，且同时调节到所期望的过程值。在串级调节器(Kaskadenregler)中，(内)部分过程I可以是泵抽吸过程。其中有将质量流量-调节(m-调节)的信号转换成输送介质的所有的部件。这可包括泵的控制/转速调节，泵马达和泵自身。外部分过程II可以例如是汽化过程，且过程值s可以是汽化之后的介质压力p。由此，汽化过程可包括所有必要的部件，如一个或多个导热体、容器、配件等。该解决方案允许出现流量偏差时探测和对此反应，然而对此流量必须已经偏离其额定值SSoll。由此在出现波动之前不能前瞻性地补偿。由此需要额外的干扰量接入(未示出)。此外，根据现有技术的该解决方案需要对质量或体积流量进行昂贵的且通常成本高的测量。避免该测量具有显著的成本优势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，至少部分地克服上述缺点。该目的通过根据权利要求1的方法实现。用于在泵抽吸液体期间调节泵、特别是离心泵的根据本专利技术的方法包括下述步骤：确定泵的流量率的额定值；测量在泵上游液体的入口压力和在泵下游液体的出口压力；由泵的综合特征曲线确定泵的转速的额定值或确定转速的调整信号中的一个，其中，流量率的被确定的额定值和出口压力与入口压力之差作为输入值并入综合特征曲线；以及将泵的转速设置到转速的额定值，或将确定转速的调整信号提供至泵。在此有利的是，通过考虑综合特征曲线而不需要测量质量或体积流量从而调节或补偿。此外，在流量波动的影响出现之前，已经可在压力波动出现时进行调节(预期的调节行为)，由此改进调节质量。在此可通过常见的方式应用泵的综合特征曲线，其中，即，在不同的然而分别恒定的转速的情况下给出流量率和压差或扬程之间的关系。替选地或额外地，综合特征曲线可通过“逆的”形式(下文中也称为逆综合特征曲线)被应用，其中，在不同的然而分别恒定的流量的情况下给出压差或扬程与转速之间的关系。在每种情况下这样地实现对综合特征曲线的应用，即，通过转速改变相反调节由压差改变而引起的流量率变化，从而尽可能恒定地保持流量率，这通过在其综合特征曲线或逆综合特征曲线中找到相应的泵运行点而实现。在此，可再次通过调节而确定流量率的额定值，例如基于被确定的泵的出口压力，或基于另一合适的过程值。另一方面，流量率的额定值可被用户确定。在这两种情况下，这可通过直接预定流量率或可间接通过预定转速而出现，由此可算出待保持恒定的流量率。优选地，在确定流量率的额定值之后连续实施下述步骤：测量液体的入口压力和液体的出口压力，确定泵的转速的额定值以及设置泵的转速。根据一个扩展方案，确定流量率的额定值包括下述步骤：确定出口压力与入口压力的差的时间上的平均值；以及由泵的综合特征曲线确定流量率的额定值，其中，出口压力与入口压力的差的时间上的平均值以及泵的当前的转速作为输入值并入综合特征曲线。通过该方式，可在泵运行中确定流量率的待尽可能保持的额定值。在该情况下也可连续完成确定流量率的额定值。另一个扩展方案在于，可由第一入口压力的时间上的平均值和第二出口压力的时间上的平均值确定出口压力与入口压力的差的时间上的平均值。由此可行的是，在需要时针对入口压力和出口压力的平均使用不同的时间常数。根据另一个扩展方案，确定泵的转速的额定值可包括下述步骤：检查由泵的转速、流量率的被确定的额定值以及出口压力与入口压力的差构成的组合是否在综合特征曲线界限之内；当该组合在综合特征曲线之内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在泵抽吸液体期间调节泵、特别是离心泵的方法，所述方法具有下述步骤：确定泵的流量率的额定值；测量在泵上游液体的入口压力和在泵下游液体的出口压力；由泵的综合特征曲线确定泵的转速的额定值，其中，流量率的被确定的额定值和出口压力与入口压力之差作为输入值并入综合特征曲线；以及将泵的转速设置到转速的额定值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.14 EP 13180356.11.一种用于在泵抽吸液体期间调节泵的方法，所述方法具有下述步骤：确定泵的流量率的额定值；测量在泵上游液体的入口压力和在泵下游液体的出口压力；由泵的综合特征曲线确定泵的转速的额定值，其中，流量率的被确定的额定值和出口压力与入口压力之差作为输入值并入综合特征曲线；以及将泵的转速设置到转速的额定值；其中，确定流量率的额定值包括下述步骤：确定出口压力与入口压力的差的时间上的平均值；以及由泵的综合特征曲线确定流量率的额定值，其中，出口压力与入口压力的差的时间上的平均值以及泵的当前转速作为输入值并入综合特征曲线。2.根据权利要求1所述的方法，其中，由入口压力的第一时间上的平均值和出口压力的第二时间上的平均值确定出口压力与入口压力的差的时间上的平均值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，确定泵的转速的额定值包括以下其他步骤：检查由泵的转速、流量率的被确定的额定值以及出口压力与入口压力之差构成的组合是否在综合特征曲线界限之内；当该组合在综合特征曲线之内时，将泵的转速设置到转速的额定值；以及当该组合在综合特征曲线之外时，将泵的转速设置到安全值，其中，安全值被选择成使得与流量率的额定值的偏差尽可能小。4.根据权利要求3所述的方法，其中，将泵的转速设置到转速的额定值包括将修正信号输出到被输送给泵的调整信号，且其中，所述修正信号为最小调整信号。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，综合特征曲线在不同转速情况下限定泵的流量率与扬程之间的关系，且由测得的出口压力与测得的入口压力之间的压力差确定扬程，其中，扬程H通过H＝(p2-p1)/(ρ·g)确定，其中，p1为测得的入口压力，p2为测得的出口压力，ρ为液体的密度，且g为标准重力加速度。6.根据权利要求5所述的方法，其中，液体的密度作为恒定的预定值被使用，或其中，该方法包括测量液体的温度的另一步骤，且由密度与温度的函数相关性或由表算出液体的密...

【专利技术属性】
技术研发人员：延斯帕特里克·施普林格，安德里亚斯·格里尔，理查德·奥曼，安德烈亚斯·舒斯特，
申请(专利权)人：奥尔灿能源股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE