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专利号: 2019112789590
申请人: 湘潭大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 液体变容式机械;液体泵或弹性流体泵
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种离心泵能效评估方法,应用于离心泵机泵系统中,所述离心泵机泵系统包括离心泵(10)、与离心泵机械连接用于驱动离心泵运转的电机(20)、分别与离心泵(10)入口和出口机械连接的入口管道(30)和出口管道(40)、分别与离心泵入口管道(30)和出口管道(40)机械连接且与管道内流体接触的入口压力传感器(50)和出口压力传感器(60),与电机(20)电性连接用于实时测量电机(20)有功功率的有功功率表(70),其特征在于,分为以下步骤:步骤1、根据离心泵的性能曲线,拟合获得离心泵的扬程-轴功率一元二次函数关系式:

查阅离心泵的流量-扬程性能曲线和流量-轴功率性能曲线,在此基础上整理数据获得离心泵的扬程-轴功率数据组合点,并将离心泵的扬程-轴功率数据组合点拟合为一元二次函数关系式:N=aH2+bH+c                            (1)式(1)中,N和H分别为离心泵的轴功率和扬程,a、b和c分别为一元二次函数关系式的二次项系数、一次项系数和常数项;

步骤2、根据离心泵机泵系统的主轴传动效率和电机效率,将步骤1获得的离心泵的扬程-轴功率一元二次函数关系式改写为扬程-电机有功功率一元二次函数关系式:查阅获得离心泵机泵系统的主轴传动效率η1和电机效率η2,将步骤1获得的离心泵的扬程-轴功率一元二次函数关系式改写为扬程-电机有功功率一元二次函数关系式:式(2)中,W和H分别为离心泵的电机有功功率和扬程,η1和η2分别为离心泵机泵系统的主轴传动效率和电机效率;

步骤3、分别测量离心泵的入口压力和出口压力,将出口压力减去入口压力值获得离心泵的运行扬程值;

步骤4、将步骤3测量获得的离心泵运行扬程值,代入步骤2获得的离心泵的扬程-电机有功功率一元二次函数关系式,获得离心泵的电机有功功率理论值Wt;

步骤5、测量离心泵的电机有功功率实际值Wr,并与步骤4获得的离心泵的电机有功功率理论值Wt比较,获得离心泵能效评估指标:将离心泵的电机有功功率实际值Wr除以离心泵的电机有功功率理论值Wt,获得离心泵的能效系数K:基于离心泵的能效系数K,计算离心泵的能效评分S:

当离心泵的能效系数K大于1.1时,计算离心泵的潜在年节电量E:

E=t(K-1)Wt                             (5)式(5)中,K和Wt分别为离心泵的能效系数和扬程电机有功功率理论值,E为离心泵的潜在年节电量,t为离心泵的年运行时长。

2.权利要求1所述的离心泵能效评估方法,其特征在于,步骤1所述的离心泵的扬程-轴功率一元二次函数关系式的获得,分为以下子步骤:步骤(1.1)、查阅离心泵的流量-扬程性能曲线,获取不少于5个数据点的流量值序列(Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,…)及其对应的扬程值序列(H1,H2,H3,H4,H5,…);

步骤(1.2)、根据步骤(1.1)选定的流量值序列(Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,…),查阅离心泵的流量-轴功率性能曲线,依次确定与所选定的流量值相对应的轴功率值序列(N1,N2,N3,N4,N5,…);

步骤(1.3)、将步骤(1.1)确定的扬程值序列(H1,H2,H3,H4,H5,…)和将步骤(1.2)确定的轴功率值序列(N1,N2,N3,N4,N5,…)中的数据分别按次序两两组合,形成不少于5个点的离心泵的扬程-轴功率数据组合点(H1,N1),(H2,N2),(H3,N3),(H4,N4),(H5,N5),…;

步骤(1.4)、将步骤(1.3)获得的离心泵的扬程-轴功率数据组合点,基于最小二乘法将离心泵的扬程-轴功率数据组合点拟合为一元二次函数关系式。

3.一种用于实现权利要求1-2所述离心泵能效评估方法的评估装置,应用于离心泵机泵系统中,所述离心泵机泵系统包括离心泵(10)、与离心泵机械连接用于驱动离心泵运转的电机(20)、分别与离心泵(10)入口和出口机械连接的入口管道(30)和出口管道(40)、分别与离心泵入口管道(30)和出口管道(40)机械连接且与管道内流体接触的入口压力传感器(50)和出口压力传感器(60),与电机(20)电性连接用于实时测量电机(20)有功功率的有功功率表(70),其特征在于:包括数据输入模块(81)、数据采集模块(82)、数据存储模块(83)、数据运算模块(84)和数据显示模块(85):所述数据输入模块(81)、数据采集模块(82)、数据运算模块(84)和数据显示模块(85)均与数据存储模块(83)电性连接;

所述数据采集模块(82)与入口压力传感器(50)、出口压力传感器(60)和有功功率表(70)电性连接;

所述数据输入模块(81),用于人工输入离心泵的扬程-电机有功功率一元二次函数关系式和离心泵的年运行时长;

所述数据采集模块(82),用于实时同步采集入口压力传感器(50)和出口压力传感器(60)测量得到的入口压力和出口压力,以及有功功率表(70)测量到的电机有功功率实际值;

所述数据存储模块(83),用于存储数据输入模块(81)的数据输入值、数据采集模块(82)的数据采集值和数据运算模块(84)的数据运算值,并将数据运算模块(84)的数据运算值输出至数据显示模块(85);

所述数据运算模块(84),从数据存储模块(83)获取相关的输入数据和采集数据,并实时计算得到离心泵的运行扬程值、电机有功功率理论值以及能效系数、能效评分、潜在年节电量等离心泵能效评估指标,并将所有计算结果返回数据存储模块(83);

所述数据显示模块(85),用于从数据存储模块(83)实时获取离心泵的运行扬程值、电机有功功率理论值以及能效系数、能效评分、潜在年节电量等离心泵能效评估指标,并予以实时显示。