Способ управления насосной станцией

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 17514 0 4 О 51)5 МИТЕТОТКРЫТИЯМ ОСУДАРСТВЕННЫЙ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ЗОБ ИСАНИ Т И ВТОРС ВИДЕТЕЛЬСТВУ тивный инс Й(56) Авторское свидетельство СССРМ 1276773,кл. Р 04 О 15/00, 1985,Авторское свидетельство СССР1 ч. 443201, кл. Г 04 О 15/00, 1973.54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НАСОСТАНЦИЕЙ; управление насосной уживающей нескольких Изобретение относится к способам управления насосными станциями с плавным регулированием подачи и может быть использовано на насосных станциях, обслуживающих два и более потребителей с ограниченными расходами жидкости.Известен способ управления насосной станцией, заключающийся в определении требуемого давления для нового сочетания включенных потребителей и поддержании полученного значения до последующего изменения сочетания работающих потребителей)Ц.Йедостатками известного способа являются сложность определения требуемого давления при наличии большого числа возможных сочетаний работающих потребителей и низкая его точность.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ управления насосной станцией, заключающийся в периодическом измерепотребителеи, обеспечивающее снижение трудозатрат и повышение точности"установки параметров рабочего режима, Сущность изобретения: способ управления НС состоит в периодическом измерении давления и расхода на выходе НС, определении текущего значения производной от расхода по давлению, фиксирования изменения сочетания работающих потребителей и регулировании режима работы НС при достижении рабочего режима, которое прекращают при достижении производной от расхода по давлению ее заданного значения, 1 ил. нии давления и расходана выходе насосной станции, фиксации изменения сочетания работающих потребителей и регулировании режима работы станции до достижения рабочего режима, соответствующего новому сочетанию работающих потребителей 2).Недостатками известного способа являются также сложность определения давления на выходе насосной станции при наличии большого числа возможных сочетаний работающих потребителей и низкая его точ ность.Цель изобретения - снижение трудозатрат и повышение точности установки параметров рабочего режима,Поставленная цель достигается тем, что в способе управления насосной станцией, заключающемся в периодическом измерении давления и расходанавыходе насосной станции, фиксации изменения сочетания рабочего режима, соответствующего новому сочетанию работающих потребителей, впроцессе регулирования режима работы станции определяют текущие значения производной от расходе по давлению и сравнивают их с заданным значением, при этом регулирование режима работы станции прекращают при достижении производной от расхода по давлению ее заданного значения.В существующих способах управления насосными станциями требуемые давления на выходе насосной станции для всех возможных сочетаний работы потребителей, а также расходы и давления на выходе насосной станции при всех возможных нерабочих установившихся режимах их работы, входящих в переходные режимы, определяются предварительно расчетным или экспериментальным путем, При этом в случае нали-. чия значительного числа возможных. сочетаний работы потребителей используется только расчетный метод так как применение экспериментального метода требует больших затраттруда и времени. Но расчетный метод менее точен. Кроме того, ведение расчетов при значительном числе возможных сочетаний работающих потребителей также характеризуется большой сложностью и трудоемкостью.Далее, при включении задайного сочетания потребителей и установлении нерабочего установившегося режима измеряются расход и напор на выходе насосной станции, последнее сравнивают с предварительно определенными уставками и по их совпадению (наибольшему схождению) определяют включенное сочетание потребителей, и изменением параметров насосной станции устанавливают на выходе последней предварительно определенные требуемые значения давления, Таким образом, наличие большого числа уставок также усложняет определение требуемого давления.А если учесть необходимость определения параметров гидросистемы периодически по мере ее износа в процессе эксплуатации и соответствующего изменения гидравлических характеристик, то решение задачи управления насосной станцией по требуемым давлениям для различных сочетаний работающих потребителей в известном способе предстает весьма серьезной, практически трудно осуществимой проблемой. Кроме того, изменение характеристик гидросистемы в процессе эксплуатации уменьшает . также возмож.ностьобеспечения заданной точности поддержание требуемого давления на выходе насосной бтанции,В предлагаемом способе, требуемыезначения давлений для каждого сочетанияпотребителей определяют каждый раз непосредственно при включении последних в5 работу, что и предопределяет его более высокую точность. При этом минимально необходимое значение производнойзависимости расхода от. давления ( )бН10 определяется расчетным или экспериментальным путем лишь один раз для всей гидросистемы.Укаэанные отличительные признакипредложенного способа и определяют соот 15 ветствие его критериям "новизна" и "существенные отличия".Предлагаемый способ поясняется чер-.тежом, на котором показан график совместной работы двух регулируемых путем20 измерения частоты вращения насосов с двумя потребителями, имеющими ограниченные расходы жидкости.Ограничение расходов жидкости потребителей обеспечивается установленными25 на их входах регуляторами давления (см,вертикальные участки расходно-напорныххарэктеристик 1,2 и 1+2 потребителей), Ономожет быть обеспечено также беэ регуляторов давления при работе потребителей с30 напорами, характерными для практическивертикальных участков характеристик 1,2 и1+2 (см, верхние участки пунктирных кривых, являющихся продолжением характеристик 1,2 и 1+2 при отсутствии регуляторов35 давления), например, в системах с некоторыми типами дождевальных устройств идругих распылителей жидкостей.При работе насосной станции в дежурном режиме на утечки (см. напорно-расход 40 ную характеристику утечек Н = (ОУ) или содним из потребителей с характеристиками .1 или 2 работает один иэ насосов при частотах вращения п 1, п 2, пз с напорно-расходной характеристикой и 1, п 2, пз, а при45 работе двух потребителей совместно с характеристикой 1+2 функционируют два насоса с напорно расходнойхарактеристикой (+ )п 4,Отметим, что регуляторы давления уста 50 навливэются на входах потребителей длягашения в них избыточных напоров, имеющйх место при их совместной работе из-заналичия разницы в условиях подвода к нимжидкости.55 Следует также отметить; что с цельюобеспечения большей наглядности, в характеристике (+)п 4 не учтено увеличение потерь напора в трубопроводах при работедвух потребителей, что равносильно случаю, когда жидкость подается в оба потребителя по отдельным трубопроводам,Способ осуществляется следующим образом.Контроль давления и расхода на выходе насосной станции, а также частоты вращения приводов работающих насосных агрегатов осуществляется непрерывно, После заполнения трубопроводной системы питающей потребители жидкостью один из насосов работает на компенсацию утечек в рабочейточке У. При включении одного из потребителей рабочая точка смещается либо в точку 8, либо в точку А, характеризующие установившиеся нерабочие режимы работы потребителей, После установления этих режимов (факт установления режима определяется по стабилизации контролируемых параметров) оценивается характер изменения мощности включенных потребителей: увеличилось или уменьшилось потребление жидкости по сравнению с предшествующим рабочим режимом (в данном случае режимом компенсации утечек). Если бно.увеличилось, что имеет место в рассматриваемом переходном режиме, увеличивая частоты вращения привода работающего насосного агрегата. одновременнобОконтролируют производную р и сравнивают значения последней с минимально необходимой величиной ( ) , Уставкаб 0б 0производной ( бр ) ми выбирается несколько меньшей минимального значения производных, соответствующих рабочим точкам напорно-расходных характеристик различных сочетаний включений потребителей, но не менее значения производ. б 0ной, соответствующей точке характеристики:Н =М(Оу) при минимально требуемом рабочем давлении на выходе насосной станции Р(эта точка обозначена букб 0. вой У; величину( бр ) ми можно определить только по характеристике Н = т(ОУ); ее целесообразнопринять несколько большей значения, соответствующего точке У).При некотором превышении давления на выходе насосной станции (равном приблизительно ЬНЗ) уровня точки А или В, в зависимости от того, какой из потребителей"бОвключен, величина достигает минимально допустимого значения ( бр ) . Приб 0 этом прекращается изменение частоты вращения привода насосного агрегата и фикси руется величина давления на выходе насосной станции, например, Рд или Рц. Далее вычитают от зафиксированного значения давления величину Ь Нз и находят требуемое давление на выходе насосной станции Рд или Рв для текущего соЧетания включенных потребителей. Полученная величина давления Рд или Рв устанавливается некоторым уменьшением частоты вращения привода работающего насосного агрегата и 5 10 ту вращения привода последнего, опять производят контроль величины производб 0 дО ной б и сравнение ее суставкой(, ) мин 40 При их совпадении прекращается регулирование частоты вращения привода и второго насосного агрегата, фиксируется величина давления на выходе насосной станции Рс, вычитается от зафиксированного зйачения давления величина Ь Кз и находится требуемое давление на выходе насосной станции для заданного сочетания включенных по требителей Рс. Далее некоторым уменьшением частоты вращения привода одного из работающих агрегатов (лучше привода агрегата, работающего на большей частоте вращения) устанавливается на выхьде насосной станции полученная величина 55 давления Рс, после чего выравнивается частота вращения приводов работающих насосных агрегатов с одновременным контролем обеспечения на выходе насосной станции давления Рс Установленный уроподдерживается до последующего изменения сочетания работающих потребителей, При включении второго потребителя рабочая точка переходит из точки А или В в точку 15 Сили С ". После стабилизации параметровна выходе насосной станции и установления промежуточных нерабочих режимов, характеризующихся точкой С или С", определив характер изменения мощности потребите лей (в рассматриваемом режиме она такжеувеличилась), начинают далее увеличивать частоту вращения привода работающего насосного агрегата при одновременном контб 0роле производной и сравнении ееб 0величины с ( ) мм. Если при этом подача работающего насоса или частота вращения его привода достигают максимальуо допу стимых величин, то прекращается повышение частоты вращения привода работающего насосного агрегата (превышение подачи насоса и частоты вращения его привода максимально допустимых величин 35 устанавливается по показаниям датчиковрасхода и частоты вращения), включается второй насосный агрегат и, повышая частовень давления Рс поддерживается до очередного изменения сочетания работающих потребителей, в рассматриваемом примере - до выключений одного из потребителей (могут быть включены и оба потребителя одновременно, но при этом способ управления насосной станции осуществляется аналогично рассматриваемому случаю).При выключении одного из потребителей рабочая точка перемещается иэ точки С в точку А или в точку В. После установления промежуточного стабилизированного нерабочего режима, характеризующегося одной из этих точек, определив характер изменения мощности потребителей (для рассматриваемого режима она изменилась), начинают уменьшать одновременно и равномерно частоту вращения обоих работающих насосных агрегатов, контролируя приООэтом производную, и сравнивая ее в величиной ( 1 Р ) мин (частоту вращения привоб 0дов,насосных агрегатов можно уменьшать по отдельности, если нет опасности превышения подачи одного из них максимально допустимой величины или если предусмотрен контроль максимально допустимой загрузки каждого насосного агрегата по отдельности),При достижении условия ( Р ) =( Р ) мин прекращается измене- бО 00ние частоты вращения приводов насос/ ных агрегатов, фиксируется давление Рв или Рд, вычитается от зафиксированного значения давления величина Ь Нз, в результате чего находится требуемое давление на выходе насосной станции Рв или Рд, которое устанавливается некоторым дальнейшим уменьшением частоты вращения приводов работающих насосных агрегатов. Процедура установки рассчитанного значения требуемого давления на выходе насосной станции Рв или РА осуществляется путем сравнения с ним текущего значения контролируемого давления. При совпадении срэвииваемых параметров прекращается: изменение частоты вращения работающих насосных агрегатов, текущий расход жидкости сравнивается с максимально допустимой величиной расхода для одного насоса, и если величина текущего расхода превышает последнюю, то поддерживают на выходе насосной станции установленное требуемое давление РА или Рв до следующего изменения мощности включенных потребителей, Если же величина текущего расхода не превышает максимально допустимую величину расхода для одного насоса (или равна ей), как в рассматриваемом примере, то частота вращения приводаодного из насосных агрегатов уменьшаетсядо минимально допустимой величины, по 5 сле чего данный насос выключается, а частота вращения второго насосного агрегатаувеличивается до установления на выходенасосной станции расчетного значения требуемого давления РА или Рв для включенно-,10 го сочетания потребителей, Далее навыходе насосной станции поддерживаетсяустановленное давление до нового изменения сочетания включенных потребителей,При отключении всех работающих по 15 требителей, в частности работающего потребителя в рассматриваемом примере,рабочая точка переходит из точек А или Ву /(характеристик или вточкуУ или У характеристики Н = 1(0 у),20 Отсутствие включенных потребителейустанавливается по превышению заданнойуставки минимального расхода оман текущего значения последнего (расхода). Послеэтого уменьшением частоты вращения на25 выходейасосной станции устанавливаетсядавление Ру, соответствующее дежурномурежиму. При этом величина ц ин выбирается несколько больше максимально возможного расхода утечек.30 Таким образом, применение предлагаемого способа управления насосной станцииуменьшается влиянием износа гидросистемы на точность определения требуемогодавления и позволяет значительно упро 35 стить процесс определения требуемых дляразличных сочетаний включенных потребителей рабочих давлений на выходе насоснойстанции за счет резкого сокращения предварительно определяемых и сравниваемых40 уставок. Это дает возможность реальногополучения экономического эффекта от использования насосных агрегатов с регулируемой частотой вращения приобслуживании ими одновременно несколь 45 ких потребителей,При этом величины производной(бИОР) (скорости изменения расхода в зависимости от изменения давления)можетопределяться путем ступенчатого прираще 50 ния (уменьшения):величины давления на выходе насосной станции с заданным шагомЛ Р и последующей фиксации соответствующих величин приращения (уменьшения)6 ц расхода (при этом величина (д 0/бР) оп 55 ределяется каждый раз как частное ( Лц/Л Р).Следует также отметить, что:величину Ь Нз необходимо приниматьс учетом средней разности уровней требуе1751422 Составитель Г.БогомольнТехред М.Моргентал рректор М.Тка Редактор Т,Орловск изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 мых давлений на выходе насосной станции, соответствующих рабочим точкам Р, В и С, и давлений, соответствующих точкам, удовлетворяющим условию ( б 0/бР ) = =(б 0/бР)мин, а также с учетом инерцион ности системы регулирования величина Ь Нз может быть отрицательной для режимов, устанавливаемых уменьшением частоты вращения насосных агрегатов, при преобладающем влиянии фактора инерци онности. Величина Л Нз может принимать разные значения для. режимов, устанавливаемых увеличением или уменьшением частоты вращения насосных агрегатов; в предлагаемом способе управления насос ной станцией минимально необходимое .значение производной (б 0/бР)мин может быть задано не в виде постоянной величины, а в виде зависимости от суммарной подачи насосной станции, что позволит 20 использовать способ и при отсутствии ограничения расходов потребителей;при обслуживании всех потребителей одним насосом частота вращения насосного агрегета может не контролироваться; 25 аказ 2675 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, Жрасход в предлагаемом способе может контролироваться косвенно с помощью датчиков контроля тока нагрузки приводов насосных агрегатов или их мощности. Формула изобретения Способ управления насосной станцией, заключающийся в перйодическом измерении давления и расхода на выходе насосной станции, фиксации изменения сочетания работающих потребителей и регулировании режима работы станции до достижения рабочего режима; соответствующего новому сочетанию работающих потребителей, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения трудозатрат и повышения точности установки параметров рабочего режима, в процессе регулирования режима работы станции определяют текущие значения 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 значения,Подписноеретениям и открытиям при ГКНТ СССРшская наб., 4/5