[发明专利]基于压力脉动的变频离心泵优化调节方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于压力脉动的变频离心泵优化调节方法及系统，本变频离心泵优化调节方法包括如下步骤：步骤S1，对变频离心泵的各压力脉动监测点进行数据采集；步骤S2，计算相位相关性分析所需变量；以及步骤S3，通过相位相关性分析以调节变频离心泵的工况；本发明只需在泵的进口段或出口段布置压力脉动传感器，在不破坏泵的前提下，就可以较为判定泵内部带旋转分量的不稳定流动，这为变频泵的优化调节提供了指导作用，不再以功率最低作为变频泵调节的优化指标。使用此方法可为泵的效率、寿命、以及整个系统安全稳定运行提供保障。

技术领域

本发明涉及变频离心泵的运行监测领域，涉及一种基于压力脉动的变频离心泵优化调节方法及系统。

背景技术

变频离心泵是供热系统中的重要设备，同时也是整个水力平衡调节的重要一环。为了整个系统流量的平衡，变频离心泵经常需要变流量运行，然而在调节过程中，其内部容易出现不稳定流动，例如旋转失速、旋转空化、回流旋涡等，这些旋转分量表现为一个个旋涡形式，且旋涡的大小、数量、运动速度都会随着叶片的旋转而发生变化，这大大加剧了泵内部非定常流动。同时这些流动形式甚至会传输到泵的进出口管道内，会引发流量、压力的振荡，导致能量转换效率下降，同时会缩减泵的使用寿命，严重时甚至会诱发整个泵送系统出现喘振，从而危害整个系统的安全可靠运行。

随着科技的发展，泵的可靠性运行越来越得到重视。在工程应用上对于泵的调节，在关注泵运行的功率大小，即泵“节能”的同时也必须避免泵在不稳定工况下运行。

监测泵出现这种不稳定工况可以通过PIV或者压力脉动测量。PIV技术成本较高，周期较长，不利于工程的应用，因此对泵进行压力脉动测量成为主流。目前对泵上压力脉动的研究主要集中在时域和频域的研究，其捕捉某些特征较难，且这两种方法都不能很好的鉴定泵内部是否出现这种旋转的不稳定流动。因此如何监测和分析这些工况，同时避免在这些工况运行成为当务之急。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于压力脉动的变频离心泵优化调节方法及系统，以相位相关性分析以调节变频离心泵的工况，进而提高变频离心泵的运行效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种变频离心泵优化调节方法，包括如下步骤：

步骤S1，对变频离心泵的各压力脉动监测点进行数据采集；

步骤S2，计算相位相关性分析所需变量；以及

步骤S3，通过相位相关性分析以调节变频离心泵的工况。

进一步，所述步骤S1中对变频离心泵的各压力脉动监测点进行数据采集的方法包括：

在变频离心泵的进口段或者出口段布置周向均匀分布的压力脉动监测点，以提取叶轮旋转若干圈后的脉动压力数据，即

获取各压力脉动监测点的压力p随时间t变化的数据；其中

时间t为叶轮旋转若干圈的总时长。

进一步，所述计算相位相关性分析所需变量包括：各特征频率对应的相位差和各压力脉动监测点对应的周向角度；即

所述步骤S2中计算相位相关性分析所需变量包括如下步骤：

步骤S21，压力脉动频域分析，并提取特征频率相位；

步骤S22，计算各压力脉动监测点实际的周向角度。

进一步，所述步骤S21中压力脉动频域分析，并提取特征频率相位的方法包括：

将脉动压力数据进行无量纲处理后，再进行快速傅里叶变换，以求解绘制出各个压力脉动监测点的频域图，进而找出各个压力脉动监测点对应的特征频率f_n，其中，n表示压力脉动监测点的编号；以及