專利名稱：用于檢測(cè)由變頻器驅(qū)動(dòng)的泵的磨損的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)泵的磨損，特別地涉及檢測(cè)由變頻器控制的泵的磨損。
背景技術(shù)：
離心泵的效率影響了因而獲得的能量和泵送系統(tǒng)的壽命周期成本。出于該原因，泵送系統(tǒng)的節(jié)能操作的解決方案之一是保持泵處于良好的機(jī)械狀態(tài)，使得它可以以它最大的可能效率進(jìn)行操作。這還應(yīng)當(dāng)確保泵的性能(即，所產(chǎn)生的作為流量(flow rate)Q的函數(shù)的揚(yáng)程H曲線)保持恒定。 隨著時(shí)間的增加，例如由于葉輪的機(jī)械磨損和在泵內(nèi)部(例如，在外殼和葉輪之間)的增加的間隙，泵的效率會(huì)降低。實(shí)際上，離心泵的機(jī)械磨損對(duì)于泵在恒定轉(zhuǎn)速和恒定過(guò)程條件下能夠產(chǎn)生的揚(yáng)程H和流量Q具有漸減的影響(即，泵的操作位置只是因?yàn)楦淖兞说谋锰匦远l(fā)生改變)。因此，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)在恒定過(guò)程條件下的這些變量中的至少一個(gè)來(lái)檢測(cè)離心泵的與磨損相關(guān)的效率降低。如果過(guò)程條件不保持恒定，則泵的操作點(diǎn)位置會(huì)具有若干個(gè)位置，這就是為什么通常要知道至少兩個(gè)變量來(lái)檢測(cè)泵的性能降低的原因。在變速驅(qū)動(dòng)泵的情況下，通常通過(guò)增加泵轉(zhuǎn)速來(lái)補(bǔ)償離心泵的揚(yáng)程或流量降低，這也可以被利用來(lái)作為離心泵的性能下降的特征。用于確定泵的磨損的已知系統(tǒng)包括泵的熱力學(xué)效率測(cè)量；以及揚(yáng)程、流量和軸功耗的直接測(cè)量以用于確定泵的效率。這些已知系統(tǒng)需要關(guān)閉泵并因此需要關(guān)閉處理和/或額外傳感器的永久性安裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠克服上述問(wèn)題的方法以及實(shí)施所述方法的機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求中所陳述的特征來(lái)表征的方法和機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中公開(kāi)。本發(fā)明基于如下構(gòu)思使用基于由控制泵的變頻器所提供的估計(jì)和由泵制造商所提供的特性曲線兩者的計(jì)算，以估計(jì)由所述泵產(chǎn)生的流量。一旦該流量值與通過(guò)測(cè)量所獲得的流量值進(jìn)行比較，估計(jì)誤差的大小和符號(hào)給出泵的磨損的指示。因?yàn)殡x心泵的操作點(diǎn)位置(Q，H)可以通過(guò)變頻器進(jìn)行估計(jì)，并且該變頻器還提供關(guān)于電動(dòng)泵組合軸轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)速N的估計(jì)，所以變頻器可以用作為監(jiān)測(cè)設(shè)備或用作為用于檢測(cè)離心泵的性能下降的信息源。與用于泵的流速V、流量Q或揚(yáng)程H的外部測(cè)量設(shè)備一起，所提出的方法能夠檢測(cè)泵的性能降低。本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)在于所述方法產(chǎn)生關(guān)于泵的磨損的可靠信息而不需要改變或中斷泵所處于的過(guò)程。另外，所述方法不需要任何額外的永久性安裝的傳感器，因此所述方法易于在現(xiàn)有過(guò)程中實(shí)施。


權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)受控于變頻器的泵的磨損的方法，所述變頻器提供轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩估計(jì)，并且所述泵的特性曲線已知，其特征在于，所述方法包括 通過(guò)測(cè)量所述泵產(chǎn)生的流量(QaJ或揚(yáng)程(HaJ來(lái)獲得表示所述泵的操作點(diǎn)的值；通過(guò)使用基于所述泵的特性曲線、所述泵的估計(jì)轉(zhuǎn)速(nest)以及所述泵的估計(jì)轉(zhuǎn)矩(Test)的計(jì)算來(lái)估計(jì)所述泵的操作點(diǎn)； 根據(jù)表示所述操作點(diǎn)的測(cè)量值和根據(jù)所估計(jì)的操作點(diǎn)來(lái)計(jì)算估計(jì)誤差； 在所述泵的使用期間重復(fù)上述步驟；以及 根據(jù)所述估計(jì)誤差的大小來(lái)檢測(cè)所述泵的磨損。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述獲得表示所述泵的操作點(diǎn)的值的步驟包括當(dāng)由所述泵產(chǎn)生的揚(yáng)程被測(cè)量時(shí)使用所述泵的QH曲線來(lái)獲得表示流量(Q6St，QH)的值的步驟。
3. 驟包括使用測(cè)量到的流量作為表示所述操作點(diǎn)的值的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 通過(guò)使用對(duì)由所述變頻器提供的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩估計(jì)進(jìn)行使用的基于QP曲線的估計(jì)來(lái)估計(jì)由所述泵產(chǎn)生的流量(Q6st,QP)，并且所述計(jì)算估計(jì)誤差的步驟包括 計(jì)算所述流量的相對(duì)估計(jì)誤差和所述誤差的符號(hào)，并且所述檢測(cè)磨損的步驟包括 根據(jù)所述相對(duì)估計(jì)的大小和根據(jù)所述估計(jì)誤差的符號(hào)來(lái)檢測(cè)所述泵的磨損。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述估計(jì)誤差的符號(hào)在重復(fù)測(cè)量中保持相同并且所述相對(duì)估計(jì)誤差的大小在所述重復(fù)測(cè)量中逐漸增加時(shí)檢測(cè)泵的磨損的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述獲得表示所述泵的操作點(diǎn)的值的步驟包括使用測(cè)量到的揚(yáng)程作為表示所述操作點(diǎn)的值的步驟，并且所述估計(jì)所述泵的操作點(diǎn)的步驟包括 通過(guò)使用根據(jù)所述泵的估計(jì)轉(zhuǎn)速、估計(jì)轉(zhuǎn)矩以及PH曲線計(jì)算的估計(jì)功率來(lái)估計(jì)所述泵的揚(yáng)程，并且所述計(jì)算估計(jì)誤差的步驟包括 計(jì)算在所估計(jì)的揚(yáng)程和所測(cè)量的揚(yáng)程之間的估計(jì)誤差。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，由所述泵產(chǎn)生的流量通過(guò)使用便攜式測(cè)量設(shè)備來(lái)測(cè)量。
8.一種用于檢測(cè)受控于變頻器的泵的磨損的機(jī)構(gòu)，所述變頻器提供轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩估計(jì)，所述泵的特性曲線已知，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)包括 用于通過(guò)測(cè)量由所述泵產(chǎn)生的流量(QaJ或揚(yáng)程(Hart)來(lái)獲得表示所述泵的操作點(diǎn)的值的裝置； 用于通過(guò)使用基于所述泵的特性曲線、所述泵的估計(jì)轉(zhuǎn)速(nest)和所述泵的估計(jì)轉(zhuǎn)矩(Test)的計(jì)算來(lái)估計(jì)所述泵的操作點(diǎn)的裝置； 用于根據(jù)表示所述操作點(diǎn)的值和根據(jù)所估計(jì)的操作點(diǎn)來(lái)計(jì)算估計(jì)誤差的裝置； 用于在所述泵的使用期間重復(fù)上述步驟的裝置；以及 用于根據(jù)所述估計(jì)誤差的大小來(lái)檢測(cè)所述泵的磨損的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)由變頻器驅(qū)動(dòng)的泵的磨損的方法。所述變頻器提供轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩估計(jì)，所述泵的特性曲線已知。所述方法包括通過(guò)測(cè)量所述泵產(chǎn)生的流量(Qact)或揚(yáng)程(Hact)來(lái)獲得表示所述泵的操作點(diǎn)的值；通過(guò)使用基于所述泵的特性曲線和所述泵的估計(jì)轉(zhuǎn)速(nest)以及所述泵的估計(jì)轉(zhuǎn)矩(Test)的計(jì)算來(lái)估計(jì)所述泵的操作點(diǎn)；根據(jù)表示所述操作點(diǎn)的值和根據(jù)所估計(jì)的操作點(diǎn)來(lái)計(jì)算估計(jì)誤差；在所述泵的使用期間重復(fù)上述步驟；以及根據(jù)所述估計(jì)誤差的大小來(lái)檢測(cè)所述泵的磨損。
文檔編號(hào)F04D15/00GK102734183SQ20121008432
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者尤西·塔米寧, 泰羅·阿霍寧, 耶羅·阿霍拉 申請(qǐng)人:Abb公司