Результат интеллектуальной деятельности: Способ определения КПД насоса

Изобретение относится к относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано при техническом диагностировании состояния центробежных насосов.

Известен способ определения КПД насоса путем прокачки рабочей жидкости через насос, измерения давления и температуры перекачиваемой жидкости на входе в насос и выходе из него и вычисления КПД по измеренным параметрам (Энергетика и электрификация. Экспресс-информация, сер. «Эксплуатация и ремонт электростанций», вып. 6. - М.: Информэнерго, 1980. - с. 24-28). Данный способ обладает низкой точностью определения КПД, обусловленной малой величиной измеряемых температур.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является способ определения КПД насоса путем прокачки рабочей жидкости через насос, отбора части рабочей жидкости из выходной магистрали, дросселирования отобранного потока до давления на входе, измерения давления и температуры жидкости на входе и выходе, при этом температура на выходе измеряется в дросселированном потоке, а на входе - до места подсоединения перепускного трубопровода, и вычисления КПД по измеренным параметрам (SU 1101585 А, 07.07.1984).

Известен также способ, в котором при испытании насоса устанавливают режим работы насоса с номинальным напором и определение КПД проводят в этом режиме (SU 937770 А 23.06.1982). Измеряемые для определения КПД насоса параметры зависят от режима работы насоса, в результате чего вычисленное без учета нагрузки значение КПД не несет однозначной информации о техническом состоянии насоса.

Недостатком указанных способов является недостаточная точность и информативность при определении технического состояния насоса.

О значении КПД судят по суммарному изменению температуры перекачиваемой жидкости (рабочего тела) в насосе и дросселе, установленном в перепускном трубопроводе. В случае измерения входной температуры до места подсоединения перепускного трубопровода, как в известных способах, измеряемая разность температур будет получать приращение за счет перепускаемой по трубопроводу жидкости, имеющей более высокую по сравнению с входной температуру, в результате чего вычисленное значение КПД будет заниженным по сравнению с фактическим.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение точности оценки технического состояния насоса при определении его КПД.

Решение указанной задачи достигается тем, что, согласно известным способам определения КПД насоса, включающим прокачивание рабочей жидкости через насос, установление режима работы насоса с номинальным развиваемым напором, отбор и дросселирование части перекачиваемой рабочей жидкости до давления на входе, измерение давления жидкости на входе и выходе из насоса, измерение температуры жидкости на входе насоса и в дросселированном потоке и вычисление КПД по измеренным параметрам, измерение входной температуры осуществляют после места подсоединения перепускного трубопровода.

Измерение входной температуры после места подсоединения перепускного трубопровода позволяет исключить искажающее влияние перепускаемого (дросселируемого) потока жидкости, имеющего более высокую температуру по сравнению с входной, на результат определения КПД.

Величина КПД центробежного насоса зависит как от его технического состояния, так и режима работы, поэтому каждое диагностирование технического состояния насоса путем определения его КПД необходимо производить при одном и том же режиме работы.

Отличительной чертой изобретения является измерение входной температуры после места подсоединения перепускного трубопровода.

На чертеже представлена гидравлическая схема устройства для реализации данного способа.

Устройство содержит насос 1 с входным патрубком 2 и выходным патрубком 3. На входном патрубке 2 установлены датчик температуры 4 и датчик давления 5. На выходном патрубке 3 установлен датчик давления 6 и вентиль 7 для регулирования развиваемого насосом напора. Выходной патрубок 3 соединен с входным патрубком 2 перепускным трубопроводом 8, на котором установлены датчик температуры 9 и дроссель 10. Датчик температуры 4 установлен после места подсоединения перепускного трубопровода 8 к входному патрубку 2.

Способ реализуется следующим образом.

Перекачиваемая жидкость, имеющая давление P₁ и температуру Т₁, подается к насосу 1, в котором происходит сжатие жидкости до давления Р₂ и повышение ее температуры до Т₂. С помощью вентиля 7 устанавливается развиваемый насосом напор, равный номинальному напору для данного типа насоса. Текущий напор Н, развиваемый насосом, определяют по измеренным с помощью датчиков 5 и 6 значениям давлений на входе и выходе насоса:

,

где ρ - плотность перекачиваемой жидкости, g - ускорение свободного падения.

Из входного патрубка 2 часть перекачиваемой насосом жидкости подается по перепускному трубопроводу 8 к дросселю 10, в котором происходит снижение давления рабочей жидкости по изоэнтальпийному закону до давления, равного давлению на входе в насос, и повышение ее температуры до Т_2др. С помощью датчиков давления 5 и 6 определяется разность давлений АР=Р₂-Р₁. С помощью датчиков температур 4 и 9 определяется разность температур ΔT=Т_2др.-Т₁. КПД насоса η вычисляется по формуле:

,

где К - постоянный коэффициент.

Контроль КПД с целью оценки технического состояния насоса служит для своевременного установления момента проведения ремонта или иного вида технического воздействия, а также для определения оптимального состава работающих на одну систему насосов. В свою очередь своевременное проведение технических воздействий позволит наиболее полно использовать ресурс насоса и снизить эксплуатационные затраты за счет уменьшения времени непроизводительной работы насоса.