RU2163702C2 - Способ управления питательными насосами котельных установок - Google Patents
Способ управления питательными насосами котельных установок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2163702C2 RU2163702C2 RU99102513A RU99102513A RU2163702C2 RU 2163702 C2 RU2163702 C2 RU 2163702C2 RU 99102513 A RU99102513 A RU 99102513A RU 99102513 A RU99102513 A RU 99102513A RU 2163702 C2 RU2163702 C2 RU 2163702C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- pumping
- calculated
- boiler
- boiler plant
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Способ управления питательными насосами котельных установок может быть использован в области энергетики на тепловых и теплоэлектрических станциях, на которых имеются питательные насосы с приводом от электрических двигателей. Перед пуском каждого насосного агрегата закрывают задвижки на их выходе, идущем к общему коллектору и на деаэратор, включают электродвигатель привода насоса и постепенно открывают задвижку на трубопроводе, идущем к деаэратору. В реальном масштабе времени измеряют перепад давления на насосе. Измеряют мощность, потребляемую электродвигателем привода насоса из сети. Вычисляют мощность, действующую на валу насоса. Вычисляют расходный коэффициент. Вычисляют производительность насосной установки. И когда эта производительность будет равна заданной, открывают задвижку, идущую на общий коллектор, и закрывают задвижку на линии, идущей к деаэратору, повторяя то же самое по всем питательным насосам, и находят общий расход. Измеряют перепад давления на однотипных диафрагмах, находящихся на трубопроводе между общим коллектором и каждой котельной установкой. Вычисляют условный расход путем извлечения корня квадратного из перепада давления. Вычисляют сумму условных расходов. Находят поправочный коэффициент по каждой котельной установке и вычисляют для каждой котельной установки косвенный расход. Задают допустимые значения производительности каждого насосного агрегата и в случае снижения этой производительности до определенного значения данный питательный насос останавливается и при необходимости включается резервный. Такой способ позволит обеспечить повышение надежности, долговечности, точности и экономичности управления питательными насосами котельных установок за счет использования в качестве расходомеров непосредственно насосные установки без установки в потоке жидкости дополнительных технических средств. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области теплоэлектроснабжения и может быть использовано на тепловых и теплоэлектрических станциях с котельными установками, на которых имеются питательные насосы с приводом от электрических двигателей.
Известны способы управления питательными насосами котельных установок (СНиП Котельные установки), согласно которым пуск питательных насосов, работающих от деаэрационной установки, осуществляется с использованием расходомеров, работающих на методе переменного перепада давления. (Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие. Изд. 3-е, перераб. и доп. под ред. Б. Д. Кашарского. Л.: Машиностроение, 1976), (Справочник по автоматизации котельных, под общ. ред. Л.М. Файерштейн. М.: Энергия, 1972. ), (Стефани Е.П. Основы построения АСУ ТП: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Энергоиздат, 1982).
Недостатком этого способа является необходимость иметь в потоке жидкости измерительные датчики со сложной вторичной аппаратурой, что приводит к большим эксплуатационным затратам по содержанию и периодическому контролю за нею, что не обеспечивает необходимую надежность системы управления и защиты, что приводит к аварийным ситуациям с полным выходом из строя насосных агрегатов.
Известен также способ управления питательными насосами котельных доставок путем определения параметров, характеризующих производительность насосов по авторскому свидетельству SU 306314 A, кл. F 22 D 5/18, 1971 г. Этот способ выбран в качестве прототипа для данного изобретения.
Однако известный способ также предполагает иметь в потоке жидкости измерительные датчики со сложной вторичной аппаратурой.
Техническим результатом изобретения является повышение точности, надежности и экономичности управления питательными насосами за счет использования в качестве расходомеров непосредственно насосных агрегатов без установки в потоке жидкости дополнительных технических средств.
Для достижения этого результата в способе управления питательными насосами котельных установок путем определения параметров, характеризующих производительность насосов, перед пуском каждого насоса закрывают задвижки на их выходе, идущем к общему коллектору и на деаэратор, включают электродвигатель привода насоса и постепенно открывают задвижку на трубопроводе, идущем к деаэратору, в реальном масштабе времени измеряют перепад давления на насосе, измеряют мощность, потребляемую электродвигателем привода насоса из сети, вычисляют мощность, действующую на валу насоса, вычисляют расходный коэффициент, вычисляют производительность насосной установки и, когда эта производительность будет равна заданной, открывают задвижку, идущую на общий коллектор, и закрывают задвижку на линии, идущей к деаэратору, повторяя тоже по всем питательным насосам, и находят общий расход, вычисляя все это по формулам: перепад давления на насосных агрегатах
p1=pв1-pп1,
p2=pв2-pп2,
pn=pвn-pпn
мощность действующая на валах насосов,
N1 = Nc1ηэд1ηэк1,
N2 = Nc2ηэд2ηэк2,
Nn = Ncnηэдnηэкm;
расходные коэффициенты
производительность насосных агрегатов
общий расход
Q = Q1 + Q2 + Qn,
где pв1, pп1, pв2, pп2, pвn, pпn - соответственно давления на выходе и приеме насосных установок, МПа ηэд1·ηэд2·ηэдn- коэффициенты полезного действия электродвигателей взятые из их рабочих характеристик; ηэк1·ηэк2·ηэкn- эксплуатационные коэффициенты полезного действия насосных установок; A1, A2, An, B1, B2, Bn, C1, C2, Cn - постоянные коэффициенты насосных агрегатов, измеряют перепад давления на однотипных диафрагмах, находящихся на трубопроводе между общим коллектором и каждой котельной установкой, вычисляют условный расход путем извлечения корня квадратного из перепада давления, вычисляют сумму условных расходов, находят поправочный коэффициент по каждой котельной установке и вычисляют для каждой котельной установки косвенный расход по формулам:
перепад давления на диафрагмах
Δ1p1,Δ2p2,Δnpn;
условные расходы
суммарный условный расход
Q0 = Qу1 + Qу2 + Qуn
поправочный коэффициент
K = Q/Q0;
расход воды на каждую котельную установку
Qк1 - Qу1K,
Qк2 = Qу2K,
Qкn = QуnK,
задаются допустимые значения производительности каждого насосного агрегата и в случае снижения этой производительности до определенного значения данный насос останавливается и при необходимости включается резервный.
p1=pв1-pп1,
p2=pв2-pп2,
pn=pвn-pпn
мощность действующая на валах насосов,
N1 = Nc1ηэд1ηэк1,
N2 = Nc2ηэд2ηэк2,
Nn = Ncnηэдnηэкm;
расходные коэффициенты
производительность насосных агрегатов
общий расход
Q = Q1 + Q2 + Qn,
где pв1, pп1, pв2, pп2, pвn, pпn - соответственно давления на выходе и приеме насосных установок, МПа ηэд1·ηэд2·ηэдn- коэффициенты полезного действия электродвигателей взятые из их рабочих характеристик; ηэк1·ηэк2·ηэкn- эксплуатационные коэффициенты полезного действия насосных установок; A1, A2, An, B1, B2, Bn, C1, C2, Cn - постоянные коэффициенты насосных агрегатов, измеряют перепад давления на однотипных диафрагмах, находящихся на трубопроводе между общим коллектором и каждой котельной установкой, вычисляют условный расход путем извлечения корня квадратного из перепада давления, вычисляют сумму условных расходов, находят поправочный коэффициент по каждой котельной установке и вычисляют для каждой котельной установки косвенный расход по формулам:
перепад давления на диафрагмах
Δ1p1,Δ2p2,Δnpn;
условные расходы
суммарный условный расход
Q0 = Qу1 + Qу2 + Qуn
поправочный коэффициент
K = Q/Q0;
расход воды на каждую котельную установку
Qк1 - Qу1K,
Qк2 = Qу2K,
Qкn = QуnK,
задаются допустимые значения производительности каждого насосного агрегата и в случае снижения этой производительности до определенного значения данный насос останавливается и при необходимости включается резервный.
Доказательство существенных отличительных признаков предлагаемого способа управления питательными насосами котельных установок проводилось только по сравнению с указанными выше.
На фиг. 1 дана структурная схема, поясняющая существующие способы управления питательными насосами котельных агрегатов.
На фиг. 2 дана структурная схема и алгоритмы предлагаемого способа управления питательными насосами котельных установок.
На фиг. 3 даны характеристики центробежного электронасоса, применяемого для питания котельных установок.
Питание котельных установок является сложным технологическим процессом, призванным обеспечить бесперебойную подачу воды в котлы при любых ситуациях, которые могут возникнуть при работе котлов.
На фиг. 1 дана схема существующей технологии питания котлов с установкой расходомеров в потоке жидкости, на фиг. 2 - предлагаемая схема управления питательными насосами без установки в потоке жидкости измерительных технических средств.
Схема предусматривает деаэрационную установку, вода ДУ из которой с помощью питательных насосов ПН1, ПН2, ПНп подается на общий коллектор, а с него на котельные установки К1, К2,...КНn. При этом на каждом питательном насосе измеряются давления на входе в насос рв1, рв2, pвn с помощью манометров ДДп1 ДДп2, ДДпn и на выходе из насоса pп1, рв2, рвn с помощью датчиков давления ДДв1, ДДв2, ДДвn.
В существующих схемах измерение производительности Q1, Q2, Qn насосов производится с помощью расходомеров РК1, РК2, РКn, а расход воды, идущей в котлы, с помощью расходомеров Р1, Р2, Рn. В предлагаемом способе управления эти расходомеры отсутствуют. На трубопроводе воды установлены задвижки - в направлении деаэратора ЗД1, ЗД2, ЗДn и задвижки в направлении к котлам 3KA1, ЗКА2, ЗКАn. Контроль за технологическими параметрами и управление питательными насосами и задвижками осуществляется со щита управления котельной ЩК. Система питательных насосов работает следующим образом. Перед пуском питательных насосов в работу задвижки РД1, РД2, РДn и задвижки ЗК1, ЗК2, ЗК3 закрываются. После этого включаются по очереди насосы в работу. В момент, когда производительность каждого насоса, определяемая по расходомерам РД1, РД2, РДn или предлагаемым способом, станет равной заданной, задвижки ЗД1, ЗД2, ЗДn закрываются, а задвижки 3K1, 3K2, ЗКn открываются. Этим поддерживается заданный режим работы питательных насосов. В процессе работ питательных насосов ведется непрерывный контроль их производительности и в случае снижения этой производительности ниже заданной величины данный насос отключается и включается резервный. Измерение расхода воды, идущей на котельные установки, осуществляется в существующих схемах расходомерами P1, Р2, Рn, а по предлагаемому способу (фиг. 2) с помощью однотипных нестандартных сужающих устройств Ш1, Ш2, Шn, датчиков давления у котлов ДДК1, ДДК2, ДДКn и датчика давления ДМ, установленного на общем коллекторе, при известном общем расходе воды, который непосредственно измеряется насосными установками. Каждый котел имеет свой блок управления, который входит в общий щит управления котельной.
В существующих схемах в случае выхода любого расходомера из строя или его значительные неправильные показания при малых расходах могут привести к ситуации, при которой система защиты не сработает, что неизбежно приведет к аварии и выходу из строя насосной установки, а в некоторых случаях и самой котельной. В связи с этим надежность и точность работы расходомеров являются определяющими факторами, обеспечивающими заданную надежность работы котельной установки и котельной в целом. Учитывая это, предлагается в качестве расходомеров применять непосредственно насосные установки без наличия в потоке жидкости измерительных средств. Для этого предлагается использовать новую расходную характеристику насосной установки M-Q и соответствующий расходный коэффициент М, который получается путем вычитания из результата деления мощности N, действующей на валу насоса при данной производительности Q, на создаваемое им давление p результата деления мощности N0, действующей на валу насоса, на развиваемое давление р0 при нулевой подаче при закрытой задвижке на выходе из насоса по формуле:
где мощность равна N = Nсηэдηэк (2),
а давление р = рв - рп, (3)
здесь Nс - мощность, потребляемая электродвигателем привода насоса из сети, кВт; ηэд - - КПД электродвигателя, которое берется из его рабочей характеристики; рв - давление на выходе из насоса, МПа; рп - давление на входе (на приеме) насоса, МПа; ηэк - эксплуатационный коэффициент полезного действия насосной установки, вычисляемый по формуле:
где N0, N03, p0, p03 - соответственно мощности на валу насоса и развиваемые им давления, взятые из рабочей характеристики насоса и полученные при текущем предварительном испытании при работе насоса на закрытую задвижку.
где мощность равна N = Nсηэдηэк (2),
а давление р = рв - рп, (3)
здесь Nс - мощность, потребляемая электродвигателем привода насоса из сети, кВт; ηэд - - КПД электродвигателя, которое берется из его рабочей характеристики; рв - давление на выходе из насоса, МПа; рп - давление на входе (на приеме) насоса, МПа; ηэк - эксплуатационный коэффициент полезного действия насосной установки, вычисляемый по формуле:
где N0, N03, p0, p03 - соответственно мощности на валу насоса и развиваемые им давления, взятые из рабочей характеристики насоса и полученные при текущем предварительном испытании при работе насоса на закрытую задвижку.
По найденным значениям расходного коэффициента во всем диапазоне производительности насосной установки строится расходная характеристика М - Q, показанная на фиг. 3. Далее производится аппроксимация этой характеристики, при которой находится ее математическое описание. Расход насосной установки вычисляется по формуле:
Q = A (1-е) (м3/ч), (5)
где A и G - постоянные для данной насосной установки коэффициенты.
Q = A (1-е) (м3/ч), (5)
где A и G - постоянные для данной насосной установки коэффициенты.
На фиг. 2 дана структурная схема управления и защиты питательных насосов при использовании предлагаемого расчетного метода измерения. В этой схеме отсутствуют в потоке жидкости расходомеры, а вместо них измеряется давление на приеме насосов датчиками ДДп1, ДДп2, ДДпn, давления на выходе насоса датчиками ДДв1 ДДв2, ДДвn, активная мощность, потребляемая электродвигателями привода насосных агрегатов, с помощью преобразователей мощности ПM1, ПМ2, ПМn, а для определения соотношений расходов по котельным установкам устанавливаются на задвижках однотипные нестандартные сужающие устройства Ш1, Ш2, Шn, падение давления на которых измеряется на коллекторе датчиком давления ДМ, а на котельных установках датчиками давления ДДК1, ДДК2, ДДКn.
1. Измеряется перепад давления на насосных установках
p1 = pв1 - pп1,
p2 = pв2 - pп2,
pn = pвn - pпn
2. Измеряют мощность, потребляемую электродвигателями привода насосных установок
Nc1 · Nc2 · Ncn
3. Вычисляют мощность, действующую на валах насосов
N1 = Nc1ηэд1ηэк1,
N2 = Nc2ηэд2ηэк2,
4. Вычисляют расходные коэффициенты
5. Вычисляют расход по каждой насосной установке
На базе знания этих расходов осуществляют управление пуском насосов и их защитой при снижении подачи ниже заданной величины, а также контроль за расходом воды в целом по котельной.
p1 = pв1 - pп1,
p2 = pв2 - pп2,
pn = pвn - pпn
2. Измеряют мощность, потребляемую электродвигателями привода насосных установок
Nc1 · Nc2 · Ncn
3. Вычисляют мощность, действующую на валах насосов
N1 = Nc1ηэд1ηэк1,
N2 = Nc2ηэд2ηэк2,
4. Вычисляют расходные коэффициенты
5. Вычисляют расход по каждой насосной установке
На базе знания этих расходов осуществляют управление пуском насосов и их защитой при снижении подачи ниже заданной величины, а также контроль за расходом воды в целом по котельной.
Расход воды идущей на питание каждого котла, определяется следующим образом.
1. Вычисляется суммарный расход воды по всем котлам
Q = Q1 + Q2 + Qn.
Q = Q1 + Q2 + Qn.
2. Измеряется давление на общем коллекторе р.
3. Измеряется давление на питательном трубопроводе каждого котла.
p1 · p2 · pn.
4. Вычисляется перепад давления между коллектором и котлами, между которыми установлены сужающие устройства,
Δp1 = p-p1,
Δp2 = p-p2,
Δpn = p-pn.
5. Вычисляют условные расходы по каждому котлу
6. Суммируют условные расходы
Q0 = Qу1 + Qу2 + Qуn.
Δp1 = p-p1,
Δp2 = p-p2,
Δpn = p-pn.
5. Вычисляют условные расходы по каждому котлу
6. Суммируют условные расходы
Q0 = Qу1 + Qу2 + Qуn.
7. Вычисляют поправочный коэффициент
K = Q/Q0.
K = Q/Q0.
8. Вычисляют расход воды по каждому котлу
Q1 = Qу1K,
Q2 = Qу2K,
Qn = QуnK.
Q1 = Qу1K,
Q2 = Qу2K,
Qn = QуnK.
При эксплуатации котельных установок задаются допустимые значения расходов питательной воды по каждому котлу и при отклонении от этих значений производительность питательных насосов снижается или они останавливаются и при необходимости включаются резервные.
Claims (1)
- Способ управления питательными насосами котельных установок путем определения параметров, характеризующих производительность насосов, отличающийся тем, что перед пуском каждого насоса закрывают задвижки на их выходе, идущем к общему коллектору и на деаэратор, включают электродвигатель привода насоса и постепенно открывают задвижку на трубопроводе, идущем к деаэратору, в реальном масштабе времени измеряют перепад давления на насосе, измеряют мощность, потребляемую электродвигателем привода насоса из сети, и вычисляют мощность, действующую на валу насоса, вычисляют расходный коэффициент, вычисляют производительность насосной установки и, когда эта производительность будет равна заданной, открывают задвижку на линии, идущей к деаэратору, повторяя то же самое по всем насосным установкам, находят общий расход, вычисляя все это по формулам:
перепад давления на насосных агрегатах
р1 = рв1 - рп1,
р2 = рв2 - рп2,
рn = рвn - рпn;
мощность, действующая на валах насосов,
N1= Nc1ηэд1ηэк1,
N2= Nc2ηэд2ηэк2,
Nn= Ncnηэдnηэкn;
расходные коэффициенты
производительность насосных агрегатов
общий расход
Q = Q1 + Q2 + Qn,
где рв1, рп1, pв2, рп2, pвn рпn - соответственно давления на выходе и приеме насосных установок, МПа;
ηэд1, ηэд2, ηэдn - коэффициенты полезного действия электродвигателей, взятые из их рабочих характеристик;
ηэк1, ηэк2, ηэкn - эксплуатационные коэффициенты полезного действия насосных установок;
А1, А2, Аn, B1, В2, Вn, С1, С2, Сn - постоянные коэффициенты насосных агрегатов,
измеряют перепад давления на однотипных диафрагмах, находящихся на трубопроводе между общим коллектором и каждой котельной установкой, вычисляют условный расход путем извлечения корня квадратного из перепада давления, вычисляют сумму условных расходов, находят поправочный коэффициент по каждой котельной установке и вычисляют для каждой котельной установки косвенный расход по формулам:
перепад давления на диафрагмах
Δ1p1, Δ2p2, Δnpn;
условные расходы
суммарный условный расход
Q0 = Qy1 + Qy2 + Qyn
поправочный коэффициент
K = Q/Q0;
расход воды на каждую котельную установку
Qk1 = Qy1K,
Qk2 = Qy2K,
Qkn = QynК,
задаются допустимые значения производительности каждого насосного агрегата и в случае снижения этой производительности до определенного значения данный питательный насос останавливается и при необходимости включается резервный.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99102513A RU2163702C2 (ru) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | Способ управления питательными насосами котельных установок |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99102513A RU2163702C2 (ru) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | Способ управления питательными насосами котельных установок |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99102513A RU99102513A (ru) | 2000-12-20 |
RU2163702C2 true RU2163702C2 (ru) | 2001-02-27 |
Family
ID=20215663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99102513A RU2163702C2 (ru) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | Способ управления питательными насосами котельных установок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2163702C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113685800A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-23 | 杭州意能电力技术有限公司 | 基于速率自适应的汽动给水泵自动并泵控制*** |
-
1999
- 1999-02-08 RU RU99102513A patent/RU2163702C2/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113685800A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-23 | 杭州意能电力技术有限公司 | 基于速率自适应的汽动给水泵自动并泵控制*** |
CN113685800B (zh) * | 2021-08-12 | 2023-11-14 | 杭州意能电力技术有限公司 | 基于速率自适应的汽动给水泵自动并泵控制*** |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101258911B1 (ko) | 에너지 절감 및 장비보호와 사고방지 기능이 있는 변유량 펌프 제어 시스템 | |
US5540555A (en) | Real time remote sensing pressure control system using periodically sampled remote sensors | |
CN108061029B (zh) | 控制多泵***的方法和*** | |
CN112374556B (zh) | 一种污水异常排放监控***及其监控方法 | |
RU2561782C1 (ru) | Способ повышения энергоэффективности насосной станции | |
CN111779675B (zh) | 基于物联网的炼钢用智能型机械真空泵***及应用 | |
WO2022218283A1 (zh) | 一种基于自诊断技术的冷凝水自动强制排放装置及方法 | |
CN111412132A (zh) | 一种给水泵***的控制方法及给水泵*** | |
RU2340835C2 (ru) | Автоматизированная информационная система для контроля и управления работой отопительной котельной с водогрейными котлами | |
RU2163702C2 (ru) | Способ управления питательными насосами котельных установок | |
US20180003180A1 (en) | Pumping energy management control system | |
EP2715213B1 (en) | Gas heating system for gas pressure reducing systems and method for obtaining said heating effect | |
CN104633457A (zh) | 一种火电站调节阀实时在线汽蚀监测预警***及方法 | |
US10669883B2 (en) | Steam-using facility monitoring system | |
JP3517108B2 (ja) | 配水設備とその配水制御装置 | |
JP2022171929A (ja) | 純水製造装置の制御方法 | |
RU2600202C2 (ru) | Автоматизированная система динамической оценки энергоэффективности насосного оборудования | |
KR20190064047A (ko) | 도시가스 계량설비의 자동 단속 운전 시스템 및 방법 | |
JP4130749B2 (ja) | 可変速給水装置 | |
RU15775U1 (ru) | Автоматизированная система измерения, учета и регулирования расхода теплоносителя для теплоснабжения группы потребителей | |
RU2449340C1 (ru) | Система автоматического селективного регулирования теплопотребления | |
RU27189U1 (ru) | Система отопления многоэтажного здания | |
RU2762925C1 (ru) | Способ управления насосными агрегатами | |
JP3751757B2 (ja) | ボイラシステム | |
Smith et al. | Automated control of mine dewatering pumps to reduce electricity cost |