RU2493437C1 - Turbine unit control system - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: control system includes a centrifugal pump, an electric motor, a rotation frequency variation unit of a centrifugal pump rotor, an automatic control system providing the specified rotation frequency of the pump rotor. At the automatic control system inlet there installed is a frequency comparison element, a demand formation unit and an automatic correction unit. Demand formation unit consists of a rotor rotation frequency calculation unit, a solver, a unit for determining maximum efficiency line of the pump, a calculator of pump maximum efficiency, and approximation unit of pump efficiency characteristic, an approximation unit of pump pressure characteristic and an approximation unit of pipeline pressure characteristic. Automatic correction unit consists of pressure sensor at centrifugal pump inlet, pressure sensor at pump outlet, unit for determining differential head of pump, measuring device of liquid flow rate through pump, unit for determining pump operating efficiency, comparison element of pump efficiency, signal converter and watt-metre.

EFFECT: providing operation of turbine units with maximum possible efficiency coefficient irrespective of variation of pipeline characteristic.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области управления турбоагрегатами, в частности нефтеперекачивающими, водоотливными и компрессорными установками, включающими центробежные или осевые машины, и предназначено для обеспечения их работы с максимально возможным коэффициентом полезного действия не зависимо от изменения характеристики трубопровода.The invention relates to the field of control of turbine units, in particular oil pumping, sump and compressor units, including centrifugal or axial machines, and is intended to ensure their operation with the highest possible efficiency, regardless of changes in the characteristics of the pipeline.

Известна система управления наружным электроцентробежным насосом (патент RU №2341004, опубл. 10.12.2008), содержащая блок задания диаграммы динамическою уровня жидкости, блок сравнения, датчик динамического уровня жидкости, блок расчета требуемой частоты, частотный преобразователь, погружной электроцентробежный насос, блок дифференцирования, сумматор.A known control system of an external electric centrifugal pump (patent RU No. 2341004, publ. 10.12.2008), comprising a block for setting a diagram of a dynamic fluid level, a comparison unit, a dynamic fluid level sensor, a unit for calculating the required frequency, a frequency converter, a submersible electric centrifugal pump, a differentiation unit, adder.

Недостатком этого устройства является уменьшение коэффициент полезного действия при изменении производительности или напора.The disadvantage of this device is the reduction in efficiency when changing productivity or pressure.

Известно устройство управления насосной установкой (патент RU №2095633, опубл. 10.11.1997), содержащее датчик давления и магнитный пускатель, которым включается электропривод насосной установки. Оно снабжено блоком преобразования сигналов, блоком задания уставок, программным и запоминающим блоками и усилителем. При этом датчик давления выполнен аналоговым и соединен с первым входом блока преобразования сигналов, второй вход которого соединен с выходом блока задания уставок, а третий вход с первым выходом программного блока, первый вход его соединен с выходом блока преобразования сигналов, второй выход программного блока соединен с входом запоминающего блока, выход которого соединен с вторым входом программною блока, третий выход которого соединен с входом усилителя, выход которого с магнитным пускателем.A control device for a pumping unit is known (patent RU No. 2095633, publ. 10.11.1997) containing a pressure sensor and a magnetic actuator, which turns on the electric drive of the pumping unit. It is equipped with a signal conversion unit, a setting unit, software and memory units, and an amplifier. The pressure sensor is made analog and connected to the first input of the signal conversion unit, the second input of which is connected to the output of the setting unit, and the third input to the first output of the program unit, its first input is connected to the output of the signal conversion unit, the second output of the program unit is connected to the input of the storage unit, the output of which is connected to the second input of the program unit, the third output of which is connected to the input of the amplifier, the output of which is with a magnetic starter.

Недостатками этого устройства является то, что не предусмотрено регулирование заданного расхода путем изменения числа оборотов вала насоса, это не позволяет его использовать как регулятор расхода. Поэтому его применение как регулятора расхода требует дополнительной установки в потоке жидкости регулятора давления, что ведет к дополнительным капитальным и эксплуатационным затратам.The disadvantages of this device is that it does not provide for the regulation of a given flow rate by changing the number of revolutions of the pump shaft, this does not allow it to be used as a flow regulator. Therefore, its use as a flow regulator requires an additional installation of a pressure regulator in the fluid flow, which leads to additional capital and operating costs.

Известна система управления центробежным насосом (патент RU №2418990, опубл. 20.05.2011), принятая за прототип. Система содержит блок задания параметра регулирования, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход центробежного насоса соединен с датчиком регулируемого параметра, датчик регулируемого параметра, сумматор, блок дифференцирования, второй вход блока сравнения соединен с выходом сумматора, блок интегрирования присоединен к выходу блока сравнения, выход блока интегрирования соединен с входом асинхронного электродвигателя, выход которого соединен с входом центробежного насоса, асинхронный электродвигатель соединен с датчиком частоты вращения, выход которого соединен с вторым блоком дифференцирования, выход которого соединен с первым входом сумматора датчик регулируемого параметра соединен с входом блока дифференцирования, выход которого соединен с вторым входом сумматора, третий вход которого соединен с выходом датчика регулируемого параметра.A known control system of a centrifugal pump (patent RU No. 2418990, publ. 05/20/2011), adopted as a prototype. The system contains a control parameter setting unit, the output of which is connected to the first input of the comparison unit, the output of the centrifugal pump is connected to the adjustable parameter sensor, an adjustable parameter sensor, an adder, a differentiation unit, the second input of the comparison unit is connected to the output of the adder, the integration unit is connected to the output of the comparison unit , the output of the integration unit is connected to the input of an induction motor, the output of which is connected to the input of a centrifugal pump, the asynchronous motor is connected speed sensor, an output connected to the second differential unit whose output is connected to a first input of an adder controlled parameter sensor is connected to the input differential unit whose output is coupled to a second input of the adder, a third input coupled to an output of the sensor control parameter.

Недостатком этого устройства является уменьшение коэффициента полезного действия при изменении производительности или напора.The disadvantage of this device is the reduction in efficiency when changing productivity or pressure.

Техническим результатом является повышение коэффициент полезного действия турбоагрегата до максимально возможного.The technical result is to increase the efficiency of the turbine unit to the maximum possible.

Технический результат достигается тем, что в системе управления турбоагрегатом, включающая центробежный насос, электродвигатель, блок изменения частоты вращения ротора центробежного насоса, систему автоматического регулирования, обеспечивающую заданную частоту вращения ротора центробежного насоса, на входе системы автоматического регулирования установлены элемент сравнения частот, блок формирования задания, состоящий из блока вычисления частоты вращения ротора, решателя, блока определения линии максимального КПД центробежного насоса, вычислителя максимального КПД центробежного насоса, блока аппроксимации характеристики КПД центробежного насоса, блока аппроксимации напорной характеристики центробежного насоса и блока аппроксимации напорной характеристики трубопровода, и блок автоматической корректировки, состоящий из датчика давления на входе в центробежный насос, датчика давления на выходе из центробежного насоса, блока определения дифференциального напора центробежного насоса, устройства измерения расхода жидкости через насос, блока определения рабочего КПД центробежного насоса, элемента сравнения КПД центробежного насоса, преобразователя сигнала, ваттметра, при этом один выход блока аппроксимации характеристики КПД центробежного насоса соединен с вычислителем максимального КПД центробежного насоса, который соединен с входами блока аппроксимации напорной характеристики центробежною насоса, блока определения линии максимального КПД центробежного насоса и с элементом сравнения КПД центробежного насоса, выход блока аппроксимации напорной характеристики центробежного насоса соединен с входом блока определения линии максимального КПД центробежного насоса, который соединен с входом решателя, вход решателя соединен с блоком аппроксимации напорной характеристики трубопровода, а выход с блоком вычисления частоты вращения ротора, вход которого соединен с элементом сравнения частот, вход блока определения дифференциального напора центробежного насоса соединен с выходами датчиков давления на входе в насос и выходе из насоса, выход соединен с входом блока определения рабочего КПД центробежного насоса, вход которого соединен с выходом устройства измерения расхода жидкости через насос и с ваттметром, а выход соединен с элементом сравнения КПД центробежного насоса, вход которого соединен с выходом вычислителя максимального КПД центробежного насоса, а выход соединен с преобразователем сигнала, выход которого соединен с элементом сравнения частот, который соединен с входом системы автоматического регулирования, вход которой соединен с блоком изменения частоты вращения ротора центробежного насоса, соединенного с электродвигателем, а электродвигатель с центробежным насосом.The technical result is achieved by the fact that in the control system of the turbine unit, including a centrifugal pump, an electric motor, a unit for changing the rotor speed of a centrifugal pump, an automatic control system providing a predetermined rotational speed of the centrifugal pump rotor, a frequency comparison element, a task formation unit are installed at the input of the automatic control system consisting of a unit for calculating the rotor speed, a solver, a line determination unit for a maximum centrifugal efficiency n a sucker, a calculator of the maximum efficiency of a centrifugal pump, an approximation block of a characteristic of an efficiency of a centrifugal pump, a block of approximation of a pressure characteristic of a centrifugal pump and a block of approximation of a pressure characteristic of a pipeline, and an automatic correction unit consisting of a pressure sensor at the inlet of the centrifugal pump, a pressure sensor at the outlet of the centrifugal pump , unit for determining the differential pressure of a centrifugal pump, a device for measuring the flow of liquid through the pump, a unit for determining the working its efficiency of a centrifugal pump, an element of comparison of the efficiency of a centrifugal pump, a signal converter, a wattmeter, while one output of the approximation block of the efficiency characteristic of a centrifugal pump is connected to a calculator of the maximum efficiency of a centrifugal pump, which is connected to the inputs of the approximation block of the pressure characteristic of a centrifugal pump, a block for determining the maximum efficiency line a centrifugal pump and with a comparison element of the efficiency of a centrifugal pump, the output of the approximation block of the pressure characteristic of a centrifugal pump with is dined to the input of the maximum efficiency line determination unit of the centrifugal pump, which is connected to the solver input, the solver input is connected to the approximation of the pressure characteristic of the pipeline, and the output to the rotor speed calculation unit, the input of which is connected to the frequency comparison element, the input of the differential pressure determination unit of the centrifugal pump the pump is connected to the outputs of the pressure sensors at the inlet to the pump and the outlet of the pump, the output is connected to the input of the unit for determining the operational efficiency of the centrifugal pump, the input of which о is connected to the output of the device for measuring fluid flow through the pump and to the wattmeter, and the output is connected to a centrifugal pump efficiency comparison element, the input of which is connected to the output of the centrifugal pump maximum efficiency calculator, and the output is connected to a signal converter, the output of which is connected to the frequency comparison element, which is connected to the input of the automatic control system, the input of which is connected to the unit for changing the rotational speed of the rotor of the centrifugal pump connected to the electric motor, and the electric motor l with a centrifugal pump.

Турбоагрегат - совокупность центробежного компрессора, насоса с электрическим приводом или турбины и приводимого ею в действие электрогенератора. В данном случае турбоагрегат включает центробежный насос, электродвигатель в качестве привода и блок изменения частоты вращения ротора центробежного насоса.A turbine unit is a combination of a centrifugal compressor, an electric pump or a turbine and an electric generator driven by it. In this case, the turbine unit includes a centrifugal pump, an electric motor as a drive and a unit for changing the speed of the rotor of the centrifugal pump.

По предложенным формулам, известным из уровня техники, в блоке формирования задания рассчитывают регулирующий параметр - частоту вращения ротора насоса в зависимости от паспортных параметров, затем в блоке автоматической коррекции рассчитанную частоту вращения ротора насоса корректируют его фактической частотой вращения и далее откорректированное значение частоты вращения подают на блок изменения частоты вращения. Это обеспечивает повышение коэффициент полезного действия турбоагрегата до максимально возможного.According to the proposed formulas known from the prior art, the regulating parameter is calculated in the task forming unit - the pump rotor speed depending on the passport parameters, then in the automatic correction unit the calculated pump rotor speed is corrected by its actual speed, and then the corrected speed value is fed to speed change unit. This provides an increase in the efficiency of the turbine unit to the maximum possible.

Система поясняется чертежом, где показана функциональная схема. Система включает: центробежный насос 1, электродвигатель 2, блок 3 изменения час готы вращения ротора центробежного насоса 1, систему 4 автоматического регулирования, обеспечивающую заданную частоту вращения ротора центробежною насоса 1, элемент 5 сравнения частот, ваттметр 6, блок формирования задания частоты вращения ротора, соответствующей максимальному КПД центробежного насоса, и блок автоматической коррекции максимального КПД при изменении внешних факторов, влияющих на режимы работы турбоагрегата.The system is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram. The system includes: a centrifugal pump 1, an electric motor 2, a change unit 3 of the rotor speed of the centrifugal pump 1, an automatic control system 4 providing a predetermined rotor speed of the centrifugal pump 1, a frequency comparison element 5, a wattmeter 6, a rotor speed setting task generating unit, corresponding to the maximum efficiency of the centrifugal pump, and the automatic correction of the maximum efficiency unit when changing external factors affecting the operation of the turbine unit.

Блок формирования задания частоты вращения ротора включает блок 7 аппроксимации характеристики КПД центробежного насоса, вычислитель 8 максимального КПД центробежного насоса, блок 9 аппроксимации напорной характеристики центробежного насоса 1 и блок 10 определения линии максимальных КПД центробежного насоса 1, блок 11 аппроксимации характеристики трубопровода, решатель 12, блок 13 вычисления частоты вращения ротора, выполненные в виде набора известных элементов сложения, умножения, дифференцирования соответственно используемой для вычисления формулы.The unit for forming the rotor speed reference includes a centrifugal pump efficiency factor approximation unit 7, a centrifugal pump maximum efficiency calculator 8, a centrifugal pump pressure head approximation unit 9 and a centrifugal pump maximum efficiency line determination unit 10, a pipeline characteristic approximation unit 11, a solver 12, unit 13 for calculating the rotor speed, made in the form of a set of known elements of addition, multiplication, differentiation, respectively, used to calculate laziness formulas.

Блок автоматической коррекции включает датчик 14 давления на входе в центробежный насос 1 и датчик 15 давления на выходе из центробежного насоса 1, блок 16 определения дифференциального напора центробежного насоса 1, устройство 17 измерения расхода жидкости, блок 18 определения рабочего КПД центробежною насоса 1, измеритель электрической мощности - ваттметр 6, элемент 19 сравнения значений КПД центробежного насоса 1, преобразователь 20 сигнала.The automatic correction unit includes a pressure sensor 14 at the inlet of the centrifugal pump 1 and a pressure sensor 15 at the outlet of the centrifugal pump 1, a differential pressure determination unit 16 for the centrifugal pump 1, a liquid flow measuring device 17, a working efficiency determination unit 18 for the centrifugal pump 1, and an electric meter power - a wattmeter 6, an element 19 for comparing the efficiency values of a centrifugal pump 1, a signal converter 20.

Система работает следующим образом. На блок 7 аппроксимации характеристики КПД центробежного насоса оператором вводят значения коэффициентов характеристики КПД центробежного насоса c₁, c₂, c₃, и формируют сигнал характеристики КПД центробежного насоса по формуле:The system operates as follows. On the block 7 approximating the characteristics of the efficiency of a centrifugal pump, the operator enters the values of the efficiency coefficients of the efficiency of the centrifugal pump c ₁ , c ₂ , c ₃ , and generates a signal of the efficiency characteristic of the centrifugal pump according to the formula:

η=c₁Q+c₂Q²+c₃Q³,η = c ₁ Q + c ₂ Q ² + c ₃ Q ³ ,

где η - КПД магистрального насоса;where η is the efficiency of the main pump;

c₁, c₂ c₃, - постоянные коэффициенты характеристики КПД центробежного насоса, определяемые по паспортным характеристикам турбоагрегатов или при проведении регламентированных испытаний в процессе эксплуатации, соответственно с/м³, с²/м⁶, с³/м⁹;c ₁ , c ₂ c ₃ , are constant coefficients of the efficiency characteristic of a centrifugal pump, determined by the passport characteristics of turbine units or when conducting regulated tests during operation, respectively s / m ³ , s ² / m ⁶ , s ³ / m ⁹ ;

Q - фактическая подача центробежного насоса, м³/с.Q is the actual flow rate of the centrifugal pump, m ³ / s.

для паспортной частоты вращения, подаваемый на вычислитель 8 максимального КПД центробежного насоса, который вычисляет производительность центробежного насоса при максимальном КПД Q_ηmax по формуле:for the passport speed supplied to the calculator 8 of the maximum efficiency of the centrifugal pump, which calculates the performance of the centrifugal pump at the maximum efficiency Q _ηmax according to the formula:

$$Q_{\eta \max }=\frac{-c_2-\sqrt{c_2^2-3c_1{c}_3}}{3c_3}$$

, $$Q_{\eta \max }=\frac{-c_2-\sqrt{c_2^2-3c_{\mathrm{one}}{c}_3}}{3c_3}$$

,

где Q_ηmax - подача при максимальном КПД центробежною насоса, м³/с;where Q _ηmax is the feed at the maximum efficiency of the centrifugal pump, m ³ / s;

и формирует сигнал, подаваемый на блок 9 аппроксимации напорной характеристики центробежного насоса 1 и блок 10 определения линии максимальных КПД центробежного насоса 1,and generates a signal supplied to block 9 approximation of the pressure characteristics of the centrifugal pump 1 and block 10 determining the line of maximum efficiency of the centrifugal pump 1,

$$H=\frac{H_{\eta \max }}{Q_{\eta \max }^2}{Q}^2$$

, $$H=\frac{H_{\eta \max }}{Q_{\eta \max }^2}{Q}^2$$

,

где Q_ηmax и H_ηmax - соответственно подача, м³/с и напор, м при максимальном КПД центробежного насоса;where Q _ηmax and H _ηmax , respectively, flow, m ³ / s and pressure, m at maximum efficiency of a centrifugal pump;

Q и H - соответственно фактическая подача, м³/с и фактический напор, м центробежного насоса.Q and H - respectively, the actual flow, m ³ / s and the actual pressure, m of a centrifugal pump.

а также определяет максимальный КПД_ηmax, но формуле:and also determines the maximum efficiency _ηmax , but the formula:

$${\eta }_{\max }=c_1{Q}_{\eta \max }+c_2{Q}_{\eta \max }^2+c_3{Q}_{\eta \max }^3$$

, $${\eta }_{\max }=c_{\mathrm{one}}{Q}_{\eta \max }+c_2{Q}_{\eta \max }^2+c_3{Q}_{\eta \max }^3$$

,

который подается на элемент 19 сравнения значений КПД центробежного насоса 1. В блок 9 аппроксимации напорной характеристики центробежного насоса 1 также вводят значения коэффициентов напорной характерце гики a₀, а и где формируют характеристику насоса H по формулеwhich is fed to the element 19 for comparing the efficiency values of the centrifugal pump 1. In block 9 for approximating the pressure characteristic of the centrifugal pump 1, the values of the coefficients of the pressure characteristic of the boom a ₀ are also entered, and where the pump characteristic H is formed according to the formula

$$H=a_0+a_{1}Q+a_2{Q}^2$$

$$H=a_0+a_{\mathrm{one}}Q+a_2{Q}^2$$

где a₀, a₁, a₂ - постоянные коэффициенты напорной характеристики центробежного насоса, определяемые по паспортным характеристикам турбоагрегатов или при проведении регламентированных испытаний в процессе эксплуатации, соответственно м, с/м², с²/м⁵;where a ₀ , a ₁ , a ₂ are the constant coefficients of the pressure characteristics of the centrifugal pump, determined by the passport characteristics of the turbine units or during regulated tests during operation, respectively, m, s / m ² , s ² / m ⁵ ;

Q - подача центробежного насоса, м³/с.Q - centrifugal pump feed, m ³ / s.

для паспортной частоты вращения напора и вычисляют сигнал напора центробежного насоса 1 при максимальном КПД H_ηmax, но формулеfor the passport rotational speed of the pressure and calculate the pressure signal of the centrifugal pump 1 at the maximum efficiency H _ηmax , but the formula

$$H_{\eta \max }=a_0+a_1{Q}_{\eta \max }+a_2{Q}_{\eta \max }^2$$

, $$H_{\eta \max }=a_0+a_{\mathrm{one}}{Q}_{\eta \max }+a_2{Q}_{\eta \max }^2$$

,

подаваемый на блок 10 определения линии максимальною КПД центробежного насоса 1.supplied to the block 10 line determination of the maximum efficiency of the centrifugal pump 1.

В блок 11 аппроксимации характеристики трубопровода вводятся значения коэффициентов характеристики трубопровода b₀, b₁, b₂, где формируется уравнение характеристики трубопроводаIn the block 11 approximation of the characteristics of the pipeline are entered values of the coefficients of the characteristics of the pipeline b ₀ , b ₁ , b ₂ , where the equation is formed characteristics of the pipeline

$$H=b_0+b_{1}Q+b_2{Q}^2$$

, $$H=b_0+b_{\mathrm{one}}Q+b_2{Q}^2$$

,

где b₀, b₁, b₂ - постоянные коэффициенты характеристики трубопровода, соответственно м, с/м², с²/м⁵.where b ₀ , b ₁ , b ₂ - constant coefficients of the characteristics of the pipeline, respectively m, s / m ² , s ² / m ⁵ .

Сигналы с блока 10 определения линии максимального КПД центробежного насоса 1 и с блока 11 аппроксимации характеристики трубопровода поступают на вход решателя 12, где происходит решение системы уравнений характеристики трубопровода и линии максимальных КПД. Получаемые в результат решения производительности, Q₀ и напор H₀ режима работы центробежного насоса 1 формируются в сигналы, подаваемые на вход блок 13 вычисления частоты вращения ротора, в котором производится определение частоты вращения ротора, соответствующей максимальному КПД центробежного насоса 1The signals from block 10 determining the line of maximum efficiency of the centrifugal pump 1 and from block 11 of approximating the characteristics of the pipeline are fed to the input of solver 12, where the system of equations for the characteristics of the pipeline and the line of maximum efficiency are solved. The resulting productivity decisions, Q ₀ and pressure H _{0, of} the operation mode of the centrifugal pump 1 are formed into signals supplied to the input of the rotor speed calculation unit 13, in which the rotor speed is determined corresponding to the maximum efficiency of the centrifugal pump 1

$$n=n_{пасп}\frac{-Q_0{a}_1+\sqrt{Q_0^2(a_1^2-4a_0{a}_2)+4a_0{H}_0}}{2a_0}$$

, $$n=n_{P\mathrm{but}\mathrm{from}P}\frac{-Q_0{a}_{\mathrm{one}}+\sqrt{Q_0^2(a_{\mathrm{one}}^2-\mathrm{four}{a}_0{a}_2)+\mathrm{four}{a}_0{H}_0}}{2a_0}$$

,

где n_пасп - номинальная (паспортная) частота вращения ротора центробежного насоса, с^-1;where n _passport is the nominal (passport) rotational speed of the rotor of the centrifugal pump, s ^-1 ;

Q₀ и H₀ - соответственно рабочие подача, м³/с и напор, м.Q ₀ and H ₀ - respectively, the working flow, m ³ / s and pressure, m

и который формирует сигнал частоты вращения ротора центробежного насоса 1, подаваемый на элемент 5 сравнения частот. Также в блок 13 вычисления частоты вращения ротора вводятся значения коэффициентов напорной характеристики a₀, a₁, a₂.and which generates a signal of the rotational speed of the rotor of the centrifugal pump 1, supplied to the frequency comparing element 5. Also in the block 13 for calculating the rotor speed are entered values of the coefficients of the pressure characteristic a ₀ , a ₁ , a ₂ .

Блок автоматической коррекции работает следующим образом. Датчик 14 давления на входе в центробежный насос 1 и датчик 15 давления на выходе из центробежного насоса 1 подают сигналы соответственно Р_вх и Р_вых на блок 16 определения напора центробежного насоса 1, который подает сигнал Н_н на блок 18 определения рабочею КПД центробежного насоса 1. Устройство 17 измерения расхода жидкости подает сигнал Q на блок 18 определения рабочего КПД центробежного насоса 1. Также на этот блок 18 подается сигнал потребляемой мощности электродвигателя с ваттметра 6. Сигналы, формирующиеся в вычислителе 8 КПД центробежного насоса 1 в виде η_max и в блоке 18 определения рабочего КПД центробежного насоса 1 в виде η подаются на элемент 19 сравнения значений КПД центробежного насоса 1, где формируются в сигнал Δη, который подается на преобразователь 20 сигнала, формирующий коррективное значение частоты вращения Δn ротора центробежного насоса 1, подаваемое на вход элемента 5 сравнения частот.The automatic correction unit operates as follows. A pressure sensor 14 at the inlet of the centrifugal pump 1 and the sensor 15, the outlet pressure of the centrifugal pump 1 is fed signals respectively, P _Rin and P _O to the block 16 determines the pressure of the centrifugal pump 1, which supplies the signal H _n to the block 18, determining the operating efficiency of the centrifugal pump 1 The fluid flow measuring device 17 supplies a signal Q to a unit 18 for determining the operational efficiency of a centrifugal pump 1. Also, a signal for the power consumption of the electric motor from a wattmeter 6 is supplied to this unit 18. The signals generated in the calculator 8 of the centrifugal efficiency Asosa 1 as η _max and in block 18 determine the operating efficiency of the centrifugal pump 1 in the form η fed to the comparing element 19 values of the centrifugal pump efficiency 1 wherein formed in Δη signal which is supplied to inverter 20 signal forming corrective value of rotor Δn speed a centrifugal pump 1 supplied to the input of the frequency comparison element 5.

Элемент 5 сравнения частот формирует сигнал рабочей частоты вращения ротора центробежного насоса 1, который подается на систему 4 автоматического регулирования преобразователя частоты, где происходит формирование сигнала для преобразователя 3 частоты. Данный сигнал подается на электродвигатель 2, который механически соединен с центробежным насосом 1.The frequency comparing element 5 generates a signal of the operating rotational speed of the rotor of the centrifugal pump 1, which is supplied to the automatic control system 4 of the frequency converter, where a signal is generated for the frequency converter 3. This signal is supplied to an electric motor 2, which is mechanically connected to a centrifugal pump 1.

Таким образом, обеспечивается возможность работы турбоагрегата с максимально возможным коэффициентом полезного действия не зависимо от характеристики трубопровода.Thus, it is possible to operate the turbine unit with the highest possible efficiency, regardless of the characteristics of the pipeline.

Claims (1)

Система управления турбоагрегатом, включающая цетробежный насос, электродвигатель, блок изменения частоты вращения ротора центробежного насоса, систему автоматического регулирования, обеспечивающую заданную частоту вращения ротора центробежного насоса, отличающаяся тем, что на входе системы автоматического регулирования установлены элемент сравнения частот, блок формирования задания, состоящий из блока вычисления частоты вращения ротора, решателя, блока определения линии максимального КПД центробежного насоса, вычислителя максимального КПД центробежного насоса, блока аппроксимации характеристики КПД центробежного насоса, блока аппроксимации напорной характеристики центробежного насоса и блока аппроксимации напорной характеристики трубопровода, и блок автоматической корректировки, состоящий из датчика давления на входе в центробежный насос, датчика давления на выходе из центробежного насоса, блока определения дифференциального напора центробежного насоса, устройства измерения расхода жидкости через насос, блока определения рабочего КПД центробежного насоса, элемента сравнения КПД центробежного насоса, преобразователя сигнала, ваттметра, при этом один выход блока аппроксимации характеристики КПД центробежного насоса соединен с вычислителем максимального КПД центробежного насоса, который соединен с входами блока аппроксимации напорной характеристики центробежного насоса, блока определения линии максимального КПД центробежного насоса и с элементом сравнения КПД центробежного насоса, выход блока аппроксимации напорной характеристики центробежного насоса соединен с входом блока определения линии максимального КПД центробежного насоса, который соединен с входом решателя, вход решателя соединен с блоком аппроксимации напорной характеристики трубопровода, а выход с блоком вычисления частоты вращения ротора, вход которого соединен с элементом сравнения частот, вход блока определения дифференциального напора центробежного насоса соединен с выходами датчиков давления на входе в насос и выходе из насоса, выход соединен с входом блока определения рабочего КПД центробежного насоса, вход которого соединен с выходом устройства измерения расхода жидкости через насос и с ваттметром, а выход соединен с элементом сравнения КПД центробежного насоса, вход которого соединен с выходом вычислителя максимального КПД центробежного насоса, а выход соединен с преобразователем сигнала, выход которого соединен с элементом сравнения частот, который соединен с входом системы автоматического регулирования, вход которой соединен с блоком изменения частоты вращения ротора центробежного насоса, соединенного с электродвигателем, а электродвигатель с центробежным насосом. A control system for a turbine unit, including a centrifugal pump, an electric motor, a centrifugal pump rotor rotational speed change unit, an automatic control system providing a predetermined rotational speed of a centrifugal pump rotor, characterized in that a frequency comparison element and a task generating unit are installed at the input of the automatic control system, unit for calculating the rotor speed, solver, unit for determining the maximum efficiency line of a centrifugal pump, maxi calculator the total efficiency of the centrifugal pump, the approximation block of the efficiency characteristic of the centrifugal pump, the approximation block of the pressure characteristic of the centrifugal pump and the approximation block of the pressure characteristic of the pipeline, and the automatic correction unit, consisting of a pressure sensor at the inlet to the centrifugal pump, a pressure sensor at the outlet of the centrifugal pump, a determination unit differential pressure of a centrifugal pump, a device for measuring fluid flow through a pump, a unit for determining the operational efficiency of a centrifugal pump a sucker, an element of comparison of the efficiency of a centrifugal pump, a signal converter, a wattmeter, while one output of the approximation block of a characteristic of efficiency of a centrifugal pump is connected to a calculator of the maximum efficiency of a centrifugal pump, which is connected to the inputs of the approximation block of a pressure characteristic of a centrifugal pump, a block for determining the line of maximum efficiency of a centrifugal pump and with a comparison element of the centrifugal pump efficiency, the output of the approximation block of the pressure characteristic of the centrifugal pump is connected to the input of the op determining the line of maximum efficiency of a centrifugal pump, which is connected to the input of the solver, the input of the solver is connected to the approximation unit of the pressure characteristic of the pipeline, and the output to the rotor speed calculation unit, the input of which is connected to the frequency comparison element, the input of the differential pressure determination unit of the centrifugal pump is connected to the outputs pressure sensors at the inlet to the pump and the outlet of the pump, the output is connected to the input of the unit for determining the working efficiency of a centrifugal pump, the input of which is connected to the output of the device for measuring the flow rate of the liquid through the pump and with the wattmeter, and the output is connected to the comparison element of the efficiency of the centrifugal pump, the input of which is connected to the output of the calculator of the maximum efficiency of the centrifugal pump, and the output is connected to the signal converter, the output of which is connected to the frequency comparison element, which is connected to the input automatic regulation system, the input of which is connected to the rotor speed change unit of the centrifugal pump rotor, connected to the electric motor, and the electric motor to the centrifugal pump th.