[发明专利]一种离心泵前置导叶的自动调节方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及通用机械水力性能优化技术领域，尤其涉及一种离心泵前置导叶的自动调节方法及其装置，具体涉及一种能在不稳定工况条件下自动实时地进行叶栅开度控制的离心泵前置导叶的自动调节方法及其装置。

背景技术

泵作为一种通用机械，其应用范围极为广泛但也同时消耗大量的能源。而离心泵则因其对流量及输送介质的适应性强、体积小、结构简单、操作容易且费用低廉等优点，广泛应用于工业和农业领域。

但是，在地面的实际工程中，由于流动管网系统设计不合理、泵机组系统(泵组以及其驱动系统)选型不当或工作参数(如油气物性、流量、压力等)因生产系统经过长期运行已经发生较大变化等原因，会使得离心泵低效地运行于非最优工况区。

对于离心泵而言，由于自身结构上的原因无法制成可调叶片，因而需要采用节流调节、变速调节、前置导叶或其它调节方式。对于前置导叶调节，通常做法是在离心泵叶轮进口前加装前置导流叶栅，并通过改变前置导流叶栅的角度及开度来调节叶片泵自身的特性，使得泵特性与管网特性匹配良好，达到调节运行工况点，进而实现节能运行的目的。但是，目前对于叶栅开度的调整多依赖经验进行人工调节，无法实现在不同工况下自动实时地进行叶栅开度控制，进而很大程度上限制了该调节方式。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有的叶栅开度的调整需依赖经验进行人工调节，自动化程度低，无法实现在不同工况下自动实时地进行叶栅开度控制的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种离心泵前置导叶的自动调节方法，如下步骤：

S1、通过模型试验或数值模拟得到离心泵与前置导叶整体性能数据样本，将数据样本编码后写入计算机；

S2、将编码后的数据样本通过计算机烧录或导入单片机控制单元中；

S3、通过流量检测单元和角度传感器分别获取当前离心泵流量及导叶开度信息，并将此信息传输至单片机控制单元中；

S4、单片机控制单元采用Kriging插值计算模块预测当前离心泵流量下的不同导叶开度时的水力性能，并通过优化算法模块确定最优导叶开度；

S5、基于当前导叶开度与最优导叶开度的差值，单片机控制单元采用PID控制模块来控制步进电机，从而带动导叶传动机构转动，直至达到最优导叶开度为止。

其中，在步骤S1中，所述离心泵与前置导叶整体性能数据样本为离心泵在不同导叶开度下的水力性能曲线数据离散点。

其中，在步骤S4中，所述优化算法为二分法。

本发明还提供了一种离心泵前置导叶自动调节装置，该离心泵前置导叶自动调节装置包括流量检测单元、单片机控制单元及导叶传动机构，所述单片机控制单元包括Kriging插值计算模块、优化算法模块及PID控制模块；所述流量检测单元用于获取当前离心泵流量信息，并将其传输至所述Kriging插值计算模块中；所述Kriging插值计算模块预测所述当前离心泵流量下的不同导叶开度时的水力性能，并通过所述优化算法模块确定最优导叶开度；基于当前导叶开度与所述最优导叶开度的差值，所述PID控制模块控制步进电机带动所述导叶传动机构转动，直至达到所述最优导叶开度。

其中，该离心泵前置导叶自动调节装置还包括与所述PID控制模块电连接的角度传感器，所述角度传感器用于获取当前离心泵的导叶开度并将其传输至所述PID控制模块中。

其中，该离心泵前置导叶自动调节装置还包括计算机，所述计算机将编码后的离心泵与前置导叶整体性能数据样本导入到所述单片机控制单元中。

(三)有益效果