[发明专利]一种高效的离心泵能效管理方法及系统

权利要求书

1.一种高效的离心泵能效管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立一种离心泵能效管理系统，其与DCS/SCADA系统实现数据交互，所述离心泵能效管理系统包括：

电子化和数学模型化模块，用于对离心泵制造厂提供的原厂性能曲线图进行电子化和数学模型化，建立起离心泵的流量-扬程、流量-功率、流量-效率的数学模型，并把所述数学模型的模型表达式嵌入DCS/SCADA系统；

计算模块，用于获取DCS/SCADA系统采集的离心泵实时运行数据，并进行计算后得出离心泵实时效率；

S2：所述离心泵能效管理系统对离心泵制造厂提供的原厂性能曲线图进行电子化和数学模型化，建立起离心泵的流量-扬程、流量-功率、流量-效率的数学模型，并把所述数学模型的模型表达式嵌入DCS/SCADA系统；

S3：DCS/SCADA系统采集离心泵的实时运行数据，所述实时运行数据包括：离心泵实时电压、实时电流、实时功率因数、实时输入功率、实时泵入口压力、实时泵出口压力、实时流量、液体密度、液体粘度，并通过OPC通讯协议传输给所述离心泵能效管理系统；所述离心泵能效管理系统对所述实时运行数据进行计算，得到离心泵的实时效率；

S4：对比离心泵的实时效率与离心泵制造厂提供的原厂流量-效率性能曲线标定数据，根据原厂的流量-效率性能曲线的额定最优效率点对应的最优点流量和泵运行高效区所在流量区间，通过DCS/SCADA系统调节离心泵的实时流量；

所述步骤S1进一步包括：

S11：所述离心泵能效管理系统预先获得离心泵厂家提供的原厂流量-效率性能曲线标定数据，将其输入PC机中，成为电子数据，实现数据的电子化；

S12：所述离心泵能效管理系统基于S11的电子数据，通过数据拟合的方法，创建各性能曲线的数学表达式，即建立离心泵性能曲线的数学模型，具体为：

离心泵流量Q-扬程H曲线采用幂函数拟合，数学模型为：

H＝Q^α+C，(1)

其中α为指数，1.5≤α≤2.5，C为常数；

离心泵流量Q-功率P曲线采用二次函数拟合，数学模型为

P＝aQ²+bQ+c，(2)

其中a、b、c为常数；

离心泵流量Q-效率η曲线采用傅里叶级数拟合，级数四级，数学模型为

η＝a0+a1*cos(Q*w)+b1*sin(Q*w)+a2*cos(2*Q*w)+b2*sin(2*Q*w)+a3*cos(3*Q*w)+b3*sin(3*Q*w)；(3)

其中a0，a1，a2，w，b1，b2，b3为常数；

S13：所述离心泵能效管理系统将上述(1)-(3)的数学模型通过DCS/SCADA系统的组态和配置内嵌至DCS/SCADA系统内。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离心泵能效管理系统还包括统计功能及综合显示面板，用于显示离心泵各项运行参数，包括：离心泵实时电压、实时电流、实时泵入口压力、实时泵出口压力、实时流量、实时功率因数、原厂流量-效率曲线及实时效率计算的结果、离心泵运行的总时长、高效运行时长。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：以每台离心泵唯一自有的最高效率为基点，以不低于最高效率值的93％的区间作为高效运行区域，离心泵能效管理系统计算得出每台离心泵的高效区间的效率最小值，以最小值作为预警数值，存储在DCS/SCADA系统内对离心泵运行低效工况进行提示和报警。

4.一种离心泵能效管理系统，其特征在于，其与DCS/SCADA系统实现数据交互，应用权利要求1-3任意一项所述的高效的离心泵能效管理方法，所述离心泵能效管理系统包括：

电子化和数学模型化模块，用于对离心泵制造厂提供的原厂性能曲线图进行电子化和数学模型化，建立起离心泵的流量-扬程、流量-功率、流量-效率的数学模型，并把所述数学模型的模型表达式嵌入DCS/SCADA系统；

计算模块，用于获取DCS/SCADA系统采集的离心泵实时运行数据，并进行计算后得出离心泵实时效率；

统计功能及综合显示面板，用于显示离心泵各项运行参数，包括：离心泵实时电压、实时电流、实时泵入口压力、实时泵出口压力、实时流量、实时功率因数、原厂流量-效率曲线及实时效率计算的结果、离心泵运行的总时长、高效运行时长；

其中，所述离心泵能效管理系统预先获得离心泵厂家提供的原厂流量-效率性能曲线标定数据，将其输入PC机中，成为电子数据，实现数据的电子化；

所述离心泵能效管理系统基于S11的电子数据，通过数据拟合的方法，创建各性能曲线的数学表达式，即建立离心泵性能曲线的数学模型，具体为：

离心泵流量Q-扬程H曲线采用幂函数拟合，数学模型为：

H＝Q^α+C，(1)

其中α为指数，1.5≤α≤2.5，C为常数；

离心泵流量Q-功率P曲线采用二次函数拟合，数学模型为

P＝aQ²+bQ+c，(2)

其中a、b、c为常数；

离心泵流量Q-效率η曲线采用傅里叶级数拟合，级数四级，数学模型为

η＝a0+a1*cos(Q*w)+b1*sin(Q*w)+a2*cos(2*Q*w)+b2*sin(2*Q*w)+a3*cos(3*Q*w)+b3*sin(3*Q*w)；(3)

其中a0，a1，a2，w，b1，b2，b3为常数；

所述离心泵能效管理系统将上述(1)-(3)的数学模型通过DCS/SCADA系统的组态和配置内嵌至DCS/SCADA系统内。