专利名称：用于检测由变频器驱动的泵的磨损的方法
技术领域：
本发明涉及检测泵的磨损，特别地涉及检测由变频器控制的泵的磨损。
背景技术：
离心泵的效率影响了因而获得的能量和泵送系统的寿命周期成本。出于该原因，泵送系统的节能操作的解决方案之一是保持泵处于良好的机械状态，使得它可以以它最大的可能效率进行操作。这还应当确保泵的性能(即，所产生的作为流量(flow rate)Q的函数的扬程H曲线)保持恒定。 随着时间的增加，例如由于叶轮的机械磨损和在泵内部(例如，在外壳和叶轮之间)的增加的间隙，泵的效率会降低。实际上，离心泵的机械磨损对于泵在恒定转速和恒定过程条件下能够产生的扬程H和流量Q具有渐减的影响(即，泵的操作位置只是因为改变了的泵特性而发生改变)。因此，可以通过监测在恒定过程条件下的这些变量中的至少一个来检测离心泵的与磨损相关的效率降低。如果过程条件不保持恒定，则泵的操作点位置会具有若干个位置，这就是为什么通常要知道至少两个变量来检测泵的性能降低的原因。在变速驱动泵的情况下，通常通过增加泵转速来补偿离心泵的扬程或流量降低，这也可以被利用来作为离心泵的性能下降的特征。用于确定泵的磨损的已知系统包括泵的热力学效率测量；以及扬程、流量和轴功耗的直接测量以用于确定泵的效率。这些已知系统需要关闭泵并因此需要关闭处理和/或额外传感器的永久性安装。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够克服上述问题的方法以及实施所述方法的机构。本发明的目的通过独立权利要求中所陈述的特征来表征的方法和机构来实现。本发明的优选实施例在从属权利要求中公开。本发明基于如下构思使用基于由控制泵的变频器所提供的估计和由泵制造商所提供的特性曲线两者的计算，以估计由所述泵产生的流量。一旦该流量值与通过测量所获得的流量值进行比较，估计误差的大小和符号给出泵的磨损的指示。因为离心泵的操作点位置(Q，H)可以通过变频器进行估计，并且该变频器还提供关于电动泵组合轴转矩T和转速N的估计，所以变频器可以用作为监测设备或用作为用于检测离心泵的性能下降的信息源。与用于泵的流速V、流量Q或扬程H的外部测量设备一起，所提出的方法能够检测泵的性能降低。本发明的方法的优点在于所述方法产生关于泵的磨损的可靠信息而不需要改变或中断泵所处于的过程。另外，所述方法不需要任何额外的永久性安装的传感器，因此所述方法易于在现有过程中实施。
权利要求
1.一种检测受控于变频器的泵的磨损的方法，所述变频器提供转速和转矩估计，并且所述泵的特性曲线已知，其特征在于，所述方法包括 通过测量所述泵产生的流量(QaJ或扬程(HaJ来获得表示所述泵的操作点的值；通过使用基于所述泵的特性曲线、所述泵的估计转速(nest)以及所述泵的估计转矩(Test)的计算来估计所述泵的操作点； 根据表示所述操作点的测量值和根据所估计的操作点来计算估计误差； 在所述泵的使用期间重复上述步骤；以及 根据所述估计误差的大小来检测所述泵的磨损。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述获得表示所述泵的操作点的值的步骤包括当由所述泵产生的扬程被测量时使用所述泵的QH曲线来获得表示流量(Q6St，QH)的值的步骤。
3. 骤包括使用测量到的流量作为表示所述操作点的值的步骤。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 通过使用对由所述变频器提供的转速和转矩估计进行使用的基于QP曲线的估计来估计由所述泵产生的流量(Q6st,QP)，并且所述计算估计误差的步骤包括 计算所述流量的相对估计误差和所述误差的符号，并且所述检测磨损的步骤包括 根据所述相对估计的大小和根据所述估计误差的符号来检测所述泵的磨损。
5.根据权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，当所述估计误差的符号在重复测量中保持相同并且所述相对估计误差的大小在所述重复测量中逐渐增加时检测泵的磨损的步骤。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述获得表示所述泵的操作点的值的步骤包括使用测量到的扬程作为表示所述操作点的值的步骤，并且所述估计所述泵的操作点的步骤包括 通过使用根据所述泵的估计转速、估计转矩以及PH曲线计算的估计功率来估计所述泵的扬程，并且所述计算估计误差的步骤包括 计算在所估计的扬程和所测量的扬程之间的估计误差。
7.根据前述权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，由所述泵产生的流量通过使用便携式测量设备来测量。
8.一种用于检测受控于变频器的泵的磨损的机构，所述变频器提供转速和转矩估计，所述泵的特性曲线已知，其特征在于，所述机构包括 用于通过测量由所述泵产生的流量(QaJ或扬程(Hart)来获得表示所述泵的操作点的值的装置； 用于通过使用基于所述泵的特性曲线、所述泵的估计转速(nest)和所述泵的估计转矩(Test)的计算来估计所述泵的操作点的装置； 用于根据表示所述操作点的值和根据所估计的操作点来计算估计误差的装置； 用于在所述泵的使用期间重复上述步骤的装置；以及 用于根据所述估计误差的大小来检测所述泵的磨损的装置。
全文摘要
本发明涉及用于检测由变频器驱动的泵的磨损的方法。所述变频器提供转速和转矩估计，所述泵的特性曲线已知。所述方法包括通过测量所述泵产生的流量(Qact)或扬程(Hact)来获得表示所述泵的操作点的值；通过使用基于所述泵的特性曲线和所述泵的估计转速(nest)以及所述泵的估计转矩(Test)的计算来估计所述泵的操作点；根据表示所述操作点的值和根据所估计的操作点来计算估计误差；在所述泵的使用期间重复上述步骤；以及根据所述估计误差的大小来检测所述泵的磨损。
文档编号F04D15/00GK102734183SQ20121008432
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月27日 优先权日2011年3月29日
发明者尤西·塔米宁, 泰罗·阿霍宁, 耶罗·阿霍拉 申请人:Abb公司