方便，投 资较少；4台以上采用图5所示架构，冗余设计，性能稳定，通用性强。每种架构可以参照泵 站现场实际情况选择，但是泵送控制器的数据采集、控制原理和节能方式都是相同的。
[0115] 1现场参数采集
[0116] I. 1泵机性能参数输入
[0117] 根据泵站已有泵机性能曲线，泵送控制器中输入任意10个工况点：流量Q、扬程H、 总效率n、输入功率P，并尽量在高效区选取多些点，保证可靠的性能曲线方程。
[0118] 使用最小二乘法的数学方法，拟合泵机以下性能曲线方程：
[0119] _ 流量Q-扬程H曲线，H=Bt^a1CHa2Q2;
[0120] -流量Q-效率 11 曲线，r[ =I^b1(Ht)2Q2;
[0121] -流量Q-输入功率P曲线，P=a+3Qy;
[0122] 泵送控制器预编制了最小二乘法程序，自动求出al、a2、a3、bl、b2、b3，a、P、Y 系数，并保存在控制器内存中。
[0123] 1.2泵机所在的泵坑液位
[0124] 泵机所在的泵坑安装液位计，泵送控制器将实时连续记录和监测当前的液位，结 合液位计安装位置和泵站工艺图换算成静扬程Hs。
[0125] 1.3泵机输入功率
[0126] 现场需配置变频器改变泵机转速，泵送控制器能够通过现场总线或模拟量信号方 式，自动采集变频器的输出功率(泵机输入功率)，用以计算单耗比能Es。
[0127] 1.4泵机流量
[0128] 市政污水提升泵站一般没有或无法安装流量计，采用基准流量推算法，利用某一 已知液位下泵机工频运行的工况点为基准，泵送控制器通过泵机性能曲线及管阻特性推算 出不同转速及液位下的实时流量Q。
[0129] 首先记录泵机工频运行下的基准工况点（QLHl)和静扬程Hsl。当某一泵机所在 的泵坑液位下(换算成静扬程Hsl)，在泵送控制器中输入当前泵机流量Q1，由泵机性能曲 线直接得出扬程HI。
[0130] 当泵站多台泵机并联运行情况下，泵送控制器将运行中的多台泵机当作单台"虚 拟"泵机，为流量叠加扬程不变的性能曲线。因此在获取多台泵机并联工频运行工况基准点 (Ql，Hl)时，同样采用以上的方法。也就是说，1台泵机运行测一次Ql真实值，2台泵机并 联运行也得测量一次Ql真实值，3台，4台，依次类推。
[0131] 泵送控制器通过以下方程计算，
[0133] 其中m-并联运行泵机数量，X-泵机比转速；
[0134] 输入多台泵机并联运行基准（Ql，H1)，从而得出多台泵机并联运行在不同液位和 不同转速下的当前实时流量Q及扬程H;
[0135] 2最小比能Es搜索方法
[0136] 如以上已讨论的,优选采用"从大到小、从小到大"最小Es搜索策略，比如：
[0137]a)泵机初始以工频50Hz运行，并记录Es计算数值；
[0138]b)频率以固定步长(如I.OHz)下降运行，当前频率运行并记录Es计算数值；
[0139]c)比较当前频率与前一次频率运行的Es计算数值；
[0140]d)若当前频率运行的Es比前一次的Es小，重复步骤b);否则频率以固定步长(如 1. OHz)增加运行，当前频率运行并记录Es数值，重复步骤c)。
[0141] 3泵机自动轮换运行控制
[0142] 根据泵站运行工艺要求，泵送控制器按照预设定的液位值，"分别启动、分别停止" 的原则，依次轮换开启泵机，在低液位时依次停止。以时间原则，运行时间少的泵机先启动， 运行时间长的泵机先停止，尽量确保每台泵机总运行时间相同。同时，启动的泵机皆以泵送 控制器给出的最佳转速运行。
[0143] 结合图3,以4台泵运行为例。当水位达到开泵液位1，泵机1运行直到水位下降 停泵液位1停止运行。泵机所在的泵坑液位继续上升，到达开泵液位1则泵机2运行；若水 位还上升到开泵液位2,则开启泵机3。水位下降至停泵液位2,就先停止最先先运行的泵机 2。 这时水位又继续上升，直至开泵液位2,此时不能开启泵机3,因为泵机3已经在这个轮 回中开启过，应开启下一个泵机4;若水位开始下降到停泵液位2,则停止此时运行的两台 泵机中最先运行的泵机3;若水位继续下降到停泵液位1，最后一台运行的泵机4停止。一 旦水位下降到所有泵机停止，则这个轮回结束。
[0144] 当液位到超高液位浮球，泵送控制器将以工频转速开启全部泵机，防止泵机所在 的泵坑溢流。
[0145] 4系统安全保护功能
[0146] 泵送控制器设有多种泵机保护功能：
[0147] _低频率设定，确保泵机电机避免过低频率运行而烧毁。
[0148] _防堵塞功能，污泵机站的小口径泵机经常出现被污水杂质或长纤维堵塞现象，而 导致泵机效率降低。泵送控制器能监测记录泵机在不同液位及运行多泵运行情况下的正常 电流，一旦发现电流异常升高，通过反转、正转低速循环方式甩掉杂质，确保泵机正常运行， 避免堵转及不正常停机，也提高了泵送效率。
[0149] -长时间运行保护，泵机在某工艺时段可能会过长时间运行而不利于泵机寿命，泵 送控制器将记录运行时间，完成设定时间后，自动切换至另台泵机运行。
[0150] 本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而 不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术 方案范围内的对本发明的修改和变型。
【主权项】
1. 一种高效泵送方法，适用于包含泵机和管道的泵送系统，所述泵机具有已知的泵机 性能曲线，其特征在于，包括： a. 采集泵机所在的泵坑的液位，以根据所述液位计算静扬程； b. 采集泵机的出口处或者所述管道中的流量； c. 采集所述泵机的变频器的输出功率； d. 依据所得到的静扬程、流量和变频器的输出功率，计算单位能耗泵送水量，其中该单 位能耗泵送水量为所述泵送系统的能耗和泵送体积之比； e. 通过所述变频器来改变所述泵机的转速，并重复上述步骤b~d，以得到所述液位下 的多个单位能耗泵送水量；以及 f. 确定所述多个单位能耗泵送水量中的最小者，并使所述泵机工作于同所述多个单位 能耗泵送水量中的最小者相对应的转速。2. 如权利要求1所述的高效泵送方法，其特征在于，所述步骤b进一步包括： 采集所述管道的管阻；以及 根据所述泵机性能曲线和所述管阻，推算流量。3. 如权利要求1所述的高效泵送方法，其特征在于，所述步骤e进一步包括：根据预设 的步长，步进地调节所述泵机的转速，并重复上述步骤b~d，以得到多个单位能耗泵送水 量。4. 如权利要求3所述的高效泵送方法，其特征在于，所述步骤e进一步包括：将步进地 调节转速后得到的单位能耗泵送水量与前一个单位能耗泵送水量进行比较， 若小于前一个单位能耗泵送水量，则按照所述预设的步长提高转速； 若大于等于前一个单位能耗泵送水量，则按照所述预设的步长降低转速。5. -种高效泵送方法，适用于包含泵机和管道的泵送系统，其特征在于，包括： a. 采集所述泵送系统的能耗以及所述泵机的出口处或者所述管道中的流量； b. 将所述能耗除以所述流量以得到单位能耗泵送水量； c. 改变所述泵机的转速，并重复上述步骤a和b，以得到多个单位能耗泵送水量；以及 d. 确定所述多个单位能耗泵送水量中的最小者，并使所述泵机工作于同所述多个单位 能耗泵送水量中的最小者相对应的转速。6. 如权利要求5所述的高效泵送方法，其特征在于，所述泵机具有已知的泵机性能曲 线，且所述采集所述泵机的出口处或者所述管道中的流量的步骤进一步包括： 采集所述管道的管阻；以及 根据所述泵机性能曲线和所述管阻，推算流量。7. 如权利要求5所述的高效泵送方法，其特征在于，所述步骤c进一步包括：根据预设 的步长，步进地调节所述泵机的转速，并重复上述步骤a~b，以得到多个单位能耗泵送水 量。8. 如权利要求7所述的高效泵送方法，其特征在于，所述步骤e进一步包括：将步进地 调节转速后得到的单位能耗泵送水量与前一个单位能耗泵送水量进行比较， 若小于前一个单位能耗泵送水量，则按照所述预设的步长提高转速； 若大于等于前一个单位能耗泵送水量，则按照所述预设的步长降低转速。
【专利摘要】本发明提供了一种用于提升泵站效率的高效泵送方法，适用于包含泵机和管道的泵送系统，泵机具有已知的泵机性能曲线，包括：a.采集泵机所在的泵坑的液位，以根据液位及管路计算静扬程；b.采集泵机的出口处或者管道中的流量；c.采集泵机的变频器的输出功率；d.依据所得到的静扬程、流量和变频器的输出功率，计算单位能耗泵送水量，其中该单位能耗泵送水量为泵送系统的能耗和泵送体积之比；e.通过变频器来改变泵机的转速，并重复上述步骤b～d，以得到液位下的多个单位能耗泵送水量；以及f.确定多个单位能耗泵送水量中的最小者，并使泵机工作于同多个单位能耗泵送水量中的最小者相对应的转速。本发明有利于实现泵送系统的整体效率最优化。<pb pnum="1" />
【IPC分类】F04B49/06, F04B51/00
【公开号】CN105003428
【申请号】CN201410156222
【发明人】顾遥
【申请人】杨纪武
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2014年4月18日