一种潜水离心泵的故障监测系统和方法与流程

本发明涉及水泵检测领域，特别涉及一种潜水离心泵的故障监测系统和方法。

背景技术：

1、潜水离心泵广泛应用于污水处理厂的各工艺单元，主要用于污水的提升和输送。潜水离心泵安装于水面以下，若发生故障，将对污水处理厂的生产造成较大的影响，为了避免潜水离心泵发生故障，需要对潜水离心泵运行时的状态进行监测，以便在出现异常状态的情况下能及时预知，防止潜水离心泵发生进一步的故障。

2、现有的潜水离心泵的故障监测方法，仅仅通过观测出口流量数值来判断叶轮的磨损情况，通过观测电流值来判断潜水离心泵卡阻情况，此方法判断潜水离心泵运行状态的准确度较低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对上述不足之处提供一种潜水离心泵的故障监测系统和方法，解决了现有技术中无法对潜水离心泵进行高效、精准监测并提前预知风险的问题。

2、本发明是通过下述方案来实现的：

3、一种潜水离心泵的故障监测系统，包括检测系统、数据收集模块、数据处理模块、判断模块、控制模块、通讯模块；所述检测系统包括流量计、液位计、电压表、电流表等，所述流量计设置在潜水离心泵出口管道上；所述液位计设置在泵坑上部，所述电压表设置在潜水离心泵的电控柜中，所述电流表设置在潜水离心泵的电控柜中；

4、所述数据收集模块用于收集检测系统采集的各种仪表的数据信息；

5、所述数据处理模块用于处理数据收集模块收集到的各种数据信息；

6、所述判断模块用于判断数据处理模块处理后的数据；

7、所述控制模块用于根据判断模块判断数据的结果，执行潜水离心泵的停机或者继续运行；

8、所述通讯模块用于将潜水离心泵的运行状态反馈给用户，使用户实时掌握潜水离心泵的状态。

9、本方案提供一种潜水离心泵的故障监测方法，其包括以下步骤：

10、s1：获取泵房液位高度数值，得到实时扬程数值；

11、s2：获取每一个对应的扬程高度时的理论流量值；

12、s3：获取潜水离心泵运行时的实际流量值；将实际流量值与理论流量值进行对比；

13、和/或通过实时扬程数值和实际流量值，得到潜水离心泵的轴功率；通过潜水离心泵的轴功率，得到潜水离心泵理论的输入功率；获取潜水离心泵的电压数值和电流数值；通过潜水离心泵的电压数值和电流数值，得到潜水离心泵实际的输入功率；

14、s4：根据对比结果解析潜水离心泵叶轮的运行状态；

15、和/或将水泵的理论输入功率与实际输入功率进行对比，根据对比结果解析潜水离心泵的运行状态。

16、在s1中，泵房液位高度数值通过安装在泵坑上部的液位计获得，液位高度发生变化时，实际扬程数值也随之发生变化。

17、在步骤s1中，通过如下公式计算实际扬程数值：

18、h＝h出-h进-h液+h损

19、其中，h出表示潜水离心泵提升介质出口处的高度值，h进表示潜水离心泵进口处的高度值，h液表示泵房液位高度数值，h损表示介质提升时损失的扬程数值，一般情况下，1个阀门损失1m扬程，1个90度的弯头损失1m扬程，20米的水平管路损失1m扬程。

20、在s2中，由于潜水离心泵的出口流量值随着扬程的变化而变化，每一个扬程值都对应着一个理论流量值，当得到一个实际扬程数值时，都会得到一个对应的理论流量值。

21、在s2中，潜水离心泵的理论流量值通过该型号的泵的q－h特性曲线图获得，在q－h特性曲线图中，每一个扬程数值h下，都有一个对应的流量数值q。

22、在s3中，实际流量值通过安装在潜水离心泵出口管道上的流量计获得，指单位时间内流过的介质的体积。

23、在s4中在系统中设置有第一容错区间，通过计算实际流量值和理论流量值的差值，在与第一容错区间进行比较，若在差值第一容错区间内，则表示实际流量值在设定的理论流量值的比例范围内，叶轮磨损程度良好，不作提醒；

24、若差值在第一容错区间之外，实际流量值小于设定的理论流量值，系统发出潜水离心泵叶轮磨损警告，但此时并不会执行潜水离心泵停止运行的动作，仅仅提示用户叶轮磨损极限。

25、在步骤s3中，通过如下公式计算潜水离心泵的轴功率：

26、

27、其中，q表示潜水离心泵的实际流量值，h表示实时扬程值，η表示潜水离心泵的输送效率，η的值通过潜水离心泵的q－η特性曲线图来获得，不同实际流量值q下，都有不同的输送效率η。

28、通过潜水离心泵的轴功率，通过如下公式计算潜水离心泵的理论输入功率：

29、p理论＝k·n轴

30、其中，k为潜水离心泵的备用系数，它考虑了电机的机械效率等因素，其值随轴功率而异，对于大型电机来说，k值取1.1。

31、在步骤s3中，潜水离心泵的电压值通过安装在电控柜上的电压表获得，电流值可以通过安装在电控柜上的电流表或者电流互感器获得；

32、通过如下公式计算水泵的实际输入功率：

33、

34、其中，u表示潜水离心泵的电压数值，i表示潜水离心泵的电流数值，cosφ表示潜水离心泵电机的功率因数，一般取0.8。

35、在步骤s4中，在系统中设置有第二容错区间，通过计算实际输入功率和理论输入功率的差值，在与第二容错区间进行比较，若在差值第二容错区间内，则表明潜水离心泵无故障，不提示任何信息；

36、若差值在第一容错区间之外，则提示潜水离心泵出现卡阻故障，同时执行潜水离心泵停机动作。

37、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

38、1、本方案通过监测在某个扬程数值下的实际流量值，与此扬程数值下对应的理论的流量值对比，用以判断叶轮的磨损程度，提高了判断叶轮磨损程度的准确率。

39、2、本方案中通过监测在某个扬程数值下的实际流量值，得到潜水离心泵此状态下排水做功的理论输入功率，再通过与电机输入端的实际输入功率对比，谈判潜水离心泵是否存在卡阻故障。

40、3、本方案中通过实际流量值与理论流量值进行比较，实际输入功率和理论输入功率进行比较，双重监测方法对离心泵进行高效检测。极大的提升了离心泵的检测效率，同时提升精准性。

技术特征：

1.一种潜水离心泵的故障监测系统，其特征在于，包括检测系统、数据收集模块、数据处理模块、判断模块、控制模块、通讯模块；所述检测系统包括流量计、液位计、电压表、电流表，所述流量计设置在潜水离心泵出口管道上；所述液位计设置在泵坑上部，所述电压表设置在潜水离心泵的电控柜中，所述电流表设置在潜水离心泵的电控柜中；

2.一种潜水离心泵的故障监测方法，其特征在于，其包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的一种潜水离心泵的故障监测方法，其特征在于：

4.如权利要求2或3所述的一种潜水离心泵的故障监测方法，其特征在于：

5.如权利要求2或3所述的一种潜水离心泵的故障监测方法，其特征在于：

6.如权利要求2或3所述的一种潜水离心泵的故障监测方法，其特征在于：在s4中在系统中设置有第一容错区间，通过计算实际流量值和理论流量值的差值，在与第一容错区间进行比较，若在差值第一容错区间内，则表示实际流量值在设定的理论流量值的比例范围内，叶轮磨损程度良好，不作提醒；

7.如权利要求2所述的一种潜水离心泵的故障监测方法，其特征在于：

8.如权利要求7所述的一种潜水离心泵的故障监测方法，其特征在于：

9.如权利要求8所述的一种潜水离心泵的故障监测方法，其特征在于：

10.如权利要求9所述的一种潜水离心泵的故障监测方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种潜水离心泵的故障监测系统和方法，包括检测系统、数据收集模块、数据处理模块、判断模块、控制模块、通讯模块；该方法包括，获取泵房液位高度数值，得到实时扬程数值；通过潜水离心泵的Q－H特性曲线图，得到对应的实时扬程数值时的理论流量值；获取潜水离心泵运行时的实际流量值；将实际流量值与理论流量值进行对比，根据对比结果解析潜水离心泵叶轮的运行状态；本方案中通过实际流量值与理论流量值进行比较，实际输入功率和理论输入功率进行比较，双重监测方法对离心泵进行高效检测。极大的提升了离心泵的检测效率，同时提升精准性。

技术研发人员：季川,夏旭,罗谦
受保护的技术使用者：成都市排水有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15