离心泵运行效果判定方法和系统的制作方法

离心泵运行效果判定方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种离心泵运行效果判定方法和系统，通过获取离心泵运行时的水力运行参数和/或机械运行参数；根据获取的水力运行参数和/或机械运行参数以及预设的离心泵运行评价标准，对离心泵运行效果进行评价，并给出离心泵运行效果的评分，其中，水力运行参数包括效率参数和/或汽蚀参数，机械运行参数包括振动参数和/或温度参数。本发明解决了现有的离心泵运行效果判定方法必须依赖专业技术人员的经验和知识、且需耗费大量人力和物力的技术问题，本发明操作简单、大大降低了人力和物力的损耗、且实用性和操作性强。
【专利说明】
离心泵运行效果判定方法和系统
技术领域
[0001] 本发明涉及离心栗检测领域，特别地，涉及一种离心栗运行效果判定方法和系统。
【背景技术】
[0002] 离心栗作为一种通用机械，不仅广泛应用于人们的生产生活中，而且也是工业生 产中的耗能大户，全国有1/4的电能都是用在驱动离心栗上。因此离心栗运行效果的判定显 得尤为重要。但是现有技术中的离心栗运行效果判定方法因为涉及到诸多参数，关系到离 心栗运行与使用效果的方方面面，比如振动、噪音、温度、效率、轴向力、径向力、功率、转矩 和转速等等，要对一台离心栗进行较为全面的评价必须非常专业的技术团队才能够做到， 单个的技术人员很难有这么全面的知识面，并且离心栗全面评价时需要使用大量贵重的离 心栗检测设备来进行检测。由此可知，现有的离心栗运行效果判定方法必须依赖专业技术 人员的经验和知识、且需耗费大量的人力和物力。
[0003] 因此，现有的离心栗运行效果判定方法必须依赖专业技术人员的经验和知识、且 需耗费大量的人力和物力，是一个亟待解决的技术问题。

【发明内容】

[0004] 本发明提供了一种离心栗运行效果判定方法和系统，以解决现有的离心栗运行效 果判定方法必须依赖专业技术人员的经验和知识、且需耗费大量人力和物力的技术问题。
[0005] 本发明采用的技术方案如下：
[0006] 根据本发明的一方面，提供了一种离心栗运行效果判定方法，包括步骤：
[0007] 获取离心栗运行时的水力运行参数和/或机械运行参数；
[0008] 根据获取的水力运行参数和/或机械运行参数以及预设的离心栗运行评价标准， 对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果的评分，其中，水力运行参数包括效率 参数和/或汽蚀参数，机械运行参数包括振动参数和/或温度参数。
[0009] 进一步地，效率参数为效率相对数，根据获取的水力运行参数和/或机械运行参数 以及预设的离心栗运行评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果的 评分的步骤包括：
[0010] 获取离心栗运行时的实际流量和额定流量；
[0011]根据获取的实际流量和额定流量，计算出流量相对数；
[0012] 根据计算出的流量相对数，绘制流量相对比值统计图；
[0013] 根据绘制的流量相对比值统计图，拟合离心栗方程；
[0014] 根据拟合的离心栗方程，得出效率相对数，给出离心栗运行效果的效率评分。
[0015] 进一步地，汽蚀参数为真空比，根据获取的水力运行参数和/或机械运行参数以及 预设的离心栗运行评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果的评分 的步骤包括：
[0016] 获取离心栗在不同运行水温下对应的汽化压力值；
[0017] 根据获取的汽化压力值，绘制汽化压力相对比值统计图；
[0018] 根据绘制的汽化压力相对比值统计图，拟合汽化压力多项式方程；
[0019] 根据拟合的汽化压力多项式方程，计算出离心栗在实测温度下的汽化压力值；
[0020] 获取离心栗额定汽蚀余量，并根据计算出的离心栗在实测温度下的汽化压力值和 获取的离心栗额定汽蚀余量，得出离心栗理论汽蚀余量；
[0021 ]获取离心栗进口处真空度，并根据获取的离心栗进口处真空度和得出的离心栗理 论汽蚀余量，计算出真空比；
[0022] 根据计算出的真空比和设定的汽蚀评分公式，给出离心栗运行效果的汽蚀评分。
[0023] 进一步地，振动参数为振动等级，根据获取的水力运行参数和/或机械运行参数以 及预设的离心栗运行评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果的评 分的步骤包括：
[0024]获取离心栗的类别和振动等级；
[0025] 根据获取的离心栗类别和振动等级以及预设的离心栗振动评价标准，对离心栗运 行效果进行评价，给出离心栗运行效果的振动评分。
[0026] 进一步地，温度参数为轴承上升温度，根据获取的水力运行参数和/或机械运行参 数以及预设的离心栗运行评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果 的评分的步骤包括：
[0027] 获取离心栗运行时的轴承上升温度；
[0028] 根据获取的离心栗运行时的轴承上升温度以及预设的离心栗温度评价标准，给出 离心栗运行效果的温度评分。
[0029] 根据本发明的另一方面，还提供了一种离心栗运行效果判定系统，包括：
[0030] 获取模块，用于获取离心栗运行时的水力运行参数和/或机械运行参数；
[0031] 评分模块，用于根据获取的离心栗类别和振动等级以及预设的离心栗振动评价标 准，对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果的评分，其中，水力运行参数包括 效率参数和/或汽蚀参数，机械运行参数包括振动参数和/或温度参数。
[0032] 进一步地，评分模块包括：
[0033] 第一获取单元，用于获取离心栗运行时的实际流量和额定流量；
[0034]第一计算单元，用于根据获取的实际流量和额定流量，计算出流量相对数；
[0035] 第一绘制单元，用于根据计算出的流量相对数，绘制流量相对比值统计图；
[0036] 第一拟合单元，用于根据绘制的流量相对比值统计图，拟合离心栗方程；
[0037] 第一评分单元，用于根据拟合的离心栗方程，得出效率相对数，给出离心栗运行效 果的效率评分。
[0038]进一步地，评分模块还包括：
[0039] 第二获取单元，用于获取离心栗在不同运行水温下对应的汽化压力值；
[0040] 第二绘制单元，用于根据获取的汽化压力值，绘制汽化压力相对比值统计图；
[0041] 第二拟合单元，用于根据绘制的汽化压力相对比值统计图，拟合汽化压力多项式 方程；
[0042] 第二计算单元，用于根据拟合的汽化压力多项式方程，计算出离心栗在实测温度 下的汽化压力值；
[0043] 第三计算单元，用于获取离心栗额定汽蚀余量，并根据计算出的离心栗在实测温 度下的汽化压力值和获取的离心栗额定汽蚀余量，得出离心栗理论汽蚀余量；
[0044] 第四计算单元，用于获取离心栗进口处真空度，并根据获取的离心栗进口处真空 度和得出的离心栗理论汽蚀余量，计算出真空比；
[0045] 第二评分单元，根据计算出的真空比和设定的汽蚀评分公式，给出离心栗运行效 果的汽蚀评分。
[0046] 进一步地，评分模块还包括：
[0047]第三获取单元，用于获取离心栗的类别和振动等级；
[0048]第三评分单元，用于根据获取的类别和振动等级以及预设的离心栗振动评价标 准，给出离心栗运行效果的振动评分。
[0049] 进一步地，评分模块还包括：
[0050] 第四获取单元，用于获取离心栗运行时的轴承上升温度；
[0051] 第四评分单元，用于根据获取的离心栗运行时的轴承上升温度以及预设的离心栗 温度评价标准，给出离心栗运行效果的温度评分。
[0052] 本发明具有以下有益效果：
[0053] 本发明提出的离心栗运行效果判定方法和系统，通过对离心栗运行时的水力运行 参数和/或机械运行参数对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果的评分，解决 了现有的离心栗运行效果判定方法必须依赖专业技术人员的经验和知识、且需耗费大量人 力和物力的技术问题，本发明操作简单、大大降低了人力和物力的损耗、且实用性和操作性 强。
[0054]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0055] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0056] 图1是本发明离心栗运行效果判定方法第一实施例的流程示意图；
[0057] 图2是图1中根据获取的水力运行参数和/或所述机械运行参数以及预设的离心栗 运行评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果的评分的步骤的第一 实施例细化流程示意图；
[0058] 图3是绘制的流量相对比值统计图；
[0059] 图4是图1中根据获取的水力运行参数和/或所述机械运行参数以及预设的离心栗 运行评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果的评分的步骤的第二 实施例细化流程示意图；
[0060] 图5是绘制的汽化压力相对比值统计图；
[0061] 图6是汽蚀评分统计图；
[0062] 图7是图1中根据获取的水力运行参数和/或所述机械运行参数以及预设的离心栗 运行评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果的评分的步骤的第三 实施例细化流程示意图；
[0063]图8是图1中根据获取的水力运行参数和/或所述机械运行参数以及预设的离心栗 运行评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果的评分的步骤的第四 实施例细化流程示意图；
[0064]图9是温度评分统计图；
[0065] 图10是本发明离心栗运行效果判定装置第一实施例的功能模块连接框图；
[0066] 图11是图10中评分模块第一实施例的功能模块示意图；
[0067] 图12是图10中评分模块第二实施例的功能模块示意图；
[0068]图13是图10中评分模块第三实施例的功能模块示意图；
[0069] 图14是图10中评分模块第四实施例的功能模块示意图。
[0070] 附图标注说明：
[0071 ] 10、获取模块;20、评分模块;211、第一获取单元;212、第一计算单元;213、第一绘 制单元;214、第一拟合单元;215、第一评分单元;221、第二获取单元;222、第二绘制单元； 223、第二拟合单元;224、第二计算单元;225、第三计算单元;226、第四计算单元;227、第二 评分单元;231、第三获取单元;232、第三评分单元;241、第四获取单元;242、第四评分单元。
【具体实施方式】
[0072] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0073] 参照图1，本发明的优选实施例提供了一种离心栗运行效果判定方法，包括步骤：
[0074] 步骤S100、获取离心栗运行时的水力运行参数和/或机械运行参数。
[0075] 离心栗运行效果判定装置获取离心栗运行时的水力运行参数和/或机械运行参 数，其中，水力运行参数包括效率参数和/或汽蚀参数，机械运行参数包括振动参数和/或温 度参数。
[0076] 步骤S200、根据获取的水力运行参数和/或机械运行参数以及预设的离心栗运行 评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果的评分。
[0077] 离心栗运行效果判定装置根据获取的水力运行参数和/或机械运行参数以及预设 的离心栗运行评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果的评分。其 中，水力运行参数和/或机械运行参数中的权重及计算方法如下所示：
[0078] 效率参数表示能耗有偏差，并不表示离心栗不能运行，虽然也影响离心栗运行的 效果，但一般情况下离心栗不会损坏。汽蚀参数直接影响离心栗的运行效果，当汽蚀下降到 临界点附近时，离心栗将会发生严重的汽蚀；当汽蚀越过临界点时，理论上离心栗就不能运 行了，所以当汽蚀评价为零分时，离心栗总评分也应为零分，以便及时通时提醒用户离心栗 在当前状况下不能运行。振动参数虽然不能马上使栗不能运行，但振动参数引起的故障概 率非常大，大部分安装标准和设备标准中都有规定振动参数超标设备根本不能运行，所以 在总评分中应该为"与"的关系。温度参数虽然不会马上使栗不能运行，但温度引起的故障 大概在2小时内就会马上发生，大部分安装标准和设备标准中都有规定温度超标设备根本 不能运行，所以在总评分中也为"与"的关系。
[0079]基于以上理由，最终的评分公式为：
[0080] F=FeXFcXFvXFt (1)
[0081 ] 其中，F为总评分，Fe为效率评分，Fe为汽蚀评分，Fv为振动评分，Ft为温度评分，此 评价方法既可以单独或任意组合评价，也可以整体评价，但为了以示区分，分别用4个元素 的英文单词的组合来定义其评价方式，其中，效率(Efficiency)是指有用功率对驱动功率 的比值;汽蚀(Cavitation)是指流动着的流体由于局部压力的降低产生汽泡的现象;振动 (Vibration)是指一个状态改变的过程，即物体的往复运动;温度(Temperature)是表示物 体冷热程度的物理量，评价就用以上的4个英文字母的代表来进行定义，全面评价是ECVT模 式，也可以用效率与汽蚀(EC)，振动与温度(VT)或者只评价效率(E)和汽蚀(C)等等，在此不 作限定。
[0082] 本实施例提出的离心栗运行效果判定方法，通过对离心栗运行时的水力运行参数 和/或机械运行参数对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果的评分，解决了现 有的离心栗运行效果判定方法必须依赖专业技术人员的经验和知识、且需耗费大量人力和 物力的技术问题，本实施例提出的离心栗运行效果判定方法，操作简单、大大降低了人力和 物力的损耗、且实用性和操作性强。
[0083]如图2所示，本实施例提出的离心栗运行效果判定方法，步骤S200包括：
[0084] 步骤S210、获取离心栗运行时的实际流量和额定流量。
[0085]离心栗运行效果判定装置获取离心栗运行时的实际流量Qs和额定流量Qe，其中，离 心栗运行时的额定流量Qe可以通过离心栗铭牌数据得知，实际流量Qs可以通过流量计测试 得知。
[0086] 步骤S211、根据获取的实际流量和额定流量，计算出流量相对数。
[0087] 流量相对数可通过下列公式计算得出：
[0088] Qb = Qs + Qe (2)
[0089] 其中，QB为流量相对数(无量钢），Qs为实际流量，单位为m3/h;Qe为额定流量，单位 为m3/h〇
[0090] 步骤S212、根据计算出的流量相对数，绘制流量相对比值统计图。
[0091] 根据计算出的流量相对数QB，绘制出流量相对比值统计图，如图3所示，其中，将额 定流量设为1，最高效率相对数设为100 %，横坐标表示流量相对数Qb，纵坐标表示效率相对 数％。
[0092] 步骤S213、根据绘制的流量相对比值统计图，拟合离心栗方程。
[0093] 根据绘制出的流量相对比值统计图，拟合离心栗方程为：
[0094] nB = -0.3891QB3-0.1762QB2+1.5531QB+0.1137 (3)
[0095] 其中，％为效率相对数(无量钢），Qb为流量相对数(无量钢）。
[0096] 步骤S214、根据拟合的离心栗方程，得出效率相对数，给出离心栗运行效果的效率 评分。
[0097]根据拟合的离心栗方程，得出效率相对数％，并且直接将得出的效率相对数作为 效率的评分，从而给出离心栗运行效果的效率评分。
[0098] FE = nB (4)
[0099] 本实施例提出的离心栗运行效果判定方法，根据计算出的流量相对数，绘制流量 相对比值统计图，根据绘制的流量相对比值统计图，拟合离心栗方程，根据拟合的离心栗方 程，得出效率相对数，给出离心栗运行效果的效率评分，解决了现有的离心栗运行效果判定 方法必须依赖专业技术人员的经验和知识、且需耗费大量人力和物力的技术问题，本实施 例提出的离心栗运行效果判定方法，操作简单、大大降低了人力和物力的损耗、且实用性和 操作性强。
[0100] 如图4所示，本实施例提出的离心栗运行效果判定方法，步骤S200还包括：
[0101] 步骤S220、获取离心栗在不同运行水温下对应的汽化压力值。
[0102] 离心栗运行效果判定装置获取离心栗在不同运行水温下对应的汽化压力值，该汽 化压力值首先是通过工具书查到，然后再通过数值输入的方式存储到离心栗运行效果判定 装置的数据库中，离心栗运行效果判定装置从数据库中获取离心栗在不同运行水温下对应 的汽化压力值，其汽化压力值具体如表1所示，更多的汽化压力值可以查找相关公开发表的 实验数据：
[0103]
[0104]
[0105] 表1
[0106]步骤S221、根据获取的汽化压力值，绘制汽化压力相对比值统计图。
[0107]离心栗运行效果判定装置根据在数据库中获取的离心栗在不同运行水温下对应 的汽化压力值，绘制汽化压力相对比值统计图，具体如图5所示。
[0108] 步骤S222、根据绘制的汽化压力相对比值统计图，拟合汽化压力多项式方程。
[0109] 离心栗运行效果判定装置根据绘制出的汽化压力相对比值统计图，用数值模拟的 方法拟合得到其汽化压力多项式方程，经整理得到的汽化压力多项式方程为：
[0110]
[0111] 其中，T为实测温度，单位为°(：;匕为在实测温度下的汽化压力值，单位为Pa。
[0112] 步骤S223、根据拟合的汽化压力多项式方程，计算出离心栗在实测温度下的汽化 压力值。
[0113] 离心栗运行效果判定装置根据拟合的汽化压力多项式方程，可以直接计算出离心 栗在实测温度下的汽化压力值Pq。
[0114] 步骤S224、获取离心栗额定汽蚀余量，并根据计算出的离心栗在实测温度下的汽 化压力值和获取的离心栗额定汽蚀余量，得出离心栗理论汽蚀余量。
[0115]离心栗运行效果判定装置根据离心栗铭牌数据获取离心栗额定汽蚀余量NPSHe， 并根据直接计算出的离心栗在实测温度下的汽化压力值Pq和获取的离心栗额定汽蚀余量 NPSHe，得出离心栗理论汽蚀余量Hl，离心栗理论汽蚀余量Hl为：
[0116] Hl = NPSHe+Pq (6)
[0117] 其中，NPSHe为额定汽蚀余量，单位为m;PQ为离心栗在实测温度下的汽化压力值，单 位为Pa; Hl为离心栗理论汽蚀余量，单位为m。
[0118] 步骤S225、获取离心栗进口处真空度，并根据获取的离心栗进口处真空度和得出 的离心栗理论汽蚀余量，计算出真空比。
[0119] 离心栗运行效果判定装置获取实测的离心栗进口处真空度Hs，并根据实测的离心 栗进口处真空度Hs和得出的离心栗理论汽蚀余量Hl，计算出真空比Hb，真空比Hb为：
[0120] Hb = Hs/(10.33-Hl) (7)
[0121] 其中，Hb为真空比，无量钢;Hs为离心栗进口处真空度，单位为m;HL为离心栗理论汽 蚀余量，单位为m。
[0122] 步骤S226、根据计算出的真空比和设定的汽蚀评分公式，给出离心栗运行效果的 汽蚀评分。
[0123] 离心栗运行效果判定装置根据计算出的真空比Hb和设定的汽蚀评分公式，给出离 心栗运行效果的汽蚀评分，其中，汽蚀评分公式为经验公式，汽蚀评分公式为：
[0124] 当真空比HbM时，汽蚀评分Fc = 0;
[0125] 当真空比Hb < 0时，汽蚀评分FC= 100;
[0126] 如图6所示，当0〈真空比Hb〈1时，
[0127] 汽蚀评分 Fc = _354 · 41Ηβ4+373 · 96Hb3_133 · 22373 · 96Ηβ2+12 · 829Hb+99 · 89 (8)
[0128] 本实施例提出的离心栗运行效果判定方法，获取离心栗额定汽蚀余量，并根据计 算出的离心栗在实测温度下的汽化压力值和获取的离心栗额定汽蚀余量，得出离心栗理论 汽蚀余量;获取离心栗进口处真空度，并根据获取的离心栗进口处真空度和得出的离心栗 理论汽蚀余量，计算出真空比；根据计算出的真空比和设定的汽蚀评分公式，给出离心栗运 行效果的汽蚀评分，解决了现有的离心栗运行效果判定方法必须依赖专业技术人员的经验 和知识、且需耗费大量人力和物力的技术问题，本实施例提出的离心栗运行效果判定方法， 操作简单、大大降低了人力和物力的损耗、且实用性和操作性强。
[0129] 如图7所示，本实施例提出的离心栗运行效果判定方法，步骤S200包括：
[0130] 步骤S230、获取离心栗的类别和振动等级。
[0131] 离心栗运行效果判定装置获取离心栗的类别和振动等级，其中，离心栗的类别是 按照离心栗的中心高和转速进行分类的，总共分四类，具体如表2所示：
[0132]
[0133] 表2
[0134] 其中，卧式栗的中心高规定为由栗的轴线到栗的底座上平面间的距离h(mm);立式 栗本来没有中心高，为了评价振动级别，取栗的出口法兰密封面到栗轴线间的投影距离为 中心高。
[0135] 离心栗的振动烈度级和振动烈度的范围如表3所示：
[0136]
[0138] 表3
[0139] 步骤S231、根据获取的离心栗类别和振动等级以及预设的离心栗振动评价标准， 对离心栗运行效果进行评价，给出离心栗运行效果的振动评分。
[0140]离心栗运行效果判定装置预设离心栗振动评价标准，将离心栗的振动级别分为A、 B、C和D四级，其中，D级为不合格，离心栗的振动烈度级和振动级别的对应关系如表4所示：
[0141]
[0142] 表4
[0143] 根据以上预设的离心栗振动评价标准，当离心栗运行状态为第一类或第二类、且 振动烈度为0.28以内时计100分，离心栗运行状态为第三类或第四类、且振动烈度为0.45以 内时计100分，其余状态按表查询，A级计75分，B级计50分，C级计25分、D级计0分。
[0144] 本实施例提出的离心栗运行效果判定方法，根据获取的离心栗类别和振动等级以 及预设的离心栗振动评价标准，对离心栗运行效果进行评价，给出离心栗运行效果的振动 评分，解决了现有的离心栗运行效果判定方法必须依赖专业技术人员的经验和知识、且需 耗费大量人力和物力的技术问题，本实施例提出的离心栗运行效果判定方法，操作简单、大 大降低了人力和物力的损耗、且实用性和操作性强。
[0145] 如图8所示，本实施例提出的离心栗运行效果判定方法，步骤S200包括：
[0146] 步骤S240、获取离心栗运行时的轴承上升温度。
[0147] 离心栗运行效果判定装置直接检查轴承外圈的温度，获取离心栗运行时的轴承温 度和轴承附近的环境温度，并计算出轴承上升温度。
[0148] 设定环境温度为V，轴承温度为t〃，轴承上升温度为t，则? = 。
[0149] 步骤S241、根据获取的离心栗运行时的轴承上升温度以及预设的离心栗温度评价 标准，给出离心栗运行效果的温度评分。
[0150] 离心栗运行效果判定装置根据计算出的轴承上升温度，结合预设的离心栗温度评 价标准，采用分区间判定对离心栗运行效果进行温度评分，温度评分Ft为：
[0151] 当t<20°C时，Ft=100;
[0152] 如图9所示，当20°C <t<40°C时，FT=0.00167t3-0.341t2+10.81t+6.6 (9)
[0153] 当t》40°C或t〃》80c° 时，FT=0
[0154] 其中，公式(9)是通过对离心栗中常用的深沟球轴承、15°及30°角接触球轴承在不 同温度下的寿命统计结果进行曲线绘制和数值模拟得到的。
[0155] 本实施例提出的离心栗运行效果判定方法，根据获取的离心栗运行时的轴承上升 温度以及预设的离心栗温度评价标准，给出离心栗运行效果的温度评分，解决了现有的离 心栗运行效果判定方法必须依赖专业技术人员的经验和知识、且需耗费大量人力和物力的 技术问题，本实施例提出的离心栗运行效果判定方法，操作简单、大大降低了人力和物力的 损耗、且实用性和操作性强。
[0156] 如图10所示，本实施例还提供一种离心栗运行效果判定系统，包括：
[0157] 获取模块10,用于获取离心栗运行时的水力运行参数和/或机械运行参数；
[0158] 评分模块20,用于根据获取的离心栗类别和振动等级以及预设的离心栗振动评价 标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果的评分。
[0159] 离心栗运行效果判定装置的获取模块10获取离心栗运行时的水力运行参数和/或 机械运行参数，其中，水力运行参数包括效率参数和/或汽蚀参数，机械运行参数包括振动 参数和/或温度参数。
[0160] 离心栗运行效果判定装置的评分模块20根据获取的水力运行参数和/或机械运行 参数以及预设的离心栗运行评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效 果的评分。其中，水力运行参数和/或机械运行参数中的权重及计算方法如下所示：
[0161] 效率参数表示能耗有偏差，并不表示离心栗不能运行，虽然也影响离心栗运行的 效果，但一般情况下离心栗不会损坏。汽蚀参数直接影响离心栗的运行效果，当汽蚀下降到 临界点附近时，离心栗将会发生严重的汽蚀；当汽蚀越过临界点时，理论上离心栗就不能运 行了，所以当汽蚀评价为零分时，离心栗总评分也应为零分，以便及时通时提醒用户离心栗 在当前状况下不能运行。振动参数虽然不能马上使栗不能运行，但振动参数引起的故障概 率非常大，大部分安装标准和设备标准中都有规定振动参数超标设备根本不能运行，所以 在总评分中应该为"与"的关系。温度参数虽然不会马上使栗不能运行，但温度引起的故障 大概在2小时内就会马上发生，大部分安装标准和设备标准中都有规定温度超标设备根本 不能运行，所以在总评分中也为"与"的关系。
[0162] 基于以上理由，最终的评分公式为：
[0163] F=FeXFcXFvXFt (10)
[0164] 其中，F为总评分，Fe为效率评分，Fe为汽蚀评分，Fv为振动评分，Ft为温度评分，此 评价方法既可以单独或任意组合评价，也可以整体评价，但为了以示区分，分别用4个元素 的英文单词的组合来定义其评价方式，其中，效率(Efficiency)是指有用功率对驱动功率 的比值;汽蚀(Cavitation)是指流动着的流体由于局部压力的降低产生汽泡的现象;振动 (Vibration)是指一个状态改变的过程，即物体的往复运动;温度(Temperature)是表示物 体冷热程度的物理量，评价就用以上的4个英文字母的代表来进行定义，全面评价是ECVT模 式，也可以用效率与汽蚀(EC)，振动与温度(VT)或者只评价效率(E)和汽蚀(C)等等，在此不 作限定。
[0165] 本实施例提出的离心栗运行效果判定装置，通过对离心栗运行时的水力运行参数 和/或机械运行参数对离心栗运行效果进行评价，并给出离心栗运行效果的评分，解决了现 有的离心栗运行效果判定方法必须依赖专业技术人员的经验和知识、且需耗费大量人力和 物力的技术问题，本实施例提出的离心栗运行效果判定装置，操作简单、大大降低了人力和 物力的损耗、且实用性和操作性强。
[0166] 如图11所示，本实施例提供的离心栗运行效果判定系统，评分模块20包括：
[0167] 第一获取单元211，用于获取离心栗运行时的实际流量和额定流量；
[0168] 第一计算单元212,用于根据获取的实际流量和额定流量，计算出流量相对数；
[0169] 第一绘制单元213,用于根据计算出的流量相对数，绘制流量相对比值统计图；
[0170] 第一拟合单元214,用于根据绘制的流量相对比值统计图，拟合离心栗方程；
[0171] 第一评分单元215,用于根据拟合的离心栗方程，得出效率相对数，给出离心栗运 行效果的效率评分。
[0172] 离心栗运行效果判定装置的第一获取单元211获取离心栗运行时的实际流量Qs和 额定流量Qe，其中，离心栗运行时的额定流量Qe可以通过离心栗铭牌数据得知，实际流量Qs 可以通过流量计测试得知。
[0173] 第一计算单元212根据获取的实际流量和额定流量，计算出流量相对数，流量相对 数可通过下列公式计算得出：
[0174] Qb = Qs + Qe (11)
[0175] 其中，Qb为流量相对数(无量钢），Qs为实际流量，单位为m3/h; Qe为额定流量，单位 为m3/h〇
[0176] 第一绘制单元213根据计算出的流量相对数Qb，绘制出流量相对比值统计图，如图 3所示，其中，将额定流量设为1，最高效率相对数设为100%，横坐标表示流量相对数Qb，纵 坐标表示效率相对数％。
[0177] 第一拟合单元214根据绘制出的流量相对比值统计图，拟合离心栗方程为：
[0178] nB = -0.3891QB3-0.1762QB2+1.5531QB+0.1137 (12)
[0179] 其中，％为效率相对数(无量钢），QB为流量相对数(无量钢）。
[0180]第一评分单元215根据拟合的离心栗方程，得出效率相对数％，并且直接将得出的 效率相对数作为效率的评分，从而给出离心栗运行效果的效率评分。
[0181] Fe = t1b (13)
[0182] 本实施例提出的离心栗运行效果判定装置，根据计算出的流量相对数，绘制流量 相对比值统计图，根据绘制的流量相对比值统计图，拟合离心栗方程，根据拟合的离心栗方 程，得出效率相对数，给出离心栗运行效果的效率评分，解决了现有的离心栗运行效果判定 方法必须依赖专业技术人员的经验和知识、且需耗费大量人力和物力的技术问题，本实施 例提出的离心栗运行效果判定装置，操作简单、大大降低了人力和物力的损耗、且实用性和 操作性强。
[0183] 如图12所示，本实施例提供的离心栗运行效果判定系统，评分模块20还包括：
[0184] 第二获取单元221，用于获取离心栗在不同运行水温下对应的汽化压力值；
[0185] 第二绘制单元222,用于根据获取的汽化压力值，绘制汽化压力相对比值统计图；
[0186] 第二拟合单元223,用于根据绘制的汽化压力相对比值统计图，拟合汽化压力多项 式方程；
[0187] 第二计算单元224,用于根据拟合的汽化压力多项式方程，计算出离心栗在实测温 度下的汽化压力值；
[0188] 第三计算单元225，用于获取离心栗额定汽蚀余量，并根据计算出的离心栗在实测 温度下的汽化压力值和获取的离心栗额定汽蚀余量，得出离心栗理论汽蚀余量；
[0189] 第四计算单元226，用于获取离心栗进口处真空度，并根据获取的离心栗进口处真 空度和得出的离心栗理论汽蚀余量，计算出真空比；
[0190] 第二评分单元227,根据计算出的真空比和设定的汽蚀评分公式，给出离心栗运行 效果的汽蚀评分。
[0191] 离心栗运行效果判定装置的第二获取单元221获取离心栗在不同运行水温下对应 的汽化压力值，该汽化压力值首先是通过工具书查到，然后再通过数值输入的方式存储到 离心栗运行效果判定装置的数据库中，离心栗运行效果判定装置从数据库中获取离心栗在 不同运行水温下对应的汽化压力值，其汽化压力值具体如表1所示。
[0192] 离心栗运行效果判定装置的第二绘制单元222根据在数据库中获取的离心栗在不 同运行水温下对应的汽化压力值，绘制汽化压力相对比值统计图，具体如图5所示。
[0193] 离心栗运行效果判定装置的第二拟合单元223根据绘制出的汽化压力相对比值统 计图，用数值模拟的方法拟合得到其汽化压力多项式方程，经整理得到的汽化压力多项式 方程为：
[0194]
[0195] 其中，T为实测温度，单位为°(：;匕为在实测温度下的汽化压力值，单位为Pa。
[0196] 离心栗运行效果判定装置的第二计算单元224根据拟合的汽化压力多项式方程， 可以直接计算出离心栗在实测温度下的汽化压力值Pq。
[0197] 离心栗运行效果判定装置的第三计算单元225根据离心栗铭牌数据获取离心栗额 定汽蚀余量NPSHe，并根据直接计算出的离心栗在实测温度下的汽化压力值Pq和获取的离心 栗额定汽蚀余量NPSHe，得出离心栗理论汽蚀余量Hl，离心栗理论汽蚀余量Hl为：
[0198] Hl=NPSHe+Pq (15)
[0199] 其中，NPSHe为额定汽蚀余量，单位为m;PQ为离心栗在实测温度下的汽化压力值，单 位为Pa; Hl为离心栗理论汽蚀余量，单位为m。
[0200] 离心栗运行效果判定装置的第四计算单元226获取实测的离心栗进口处真空度 Hs，并根据实测的离心栗进口处真空度Hs和得出的离心栗理论汽蚀余量Hl，计算出真空比 Hb，真空比Hb为：
[0201] Hb = Hs/(10.33-Hl) (16)
[0202] 其中，Hb为真空比，无量钢;Hs为离心栗进口处真空度，单位为m;HL为离心栗理论汽 蚀余量，单位为m。
[0203] 离心栗运行效果判定装置的第二评分单元227根据计算出的真空比Hb和设定的汽 蚀评分公式，给出离心栗运行效果的汽蚀评分，其中，汽蚀评分公式为经验公式，汽蚀评分 公式为：
[0204] 当真空比Hb2 1时，汽蚀评分Fc = 0;
[0205] 当真空比Hb < 0时，汽蚀评分FC= 100;
[0206] 如图6所示，当0〈真空比Hb〈1时，
[0207] 汽蚀评分 Fc = _354 · 41Ηβ4+373 · 96Hb3_133 · 22373 · 96Ηβ2+12 · 829Hb+99 · 89 (17)
[0208] 本实施例提出的离心栗运行效果判定装置，获取离心栗额定汽蚀余量，并根据计 算出的离心栗在实测温度下的汽化压力值和获取的离心栗额定汽蚀余量，得出离心栗理论 汽蚀余量;获取离心栗进口处真空度，并根据获取的离心栗进口处真空度和得出的离心栗 理论汽蚀余量，计算出真空比；根据计算出的真空比和设定的汽蚀评分公式，给出离心栗运 行效果的汽蚀评分，解决了现有的离心栗运行效果判定方法必须依赖专业技术人员的经验 和知识、且需耗费大量人力和物力的技术问题，本实施例提出的离心栗运行效果判定装置， 操作简单、大大降低了人力和物力的损耗、且实用性和操作性强。
[0209] 如图13所示，本实施例提供的离心栗运行效果判定系统，评分模块20还包括：
[0210] 第三获取单元231，用于获取离心栗的类别和振动等级；
[0211]第三评分单元232,用于根据获取的类别和振动等级以及预设的离心栗振动评价 标准，给出离心栗运行效果的振动评分。
[0212]离心栗运行效果判定装置的第三获取单元231获取离心栗的类别和振动等级，其 中，离心栗的类别是按照离心栗的中心高和转速进行分类的，总共分四类，具体如表2所示。
[0213] 其中，卧式栗的中心高规定为由栗的轴线到栗的底座上平面间的距离h(mm);立式 栗本来没有中心高，为了评价振动级别，取栗的出口法兰密封面到栗轴线间的投影距离为 中心高。
[0214] 离心栗的振动烈度级和振动烈度的范围如表3所示。
[0215] 离心栗运行效果判定装置预设离心栗振动评价标准，将离心栗的振动级别分为A、 B、C和D四级，其中，D级为不合格，离心栗的振动烈度级和振动级别的对应关系如表4所示。
[0216] 根据以上预设的离心栗振动评价标准，当离心栗运行状态为第一类或第二类、且 振动烈度为0.28以内时计100分，离心栗运行状态为第三类或第四类、且振动烈度为0.45以 内时计100分，其余状态按表查询，A级计75分，B级计50分，C级计25分、D级计0分。
[0217] 本实施例提出的离心栗运行效果判定装置，根据获取的离心栗类别和振动等级以 及预设的离心栗振动评价标准，对离心栗运行效果进行评价，给出离心栗运行效果的振动 评分，解决了现有的离心栗运行效果判定方法必须依赖专业技术人员的经验和知识、且需 耗费大量人力和物力的技术问题，本实施例提出的离心栗运行效果判定装置，操作简单、大 大降低了人力和物力的损耗、且实用性和操作性强。
[0218] 如图14所示，本实施例提供的离心栗运行效果判定系统，评分模块20还包括：
[0219] 第四获取单元241，用于获取离心栗运行时的轴承上升温度；
[0220] 第四评分单元242,用于根据获取的离心栗运行时的轴承上升温度以及预设的离 心栗温度评价标准，给出离心栗运行效果的温度评分。
[0221] 离心栗运行效果判定装置的第四获取单元241直接检查轴承外圈的温度，获取离 心栗运行时的轴承温度和轴承附近的环境温度，并计算出轴承上升温度。
[0222] 设定环境温度为V，轴承温度为t〃，轴承上升温度为t，则? = 。
[0223] 离心栗运行效果判定装置的第四评分单元242根据计算出的轴承上升温度，结合 预设的离心栗温度评价标准，采用分区间判定对离心栗运行效果进行温度评分，温度评分 Ft为：
[0224] 当t<20°C时，Ft=100;
[0225] 如图 9 所示，当 20°C < t <40°C 时，FT=0.00167t3-0.341t2+10.81t+6.6 (18)
[0226] 当t》40°C或t〃》80c 时，FT = 0
[0227] 其中，公式（18)是通过对离心栗中常用的深沟球轴承、15°及30°角接触球轴承在 不同温度下的寿命统计结果进行曲线绘制和数值模拟得到的。
[0228] 本实施例提出的离心栗运行效果判定装置，根据获取的离心栗运行时的轴承上升 温度以及预设的离心栗温度评价标准，给出离心栗运行效果的温度评分，解决了现有的离 心栗运行效果判定方法必须依赖专业技术人员的经验和知识、且需耗费大量人力和物力的 技术问题，本实施例提出的离心栗运行效果判定装置，操作简单、大大降低了人力和物力的 损耗、且实用性和操作性强。
[0229] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种离心栗运行效果判定方法，其特征在于，包括步骤： 获取离心栗运行时的水力运行参数和/或机械运行参数； 根据获取的所述水力运行参数和/或所述机械运行参数以及预设的离心栗运行评价标 准，对离心栗运行效果进行评价，并给出所述离心栗运行效果的评分，其中，所述水力运行 参数包括效率参数和/或汽蚀参数，所述机械运行参数包括振动参数和/或温度参数。2. 根据权利要求1所述的离心栗运行效果判定方法，其特征在于， 所述效率参数为效率相对数，所述根据获取的所述水力运行参数和/或所述机械运行 参数以及预设的离心栗运行评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出所述离心栗运 行效果的评分的步骤包括： 获取离心栗运行时的实际流量和额定流量； 根据获取的所述实际流量和所述额定流量，计算出流量相对数； 根据计算出的所述流量相对数，绘制流量相对比值统计图； 根据绘制的所述流量相对比值统计图，拟合离心栗方程； 根据拟合的所述离心栗方程，得出所述效率相对数，给出所述离心栗运行效果的效率 评分。3. 根据权利要求2所述的离心栗运行效果判定方法，其特征在于， 所述汽蚀参数为真空比，所述根据获取的所述水力运行参数和/或所述机械运行参数 以及预设的离心栗运行评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出所述离心栗运行效 果的评分的步骤包括： 获取离心栗在不同运行水温下对应的汽化压力值； 根据获取的所述汽化压力值，绘制汽化压力相对比值统计图； 根据绘制的所述汽化压力相对比值统计图，拟合汽化压力多项式方程； 根据拟合的所述汽化压力多项式方程，计算出离心栗在实测温度下的汽化压力值； 获取离心栗额定汽蚀余量，并根据计算出的所述离心栗在实测温度下的汽化压力值和 获取的所述离心栗额定汽蚀余量，得出离心栗理论汽蚀余量； 获取离心栗进口处真空度，并根据获取的所述离心栗进口处真空度和得出的所述离心 栗理论汽蚀余量，计算出所述真空比； 根据计算出的所述真空比和设定的汽蚀评分公式，给出所述离心栗运行效果的汽蚀评 分。4. 根据权利要求3所述的离心栗运行效果判定方法，其特征在于， 所述振动参数为振动等级，所述根据获取的所述水力运行参数和/或所述机械运行参 数以及预设的离心栗运行评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出所述离心栗运行 效果的评分的步骤包括： 获取离心栗的类别和振动等级； 根据获取的所述离心栗类别和所述振动等级以及预设的离心栗振动评价标准，对离心 栗运行效果进行评价，给出所述离心栗运行效果的振动评分。5. 根据权利要求1至4任一项所述的离心栗运行效果判定方法，其特征在于， 所述温度参数为轴承上升温度，所述根据获取的所述水力运行参数和/或所述机械运 行参数以及预设的离心栗运行评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出所述离心栗 运行效果的评分的步骤还包括： 获取离心栗运行时的轴承上升温度； 根据获取的所述离心栗运行时的轴承上升温度以及预设的离心栗温度评价标准，给出 所述离心栗运行效果的温度评分。6. -种离心栗运行效果判定系统，其特征在于，包括： 获取模块(10)，用于获取离心栗运行时的水力运行参数和/或机械运行参数； 评分模块(20)，用于根据获取的所述离心栗类别和所述振动等级以及预设的离心栗振 动评价标准，对离心栗运行效果进行评价，并给出所述离心栗运行效果的评分，其中，所述 水力运行参数包括效率参数和/或汽蚀参数，所述机械运行参数包括振动参数和/或温度参 数。7. 根据权利要求6所述的离心栗运行效果判定系统，其特征在于， 所述评分模块(20)包括： 第一获取单元(211)，用于获取离心栗运行时的实际流量和额定流量； 第一计算单元(212)，用于根据获取的所述实际流量和所述额定流量，计算出流量相对 数； 第一绘制单元(213)，用于根据计算出的所述流量相对数，绘制流量相对比值统计图； 第一拟合单元(214)，用于根据绘制的所述流量相对比值统计图，拟合离心栗方程； 第一评分单元(215)，用于根据拟合的所述离心栗方程，得出所述效率相对数，给出离 心栗运行效果的效率评分。8. 根据权利要求7所述的离心栗运行效果判定系统，其特征在于， 所述评分模块(20)还包括： 第二获取单元(221)，用于获取离心栗在不同运行水温下对应的汽化压力值； 第二绘制单元（222)，用于根据获取的所述汽化压力值，绘制汽化压力相对比值统计 图； 第二拟合单元(223)，用于根据绘制的所述汽化压力相对比值统计图，拟合汽化压力多 项式方程； 第二计算单元(224)，用于根据拟合的所述汽化压力多项式方程，计算出离心栗在实测 温度下的汽化压力值； 第三计算单元(225)，用于获取离心栗额定汽蚀余量，并根据计算出的所述离心栗在实 测温度下的汽化压力值和获取的所述离心栗额定汽蚀余量，得出离心栗理论汽蚀余量； 第四计算单元(226)，用于获取离心栗进口处真空度，并根据获取的所述离心栗进口处 真空度和得出的所述离心栗理论汽蚀余量，计算出真空比； 第二评分单元(227)，根据计算出的所述真空比和设定的汽蚀评分公式，给出离心栗运 行效果的汽蚀评分。9. 根据权利要求8所述的离心栗运行效果判定系统，其特征在于， 所述评分模块(20)还包括： 第三获取单元(231 )，用于获取离心栗的类别和振动等级； 第三评分单元(232)，用于根据获取的所述类别和所述振动等级以及预设的离心栗振 动评价标准，给出离心栗运行效果的振动评分。10.根据权利要求6至9任一项所述的离心栗运行效果判定系统，其特征在于， 所述评分模块(20)还包括： 第四获取单元(241)，用于获取离心栗运行时的轴承上升温度； 第四评分单元（242)，用于根据获取的所述离心栗运行时的轴承上升温度以及预设的 离心栗温度评价标准，给出所述离心栗运行效果的温度评分。
【文档编号】F04D15/00GK105864060SQ201610288122
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】陈冰
【申请人】湖南睿胜能效管理技术有限公司