離心泵的綜合特征曲線調(diào)節(jié)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在栗抽吸液體期間調(diào)節(jié)栗、特別是離心栗的方法以及相應(yīng)的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]離心栗具有對(duì)施加的壓力差和轉(zhuǎn)速的輸送量的強(qiáng)烈依賴性。更確切地說(shuō)，栗出口側(cè)的液體壓力和栗入口側(cè)的液體壓力之差確定流量(質(zhì)量流量或體積流量)。每個(gè)栗具有針對(duì)其標(biāo)記的栗綜合特征曲線，其限定三個(gè)參數(shù)(栗出口側(cè)的液體壓力和栗入口側(cè)的液體壓力之差、流量、轉(zhuǎn)速)之間的關(guān)系。通過(guò)該方式可由綜合特征曲線在知道兩個(gè)參數(shù)的情況下算出第三個(gè)參數(shù)。綜合特征曲線可通過(guò)憑經(jīng)驗(yàn)的、半憑經(jīng)驗(yàn)的或理論的模型方程的方式存在。在憑經(jīng)驗(yàn)的模型方程中，憑經(jīng)驗(yàn)獲取的值可與補(bǔ)償函數(shù)結(jié)合。該憑經(jīng)驗(yàn)的補(bǔ)償函數(shù)也可作為插圖被保存在表中。在半憑經(jīng)驗(yàn)的模型方程的情況下，憑經(jīng)驗(yàn)算出的值和物理方程并入，其例如描述了物理參數(shù)的關(guān)系。在理論的模型方程的情況下，參數(shù)的關(guān)系完全通過(guò)物理方程描述。
[0003]不利的是，在介質(zhì)壓力中的波動(dòng)在高壓和/或低壓側(cè)導(dǎo)致不均勻的流量(在給定的轉(zhuǎn)速的情況下)，這在臨界質(zhì)量流量的過(guò)程中可導(dǎo)致?lián)p傷流程。此外，綜合特征曲線減小栗的運(yùn)行區(qū)域，這在超過(guò)界限時(shí)可能導(dǎo)致過(guò)程干擾和部件損傷。
[0004]圖1示出這樣的綜合特征曲線的示例。在此，通過(guò)體積流量Q根據(jù)轉(zhuǎn)速η繪制揚(yáng)程H。通過(guò)綜合特征曲線的最小和最大值限制體積流量。此外，存在最大揚(yáng)程，其僅可在最高轉(zhuǎn)速和最小流量時(shí)達(dá)到。示出，在固定的轉(zhuǎn)速的情況下強(qiáng)烈根據(jù)高度改變流量。因?yàn)閾P(yáng)程正比于緊貼在栗處的壓力差，在高壓側(cè)或低壓側(cè)上的壓力中的波動(dòng)影響栗流量的變化。體積流量向下的界限不必如附圖中是恒定的，而可取決于轉(zhuǎn)速。
[0005]圖2中的示例示出在恒定的轉(zhuǎn)速η的情況下?lián)P程從Hi向Η2的減小。通過(guò)綜合特征曲線狀態(tài)，流量從&向92顯著提高。這樣的改變可能導(dǎo)致過(guò)程運(yùn)行中的問(wèn)題，其可能導(dǎo)致干擾、停機(jī)時(shí)間和故障。此外，在多個(gè)過(guò)程中，期望流量的變化獨(dú)立于當(dāng)前的揚(yáng)程。該功能通過(guò)綜合特征曲線的影響同樣被損害。若例如應(yīng)提高流量且對(duì)此提高轉(zhuǎn)速，則在多個(gè)過(guò)程中的提高的輸送量可能導(dǎo)致在高壓側(cè)的壓力升高，其由于綜合特征曲線影響部分地再次補(bǔ)償流量升尚O
[0006]此外，綜合特征曲線也示出存在針對(duì)栗運(yùn)行的典型機(jī)器方面的限制(如例如最小體積流量)，其必須保持持續(xù)確保機(jī)器功能。
[0007]在文獻(xiàn)DE 10 2011 115 244 Al中僅已知對(duì)栗的運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，其包括比較實(shí)際-特征曲線與額定-特征曲線，從而由此預(yù)測(cè)栗的維修需求和更換需求。
[0008]在其中可靠輸送流體流的應(yīng)用領(lǐng)域具有特別的意義，在圖3中示意性地示出對(duì)ORC-發(fā)電站過(guò)程(有機(jī)朗肯循環(huán))的進(jìn)料栗的栗調(diào)節(jié)。在其中以下述方式調(diào)節(jié)栗(P)，即，可在栗下游的導(dǎo)熱體(V)的出口處可靠地設(shè)置所期望的新蒸汽參數(shù)。對(duì)此，栗的轉(zhuǎn)速通過(guò)調(diào)節(jié)被影響，使得汽化條件通過(guò)由此改變的流量而這樣地改變，即，達(dá)到新蒸汽的所期望的壓力和溫度，且對(duì)于穩(wěn)定的過(guò)程運(yùn)行穩(wěn)定地控制。
[0009]在該示例中，栗的揚(yáng)程一方面取決于新蒸汽壓力(Pfd)，另一方面取決于栗之前的壓力水平(Pkond)。該壓力取決于前置于栗的冷凝器(K)的當(dāng)前的冷凝壓力。該冷凝器通過(guò)將熱量排放給冷卻介質(zhì)而在ORC過(guò)程中冷卻和液化工作介質(zhì)。該冷卻介質(zhì)(例如，供熱網(wǎng)絡(luò)的水或環(huán)境空氣)可受到量和溫度波動(dòng)(在供熱網(wǎng)絡(luò)中的溫度波動(dòng)、風(fēng)或其他環(huán)境影響)。該波動(dòng)影響冷凝器中的熱傳遞，這影響冷凝條件且由此影響冷凝壓力。由此外部干擾可影響栗的揚(yáng)程，且因此引起質(zhì)量流量和新蒸汽壓力的波動(dòng)。該可能的波動(dòng)幅度必須在安全性考慮和可用性分析中得到考慮。此外ORC過(guò)程涉及封閉的系統(tǒng)，且由此不排除波動(dòng)的新蒸汽壓力通過(guò)膨脹機(jī)(E)反作用于冷凝壓力。因此導(dǎo)致自增強(qiáng)的效果，其進(jìn)一步負(fù)面地影響過(guò)程穩(wěn)定性。
[0010]應(yīng)付該影響的可能性在于，使用根據(jù)圖4的串級(jí)調(diào)節(jié)。其中，內(nèi)調(diào)節(jié)回路根據(jù)質(zhì)量或體積流量的當(dāng)前的實(shí)際值與額定值的比較而調(diào)節(jié)流量，而外調(diào)節(jié)回路給內(nèi)回路預(yù)定用于調(diào)節(jié)到栗的真實(shí)調(diào)節(jié)量的流量額定值(例如，過(guò)程壓力)。由此可補(bǔ)償流量偏差，且同時(shí)調(diào)節(jié)到所期望的過(guò)程值。
[0011]在串級(jí)調(diào)節(jié)器(Kaskadenregler)中，(內(nèi))部分過(guò)程I可以是栗抽吸過(guò)程。其中有將質(zhì)量流量-調(diào)節(jié)(m-調(diào)節(jié))的信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸送介質(zhì)的所有的部件。這可包括栗的控制/轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，栗馬達(dá)和栗自身。外部分過(guò)程II可以例如是汽化過(guò)程，且過(guò)程值s可以是汽化之后的介質(zhì)壓力P。由此，汽化過(guò)程可包括所有必要的部件，如一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)熱體、容器、配件等。
[0012]該解決方案允許出現(xiàn)流量偏差時(shí)探測(cè)和對(duì)此反應(yīng)，然而對(duì)此流量必須已經(jīng)偏離其額定值Sson。由此在出現(xiàn)波動(dòng)之前不能前瞻性地補(bǔ)償。由此需要額外的干擾量接入(未示出)。此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的該解決方案需要對(duì)質(zhì)量或體積流量進(jìn)行昂貴的且通常成本高的測(cè)量。避免該測(cè)量具有顯著的成本優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于，至少部分地克服上述缺點(diǎn)。
[0014]該目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的方法實(shí)現(xiàn)。
[0015]用于在栗抽吸液體期間調(diào)節(jié)栗、特別是離心栗的根據(jù)本發(fā)明的方法包括下述步驟:確定栗的流量率的額定值;測(cè)量在栗上游液體的入口壓力和在栗下游液體的出口壓力；由栗的綜合特征曲線確定栗的轉(zhuǎn)速的額定值或確定轉(zhuǎn)速的調(diào)整信號(hào)中的一個(gè)，其中，流量率的被確定的額定值和出口壓力與入口壓力之差作為輸入值并入綜合特征曲線；以及將栗的轉(zhuǎn)速設(shè)置到轉(zhuǎn)速的額定值，或?qū)⒋_定轉(zhuǎn)速的調(diào)整信號(hào)提供至栗。
[0016]在此有利的是，通過(guò)考慮綜合特征曲線而不需要測(cè)量質(zhì)量或體積流量從而調(diào)節(jié)或補(bǔ)償。此外，在流量波動(dòng)的影響出現(xiàn)之前，已經(jīng)可在壓力波動(dòng)出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)(預(yù)期的調(diào)節(jié)行為)，由此改進(jìn)調(diào)節(jié)質(zhì)量。
[0017]在此可通過(guò)常見(jiàn)的方式應(yīng)用栗的綜合特征曲線，其中，S卩，在不同的然而分別恒定的轉(zhuǎn)速的情況下給出流量率和壓差或揚(yáng)程之間的關(guān)系。
[0018]替選地或額外地，綜合特征曲線可通過(guò)“逆的”形式(下文中也稱為逆綜合特征曲線)被應(yīng)用，其中，在不同的然而分別恒定的流量的情況下給出壓差或揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系O
[0019]在每種情況下這樣地實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合特征曲線的應(yīng)用，S卩，通過(guò)轉(zhuǎn)速改變相反調(diào)節(jié)由壓差改變而引起的流量率變化，從而盡可能恒定地保持流量率，這通過(guò)在其綜合特征曲線或逆綜合特征曲線中找到相應(yīng)的栗運(yùn)行點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)。
[0020]在此，可再次通過(guò)調(diào)節(jié)而確定流量率的額定值，例如基于被確定的栗的出口壓力，或基于另一合適的過(guò)程值。另一方面，流量率的額定值可被用戶確定。在這兩種情況下，這可通過(guò)直接預(yù)定流量率或可間接通過(guò)預(yù)定轉(zhuǎn)速而出現(xiàn)，由此可算出待保持恒定的流量率。[0021 ]優(yōu)選地，在確定流量率的額定值之后連續(xù)實(shí)施下述步驟:測(cè)量液體的入口壓力和液體的出口壓力，確定栗的轉(zhuǎn)速的額定值以及設(shè)置栗的轉(zhuǎn)速。
[0022]根據(jù)一個(gè)擴(kuò)展方案，確定流量率的額定值包括下述步驟:確定出口壓力與入口壓力的差的時(shí)間上的平均值；以及由栗的綜合特征曲線確定流量率的額定值，其中，出口壓力與入口壓力的差的時(shí)間上的平均值以及栗的當(dāng)前的轉(zhuǎn)速作為輸入值并入綜合特征曲線。通過(guò)該方式，可在栗運(yùn)行中確定流量率的待盡可能保持的額定值。在該情況下也可連續(xù)完成確定流量率的額定值。
[0023]另一個(gè)擴(kuò)展方案在于，可