一种多台变频控制输送泵台数选择的计算方法与流程

专利2025-12-27  5


本发明涉及医药生产程序控制,具体涉及一种多台变频控制输送泵台数选择的计算方法。


背景技术:

1、精细化工生产过程的设备有以下特点:除个别大型设备(如制冷机组、空压机组、冻干机等)外,绝大多数为小型设备,并且因为精细化工基本为间歇或版间歇生产,设备的运行状态和运行时间变化很大(如图一),这就造成了共用系统的运行波动幅度特别广,如何更好的设计和使用共用系统设施,对用户的资源投入和能源节约影响非常大。


技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的不足,本发明提供一种多台变频控制输送泵台数选择的计算方法,通过对精细化工领域冷却水输送系统运行机制的研究,提供了在最佳节能效果基础上输送泵最小投入个数的一组计算方法。

2、一种多台变频控制输送泵台数选择的计算方法,包括如下步骤:

3、步骤1、确定输送泵的运行机制及最佳节能参数;

4、步骤2、确定系统在输送泵优先工作区下限变频频率的工作点;

5、步骤3、推导出停运输送泵的约束公式;

6、步骤4、假设一个输送泵的台数,根据假设值查手册确定工频下输送泵的流量、扬程等参数,将相应参数代入步骤3的约束公式中进行多次、重复验证。

7、优选的,所述步骤1中最佳节能参数包括单台泵的优先工作区下限变频频率及一台泵停止工作后,剩余泵的工频功率下的供水量总和应大于需要的供水量。

8、优选的,剩余泵的工频功率下的供水量总和应大于需要的供水量采用下列公式:

9、 (1);

10、优选的,所述步骤2中需先确定泵输送系统的压降,该压降由下列公式获得:

11、 (2);

12、优选的,所述步骤2中具体过程如下:

13、2.1、从流量与离心泵的扬程角度分析,得出停止运行一台泵时关键点的公式如下:

14、 (3);

15、2.2、从系统压损角度分析,得出压损与高程差、压降关系公式如下:

16、 (4);

17、2.3、综合公式(3)和公式(4)可得出如下公式:

18、 (5);

19、2.4、整理计算得出如下公式(6)

20、 (6);

21、优选的,所述步骤3中停运输送泵的约束公式为:

22、 (7);

23、整理后,台数n为:

24、 (8);

25、将公式(6)代入公式(8),得出如下结论:

26、 (9);

27、根据公式(1)可得出:

28、 (10)。

29、优选的,所述步骤4的具体过程如下:

30、(1)首先假设一个输送泵台数n,根据公式(10)可达到一个qmax;

31、(2)、根据qmax、p(po+pg+δp)在手册或样本中查得(qmin、pqmin);

32、(3)、将po、δp、pg、qmax、qmin、pqmin代入公式(9)达到初始台数n的范围,取最小值n’;

33、(4)、如果步骤(3)给出的n不满足公式(1),需要重复步骤(1)~(3),直到得到的n’和qmax’同时满足为止;

34、(5)、上述步骤是根据第一次减泵的方法确定的输送泵台数,可根据上述结果再依据公式(7)验证初始确定的n是否满足要求,如果不满足需要增加泵的个数,再重复步骤(1)~(4);

35、(6)、当n大于3台时,需要根据步骤(5)逐次验证下去,直到最后一台满足公式(7),此时的n’和qmax’就是最终的n和qmax。

36、优选的,变频控制时离心泵电机的频率(用“n”表示)应满足下述公式:

37、 (11)

38、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

39、1、给出了输送泵台数选择在最优节能效果方面的理论计算依据,从而能够实现最优的节能效果。

40、2、给出了在满足最优节能效果情况下的输送泵台数精准值,能够最大限度地节约占地空间。

41、3、给出了系统运行过程中精确的控制输出值,从而能够实现系统的高精度控制。



技术特征:

1.一种多台变频控制输送泵台数选择的计算方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种多台变频控制输送泵台数选择的计算方法,其特征在于,所述步骤1中最佳节能参数包括单台泵的优先工作区下限变频频率及一台泵停止工作后,剩余泵的工频功率下的供水量总和应大于需要的供水量。

3.根据权利要求2所述的一种多台变频控制输送泵台数选择的计算方法,其特征在于,剩余泵的工频功率下的供水量总和应大于需要的供水量采用下列公式:

4.根据权利要求1所述的一种多台变频控制输送泵台数选择的计算方法,其特征在于,所述步骤2中需先确定泵输送系统的压降,该压降由下列公式获得:

5.根据权利要求4所述的一种多台变频控制输送泵台数选择的计算方法,其特征在于,所述步骤2中具体过程如下:

6.根据权利要求5所述的一种多台变频控制输送泵台数选择的计算方法,其特征在于,所述步骤3中停运输送泵的约束公式为:

7.根据权利要求6所述的一种多台变频控制输送泵台数选择的计算方法,其特征在于,所述步骤4的具体过程如下:

8.根据权利要求1所述的一种多台变频控制输送泵台数选择的计算方法,其特征在于,变频控制时离心泵电机的频率(用“n”表示)应满足下述公式:


技术总结
本发明提供一种多台变频控制输送泵台数选择的计算方法,包括如下步骤:步骤1、确定输送泵的运行机制及最佳节能参数;步骤2、确定系统在输送泵优先工作区下限变频频率的工作点;步骤3、推导出停运输送泵的约束公式;步骤4、假设一个输送泵的台数,根据假设值查手册确定工频下输送泵的流量、扬程等参数,将相应参数代入步骤3的约束公式中进行多次、重复验证。该方案通过对精细化工领域冷却水输送系统运行机制的研究,提供了在最佳节能效果基础上输送泵最小投入个数的一组计算方法。

技术研发人员:刘飞舟,任文龙,姜宇
受保护的技术使用者:山东省医药工业设计院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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