水泵研究項目申報書(文件)
【正文】 泵效率在線監(jiān)測系統(tǒng) ”的研制，需要項目組成員對嵌入式微處理器技術、數(shù)據(jù)融合技術、海量數(shù)據(jù)儲存與檢索技術、智能專家分析系統(tǒng)應用技術等進行研究。 （ 4）煤礦井下主排水泵效率在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究 在對多數(shù)據(jù)融合技術深入研究的基礎上，應用嵌入式微處理器技術、海量數(shù)據(jù)儲存與檢索技術、智能專家分析系統(tǒng)應用技術等，對本項目系統(tǒng)的硬件進行設計和選型，進行軟件的編寫，系統(tǒng)的調(diào)試和試驗，研制成 “煤礦井下主排水泵效率在線監(jiān)測系統(tǒng) ”。 三、項目實施方案 水泵效率的檢測原理 水泵的效率是指水泵的有效功率與軸功率之比，有效功率是指單位時間內(nèi)流過水泵的液體從水泵那里得到的能量，水泵的有效功率計算公式如下： 1000QHgP ?? 式中： P 為水泵有效功率，單位 KW ? 為介質(zhì)密度，單位 Kg/m3，為定值。 由以上分析可知，要計算水泵效率，需要測量的量有流量 Q、揚程 H、線電流 I、相電壓 U。 g的當?shù)刂悼砂聪率接嬎悖? 7 3 . 0 8 69 . 8 0 6 1 7 ( 1 0 . 0 0 2 6 4 c o s 2 c o s 2 c o s 2 c o s 2 )1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0gZ ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 為當?shù)鼐暥龋?Z為當?shù)睾０胃叨取?Q為水泵的流量測得值，單位為 m3/s。安裝時用鉆孔工具在不停產(chǎn)狀態(tài)下將傳感器（探頭）插入管路中。安裝時垂直于水平方向安裝在管道的法蘭接口上 。 電壓互感器 采用 WBV412U01 電壓傳感器，其輸入范圍 0~500v,準確度等級是，安裝方式是卡裝式結(jié)構(gòu)。 其次，為了消除檢測系統(tǒng)誤差（如溫度漂移等），在 DSP 軟件上對 AD 采樣數(shù)據(jù)進行修正，保證采樣數(shù)據(jù)的準確性，然后對數(shù)據(jù)進行 20 次平均值濾波。上位機通過 VC 編寫界面，顯示流量 Q、線電流 I、相電壓 U、泵入口壓力p泵出口壓力 p2以及現(xiàn)場的溫度數(shù)據(jù)和水泵效率。原設計安裝 200D65x7 水泵 9 臺， 其揚程 H = 455 m，流量 Q = 280 m3/h，配用電機功率 N = 680kW，水泵的總排水能力為 42 m3/min。從圖 2可以看出額定揚程下降 后其效率已不在最佳效率范圍內(nèi) , 而在效率曲線的下降段了。由此可以看出新泵比老泵效率上高出 %, 噸水百米電耗降低 。 排水泵 水泵效率 噸水百米耗電量 年節(jié)電量 年節(jié)省經(jīng)濟價值 檢修前 % 1160000KWh 萬元 檢修后 79% 。這次排水泵的改造費用為 84萬元 , 投資回收年限為 年。 針對老泵效率地的原因，該泵房更換了 5 臺 D45060 水泵，該泵的單級性能曲線如圖 3： 圖 3 D45060水泵單級性能曲線 更換后，對其運行參數(shù)測量得到：壓差計讀數(shù) h=369mmHg，電壓 V=6060V,電流 I=80A, 功率因數(shù) COS? = ，電機效率 g? =, 水泵系統(tǒng)傳動效率e? =。其效率曲線如圖 2： 圖 2 200D65x7 效率曲線圖 曲線上可以看出 : 該泵的設計最高效率僅為 69%，同時，由于長年累月地運行 , 水泵的水路、水輪、平衡 盤等部件都有不同程度的磨損 , 所以水泵運行效率明顯降低。 后臺監(jiān)測系統(tǒng)還引入智能專家系統(tǒng)，根據(jù)各個檢測量歷史的數(shù)據(jù)和歷史故障分析水泵的運行狀態(tài)隨時間的變化情況，并與當前的數(shù)據(jù)進行綜合對比分析，可以告知運行人員水泵系統(tǒng)老化情況、管道堵塞情況等，甚至可以預測故障。 對后臺監(jiān)測系統(tǒng)可以各個檢測量設置報警 上限和下限值，當各個檢測量超出正常值范圍之后，系統(tǒng)進行報警提醒檢修人員檢修，保證水泵高效率運行。 信號檢測算法及邏輯判據(jù) （ 1）壓力、溫度、流量變送器的輸出均為 05V或者 420mA信號，且為直流信號，因此對這幾個檢測量的處理主要是濾波和消除系統(tǒng)誤差。 電流互感器 采用 LMZ1K 礦用電流互感器，根據(jù)現(xiàn)場的電流等級選擇相應等級的電流互感器。放 大電路位于不銹鋼殼體內(nèi)，將傳感器信號轉(zhuǎn)換為標準輸出信號。 數(shù)據(jù)采集及傳感器選型 煤礦井下主排水泵效率在線監(jiān)測裝置的下位機部分安裝于水泵所在處，各部分傳感器分布于水泵周圍的管道和線路中。 v1， v2分別為泵入口和出口處的水流速度，單位為 m/s。 Z1，
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