一種在線式高壓離心水泵效率檢測裝置的製作方法
2023-06-21 23:47:41
專利名稱：一種在線式高壓離心水泵效率檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種計量檢測裝置，尤其是一種在線式高壓離心水泵效率檢測裝置。
背景技術：
高壓離心水泵是油田地層高壓注水和熱電廠鍋爐清焦、礦井地下水向地面提升等 場合的必須設備。這類設備的功率一般都很大，在幾百千瓦到數千千瓦以上，其工作效率的 高低直接影響著運行成本，因此保證高壓離心水泵在較高的效率下工作是至關重要的。由 於溫差法(熱力學法)測試方法簡便、設備少、便於操作和數據計算，在油田現場得到了廣泛 的應用。現有技術中對高壓離心水泵效率的測試普遍採用的是人工採集數據、人工計算的 方法或者採用根據溫差法檢測原理製造的可攜式儀器對高壓離心水泵的效率定期或不定 期的進行測試，了解高壓離心水泵的工作狀況。人工採集數據計算的方法雖然可以達到了 解泵的工作狀況的目的，但是由於現場條件的限制和人為因素的影響，數據的採集精度，特 別是溫度、溫差的數據採集的精度不高，採用可攜式儀器需要專業人員和儀器，並且這種便 攜儀器的長時間的穩定性和溫度的穩定性不高，需要現場即時調整，不適合在線連續長期 檢測高壓離心水泵效率使用，同時現有技術已經不適應現代化管理的需要。
發明內容
本發明在於克服背景技術中存在的使用可攜式儀器測試泵效率長期穩定性差、不 適合現場在線檢測的問題，而提供一種在線式高壓離心水泵效率檢測裝置，該裝置徹底消 除了長線的影響，實現了高壓離心水泵的運行參數的實時在線檢測，提高了溫度、溫差測量 的精度和長期穩定性。本發明解決其問題可通過如下技術方案來達到該在線式高壓離心水泵效率檢測 裝置包括連接有進口管線、出口管線的高壓離心水泵，高壓離心水泵連接電機，所述的進口 管線上接有進口壓力變送器、溫差變送器，出口管線上接有出口溫度傳感器、出口壓力變送 器；出口溫度傳感器電纜連接溫差變送器，溫差變送器電纜連接CPU模塊；進口壓力變送 器、出口壓力變送器分別電纜連接模擬量採集模塊；電機連接電流互感器、電壓互感器的 一次繞組，電流互感器、電壓互感器測量繞組分別電纜連接到電量採集模塊，模擬量採集模 塊、電量採集模塊的輸出端分別連接CPU模塊輸入端，CPU模塊連接人機界面。本發明與上述背景技術相比較可具有如下有益效果該在線式高壓離心水泵效率 檢測裝置由於採樣上述結構，現場溫度、溫差測量數據以數位訊號的方式傳輸到控制室，沒 有精度損失，提高了溫度、溫差測量的測量精度和長期穩定性，徹底消除了長線的影響，溫 差測量的解析度達到千分之一度，誤差小於千分之三度，溫度測量精度達到小於百分之一 度，使採用熱力學法測試泵效的測量精度達到了 < 1%的較高水平，實現了高壓離心水泵的 運行參數的實時在線檢測，同時也克服了人為因素影響，適應現代化管理的需要。
附圖1是本發明的結構示意圖(a線左半部分在現場，右半部分在控制室)； 附圖2是本發明溫差變送器的溫度、溫差檢測電路原理圖； 附圖3是本發明的兩個機組並聯使用的結構示意圖。圖中1-高壓離心水泵，2-進口壓力變送器，3-溫差變送器，4-進口管線，5-出口 溫度傳感器，6-出口壓力變送器，7-出口管線，8-電機，9-水冷裝置，10-電流互感器，11 -電壓互感器，12- CPU模塊，13-人機界面，14-電量採集模塊，15-模擬量採集模塊。
具體實施例方式
下面結合附圖將對本發明作進一步說明
如附圖1所示，該在線式高壓離心水泵效率檢測裝置包括連接有進口管線4、出口管線 7的高壓離心水泵1，高壓離心水泵1連接電機8，電機8連接有水冷裝置9，所述的進口管 線4上接有進口壓力變送器2、溫差變送器3，出口管線7上接有出口溫度傳感器5、出口壓 力變送器6 ；出口溫度傳感器5電纜連接溫差變送器3，溫差變送器3電纜連接CPU模塊12 ； 進口壓力變送器2、出口壓力變送器6分別電纜連接模擬量採集模塊15 ；電機8連接電流互 感器10、電壓互感器11的一次繞組，電流互感器10、電壓互感器11測量繞組分別電纜連接 到電量採集模塊14，模擬量採集模塊15、電量採集模塊14的輸出端分別連接CPU模塊12 輸入端，CPU模塊12連接人機界面13。模擬量採集模塊15、電量採集模塊14、CPU模塊12 構成數據採集處理單元，數據採集處理單元與人機界面13在控制室內，其餘部分在現場。附圖1結合附圖3所示，該裝置應用時，將進口壓力變送器2、溫差變送器3安裝在 泵進口管線4上；出口溫度傳感器5、出口壓力變送器6安裝在泵出口管線7上。出口溫度 傳感器5由一條屏蔽電纜連接到溫差變送器3，然後由溫差變送器3用另一條屏蔽電纜連接 到安裝在控制室儀錶盤後的數據採集處理單元的CPU模塊12輸入端；進口壓力變送器2、 出口壓力變送器6分別由屏蔽電纜連接到數據採集處理單元的模擬量採集模塊15的輸入 端；電流互感器10、電壓互感器11的測量繞組分別用一條屏蔽電纜連接到數據採集處理單 元的電量採集模塊14各自的輸入端子；模擬量採集模塊15輸出、電量採集模塊14的輸出 分別輸入CPU模塊12並進行處理，數據通過RS485通訊電纜與安裝在儀錶盤面板的人機界 面13連接，或與其他系統進行數據交換，作為一個嵌入系統使用。如圖3所示，多臺機組的 數據採集單元的通訊電纜一一對應並聯與人機界面13間的通訊電纜連接，在人機界面13 上選擇以表格的方式固定顯示某一機組或循環顯示所有機組電機的電流、電壓、輸入功率、 功率因數，以及注水泵的軸功率、入口溫度、出口溫度、溫差、等墒溫升值、進口壓力、出口壓 力、瞬時流量、單耗等參數。本發明依據現行的高壓離心注水泵效率測試標準「中華人民共和國石油天然氣 行業標準SY/T5265-1996」規定的熱力學法，即「溫差法」的測試方法及計算公式對相關參 數進行自動數據採集、計算、處理後由人機界面液晶觸控螢幕顯示。所述的溫差變送器3採用熱電阻串聯恆流源迴路，如附圖2所示，U1、U2為運算放 大器，U3、U4、U5、U6為儀表放大器。U1、U2、R1、R2、R3、R4、R5構成0. 5mA的精密恆流源 電路，出口溫度檢測電阻Rtl (PT1000)、入口溫度檢測電阻Rt2 (PT1000)、精密電阻RJ串 接在恆流源迴路中，出口溫度檢測電阻Rtl的兩個檢測端分別經R6、R7、Cl、C2、C3構成的 輸入迴路連接到U3的同相輸入端和反相端輸入端，入口溫度檢測電阻Rt2的兩個檢測端分 別經1 8、1 9丄4丄5丄6構成的輸入迴路接到冊的同相輸入端和反相端輸入端，U3、TO的輸出端TO、Ti分別連接到溫差檢測放大器U4的同相和反向輸入端，溫差經放大後由TC端輸 出，Ti同時連接到入口溫度放大器TO的同相端，U6的反相端連接到精密電阻的RJ，經放 大後的溫度信號由U6的輸出端TI輸出。
權利要求
1.一種在線式高壓離心水泵效率檢測裝置，包括連接有進口管線(4)、出口管線(7)的 高壓離心水泵(1)，高壓離心水泵(1)連接電機(8)，其特徵在於所述的進口管線(4)上接 有進口壓力變送器(2)、溫差變送器(3)，出口管線(7)上接有出口溫度傳感器(5)、出口壓 力變送器(6);出口溫度傳感器(5)電纜連接溫差變送器(3)，溫差變送器(3)電纜連接CPU 模塊(12);進口壓力變送器(2)、出口壓力變送器(6)分別電纜連接模擬量採集模塊(15)； 電機(8)連接電流互感器(10)、電壓互感器(11)的一次繞組，電流互感器(10)、電壓互感 器(11)測量繞組分別電纜連接到電量採集模塊(14)，模擬量採集模塊(15)、電量採集模塊 (14)的輸出端分別連接CPU模塊(12)輸入端，CPU模塊(12)連接人機界面(13)。
2.根據權利要求1所述的一種在線式高壓離心水泵效率檢測裝置，其特徵在於所述 的溫差變送器(3 )採用熱電阻串聯恆流源迴路。
3.根據權利要求2所述的一種在線式高壓離心水泵效率檢測裝置，其特徵在於所述 的恆流源迴路中由U1、U2、R1、R2、R3、R4、R5構成恆流源電路，出口溫度檢測電阻Rtl、入 口溫度檢測電阻Rt2、精密電阻RJ串接在恆流源迴路中，出口溫度檢測電阻Rtl的兩個檢測 端分別經R6、R7、C1、C2、C3構成的輸入迴路連接到U3的同相輸入端和反相輸入端，入口溫 度檢測電阻Rt2的兩個檢測端分別經R8、R9、C4、C5、C6構成的輸入迴路接到U5的同相輸 入端和反相端輸入端；U3、TO的輸出端T0、Ti分別連接到溫差檢測放大器U4的同相和反向 輸入端，溫差經放大後由TC端輸出，Ti同時連接到入口溫度放大器TO的同相端，U6的反 相端連接到精密電阻RJ，經放大後的溫度信號由U6的輸出端TI輸出。
全文摘要
本發明涉及一種在線式高壓離心水泵效率檢測裝置。主要解決了使用現有可攜式儀器測試泵效率長期穩定性差、不適合現場在線檢測的問題。其特徵在於所述的進口管線上接有進口壓力變送器、溫差變送器，出口管線上接有出口溫度傳感器、出口壓力變送器；出口溫度傳感器電纜連接溫差變送器，溫差變送器電纜連接CPU模塊；進口壓力變送器、出口壓力變送器分別電纜連接模擬量採集模塊；電機連接的電流互感器、電壓互感器的測量繞組分別電纜連接到電量採集模塊，模擬量採集模塊、電量採集模塊的輸出端分別連接CPU模塊輸入端，CPU模塊連接人機界面。該裝置實現了實時在線檢測，提高了溫度、溫差的測量精度和長期穩定性。
文檔編號F04B51/00GK102135090SQ201110087969
公開日2011年7月27日 申請日期2011年4月8日 優先權日2011年4月8日
發明者劉亞彬, 潘世傑, 袁敬先 申請人:大慶東達節能技術開發服務有限公司