Испытания ЭЦН, выход на режимные точки

Испытания ЭЦН, выход на режимные точки

Здравствуйте!
Обращаюсь к Вам как к более опытным специалистам.
Появилась необходимость написать ПО для стенда тестирования ЭЦН.
Есть вопрос в подборе режимных точек вне рабочей зоны и внутри рабочей зоны. Есть график с отчета одного из старых проектов, в котором я не участвовал (прикладываю). Пунктирные линии - номинальные значения с паспорта насоса, сплошные - тестовые линии.
В моём понимании тестовые точки подобраны неверно, так как находятся не в допуске -Q...+Q, который указывается перед испытанием. Так ли это? 

В моем понимании нижеприведенный пример из интернета является правильным, так как каждая тестовая точка была зафиксирована в соответствующей ей номинальной точке и с выдержкой допуска -Q...+Q. Верно?

Назрел еще один вопрос. Коллеги утверждают, что проблематично выйти на нужную точку напора с заданным допуском (будут использоваться две задвижки ДУ25 и ДУ80). В ГОСТе прочитал следующее:

"<b>5.4.3 Частота вращения при испытании</b>

Если нет специальной договоренности, то испытания можно проводить при частоте вращения от 50 % до 120 % установленной (расчетной) частоты для определения подачи, напора и потребляемой мощности. Тем не менее, надо иметь в виду, что отклонение более чем на 20 % расчетной частоты вращения оказывает влияние на КПД. "

Получается, что для достижения заданного напора можно понижать/повышать частоту на определенный процент с дальнейшим пересчётом на 50Гц.
Кто-то сталкивался с такой практикой? Насколько это эффективно?

Добрый день,
Если железо стенда и ПО подобраны и разработаны верно, то проблем с испытаниями не будет.

ДУ25 без напора пропускная способность 425 м3/сут (крайняя правая нерабочая точка, при H=0)
ДУ80 без напора пропускная способность 4340 м3/сут (крайняя правая нерабочая точка, при H=0)

Это при условии, что расчетное проходное сечение = диаметру условного прохода дросселя. Но это не всегда так.
Ни в коем случае не вздумайте приобретать многоклапанную дискретную задвижку, тогда Вы точно можете забыть о качестве испытаний согласно ГОСТ.

Зачем Вам брать два дросселя, возьмите один с диском в виде полумесяца + правильно подобранный шаговый привод.
Все это работает отлично, в автомате, с учетом режима ПИД по скорости, в зависимости от расстояния до зоны захвата точки.
Зону захвата устанавливайте согласно ГОСТ по 1 классу +-4.5%. Проблемы могут составлять ЭЦН ДО 20 м3/сут.

ПО стенда гарантировано должно иметь формулу пересчета в реальном времени по Q, H и Р от оборотов.
Обычно для России каталожными являются 2910 (50Гц) об/мин, для западных 3500 (60Гц) об/мин.
Все параметры корректируются на каталожные обороты, по формулам указанным в ГОСТ или API.

Относительно кривых:
Используйте апрокимационный полином 5 степени (6 коэф), точек достаточно не более 7-9. Это общепризнанный стандарт за рубежом.
Борец, Алнас, Новомет - их базы хранятся в уравнениях 5 степени, как я писал выще.
Ни в коем случае не используйте SPLINE, как некоторое производители в России, они их используют от безграмотности, или скрыть обман.

Есть еще много нюансов...

Благодарю за ответ!

Пару вопросов на основе Вашего ответа:

1) Правильно ли я понял, что с помощью аппроксимации полиномом 5ой степени можно найти точку H=f(Q), выйти на нее с допуском -Q...+Q и снять там показания? То есть не обязательно выходить именно на точки, указанные производителем насоса, а использовать аппроксимацию на основе точек производителя?

2) " Получается, что для достижения заданного напора можно понижать/повышать частоту на определенный процент с дальнейшим пересчётом на 50Гц. " Можете что-то сказать по поводу этого моего утверждения?
К примеру. Я приблизился к нужной мне точке расхода, но не могу с помощью задвижек попасть в допуск -Q...+Q, чтобы снять показания. Могу ли я увеличить/уменьшить частоту вращения, чтобы более точно выйти к точке расхода, снять показания и пересчитать их на 50Гц (2910 об/мин).

Добрый день,
Может, где то опять повторюсь, но все же по порядку...

По первому вопросу:
1. Завод Вам предоставляет точки, а не уравнения кривых (как это должно быть!!!), следовательно Вам их необходимо начертить. Согласно математических расчетов Вы получаете уравнения полиномиальных аппроксимирующих кривых и строите их в программе.

2. Определяетесь с точками в которых будет произведен захват. Согласно API достаточно 7 точек (3 рабочих), распределяете их, желательно равномерно по всей испытуемой зоне:
- точка 1, при H=0, Q=max
- точка 2, середина 1-3
- точка 3, правая точка рабочей зоны, Qраб, макс  
- точка 4, номинальная точка рабочей зоны,  Qраб, ном ( не путайте с оптимальной, при КПД мах !!!)  
- точка 5, левая точка рабочей зоны, Qраб, мин   
- точка 6,  середина 5-7
- точка 7, при Q=0, обычно это H=max

!!! Точки завода только для построения кривых и не более, Вы не всегда их должны принимать за контрольные!!! Тем более, что их количество и расположение не регламентировано ни одним техническим документом.

если ЕТТ Роснефть достаточно 9 точек (5 рабочих), в вышеуказанным добавляете + 2 в рабочую зону.

3. С учетом, зоны захвата ГОСТ +-4.5 (API +-5%), проводите испытания, т.е. если для ЭЦН200, например Вам необходимо произвести захват в 200мкуб, следовательно зона будет 191...209 м3, в этой зоне происходит замирание механизма регулирования потока, даете 5-10 сек, и фиксируете точку. Это время учитывает:
- стабилизацию потока
- отработку расходомера (зависит от типа и производителя расходомера)
- ...тд

По второму вопросу:
Изменение частоты повлияет на все измеряемые параметры: Q, H и P, а не только на Q. Этим параметром я бы не злоупотреблял. Точность данных формул не безгранична.
Чем ближе Вы к каталожной частоте, тем реальнее Вы к действительности. Практически можно работать до  1% : 2881- 2939 об./мин. Из практики скажу, что этот диапазон нормально удерживается даже на аналоговых датчиках, а если подключите цифрового, достигните и по колебаниям не более 2-3 об.
Так же, изменение оборотов от номинала, повлияет если планируете вести претензионную работу с заводами.

Некоторые проблемы могут быть только для ЭЦН 10....25, но это тема со своими особенностями. 

Спасибо за подробные объяснения!

Зачем Вам брать два дросселя, возьмите один с диском в виде полумесяца + правильно подобранный шаговый привод.
Все это работает отлично, в автомате, с учетом режима ПИД по скорости, в зависимости от расстояния до зоны захвата точки.

Можете вспомнить марку и модель используемой задвижки и шагового привода?

Не нашел, как скинуть в личку, поэтому наберите в поисковике Импульс-Газ, регулятор дроссельный с электроприводом.
По приводу с редуктором, каждый подбирает и рассчитывает сам, основываясь на свой опыт.
Кто то сервомоторы, кто то шаговые. У каждого свои тараканы.
Тут без навыка и чуйки ни как.

Здравствуйте! У меня к Вам еще один вопрос.
Вы написали:" - точка 4, номинальная точка рабочей зоны, Qраб, ном <b>( не путайте с оптимальной, при КПД мах !!!) </b>"

Я так понимаю, что не путать точкой расхода при макс. кпд насоса? Правильно я понимаю, что проходя по рабочей зоне насоса я должен найти точку максимального КПД, записать в этой точке расход и сравнить этот расход с расходом в номинальной точке рабочей зоны(в которой по сути кпд насоса максимален)?

Здравствуйте,
По точке максимального КПД (оптимальный режим) немного предыстории...
В идеале точка максимального КПД должна соответствовать номинальной производительности заявленной заводом, т.е. для ЭЦН60 это 60 м3/сут и т.д.
Ранее заводы могли брать ЭЦН60 и заявлять (продавать) ее, как ЭЦН30,45,50 смещая только рабочую зону, как им хотелось. Поскольку не было регламентировано отклонение номинального расхода заявленного заводом от расхода в точке максимального КПД.
Но несколько лет назад ситуация изменилась, например Роснефть ввела критерий по отклонению +-10%. Т.е. например для ЭЦН60, максимальный КПД должен находиться в зоне 54....66 м3/сут. Это навело порядок в данном вопросе.
Ваш вопрос:
" Правильно я понимаю, что проходя по рабочей зоне насоса я должен найти точку максимального КПД, записать в этой точке расход и сравнить этот расход с расходом в номинальной точке рабочей зоны(в которой по сути кпд насоса максимален)? "
Пример для ЭЦН60 :
1. Находите точку макcимального КПД, на основании построенных кривых,  например по факту КПДмакс в точке 52м3/сут
2. Сравниваете (52-60)/60*100=13%.

Спасибо за разъяснения! 

По поводу методики поиска точки максимального КПД насоса у меня две идеи:

1) После окончания испытания по полученным замеренным точкам КПД построить его полином и с помощью нехитрых математических манипуляций найти его максимум.
2) С маленьким шагом расхода "просканировать" всю рабочую зону насоса и таким образом найти точку максимального КПД.

Допустим ли первый вариант? Или всё же воспользоваться вторым вариантом?

Мое мнение (субъективное), более точный метод, это просканировать формулой КПД, на основании построенных кривых H(Q) и P(Q) с мелким шагом по Q, в 0.1-0.01 м3/сут.
Уравнения кривой КПД не использовать в расчетах.

Кстати, да. Так будет точнее)