一種工業冷端循環水優化節能控制系統的製作方法
2023-10-23 21:50:57 1
一種工業冷端循環水優化節能控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型為一種工業冷端循環水優化節能控制系統，它包括信息採集系統、信息存貯系統、DCS中央控制系統、循化水系統、冷端補充水系統、冷端排汙系統。信息採集系統可採集凝汽器裝置、發電機冷卻器、油冷器裝置、冷卻塔系統、循環水系統、補充水系統、排汙系統、循環水水質的相關數據信息。DCS中央控制系統綜合全面的對上述數據進行系列化的分析、診斷。本實用新型的工業冷端優化節能控制系統可以實現及時準確的控制冷端運行狀態，可以實現及時全面的控制冷端運行狀態，同時可實現大量的數據分析及遠程數據傳輸及控制。
【專利說明】一種工業冷端循環水優化節能控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於工業冷端優化節能技術、自動化控制領域，具體來說是一種工業冷端循環水優化節能控制系統。
【背景技術】
[0002]隨著工業市場競爭機制的進一步發展，降低運行成本、提高設備運行經濟性己成為工業企業的當務之急。目前，國內外工業冷端循環水運行中的突出問題是冷端系統運行性能達不到設計值，嚴重影響了機組出力。由於冷端系統中的冷卻塔出力不足、循環水系統不匹配、凝汽器漏空氣和冷卻管結垢等嚴重影響了系統真空。在熱負荷、冷卻水進水溫度一定的條件下，要提高凝汽器的真空只能靠增加冷卻水量，即要提高凝汽器的真空必須以增加循環水泵耗功費用和冷卻水水資源使用費用的支出為代，因此，通過實現冷端系統的節能優化控制成為關鍵環節，而對於工業冷端循環水與火力發電廠冷端循環水來說，主要是在冷卻端發生了變化，其餘的相關系統變化不大，由於發電廠冷端節能優化控制特別具有代表性，下面就以火力發電廠配置相關系統進行說明。
[0003]火力發電廠冷端系統是由凝汽器、冷卻塔、循環水泵、循環補水、排汙系統及空氣抽氣系統等組成。按介質的換熱過程冷端系統可劃分為兩個子系統和兩臺換熱設備，它們是凝結水系統、循環水系統、凝汽器設備和冷卻塔設備。
[0004]凝結水系統:汽輪機低壓缸排汽及導入凝汽器的各種熱疏水，它體現了冷端系統的負荷特性，是機組電負荷或熱負荷的函數。凝汽流量、溫度、壓力；凝結水的溫度、流量、過冷度、凝結水泵和升壓泵耗功都影響了冷端系統的經濟性。
[0005]循環水系統指組成循環水流動的管路和設備，循環水泵耗功、循環水泵的工作性能、循環水管路的阻力特性都能影響循環水流量，進而影響冷端系統經濟性。
[0006]凝汽器是冷端系統的關鍵換熱設備，而凝汽器壓力則直接將放熱設備與機組做功聯繫起來，
[0007]凝汽器壓力的高低直接影響到機組的內功，循環水流量、凝汽器熱負荷、冷卻管結垢、真空系統的嚴密性程度、抽氣器的工作狀態、循環水的進口溫度等都能影響凝汽器壓力。
[0008]冷卻塔是實現低溫放熱的最終設備，它能否將循環水熱量及時釋放到大氣中去，是保證排汽壓力穩定的重要環節，它通過出塔水溫(即循環水入口水溫)影響凝汽器壓力，進而影響冷端系統的經濟性。大氣的幹球溫度、溼度、大氣壓力、循環水流量、冷卻塔填料特性、塔內部件的阻力係數、配水系統的工作狀況等都能影響冷卻塔的出塔水溫。
[0009]本專利針對工業冷端循環水系統並以火電廠汽輪機組冷端的實際運行方式為例，從總體冷端循環水系統的角度出發，發明了一種基於熱力學理論確定的凝汽器、冷油器、發電機冷卻器和冷卻塔最佳的循環水流量、排汙量、補充水量綜合性的控制工藝，並結合了該工藝在汽輪機組的冷端節能、信息採集、診斷方面的應用，可以通過最優化控制實現工業冷端系統效果達到設備冷端的最佳優化節能狀態。
【發明內容】
[0010]本實用新型提供了一種工業冷端循環水優化節能控制系統，它可以通過最優化控制實現電廠冷端效果達到機組冷端的最佳優化節能狀態，有效的解決現行的冷端循環水系統難以達到最優運行狀態的問題。
[0011]本發明實現上述目的採用以下技術方案:
[0012]一種工業冷端循環水優化節能控制系統包括信息採集系統、信息存貯系統、DCS中央控制系統、循化水系統、冷端補充水系統、冷端排汙系統。
[0013]所述的信息採集系統採集設備的相關信息，並將信息傳遞至DCS中央控制系統，通過DCS中央控制系統控制循環水系統、冷端補水系統和冷端排汙系統來使系統達到最佳運行狀態。所述的信息採集系統可採集凝汽器裝置、發電機冷卻器、油冷器裝置、冷卻塔系統、循環水系統、補充水系統、排汙系統、循環水水質的相關數據信息。
[0014]所述的信息採集系統採集凝汽器裝置的信息包括排氣量、真空泵抽氣量、溫度、溼度、壓力、循環水量、真空度、凝結水流量、機組負荷等；信息採集系統採集上述凝汽器的相關信息並傳遞至DCS中央控制系統進行分析處理，然後DCS中央控制系統通過控制變頻循環水泵和變頻補水泵來控制循環水水量和循環水水質來使冷端系統達到最佳運行狀態。
[0015]所述的信息採集系統採集冷卻塔裝置的信息包括流量、壓力、溫溼度、風量、風速、風向、液位、水質；信息採集系統採集上述冷卻塔的相關信息並傳遞至DCS中央控制系統進行分析處理，然後DCS中央控制系統通過控制變頻循環水泵、變頻補水泵、自動排水閥門來控制循化水量、循環排汙量、循環補水量、循環水質來使冷端系統達到最佳運行狀態。
[0016]所述的信息採集系統採集冷油器和發電機冷卻器的信息包括溫度、壓力、流量信息；信息採集系統採集上述冷油器個發電機冷卻器的相關信息並傳遞至DCS中央控制系統進行分析處理，然後DCS中央控制系統通過控制變頻循環水泵和變頻補充水泵來控制循環水量、循環水質以達到冷端系統的最佳運行狀態。
[0017]所述的DCS中央控制系統綜合全面的對上述數據進行系列化的分析、診斷；實現正常運行狀態下最優化冷端控制，最大限度地挖掘機組的節能潛力、一旦其中的相關參數發生變化，中央控制中心可以及時發現並計算出相關的控制方案。
[0018]本發明採用上述技術方案具有以下有益效果:
[0019]I)本發明的工業冷端優化節能控制系統可以實現及時準確的控制冷端運行狀態，由於工業冷卻循環水所涉及的環節比較多，而且冷卻循環水管網還具有分散性、複雜性。傳統的冷端循環水控制多採用常規的數據採集，通過人工分析後採用手動去控制循環水量的大小，這樣一方面具有滯後性，另一方面，現在很多電廠很少採用變頻循環控制，控制循環水的大小要麼根據季節性採取多開一臺泵和少開一臺泵，要麼採用控制循環管道上閥門來時控制水量，這樣都是不經濟和節能的。而本發明冷端優化節能控制系統，可以通過多面的數據採集及分析，及時的最優化的分析出最佳運行狀態，並通過變頻自動化控制來控制循環水量、冷端排汙量、冷端補充水量，這樣可以實現終端用水環節運行的水量、水溫達到合理的運行狀態，達到節能運行的目的。冷卻循環水系統的運行優化控制，必須是數據採集和狀態控制相互結合的過程，由於傳統的控制系統和管網系統，無法實現數據採集和自動控制環節動態匹配的控制，必然造成運行過程的中的能源浪費。
[0020]2)本發明的工業冷端優化節能控制系統可以實現及時全面的控制冷端運行狀態，傳統的冷端控制狀態中的凝汽器、冷卻塔和循環水系統大多都是獨立的系統，相互匹配和耦合的不全面，無法實現及準確的數據統一分析、診斷、控制。本發明的電廠冷端優化節能控制系統，可以對上述凝汽器、冷卻塔和循環水系統其中還包括冷油器和發電機冷卻器(以火電廠為例)裝置進行全面的數據採集和系統分析，能夠及時全面的比較分析，診斷出最優化節能控制方案，並能夠及時全面的統一實現冷端控制。
[0021]3)傳統的冷端控制無法實現大量的數據分析及遠程數據傳輸及控制，本發明電廠冷端優化節能控制系統採用系列化的數據採集模塊、數據分析、診斷模塊、數據儲存模塊、DSC中央控制控制模塊及網絡化的遠程信息傳送功能模塊，並結合現代化電腦顯示界面、可以實現大量的數據分析及遠程數據傳輸及控制，具有自動化控制程度高，信息傳送方便，人性化控制等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明的整體框架示意圖。
[0023]圖2為凝汽器裝置的控制示意圖。
[0024]圖3為冷卻塔裝置的控制示意圖。
[0025]圖4為冷油器、發電機冷卻器裝置的控制示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0027]如圖1所示的一種工業冷端循化水優化節能控制系統包括信息採集系統、DCS中央控制系統、循化水系統、冷端補水系統、冷端排汙系統。
[0028]所述的信息採集系統採集設備的相關信息，並將信息傳遞至DCS中央控制系統，通過DCS中央控制系統控制循化水系統、冷端補水系統和冷端排汙系統來使系統達到最佳運行狀態。所述的信息採集系統可採集凝汽器裝置、發電機冷卻器裝置、油冷器裝置、冷卻塔系統、循環水系統、補充水系統、排汙系統的信相關數據信息。
[0029]如圖2所示的，信息採集系統採集凝汽器裝置的信息包括進氣量、排氣量、溫度、溼度、循環水量、壓力、凝結水流量、真空泵抽氣量、機組負荷；信息採集系統採集上述凝汽器的相關信息並傳遞至DCS中央控制系統進行分析處理，然後DCS中央控制系統通過控制變頻循環水泵和變頻補水泵來控制循環水水量和循環水水質來使冷端系統達到最佳運行狀態。
[0030]如圖3所示，信息採集系統採集冷卻塔裝置的信息包括流量、壓力、溫溼度、風量、風向、風速、液位、水質；信息採集系統採集上述冷卻塔的相關信息並傳遞至DCS中央控制系統進行分析處理，然後DCS中央控制系統通過控制變頻循環水泵、變頻補水泵、自動排水閥門來控制循化水量、循環排水量、循環補水量、循環水質來使冷端系統達到最佳運行狀態。
[0031]如圖4所示，信息採集系統採集冷油器和發電機冷卻器的信息包括溫度、壓力、流量信息；信息採集系統採集上述冷油器和發電機冷卻器的相關信息並傳遞至DCS中央控制系統進行分析處理，然後DCS中央控制系統通過控制變頻循環水泵和變頻補充水泵來控制循環水量、循環水質以達到冷端系統的最佳運行狀態。
[0032]本實用新型中，DCS中央控制系統綜合全面的對上述數據進行系列化的分析、診斷，實現正常運行狀態下最優化冷端控制，最大限度地挖掘機組的節能潛力、一旦其中的相關參數發生變化，中央控制中心可以及時發現並計算出相關的控制方案。
[0033]一般季節性的參數變化比較大，在一天中的參數變化比較小，但是同一天中晚上和中午的參數的變化也是比較大的，我們把一天24個小時分為12個時段，系統可以根據兩個小時內的綜合變化情況，分析出下一個時段的運行情況，並指導運行下個時段，這樣可以避免手動或半自動操作造成的滯後性能源浪費，也可以避免頻繁變更運行狀態造成的設備損壞情況的發生。
[0034]本實用新型的工業冷端優化節能控制系統可以全面的對所涉及的運行參數進行採集，並能夠根據實際狀況進行及時實現在線控制，達到最優節能控制狀態；所設置的信息採集裝置全部採用進口及國內知名品牌、確保採集信息精確、可靠；全面實現真正意義上的循環水自動化變頻控制、補充水自動化變頻控制、循環排水自動化控制。其中，中央控制系統採用採用DCS控制模式，並實現數據儲存、遠程數據控制及傳送。
【權利要求】
1.一種工業冷端循環水優化節能控制系統，包括信息採集系統、信息存貯系統、DCS中央控制系統、循化水系統、冷端補充水系統、冷端排汙系統，其特徵在於:所述的信息採集系統採集設備的相關信息，並將信息傳遞至DCS中央控制系統，通過DCS中央控制系統控制循環水系統、冷端補水系統和冷端排汙系統來使系統達到最佳運行狀態；所述的信息採集系統可採集凝汽器裝置、發電機冷卻器、油冷器裝置、冷卻塔系統、循環水系統、補充水系統、排汙系統、循環水水質的相關數據信息。
2.根據權利要求1所述的一種工業冷端循環水優化節能控制系統，其特徵在於:所述的信息採集系統採集凝汽器裝置的信息包括排氣量、真空泵抽氣量、溫度、溼度、壓力、循環水量、真空度、凝結水流量、機組負荷；信息採集系統採集上述凝汽器的相關信息並傳遞至DCS中央控制系統進行分析處理，然後DCS中央控制系統通過控制變頻循環水泵和變頻補水泵來控制循環水水量和循環水水質來使冷端系統達到最佳運行狀態。
3.根據權利要求1所述的一種工業冷端循環水優化節能控制系統，其特徵在於:所述的信息採集系統採集冷卻塔裝置的信息包括流量、壓力、溫溼度、風量、風速、風向、液位、水質；信息採集系統採集上述冷卻塔的相關信息並傳遞至DCS中央控制系統進行分析處理，然後DCS中央控制系統通過控制變頻循環水泵、變頻補水泵、自動排水閥門來控制循化水量、循環排汙量、循環補水量、循環水質來使冷端系統達到最佳運行狀態。
4.根據權利要求1所述的一種工業冷端循環水優化節能控制系統，其特徵在於:所述的信息採集系統採集冷油器和發電機冷卻器的信息包括溫度、壓力、流量信息；信息採集系統採集上述冷油器個發電機冷卻器的相關信息並傳遞至DCS中央控制系統進行分析處理，然後DCS中央控制系統通過控制變頻循環水泵和變頻補充水泵來控制循環水量、循環水質以達到冷端系統的最佳運行狀態。
5.根據權利要求1所述的一種工業冷端循環水優化節能控制系統，其特徵在於:所述的DCS中央控制系統綜合全面的對上述數據進行系列化的分析、診斷；實現正常運行狀態下最優化冷端控制，最大限度地挖掘機組的節能潛力、一旦其中的相關參數發生變化，中央控制中心可以及時發現並計算出相關的控制方案。
【文檔編號】G05B19/418GK204203757SQ201420703619
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】張偉, 金文成, 龔春明, 劉玉新, 胡建軍 申請人:張偉