一种燃气发电机组变频风机运行控制方法与流程

1.本发明一种燃气发电机组变频风机运行控制方法，属于燃气发电机组变频风机运行控制技术领域。


背景技术：

2.现有的燃气发电机组的每一台燃机配备有两台远程散热器，分别为中冷水冷却系统和缸套水冷却系统，且两路冷却系统是各自独立的。每台远程散热器配备有三台散热风机，每台风机配备一台变频器。燃机启动后，通过远程散热器冷却中冷水和缸套水，使机组受热零件吸收的部分热量能及时散发出去，保证发动机在适宜的温度状态下工作。每台风机都有一台变频器，目前控制方式是控制命令给出后，风机变频启动，启动后加载至50hz运行，启动后频率不能调整，极大的浪费了电能和变频器的作用。


技术实现要素：

3.本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种燃气发电机组变频风机运行控制方法的改进。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种燃气发电机组变频风机运行控制方法，包括如下步骤：步骤一：启动燃机，燃机启动后根据缸套水泵的启停控制缸套水冷却系统的启停，根据中冷水泵的启停控制中冷水冷却系统的启停；步骤二：缸套水冷却系统、中冷水冷却系统启动后再根据测点温度通过plc控制系统自动控制缸套水冷却系统、中冷水冷却系统工作；其中测点温度通过设置在缸套水、中冷水出水口的温度传感器采集温度值；步骤三：plc控制系统通过缸套水出水口的测点温度和/或燃机负载控制缸套水冷却系统的风机数量和频率，使缸套水出水口温度变化控制在设定范围内；步骤四：plc控制系统通过中冷水出水口的测点温度和/或燃机负载控制缸套水冷却系统的风机数量和频率，使中冷水出水口温度变化控制在设定范围内。
5.所述步骤二中控制缸套水冷却系统、中冷水冷却系统启动的测点温度分别为缸套水出水口、中冷水出水口处设定的最高温度；所述缸套水冷却系统、中冷水冷却系统分别设置有三台散热风机，其中至少一台风机为变频风机。
6.所述步骤三中通过测点温度对缸套水冷却系统进行自动控制的步骤如下：当缸套水出口测点温度达到设定第一最高温度时，首先启动变频控制的风机运行；当变频控制的风机频率达到设定最高频率时，启动第一台工频控制的风机运行，变频运行的风机根据温度变化调整频率；当缸套水出口测点温度逐步升高，当变频风机的频率再次达到设定最高频率时，
再启动第二台工频控制风机，变频运行的风机根据温度变化调整频率；当缸套水出口测点温度下降时，变频运行风机频率到达最低设定频率时停一台工频风机，剩一台变频一台工频风机运行，变频运行的风机根据温度变化调整频率；当缸套水出口测点温度再次下降，且变频运行风机频率再次降到最低设定频率时，再停一台工频风机，只剩一台变频风机运行，变频运行的风机根据温度变化调整频率。
7.所述步骤四中通过测点温度对中冷水冷却系统进行自动控制的步骤如下：当中冷水出口测点温度达到设定第二最高温度时，首先启动变频控制的风机运行；当变频控制的风机频率达到设定最高频率时，启动第一台工频控制的风机运行，变频运行的风机根据温度变化调整频率；当中冷水出口测点温度逐步升高，当变频风机的频率再次达到设定最高频率时，再启动第二台工频控制风机，变频运行的风机根据温度变化调整频率；当中冷水出口测点温度下降时，变频运行风机频率到达最低设定频率时停一台工频风机，剩一台变频一台工频运行，变频运行的风机根据温度变化调整频率；当中冷水出口测点温度再次下降，且变频运行风机频率再次降到最低设定频率时，再停一台工频风机，只剩一台变频风机运行，变频运行的风机根据温度变化调整频率。
8.在温度升高阶段，变频风机根据温度变化调整频率的步骤如下：设定在运行过程中出水口温度包括包括两个阶段，第一阶段为中低温段，第二阶段为中高温段，变频风机在第一阶段运行过程中保持设定的最低频率运行，变频风机在第二阶段根据温度的升高调整频率升高，直至达到设定的最高运行频率。
9.在温度降低阶段，变频风机根据温度变化调整频率的步骤如下：设定在运行过程中出水口温度包括包括两个阶段，第一阶段为中高温段，第二阶段为中低温段，变频风机在第一阶段根据温度的降低调整频率减小，直至达到设定的最低运行频率，变频风机在第二阶段运行过程中保持设定的最低频率运行。
10.所述plc控制系统对每台风机运行的时间做累计，在控制风机启停时每次以累计运行时间最短的优先启动。
11.所述测点温度信号故障或丢失后，或者有其他原因导致控制系统失灵，为保证燃机的正常运行，所有风机要全部启动，并发出报警信号，且变频风机要加频率至满频率运行。
12.本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明提供的燃气发电机组变频风机运行控制方法，通过缸套水、中冷水出口的温度测点，结合负载的情况，对燃气机组运行过程的散热风机的启停及投入的数量和变频器的频率进行实时调整，不仅能够使缸套水、中冷水出口温度一直保持在设定范围内，同时能够最大程度的实现变频器的省电节能运行，提高了工作效率，降低了能源损耗。
附图说明
13.下面结合附图对本发明做进一步说明：图1为本发明的变频风机运行控制方法流程图。
具体实施方式
14.如图1所示，本发明一种燃气发电机组变频风机运行控制方法，包括如下步骤：步骤一：启动燃机，燃机启动后根据缸套水泵的启停控制缸套水冷却系统的启停，根据中冷水泵的启停控制中冷水冷却系统的启停；步骤二：缸套水冷却系统、中冷水冷却系统启动后再根据测点温度通过plc控制系统自动控制缸套水冷却系统、中冷水冷却系统工作；其中测点温度通过设置在缸套水、中冷水出水口的温度传感器采集温度值；步骤三：plc控制系统通过缸套水出水口的测点温度和/或燃机负载控制缸套水冷却系统的风机数量和频率，使缸套水出水口温度变化控制在设定范围内；步骤四：plc控制系统通过中冷水出水口的测点温度和/或燃机负载控制缸套水冷却系统的风机数量和频率，使中冷水出水口温度变化控制在设定范围内。
15.所述步骤二中控制缸套水冷却系统、中冷水冷却系统启动的测点温度分别为缸套水出水口、中冷水出水口处设定的最高温度；所述缸套水冷却系统、中冷水冷却系统分别设置有三台散热风机，其中至少一台风机为变频风机。
16.所述步骤三中通过测点温度对缸套水冷却系统进行自动控制的步骤如下：当缸套水出口测点温度达到设定第一最高温度时，首先启动变频控制的风机运行；当变频控制的风机频率达到设定最高频率时，启动第一台工频控制的风机运行，变频运行的风机根据温度变化调整频率；当缸套水出口测点温度逐步升高，当变频风机的频率再次达到设定最高频率时，再启动第二台工频控制风机，变频运行的风机根据温度变化调整频率；当缸套水出口测点温度下降时，变频运行风机频率到达最低设定频率时停一台工频风机，剩一台变频一台工频风机运行，变频运行的风机根据温度变化调整频率；当缸套水出口测点温度再次下降，且变频运行风机频率再次降到最低设定频率时，再停一台工频风机，只剩一台变频风机运行，变频运行的风机根据温度变化调整频率。
17.所述步骤四中通过测点温度对中冷水冷却系统进行自动控制的步骤如下：当中冷水出口测点温度达到设定第二最高温度时，首先启动变频控制的风机运行；当变频控制的风机频率达到设定最高频率时，启动第一台工频控制的风机运行，变频运行的风机根据温度变化调整频率；当中冷水出口测点温度逐步升高，当变频风机的频率再次达到设定最高频率时，再启动第二台工频控制风机，变频运行的风机根据温度变化调整频率；当中冷水出口测点温度下降时，变频运行风机频率到达最低设定频率时停一台工频风机，剩一台变频一台工频运行，变频运行的风机根据温度变化调整频率；当中冷水出口测点温度再次下降，且变频运行风机频率再次降到最低设定频率时，再停一台工频风机，只剩一台变频风机运行，变频运行的风机根据温度变化调整频率。
18.在温度升高阶段，变频风机根据温度变化调整频率的步骤如下：设定在运行过程中出水口温度包括包括两个阶段，第一阶段为中低温段，第二阶
段为中高温段，变频风机在第一阶段运行过程中保持设定的最低频率运行，变频风机在第二阶段根据温度的升高调整频率升高，直至达到设定的最高运行频率。
19.在温度降低阶段，变频风机根据温度变化调整频率的步骤如下：设定在运行过程中出水口温度包括包括两个阶段，第一阶段为中高温段，第二阶段为中低温段，变频风机在第一阶段根据温度的降低调整频率减小，直至达到设定的最低运行频率，变频风机在第二阶段运行过程中保持设定的最低频率运行。
20.所述plc控制系统对每台风机运行的时间做累计，在控制风机启停时每次以累计运行时间最短的优先启动。
21.所述测点温度信号故障或丢失后，或者有其他原因导致控制系统失灵，为保证燃机的正常运行，所有风机要全部启动，并发出报警信号，且变频风机要加频率至满频率运行。
22.本发明提供的燃气发电机组变频风机运行控制方法主要通过散热器中冷水冷却系统和缸套水冷却系统的出水口温度，自动控制各自变频器的启停风机台数和频率。为了实现对中冷水冷却系统和缸套水冷却系统的同时自动控制，本发明将现有的控制柜内的控制两台远程散热器的控制线路拆除，利用燃机启动信号，即通过缸套水泵/中冷水泵的启停信号去投入和退出两台远程散热器自动控制系统，系统投入后根据出水口温度控制启停两台远程散热器电机数量及频率。
23.本发明的温度测点在两台远程散热器缸套水、中冷水出水口各安装一个，采用pt100的温度传感器将温度信号传回plc输入模块。对于温度测点传感器温度测量范围选择
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50度—150度。
24.当燃机启动后，发出plc自动投入启动两台远程散热器控制的命令，此时只是plc控制系统投入运行，两台远程散热器风机不一定马上启动。两台远程散热器风机是根据plc控制系统投入后收到的测点温度是否达到预设值决定是否启动风机。这个温度预设值是可以随时外设调整的。
25.plc通过检测温度变化，按照设定好的温度控制缸套水/中冷水各自三台变频器风机启停台数及频率。当两台远程散热器风机根据两台远程散热器出口温度变化启动后，系统会根据测点温度与预设值的偏差调整风机的频率和数量。每台变频器各控制一台风机，在实际使用时其中一台为变频，另外两台为工频。也可以将三台风机均设置成变频控制的，或者三台风机均设置成可以工频和变频切换工作的，但是在运行过程中，设置一台为变频工作，另外两台为工频工作。
26.下面根据具体实施例对本发明的风机变频运行控制进行详细说明。
27.实施例1：缸套水两台远程散热器冷却系统：本实施例中设定缸套水出口的温度控制范围为20℃
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65℃，第一阶段中低温阶段的温度控制范围在20℃
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45℃，第二阶段中高温阶段的温度控制范围在45℃
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60℃。
28.当缸套水出口温度达到设定的最高温度65℃时，先启动变频控制的风机运行，根据两台远程散热器缸套水出口温度变化，变频运行的风机频率达到设定最高运行频率45hz时启动一台工频风机运行，此时变频运行的风机继续根据温度变化调整频率；此时变频风机根据温度降低进行变频运行，当温度处于第二阶段时，变频风机的频率根据降温的幅度进行减小，例如在第二阶段从60℃逐步将至45℃时，温度每下降5℃，频率降低5hz，当温度
将至第一阶段时，保持变频风机的频率为25hz运行。
29.随着两台远程散热器缸套水出口温度再次升高，温度升高部分也包括从第一阶段和第二阶段，同样在第一阶段变频器保持25hz运行，在第二阶段逐步升温时，温度煤升高5℃，变频风机的频率升高5hz，当该变频运行的风机频率再次达到45hz时启动第二台工频风机。此时，继续进行降温过程频率降低，当两台远程散热器缸套水出口温度下降时，变频运行风机频率到达25hz时停一台工频风机，剩一台变频一台工频运行；当两台远程散热器缸套水出口温度再下降时，变频运行风机频率再次降到25hz时再停一台工频风机，只剩一台变频风机运行。启动后根据两台远程散热器缸套水出口温度变化在此要求范围内自动增减工频风机和调整变频转速。
30.实施例2：中冷水两台远程散热器冷却系统：本实施例中设定缸套水出口的温度控制范围为20℃
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45℃，第一阶段中低温阶段的温度控制范围在20℃
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30℃，第二阶段中高温阶段的温度控制范围在30℃
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45℃。
31.当中冷水出口温度达到设定的最高温度45℃时，根据两台远程散热器中冷水出口温度变化，变频运行的风机频率达到45hz时启动一台工频风机运行，此时变频运行的风机继续根据温度变化调整频率；此时变频风机根据温度降低进行变频运行，当温度处于第二阶段时，变频风机的频率根据降温的幅度进行减小，例如在第二阶段从45℃逐步将至30℃时，温度每下降3℃，频率降低5hz，当温度将至第一阶段时，保持变频风机的频率为25hz运行。
32.随着两台远程散热器中冷水出口温度再次升高，当该变频运行的风机频率再次达到45hz时启动第二台工频风机。温度升高部分也包括从第一阶段和第二阶段，同样在第一阶段变频器保持25hz运行，在第二阶段逐步升温时，温度煤升高3℃，变频风机的频率升高5hz，当该变频运行的风机频率再次达到45hz时启动第二台工频风机。此时，继续进行降温过程频率降低，当两台远程散热器中冷水出口温度下降时，变频运行风机频率到达25hz时停一台工频风机，剩一台变频一台工频运行；当两台远程散热器中冷水出口温度再下降时，变频运行风机频率再次降到25hz时再停一台工频风机，只剩一台变频风机运行。启动后根据两台远程散热器中冷水出口温度变化在此要求范围内自动增减工频风机和调整变频转速。
33.上述实施例中设定的第一阶段、第二阶段的温度范围，及在升温和降温过程中变频风机频率变化幅值均可以根据实际进行设定，该实施例仅是作为一个具体的实施例进行解释说明，而关于缸套水、中冷水出口的温度范围，可以根据实际情况设定，中低温阶段的温度范围和中高温阶段的温度范围也可以根据实际燃气发电机组的运行情况及负荷情况进行调整。
34.本发明在程序中要对每台风机运行时间做累计，在控制风机启停时每次以累计运行时间最短的优先启动。
35.本发明的缸套水冷却系统、中冷水冷却系统均可以设置就地/远方模式，远方模式是在触摸屏上，就地是在两台远程散热器控制柜就地。
36.本发明的对于风机的启停和变频风机的频率设定可以设定有手动模式/自动模式，手动模式是可以在触摸屏手动启停任何一台风机，变频那台还可以手动调整频率转速。可以对故障复位。自动模式随上述描述进行。
37.本发明设定当变频器或风机启动失败时，比如变频器报故障，或者其他原因没有启动成功，自动启动下一台，保证在某台风机或者变频器发生故障时不能影响两台远程散热器工作。
38.本发明在风机控制柜上设置触摸屏可以监视变频运行风机的电流、频率信号和所有风机的故障、运行状态；监视散热器测点温度；故障记录、曲线、设备状态。触摸屏可以启动、停止、故障复位、频率给定。
39.本发明还设定当温度信号故障或丢失后，或者有其他原因导致控制系统失灵，为保证燃机的正常运行，所有风机要全部启动，并发出报警信号。变频的那一台要加频率至满频率运行，最大化输出散热，保障散热器正常工作。
40.本发明的风机控制系统设置的报警信号包括：温度信号断线等故障、变频器故障、启动故障等。
41.本发明具体采用6台型号为英威腾gd200a
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011g/015p
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416变频器，分别控制一台风机，采用的plc控制系统为plc 西门子smart200 sr30。设置了1台温度输入模块ar04，1台模拟量输入模块ae04，1台模拟量输出模块aq04，和24伏电源1台。
42.关于本发明具体结构需要说明的是，本发明采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本发明提出的技术问题，本发明中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
43.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。