专利名称：表面式凝汽器间接空冷控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电站冷却技术领域，特别涉及一种表面式凝汽器间接空冷控制系统。
背景技术：
电站空冷系统按照冷却原理的不同，可以分为直接空冷系统和间接空冷系统。间 接空冷系统可以分为表面式凝汽器间接空冷系统和混凝式凝汽器间接空冷系统。目前在我 国北方地区，大规模应用的是直接空冷机组，而表面式凝汽器间接空冷机组相对较少，且大 容量的表面式凝汽器间接空冷控制系统没有运行经验。关于该类型间接空冷系统的控制方 案一直掌握在国外公司手中。国外公司一般使用PLC (Programmable logic Controller，可 编程逻辑控制器)进行间接空冷系统的控制，其核心的控制技术及方案均直接做在PLC程 序中，作为技术机密不为外人所知。现有两台机组的间接空冷控制系统共同使用一个就地控制室，但两个机组的空冷 控制系统的台盘及各系统相互独立，其由检测仪表、程序控制、远方操作、热工信号和自动 保护等部分组成。单元区分为操作区、非操作区和辅助区。操作区内布置有操作单元和信 息显示装置，如选择操作站，操作开关按钮，常规仪表，光字牌，还配有系统运行状态的灯光 显示模拟板，可编程序控制器和输入、出卡布置在非操作区内，在辅助区内还布置有电源及 继电器柜内等。自动检测仪表担负着給运行人员提供参数显示和偏差报警的功能。检测内容包括 有温度、压力、水位、流量、分析仪表和位置显示等。程序控制系统是整个空冷系统的核心控 制部分，担负着整个空冷系统的充/排水控制和监视功能。由上所述，现有的表面式凝汽器间接空冷控制系统具有下述缺陷第一、现有控制系统不能与主厂房DCS (Distributed ControlSystem,分布式控制 系统)联为一体，不利于系统的网络扩展。需要在间冷塔附近就地设运行人员值班室。第二、现有控制系统自动化水平低、操作复杂、不利于运行人员操作，給冬季时散 热器的防冻带来极大的隐患。第三、由于核心的控制方案做在了国外公司提供的专有PLC程序中，不利于后续 的运行方式优化和调整。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是，针对上述缺陷，如何提供一种与主机房DCS联为一 体、自动化程度高、操作简单并有利于系统网络扩展的表面式凝汽器间接空冷控制系统。(二)技术方案为解决上述技术问题，本发明提供了一种表面式凝汽器间接空冷控制系统，所述 表面式凝汽器间接空冷控制系统包括启动控制装置、停止控制装置，与所述启动控制装置 和所述停止控制装置分别相连接的旁路阀控制装置、地下水箱液位控制装置、膨胀水箱液位控制装置、充水/排水控制装置和循环水温度控制装置；其中，所述启动控制装置用于启动所述旁路阀控制装置、地下水箱液位控制装置、膨胀 水箱液位控制装置、充水/排水控制装置和循环水温度控制装置；所述停止控制装置用于停止所述旁路阀控制装置、地下水箱液位控制装置、膨胀 水箱液位控制装置、充水/排水控制装置和循环水温度控制装置；所述旁路阀控制装置，用于检查冷却段和循环水泵的运行状态与数量，然后根据 冷却段和循环水泵的运行状态与数量，来决定旁路阀的开度及开关；所述地下水箱液位控制装置，用于使地下水箱达到所需的水位；所述膨胀水箱液位控制装置，用于使膨胀水箱中的水位达到合适的位置；所述充水/排水控制装置，用于控制所有冷却段按顺序地充水和排水；所述循环水温度控制装置，用于通过调节冷却三角百叶窗叶片的开度对冷却塔内 各散热器的冷却进风风量进行调整，从而达到对循环冷却水出水温度的控制，进而可以调 整整个系统的运行背压。优选地，所述启动控制装置包括与所述旁路阀控制装置相连接的旁路阀启动模块，用于启动所述旁路阀控制装 置；与所述循环水温度控制装置相连接的循环水泵启动模块，用于启动所述循环水温 度控制装置；与所述地下水箱液位控制装置相连接的地下水箱启动模块，用于启动所述地下水 箱液位控制装置；与所述膨胀水箱液位控制装置相连接的膨胀水箱启动模块，用于启动所述膨胀水 箱液位控制装置；与所述充水/排水控制装置相连接的充水/排水启动模块，用于启动所述充水/ 排水控制装置。优选地，所述停止控制装置包括与所述旁路阀控制装置相连接的旁路阀停止模块，用于停止所述旁路阀控制装 置；与所述循环水温度控制装置相连接的循环水泵停止模块，用于停止所述循环水温 度控制装置；与所述地下水箱液位控制装置相连接的地下水箱停止模块，用于停止所述地下水 箱液位控制装置；与所述膨胀水箱液位控制装置相连接的膨胀水箱停止模块，用于停止所述膨胀水 箱液位控制装置；与所述充水/排水控制装置相连接的充水/排水停止模块，用于停止所述充水/ 排水控制装置。优选地，所述循环水温度控制装置进一步包括防冻保护模块，用于当各冷却段出 水温度过低时，减少相关冷却段的百叶窗开度甚至关闭相关冷却段的百叶窗，直至退出该 冷却段的运行。优选地，在系统刚启动的时候，所述膨胀水箱液位控制装置用于将膨胀水箱的水位充至运行水位，在系统正常运行过程中所述膨胀水箱液位控制装置用于维持膨胀水箱水 位高于规定的最低水位，以维持系统的运行总压力。优选地，所有冷却段的充水次序为第八冷却段一第六冷却段一第七冷却段一第五 冷却段一第四冷却段一第二冷却段一第三冷却段一第一冷却段。优选地，所有冷却段的排水次序为第一冷却段一第三冷却段一第二冷却段一第四 冷却段一第五冷却段一第七冷却段一第六冷却段一第八冷却段。(三)有益效果本发明提出了一种表面式凝汽器间接空冷控制系统，其与主机房DCS联为一体、 有利于系统网络扩展，不需要在空冷塔附近就地设运行人员值班，节约了人力成本。自动化 程度高、操作简单，有利于运行人员操作，并妥善解决了冬季运行时散热器的防冻问题。
图1是作为本发明所述表面式凝汽器间接空冷控制系统基础的表面式凝汽器间 接空冷系统结构示意图；图2是本发明实施例所述表面式凝汽器间接空冷控制系统的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。图1是作为本发明所述表面式凝汽器间接空冷控制系统基础的表面式凝汽器间 接空冷系统结构示意图；如图1所示，所述表面式凝汽器间接空冷系统的基本热力过程是 三台循环水泵将循环冷却水从空冷塔的散热器(钢制冷却三角)到表面式凝汽器内部进行 循环。来自汽轮机低压缸的乏汽进入凝汽器的汽侧被水侧的循环水冷凝成凝结水。循环水 被加热以后变成热水流进空冷塔内的168个钢制冷却三角散热器，然后由自然通风空冷塔 吸入的环境空气冷却下来。冷水(被空冷塔冷却后的冷却水)被循环回到凝汽器内。空冷塔内放置168个钢制冷却三角被分为8个冷却段，在塔内分内、中、外三圈呈 水平圆锥形布置，倾角为14°。内圈布置一个包括18个冷却三角的第八冷却段；中圈布置 三个冷却段，分别为第五、第六和第七冷却段，第五和第六冷却段分别布置有19个冷却三 角，第七冷却段布置有18个冷却三角；外圈布置四个冷却段，分别为第一、第二、第三和第 四冷却段，第一和第二冷却段分别布置有M个冷却三角，第三和第四冷却段分别布置有23 个冷却三角。每个冷却段的进出水管道均与主管道连接，排水管道与地下水箱连接，因此可 以独立进行充水和排水。每个冷却段均设有一个进水门、一个出水门和两个排水门。管道 系统的总压力由位于空冷塔内膨胀水箱中的水位控制调节，冷却系统内的总水量由地下水 箱的水位控制调节。循环冷却水进出水母管的水压平衡由系统旁路阀的合理调节保证。冷 却水的温度由通过空冷塔内的各冷却段百叶窗的开度来进行温度控制。图2是本发明实施例所述表面式凝汽器间接空冷控制系统的结构示意图；如图2 所示，所述表面式凝汽器间接空冷控制系统包括启动控制装置、停止控制装置、与所述启 动控制装置和所述停止控制装置分别连接的旁路阀控制装置、地下水箱液位控制装置、膨 胀水箱液位控制装置、充水/排水控制装置和循环水温度控制装置。
所述启动控制装置用于启动所述旁路阀控制装置、地下水箱液位控制装置、膨胀 水箱液位控制装置、充水/排水控制装置和循环水温度控制装置；所述启动控制装置工作的前提是必须满足下述条件真空破坏门关闭、所有的水 封管道打开、汽轮机中轴封蒸汽系统运行、凝结水泵在运行、地下水箱液位高于所要求的 值、所有冷却三角的百叶窗已全关。所述启动控制装置包括与所述旁路阀控制装置相连接的旁路阀启动模块，用于启动所述旁路阀控制装 置；与所述循环水温度控制装置相连接的循环水泵启动模块，用于启动所述循环水温 度控制装置；与所述地下水箱液位控制装置相连接的地下水箱启动模块，用于启动所述地下水 箱液位控制装置；与所述膨胀水箱液位控制装置相连接的膨胀水箱启动模块，用于启动所述膨胀水 箱液位控制装置；与所述充水/排水控制装置相连接的充水/排水启动模块，用于启动所述充水/ 排水控制装置。所述停止控制装置用于停止所述旁路阀控制装置、地下水箱液位控制装置、膨胀 水箱液位控制装置、充水/排水控制装置和循环水温度控制装置；所述停止控制装置工作的前提是必须满足停止向汽轮机凝汽器提供蒸汽的条件。所述停止控制装置包括与所述旁路阀控制装置相连接的旁路阀停止模块，用于停止所述旁路阀控制装 置；与所述循环水温度控制装置相连接的循环水泵停止模块，用于停止所述循环水温 度控制装置；与所述地下水箱液位控制装置相连接的地下水箱停止模块，用于停止所述地下水 箱液位控制装置；与所述膨胀水箱液位控制装置相连接的膨胀水箱停止模块，用于停止所述膨胀水 箱液位控制装置；与所述充水/排水控制装置相连接的充水/排水停止模块，用于停止所述充水/ 排水控制装置。所述旁路阀控制装置，用于检查冷却段和循环水泵的运行状态与数量，然后根据 冷却段和循环水泵的运行状态与数量，来决定旁路阀的开度及开关。主热水管道和主冷水管道在空冷塔内是由一个旁路阀连接的。这个阀门的打开、 关闭及其开度是由所对应的完成充水的冷却三角的扇区数量及循环水泵运行的数量来决 定的。该旁路阀控制装置主要用于系统启动阶段，待启动完成以后，该装置可以关闭。所述地下水箱液位控制装置，用于使地下水箱达到所需的水位。将地下水箱水位测量模拟量的值二选一作为实际的控制值，但是在应用该值之前 必须与相应位置的液位开关相比较，如果液位开关也符合要求且该模拟量的值通过算法的品质判断，则使用其测量值。在使用之前应对每个模拟量传给仪表的测量值进行检查，如果测量值偏差过大则 发出报警信息。地下水箱的水位实际不能被控制，其实际水位与冷却段的运行数量有关。地下水 箱水位要求如下表1所示
权利要求
1.一种表面式凝汽器间接空冷控制系统，其特征在于，所述表面式凝汽器间接空冷控 制系统包括启动控制装置、停止控制装置，与所述启动控制装置和所述停止控制装置分别 相连接的旁路阀控制装置、地下水箱液位控制装置、膨胀水箱液位控制装置、充水/排水控 制装置和循环水温度控制装置；其中，所述启动控制装置用于启动所述旁路阀控制装置、地下水箱液位控制装置、膨胀水箱 液位控制装置、充水/排水控制装置和循环水温度控制装置；所述停止控制装置用于停止所述旁路阀控制装置、地下水箱液位控制装置、膨胀水箱 液位控制装置、充水/排水控制装置和循环水温度控制装置；所述旁路阀控制装置，用于检查冷却段和循环水泵的运行状态与数量，然后根据冷却 段和循环水泵的运行状态与数量，来决定旁路阀的开度及开关；所述地下水箱液位控制装置，用于使地下水箱达到运行所需的水位； 所述膨胀水箱液位控制装置，用于使膨胀水箱中的水位达到合适的位置； 所述充水/排水控制装置，用于控制所有冷却段按顺序地充水和排水； 所述循环水温度控制装置，用于通过调节冷却三角百叶窗叶片的开度对冷却塔内各散 热器的冷却进风风量进行调整，从而达到对循环冷却水出水温度的控制，进而可以控制整 个系统的运行背压。
2.根据权利要求1所述的表面式凝汽器间接空冷控制系统，其特征在于，所述启动控 制装置包括与所述旁路阀控制装置相连接的旁路阀启动模块，用于启动所述旁路阀控制装置； 与所述循环水温度控制装置相连接的循环水泵启动模块，用于启动所述循环水温度控 制装置；与所述地下水箱液位控制装置相连接的地下水箱启动模块，用于启动所述地下水箱液 位控制装置；与所述膨胀水箱液位控制装置相连接的膨胀水箱启动模块，用于启动所述膨胀水箱液 位控制装置；与所述充水/排水控制装置相连接的充水/排水启动模块，用于启动所述充水/排水 控制装置。
3.根据权利要求1所述的表面式凝汽器间接空冷控制系统，其特征在于，所述停止控 制装置包括与所述旁路阀控制装置相连接的旁路阀停止模块，用于停止所述旁路阀控制装置； 与所述循环水温度控制装置相连接的循环水泵停止模块，用于停止所述循环水温度控 制装置；与所述地下水箱液位控制装置相连接的地下水箱停止模块，用于停止所述地下水箱液 位控制装置；与所述膨胀水箱液位控制装置相连接的膨胀水箱停止模块，用于停止所述膨胀水箱液 位控制装置；与所述充水/排水控制装置相连接的充水/排水停止模块，用于停止所述充水/排水 控制装置。
4.根据权利要求1所述的表面式凝汽器间接空冷控制系统，其特征在于，所述循环水温度控制装置进一步包括防冻保护模块，用于当各冷却段出水温度过低时，减少相关冷却 段的百叶窗开度甚至关闭相关冷却段的百叶窗，直至退出该冷却段的运行。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的表面式凝汽器间接空冷控制系统，其特征在于， 在系统刚启动的时候，所述膨胀水箱液位控制装置用于将膨胀水箱的水位充至运行水位， 在系统正常运行过程中所述膨胀水箱液位控制装置用于维持膨胀水箱水位高于规定的最 低水位，以维持系统的运行总压力。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的表面式凝汽器间接空冷控制系统，其特征在于， 所有冷却段的充水次序为第八冷却段一第六冷却段一第七冷却段一第五冷却段一第四冷 却段一第二冷却段一第三冷却段一第一冷却段。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的表面式凝汽器间接空冷控制系统，其特征在于， 所有冷却段的排水次序为第一冷却段一第三冷却段一第二冷却段一第四冷却段一第五冷 却段一第七冷却段一第六冷却段一第八冷却段。
全文摘要
本发明公开了一种表面式凝汽器间接空冷控制系统，所述表面式凝汽器间接空冷控制系统包括启动控制装置、停止控制装置，与所述启动控制装置和所述停止控制装置分别相连接的旁路阀控制装置、地下水箱液位控制装置、膨胀水箱液位控制装置、充水/排水控制装置和循环水温度控制装置。本发明所述的表面式凝汽器间接空冷控制系统，能够与主机房DCS联为一体、有利于系统网络扩展，不需要在空冷塔附近就地设运行人员值班，节约了人力成本。自动化程度高、操作简单，有利于运行人员操作，并妥善解决了冬季运行时散热器的防冻问题。
文档编号F28B11/00GK102072674SQ20111003331
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者丁利, 彭继业, 李海, 杨晓军, 王涵, 粱兵, 董兆一, 黄忠 申请人:北京龙源冷却技术有限公司