空冷岛温度控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种空冷岛温度控制系统，包括温度检测设备、信号传输设备、优化控制装置以及现场控制装置；温度检测设备设置在空冷岛上，用于检测空冷岛温度；信号传输设备分别与温度检测设备和优化控制装置连接，用于将空冷岛温度传输给优化控制装置；优化控制装置与现场控制装置通过接口设备进行连接，用于根据空冷岛温度进行计算得到压力设定值和冷却风机转速，并将压力设定值和冷却风机转速发送给现场控制装置，以使现场控制装置调节空冷岛的蒸汽压力和冷却风机的转速。本发明提供的空冷岛温度控制系统能够解决现有空冷机组的凝汽设备容易发生局部冻结的现象，以维持凝汽设备的正常运行。
【专利说明】空冷岛温度控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及空气冷却技术，尤其涉及一种空冷岛温度控制系统。
【背景技术】
[0002]空气冷却技术以其环保、节能、节水等优点，广泛的应用于电力、石油等工业领域，尤其是在水资源缺乏地区建立的火力发电厂中，采用空气冷却技术汽轮机凝汽设备就是采用空气冷却技术对发电机组汽轮机凝汽设备进行冷却，极大的地缓解了水资源缺乏的问题。
[0003]汽轮机凝汽设备又称空冷岛，是采用冷却风机对发电机组进行强制空气冷却方式。凝汽设备的蒸汽流量决定了冷却风机的转速大小，在环境温度较高时，凝汽设备的蒸汽流量较大，冷却风机的转速需要较快，而在环境温度较低时，凝汽设备的蒸汽流量较小，冷却风机的转速也相应减小。由于冷却风机是直接暴露在室外环境中，在冷却风机转速较小时，冷凝管路中的温度不均匀，容易发生局部冻结的现象，影响了凝汽设备的正常运行，进而导致发电效率较低。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种空冷岛温度控制系统，用于解决现有的凝汽设备容易发生局部冻结的现象，以维持凝汽设备的正常运行。
[0005]本发明提供一种空冷岛温度控制系统，包括温度检测设备、信号传输设备、优化控制装置以及现场控制装置；
[0006]所述温度检测设备设置在空冷岛上，用于检测空冷岛温度；
[0007]所述信号传输设备分别与所述温度检测设备和优化控制装置连接，用于将所述空冷岛温度传输给所述优化控制装置；
[0008]所述优化控制装置与所述现场控制装置通过接口设备进行连接，用于根据所述空冷岛温度进行计算得到压力设定值和冷却风机转速，并将所述压力设定值和冷却风机转速发送给所述现场控制装置，以使所述现场控制装置调节所述空冷岛的蒸汽压力和冷却风机的转速。
[0009]如上所述的空冷岛温度控制系统，所述优化控制装置包括:优化服务器和实时控制器；
[0010]所述优化服务器与所述信号传输设备连接，用于对所述空冷岛温度进行计算得到压力设定值和冷却风机转速；所述优化服务器还与所述实时控制器连接，用于将所述压力设定值和冷却风机转速发送给所述实时控制器；
[0011 ] 所述实时控制器通过所述接口设备与所述现场控制装置连接，用于将所述压力设定值和冷却风机转速发送给所述现场控制装置。
[0012]如上所述的空冷岛温度控制系统，所述信号传输设备包括:无线信号发射器和无线信号接收器；[0013]所述无线信号发射器与所述温度检测设备连接，用于将所述空冷岛温度转换为无线信号进行发送；
[0014]所述无线信号接收器用于通过无线网络接收所述空冷岛温度，所述无线信号接收器还与所述优化服务器连接，用于将所述空冷岛温度发送给所述优化服务器。
[0015]如上所述的空冷岛温度控制系统，所述现场控制装置包括:工程师站和现场控制站；
[0016]所述现场控制站通过所述接口设备与所述实时控制器连接，所述现场控制站还与所述工程师站连接，用于接收所述压力设定值和冷却风机转速，并发送给所述工程师站；所述工程师站用于根据所述压力设定值和冷却风机转速分别计算得到压力调节量和风速调节量，并通过现场控制站控制空冷岛中汽轮机的蒸汽压力和冷却风机的转速。
[0017]如上所述的空冷岛温度控制系统，所述优化控制装置还包括网络服务器；
[0018]所述网络服务器与所述优化服务器连接。
[0019]如上所述的空冷岛温度控制系统，所述现场控制装置还包括:冗余工程师站和冗余现场控制站。
[0020]如上所述的空冷岛温度控制系统，所述工程师站还与所述优化服务器通过OPC服务器连接。
[0021]如上所述的空冷岛温度控制系统，所述优化控制装置还包括:显示操控设备；
[0022]所述显示操控设备与所述优化服务器连接，用于接收用户输入的控制参数并发送给所述优化控制器，以及对优化服务器的运行参数进行显示。
[0023]如上所述的空冷岛温度控制系统，所述优化控制装置还包括:冗余实时控制器。
[0024]本发明实施例的技术方案通过采用温度检测设备来检测空冷岛温度，并采用优化控制装置根据空冷岛温度进行计算得到压力设定值和冷却风机转速，再由现场控制装置对空冷岛的蒸汽压力和冷却风机转速进行调节，能够解决现有的凝汽设备在温度较低的情况下容易发生局部冻结的现象，实现了在不同温度下对空冷岛进行灵活控制，以维持凝汽设备的正常运行，同时能够降低人力成本，缩短故障处理时间，减少现场维护的次数，节省维护费用。在避免凝汽设备不发生冻结的情况下，还能够进一步降低蒸汽压力，使蒸汽压力和冷却风机转速保持在均衡状态，以及降低电能消耗量。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明实施例提供的空冷岛温度控制系统的结构示意图一；
[0026]图2为本发明实施例提供的空冷岛温度控制系统的结构示意图二；
[0027]图3为本发明实施例提供的空冷岛温度控制系统中优化控制装置的安装机柜示意图的如视图；
[0028]图4为本发明实施例提供的空冷岛温度控制系统中优化控制装置的安装机柜示意图的后视图。
【具体实施方式】
[0029]图1为本发明实施例提供的空冷岛温度控制系统的结构示意图一，图2为本发明实施例提供的空冷岛温度控制系统的结构示意图二。[0030]如图1和图2所示，本实施例提供的空冷岛温度控制系统可以包括温度检测设备
1、信号传输设备2、优化控制装置3以及现场控制装置4。
[0031]其中，温度检测设备I设置在空冷岛上，用于检测空冷岛温度。温度检测设备I具体可以为温度传感器，可以设置在空冷岛的散热器上，测量散热器的表面温度。
[0032]信号传输设备2分别与所述温度检测设备I和优化控制装置3连接，用于将空冷岛温度传输给优化控制装置3。信号传输设备2可以为有线传输设备或者为无线传输设备，对于发电厂的空冷岛，可采用无线传输设备，将空冷岛温度的电信号信号转换为无线信号进行传输。具体的，信号传输设备2可包括无线信号发射器21和无线信号接收器22，无线信号发射器21与温度检测设备I连接，用于将空冷岛温度的电信号转换为无线信号进行发送，而无线信号接收器22与优化控制设备3连接，通过无线网络接收空冷岛温度，并发送给优化控制设备3。
[0033]优化控制装置3与现场控制装置4通过接口设备5进行连接，用于根据空冷岛温度进行计算得到压力设定值和冷却风机转速，并将压力设定值和冷却风机转速发送给现场控制装置4，以使现场控制装置4调节空冷岛的蒸汽压力和冷却风机的转速。
[0034]鉴于现有技术中的凝汽设备在较低温度下容易发生部分冻结的现象，本实施例提出了一种新型的空冷岛温度控制系统，采用优化控制装置3根据温度检测设备I检测到的空冷岛温度对凝汽设备的蒸汽压力的控制进行优化，以避免在较低温度下由于蒸汽压力过低而造成的部分冻结的情况发生。
[0035]具体的，优化控制装置3可以包括优化服务器31和实时控制器32。其中，优化服务器31与信号传输设备2连接，用于对空冷岛温度进行计算得到压力设定值和冷却风机转速。优化服务器31还与实时控制器32连接，用于将压力设定值和冷却风机转速发送给实时控制器32。实时控制器32通过接口设备5与现场控制装置4连接，用于将压力设定值和冷却风机转速发送给现场控制装置4。
[0036]优化服务器31具体可与无线信号接收器22连接，以接收空冷岛温度信号。优化服务器31可根据空冷岛温度进行计算，计算得到在当前环境温度下，凝汽设备蒸汽压力的最佳值，通过信号传输设备2发送给现场控制装置4，作为蒸汽压力控制过程的设定值。
[0037]可在实时控制器32中设置温度报警功能，实时控制器32可将实时检测到的空冷岛温度与设定温度上限或下限进行比较，当实时检测到的空冷岛温度大于上限值或低于下限值时，实时控制器22发出报警信号，该报警信号可通过信号传输设备2发送给现场控制装置4，以在空冷岛现场发出报警提示信号。
[0038]另外，优化控制装置3还可以包括显示操控设备33，该显示操控设备33与优化服务器31连接，用于接收用户输入的控制参数并发送给优化控制器31，以及对优化服务器31的运行参数进行显示。显示操控设备33可以包括键盘和显示器，用于通过键盘输入控制参数，例如输入当前温度、发电机组输出功率等控制参数，以使优化服务器根据用户输入的控制参数进行优化计算，按照设定的蒸汽压力控制算法得到蒸汽压力的最佳值，以及根据蒸汽压力控制算法得到冷却风机的转速控制量，通过接口设备5发送给现场控制装置4。
[0039]对于上述优化服务器31的具体功能，可由本领域技术人员搭建硬件电路来实现，或者通过软件的方式来实现，例如:基于空冷岛所在的环境温度建立发电机组在不同发电功率下的蒸汽压力控制模型，并通过测量发电机组的耗电量和输出功率数值对该蒸汽压力控制模块中的各项参数进行修正，然后确定发电机组的蒸汽压力与冷却风机所消耗的功率之间存在的最佳工况点，得到上述蒸汽压力的最佳值。然后由现场控制装置4根据环境温度、发电功率等参数调节各冷却风机的转速，以提高冷凝管路中的温度，避免产生局部结冰的现象。
[0040]本实施例提供一种优化服务器31的软件控制算法架构，具体可包括数据校验模块、数据库模块、温度分析模块、冷却风机转速控制模块以及最佳压力计算模块。其中，数据校验模块用于对温度检测设备I发来的空冷岛温度信号进行校验，并除去偏差较大的数值，然后将温度数据存入数据库模块中。温度分析模块从数据库模块中读取温度数据，进行数据分析，并将分析结果存入数据库模块。最佳压力计算模块从数据库模块中读取分析结果并进行计算，得到最佳的蒸汽压力值输出给冷却风机转速控制模块，以使冷却风机转速控制模块根据接收到的最佳蒸汽压力值进行计算，得到冷却风机的转速控制量，输出给接口设备5，再发送给现场控制装置4，以对空冷岛的蒸汽压力进行调节。本领域技术人员可采用熟知的编程方式来编写相应的软件程序来实现，本实施例对此不作限定。
[0041]优化控制装置3可单独设置在一个机柜中，如图3所示，图3为本发明实施例提供的空冷岛温度控制系统中优化控制装置的安装机柜示意图的前视图，图4为本发明实施例提供的空冷岛温度控制系统中优化控制装置的安装机柜示意图的后视图。
[0042]对于上述现场控制装置4，具体可以包括工程师站41和现场控制站42，其中，现场控制站42通过接口设备5与实时控制器32连接，现场控制站42还与工程师站41连接，用于接收压力设定值和冷却风机转速，并发送给工程师站41。工程师站41用于根据压力设定值和冷却风机转速分别计算得到压力调节量和风速调节量，并通过现场控制站42控制空冷岛中汽轮机的蒸汽压力和冷却风机的转速。
[0043]上述接口设备5可以为I/O接口，分别设置在优化控制装置3和现场控制装置4内，然后对应的I/o接口连接，以实现在优化控制装置3和现场控制装置4之间进行数据传输。
[0044]上述现场控制装置4可以采用现有技术中常用的分布式控制系统(DistributedControl System,简称DCS)的架构，工程师站41监控现场控制站42的运行情况,并实时调整其运行参数。
[0045]工程师站41还可以与优化服务器31通过OPC服务器连接，以进行运行参数的实时交互，以供优化服务器31调整蒸汽压力的最佳值。
[0046]本实施例的技术方案通过采用温度检测设备来检测空冷岛温度，并采用优化控制装置根据空冷岛问的进行计算得到压力设定值和冷却风机转速，再由现场控制装置对空冷岛的蒸汽压力和冷却风机转速进行调节，能够解决现有的凝汽设备在温度较低的情况下容易发生局部冻结的现象，实现了在不同温度下对空冷岛进行灵活控制，以维持凝汽设备的正常运行，同时能够降低人力成本，缩短故障处理时间，减少现场维护的次数，节省维护费用。在避免凝汽设备不发生冻结的情况下，还能够进一步降低蒸汽压力，使蒸汽压力和冷却风机转速保持在均衡状态，以及降低电能消耗量。
[0047]在上述技术方案的基础上，优化控制装置3还可以包括网络服务器34，该网络服务器34与优化服务器31连接，将优化服务器31通过网络与远程监控设备进行数据传送，以实现远程监控。[0048]另外，为了提高优化控制装置3的可靠性，可以在其中设置冗余实时控制器，其结构和连接关系与上述实时控制器32相同，在实时控制器32正常工作过程中，冗余实时控制器仅对实时控制器32的运行状态进行监测，当监测到实时控制器32在设定时间内无任何动作或信号发出时，则确认实时控制器32发生故障，冗余实时控制器启动运行，代替实时控制器32执行相应的操作。
[0049]同理，还可以在现场控制装置4中设置冗余工程师站和冗余现场控制站，其结构和连接关系分别与上述工程师站41和现场控制站42相同，并在工程师站41和现场控制站42发生故障时，代替执行相应的操作。
[0050]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。
【权利要求】
1.一种空冷岛温度控制系统，其特征在于，包括温度检测设备、信号传输设备、优化控制装置以及现场控制装置； 所述温度检测设备设置在空冷岛上，用于检测空冷岛温度； 所述信号传输设备分别与所述温度检测设备和优化控制装置连接，用于将所述空冷岛温度传输给所述优化控制装置； 所述优化控制装置与所述现场控制装置通过接口设备进行连接，用于根据所述空冷岛温度进行计算得到压力设定值和冷却风机转速，并将所述压力设定值和冷却风机转速发送给所述现场控制装置，以使所述现场控制装置调节所述空冷岛的蒸汽压力和冷却风机的转速。
2.根据权利要求1所述的空冷岛温度控制系统，其特征在于，所述优化控制装置包括:优化服务器和实时控制器； 所述优化服务器与所述信号传输设备连接，用于对所述空冷岛温度进行计算得到压力设定值和冷却风机转速；所述优化服务器还与所述实时控制器连接，用于将所述压力设定值和冷却风机转速发送给所述实时控制器； 所述实时控制器通过所述接口设备与所述现场控制装置连接，用于将所述压力设定值和冷却风机转速发送给所述现场控制装置。
3.根据权利要求2所述的空冷岛温度控制系统，其特征在于，所述信号传输设备包括:无线信号发射器和无线信号接收器； 所述无线信号发射器与所述温度检测设备连接，用于将所述空冷岛温度转换为无线信号进行发送； 所述无线信号接收器用于通过无线网络接收所述空冷岛温度，所述无线信号接收器还与所述优化服务器连接，用于将所述空冷岛温度发送给所述优化服务器。
4.根据权利要求3所述的空冷岛温度控制系统，其特征在于，所述现场控制装置包括:工程师站和现场控制站； 所述现场控制站通过所述接口设备与所述实时控制器连接，所述现场控制站还与所述工程师站连接，用于接收所述压力设定值和冷却风机转速，并发送给所述工程师站；所述工程师站用于根据所述压力设定值和冷却风机转速分别计算得到压力调节量和风速调节量，并通过现场控制站控制空冷岛中汽轮机的蒸汽压力和冷却风机的转速。
5.根据权利要求4所述的空冷岛温度控制系统，其特征在于，所述优化控制装置还包括网络服务器； 所述网络服务器与所述优化服务器连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的空冷岛温度控制系统，其特征在于，所述现场控制装置还包括:冗余工程师站和冗余现场控制站。
7.根据权利要求6所述的空冷岛温度控制系统，其特征在于，所述工程师站还与所述优化服务器通过OPC服务器连接。
8.根据权利要求7所述的空冷岛温度控制系统，其特征在于，所述优化控制装置还包括:显示操控设备； 所述显示操控设备与所述优化服务器连接，用于接收用户输入的控制参数并发送给所述优化控制器，以及对优化服务器的运行参数进行显示。
9.根据权利要求7所述的空冷岛温度控制系统，其特征在于，所述优化控制装置还包括:几余实时控制器。
【文档编号】F28B11/00GK103940257SQ201410108563
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】于萍, 王大明, 曹文亮, 王东 申请人:中科诺维(北京)科技有限公司, 于萍, 王大明, 曹文亮, 王东