一种间接空冷系统防冻控制系统的制作方法

1.本实用新型属于火力发电、化工企业技术领域，具体涉及一种间接空冷系统防冻控制系统。


背景技术：

2.在火力发电或化工企业，循环水进入表面式凝汽器的水侧通过表面换热，冷却凝汽器汽侧的汽轮机排汽，受热后的循环水由循环水泵送至空冷塔，通过空冷散热器与空气进行表面换热，循环水被空气冷却后再返回凝汽器去冷却汽轮机排汽，构成了密闭循环。
3.现有间接空冷系统防冻控制调节方式多采用通过循环水回水母管温度的设定来实现的，或者是通过增加循环水泵的运行台数来提高系统流速，从而达到控制主循环水回水母管温度来解决间接空冷防冻问题。现有的控制方式中由于扇区出水温度受扇区进水温度及环境温度影响显著，不同环境温度下间接空冷系统的冷却效果有所不同，而且由于环境温度的变化直接影响冷却换热量，造成回水水温度变化很大，很容易造成间接空冷系统散热器出现冻结或冻裂的运行问题。其次，发电厂一般配置2～3台循环水泵和相应的出口液控蝶阀和入口电动蝶阀，根据运行要求切换组合运行。夏季最高时3台运行，1台备用和检修；冬季最高时2台运行，1台备用，1台检修。系统配置的阀门均为全开操作，但是由于汽轮机是定速运行，无法进行调速，只要泵一开启，水泵即为满负荷运行。由于循环水泵长期满负荷工作，冬季容易造成冷却水温度很低，从而造成间接空冷系统出现冻结或冻裂的运行问题。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术存在的上述问题，本实用新型提供间接空冷系统的防冻控制系统，用于解决现有技术中存在的上述问题。
5.一种间接空冷系统的防冻控制系统，所述防冻控制系统包括：第一防冻控制单元、第二防冻控制单元和所述间接空冷系统；其中，
6.所述间接空冷系统包括间冷塔、散热器、百叶窗和循环水泵，其中所述散热器围绕所述间冷塔设置，所述百叶窗设置在所述间冷塔的外侧；
7.所述散热器通过循环进出水管道连接所述循环水泵；
8.所述第一防冻控制单元连接所述百叶窗，调节所述百叶窗的开度；
9.所述第一防冻控制单元还连接所述第二防冻控制单元，所述第二防冻控制单元连接所述循环水泵，调节所述循环水泵的流量。
10.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，还包括设置在所述散热器入口处的间冷塔进水温度传感器、所述散热器出口处的间冷塔回水温度传感器、间冷塔外的环境温度传感器、循环水泵入口处的入口压力传感器和循环水泵出口处的出口压力传感器。
11.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一防
冻控制单元包括第一主调节器、百叶窗调节器和百叶窗执行器，所述第一主调节器的第一输入端连接所述间冷塔回水温度传感器，输出端连接所述百叶窗调节器的输入端，所述百叶窗调节器的输出端通过所述百叶窗执行器连接所述百叶窗。
12.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第二防冻控制单元包括第二主调节器、循环水泵调节器和循环水泵变频器，所述第二主调节器的输入端连接所述入口压力传感器和出口压力传感器，输出端连接所述循环水泵调节器的输入端，所述循环水泵调节器的输出端通过所述循环水泵变频器连接所述循环水泵。
13.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一防冻控制单元还包括前馈单元，所述前馈单元的输入端同时连接所述间冷塔进水温度传感器和环境温度传感器，输出端连接所述第一主调节器的第二输入端。
14.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一防冻控制单元还包括激活模块，所述激活模块包括第一限幅器、第二限幅器和激光单元，所述第一限幅器的输入端连接所述间冷塔回水温度传感器；所述第二限幅器的输入端连接所述环境温度传感器，所述第一和第二限幅器的输出端均连接所述激活单元的输入端，所述激活单元的输出端连接所述第二主调节器的控制输入端。
15.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，还包括量程控制模块，所述量程控制模块连接所述百叶窗执行器的输入端，控制所述百叶窗执行器的量程输出。
16.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，还包括压力控制模块，所述压力控制模块的输入端连接所述入口压力传感器和出口压力传感器，所述压力控制模块的输出端连接所述第二主调节器的输入端。
17.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述前馈单元为温度控制模块。
18.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述散热器为冷却三角散热器。
19.本实用新型的有益效果
20.与现有技术相比，本实用新型有如下有益效果：
21.本实用新型中充分考虑到了进水温度、环境温度和循环水流量对间接空冷系统散热器冷却换热的影响，防止出现冻结风险。在回水温度控制回路上增加了扇区进水温度及环境温度的前馈回路，采用回水温度控制和循环水流量的控制相结合的控制方式，有效的解决了百叶窗开度与空气流量不成线性关系的问题，实现了在不同环境温度下百叶窗开度相同时散热器的冷却效果相同，使每个扇区的回水温度平稳精确的控制在了合理范围内，最终可以有效的解决间接空冷系统散热器防冻的问题。
附图说明
22.图1为本实用新型的实施例中间接空冷系统冷防冻控制系统结构框图；
23.图2为实用新型的实施例中间接空冷系统工艺流程图。
具体实施方式
24.为了更好的理解本实用新型的技术方案，本实用新型内容包括但不限于下文中的具体实施方式，相似的技术和方法都应该视为本实用新型保护的范畴之内。为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
25.应当明确，本实用新型所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
27.如图1、图2所示，本实用新型的间接空冷系统防冻控制系统,包括：第一防冻控制单元、第二防冻控制单元和所述间接空冷系统；其中，所述间接空冷系统包括间冷塔、散热器、百叶窗和循环水泵，其中所述散热器围绕所述间冷塔设置，所述百叶窗设置在所述间冷塔的外侧；所述散热器通过循环进出水管道连接所述循环水泵。循环水进入表面式凝汽器的水侧通过表面换热，冷却凝汽器汽侧的汽轮机排汽，受热后的循环水由循环水泵送至空冷塔，通过空冷散热器与空气进行表面换热，循环水被空气冷却后再返回凝汽器去冷却汽轮机排汽，构成了密闭循环；所述第一防冻控制单元连接所述百叶窗，调节所述百叶窗的开度；所述第一防冻控制单元还连接所述第二防冻控制单元，所述第二防冻控制单元连接所述循环水泵，调节所述循环水泵的流量。
28.优选地，本实用新型的实施例中的所述第一防冻控制单元包括第一主调节器、百叶窗调节器和百叶窗执行器，所述第一主调节器的第一输入端连接所述间冷塔回水温度传感器，输出端连接所述百叶窗调节器的输入端，所述百叶窗调节器的输出端通过所述百叶窗执行器连接所述百叶窗。
29.优选地，本实用新型的实施例中的所述第二防冻控制单元包括第二主调节器、循环水泵调节器和循环水泵变频器，所述第二主调节器的输入端连接所述入口压力传感器和出口压力传感器，输出端连接所述循环水泵调节器的输入端，所述循环水泵调节器的输出端通过所述循环水泵变频器连接所述循环水泵。
30.优选地，本实用新型的实施例中所述循环水泵与循环水进水和回水管道均相连接；所述循环水进水和回水管道与散热器相连接；
31.本实用新型中采用冷却三角散热器，所述散热器布置在所述间冷塔的四周；所述百叶窗布置在所述散热器的外侧；
32.所述百叶窗与所述百叶窗执行器相连接；
33.进水温度传感器布置在散热器入口处，用于采集间冷塔进水温度。
34.回水温度传感器布置在散热器出口处，用于采集间冷塔回水温度。
35.环境温度传感器布置在间冷塔外，用于采集间冷塔外环境温度。
36.循环水泵入口压力传感器布置在循坏水泵入口处，用于采集循环水泵的入口压力；
37.循环水泵出口压力传感器布置在循坏水泵出口处，用于采集循环水泵的出口压
力；
38.第一主调节器自动修正回水温度与回水温度设定值关系，并根据预设回水温度，调整回水温度设定值。百叶窗开度调节器接收到第一主调节器指令后，将指令再发送给百叶窗执行器，百叶窗执行器接受到指令后进行百叶窗开度调节。第二主调节器自动修正循环水压力与压力设定值关系，循环水泵速度调节器接收到第二主调节器指令后，将指令再发送给循环水泵变频器，循环水泵变频器接受到指令后进行循环水水泵速度调节；所述回水温度设定值和回水温度分别与第一主调节器的s端和p端连接，s端为设定端，p端为过程值输入端。所述第一主调节器的s端与回水温度设定值连接，所述第一主调节器的p端与间冷塔回水温度传感器连接，第一主调节器对回水温度设定值和回水温度进行运算，并将运算值输出到百叶窗调节器。所述百叶窗调节器在接收到第一主调节器的指令后，将运算值输出到百叶窗执行器，百叶窗执行器最终执行百叶窗调节器指令带动连接的百叶窗进行开度调节，通过调节百叶窗的开度实现对间冷塔的回水温度进行控制，将回水温度平稳精确的控制在了设定值内，保护了散热器不出现冻结风险。
39.优选地，本实用新型的实施例中还包括量程控制模块，所述量程控制模块连接所述百叶窗执行器的输入端，控制所述百叶窗执行器的量程输出。具体来说，量程控制模块包括选择器1和选择器2，所述百叶窗调节器ot端与选择器1和选择器2进行连接。通过选择器1和选择器2的out端的信号来限制百叶窗调节器的最大输出值，其中，ot为百叶窗调节器的量程上限，out端为输出端。具体控制如下：
40.1、当dcs系统所采集的扇区回水温和扇区散热器壁温值度达到防冻保护2信号的触发值时，dcs系统自动发出防冻保护2信号，此时防冻保护2信号与选择器2ts(切换开关)端接通后，选择器2的in1(输入1)端的常数值0强制发出，通过选择器2的out(输出)端将常数值0信号发送到百叶窗调节器的ot端，百叶窗调节器ot端接收到常数值0信号后，通过其out端发送给了百叶窗执行器，百叶窗执行接收到0信号后，驱动百叶窗按百叶窗调节器给定的指令常数值0进行动作。
41.百叶窗调节器的量程上限为常数值0，代表其最大输出值为0，也就是百叶窗执行器接收到的最大指令也就为常数值0，最终百叶窗在百叶窗执行器的驱动下将开度调节为0(全关)
42.2、当dcs系统所采集的扇区回水温和扇区散热器壁温值度达到防冻保护1信号的触发值时，dcs系统自动发出防冻保护1信号，此时防冻保护1与选择器1的ts端接通后，选择器1的in1(输入1)端将采集到的百叶窗调节器输出信号，通过选择器1的out(输出)端输入到选择器2的in2(输入2)端，最终将百叶窗调节器输出信号通过选择器2的out端输入到百叶窗调节器ot端，此时百叶窗调节器输出信号被定义为百叶窗调节器的量程上限，代表百叶窗执行器只能向关闭的方向进行调节。
43.3、当选择器1和选择器2的ts端均没有发出防冻保护1和防冻保护2和信号，选择器1的in2端的常数值(100)将通过选择器1out端与选择器2的in2端连接最终将信号通过选择器2的out端发送到百叶窗调节器ot端来限制百叶窗调节器的最大输出值为100。
44.优选地，本实用新型的实施例中还包括前馈单元，所述前馈单元采用温度控制模块，即加法器来实现，加法器的输入端同时连接所述间冷塔进水温度传感器和环境温度传感器，输出端连接所述第一主调节器的第二输入端，由于环境温度的变化直接影响冷却换
热量，扇区百叶窗开度与空气流量不成线性关系，不同环境温度下百叶窗开度相同时冷却效果有所不同。所以前馈单元组成的回路作用是为了保证不同环境温度时对调节效果的稳定起到前馈作用。
45.优选地，本实用新型的实施例中还包括激活模块，所述激活模块包括第一限幅器1、第二限幅器2和激活单元，所述第一限幅器1的输入端连接所述间冷塔回水温度传感器；所述第二限幅器2的输入端连接所述环境温度传感器，所述第一和第二限幅器的输出端均连接所述激活单元的输入端，所述激活单元的输出端连接所述第二主调节器的控制输入端，激活单元为限幅控制模块，采用逻辑与算法器来实现，逻辑与算法器与第二主调节器连接，逻辑与算法器是在限幅器1和限幅器2被触发后输出信号，逻辑与算法器输出信号与第二主调节器的ts(切换开关)端接通，将第二主调节器激活，相应地第二主调节器据此控制信号进行运算和指令输出，如果此信号不发出，第二主调节器将不进行运算和指令输出，即第二主调节器及相应的循环水泵回路不启动。第二限幅器2用于对环境温度在最低温度时进行限制，如当环境温度低于2℃时，定义此时间接空冷系统已进入冬季工况，则第二限幅器2给第一主调节器输出信号，激活第一主调节器。第一限幅器1对回水温度传感器进行低温限制，当回水温度低于低限时第一限幅器1触发，在第一限幅器1和第二限幅器2都被触发时，与逻辑算法器才进行运算发出信号，用于激活第二主调节器。
46.优选地，本实用新型的实施例中还包括压力控制模块，所述压力控制模块的输入端连接所述入口压力传感器和出口压力传感器，所述压力控制模块的输出端连接所述第二主调节器的输入端。压力控制模块采用减法器来实现，所述入口压力传感器和出口压力传感器分别与减法器连接，通过减法器进行比较后产生的计算值与第二主调节器p端连接。压力设定值与第二主调节器s端连接，第二主调节器将p端和s端的信号进行比较运算，将运算值输出到循环泵调节器，作为输出指令控制循环泵调节器。所述循环泵调节器在接收到第二主调节器的指令后，将指令输出到循环水泵变频器，循环水泵变频器执行循环泵调节器指令来调节循环水泵的转速，从而实现对循环水压力的调节，随之间冷塔扇区的压力也随之改变，也就改变了循环水在散热器内的流速，通过此种方式来解决循环水在散热器内停留时间，流速加快循环水在散热器内停留时间变短，反之变长，即循环水在散热器内停留时间越长，就越容易造成散热器冻结。当第二主调节器ts端信号消失时，第二主调节就结束循环水流量控制，第一主调节器依然继续对百叶窗进行调节。
47.上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求书的保护范围内。