一种循环水节能控制方法和系统与流程

本发明涉及节能控制系统，具体涉及一种循环水节能控制方法和系统。

背景技术：

1、工业循环水系统通常是指循环水站、输水管网和一系列循环水换热设备组成的系统。

2、现有技术中，循环水系统整体节能的过程中，循环水站的节能是循环水系统节能的关键，其中，循环水站的节能主要依据大型输水泵的节能，通常采用变频节能技术，以输水压强、压降或流量作为控制变量，形成恒压输水、恒压降输水或恒流输水控制模式，实现大型输水泵的节能。

3、但是，变频节能技术中压强、压差和流量的设定，都是依靠设计或经验确定，特别当生产线内并联管路增加流通支路，导致生产线内管路特性曲线发生改变，或者不同季节循环水需求量发生变化。因此，变频节能技术中压强、压差和流量的设定很难根据生产实际灵活应对，导致变频器的节能效用难以发挥，出现节能效果低下的问题，为此，提出了一种循环水节能控制方法和系统。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种循环水节能控制方法和系统，解决了如下问题：

3、1.生产线内增加流通支路或支路改造后，导致循环水站的管道特性曲线发生较大变化时，产生的流量、压降信号输出紊乱，导致节能控制系统失效的问题；

4、2.循环水系统启动、生产线投用、循环水系统关停中控制方式的切换；

5、3.针对单纯换热要求条件控制的节能方式，进一步选择出换热难度最高的支管路，通过保持其循环水进口阀门全开达到进一步挖掘节能潜力的问题。

6、(二)技术方案

7、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

8、本发明中，一种循环水节能控制方法，所述方法用于控制系统的逻辑控制器lcu，所述方法包括：

9、控制方法有单关键管路和双关键管路这两种实施方法：

10、在单关键管路的情况下，关键管路即为实际关键管路；

11、在双关键管路的情况下，两个关键管路中进口阀门开度数值大的管路作为实际关键管路；

12、s1、确定双关键管路中的实际关键管路：获取循环水进口阀门开度l，lcu通过比较循环水进口阀门开度l的数值，选择循环水进口阀门开度l数值大的管路作为实际关键管路；

13、基于步骤s1，在双关键管路的情况下：

14、当进口阀门开度l1＞l2，lcu选择进口阀门开度为l1的管路作为实际关键管路；

15、当进口阀门开度l1≤l2，lcu选择进口阀门开度为l2的管路作为实际关键管路；

16、s2、判断循环水系统所处的状态，包括以下三种状态：循环水系统处于启动状态，循环水系统处于运行状态和循环水系统处于停止状态；

17、获取关键管路出口物理量测量值c，通过逻辑控制器lcu处理c-cs+δcs的数值，并将获得的数值作为lcu的输出信号量；

18、从启动-运行-关停状态下的变频器vf设定值对应的分别是给水总管压强设定值ps-串级控制设定值-给水总管压强设定值ps；

19、基于步骤s2，在实际执行中，控制切换的信号是实际关键管路的c-cs+δcs；

20、当c-cs+δcs＜0时，切换到给水总管压强控制方式；

21、当c-cs+δcs≥0时，切换到串级控制方式；

22、其中，δcs是一个能使控制系统在循环水运行阶段稳定运行，不会频繁切换到给水总管压强控制的常数；

23、s3、获取关键管路上换热设备的出口热介质物理量c、结合s1中所获取的循环水进口阀门开度l的信号量，通过lcu处理c和l，使c和l形成串级控制，控制变频器vf调节输水泵的输入电功；

24、其中，出口热介质物理量c为主控制变量，而进口阀门开度l为辅助控制变量；

25、s4、合成串级控制的变频器设定值：输入cs、l和ls的值，cs、l和ls在lcu内经过数学和逻辑运算，合成串级控制信号值，并作为lcu的输出信号，传递给vf，作为运行期间变频器vf的设定值；

26、其中，cs为出口物理量设定值。

27、进一步，基于步骤s1，在双关键管路的情况下，还需要两个进口阀门开度l1和l2参与选择一条实际关键管路，之后才能进行控制方式的切换；

28、即，当l1＞l2，且c1-c1s+δcs＜0，或者当l1≤l2，且c2-c2s+δcs＜0时，切换到给水总管压强控制；

29、否则，当l1＞l2，且c1-c1s+δcs≥0，或者当l1≤l2，且c2-c2s+δcs≥0时，切换到串级控制。

30、进一步，获取l-ls的信号量，在lcu中经信号处理后，与cs加和后形成串级控制，即cs+k(l-ls)输出成为变频器vf的串级控制设定值；

31、其中，k是一比例系数，k取值范围在0.5-2之间。

32、一种循环水节能控制系统，循环水单关键管路节能控制系统：

33、包括一个压力测量变送单元、一个出口物理量c1测量变送单元、一个阀门行程l1测量变送单元、一个逻辑控制器件lcu和一个变频器vf；

34、压强测量变送单元获得的数值信号是供水总管压强测量值pc，测量获得的信号接入变接入lcu；

35、出口物理量测量信号值、热介质出口物理量设定值c1s、阀门行程测量变送单元信号、阀门行程设定值ls、压强设定值ps和稳定运行值δcs均接入lcu；

36、lcu有两个输出，分别接入变频器vf的测量端和设定端，vf测量端接入信号值为供水总管压强测量值pc，或者出口物理量测量信号值c，vf设定端接入信号值为供水总管压强设定值ps或出口物理量串级控制设定值。

37、进一步，lcu根据c1-c1s+δcs信号值控制变频器vf设定值和测量值的切换；

38、当c1-c1s+δcs＜0，循环水系统处于启动或关停状态时，变频器vf的设定值是给水总管压强设定值ps，变频器的测量值是循环水出口总管压强pc；

39、当热介质投入运行，c1-c1s+δcs≥0，循环水系统处于运行状态时，变频器vf的设定值切换为串级控制设定值，变频器vf测量值切换为出口物理量测量值c1。

40、一种循环水节能控制系统，循环水双关键管路控制系统：

41、包括一个压力测量变送单元，两个热介质出口物理量c1、c2的测量变送单元，两个阀门行程l1、l2测量变送单元，一个逻辑控制单元lcu和一个变频器vf；

42、逻辑控制单元lcu输入有：压强测量值pc、压强设定值ps、出口物理量设定值c1s和c2s、阀门行程设定值l1s和l2s、稳定运行值δcs，以及出口物理量测量值c1和c2、阀门行程测量值l1和l2；

43、lcu有两个输出，分别接入变频器vf的测量端和设定端，vf测量端接入信号值为供水总管压强测量值pc，或者出口物理量测量信号值，vf设定端接入信号值为供水总管压强设定值ps或出口物理量串级控制设定值。

44、进一步，lcu通过l1、l2和c1、c2控制控制方式和输出信号值类型的切换；

45、当l1＞l2，且c1-c1s+δcs＜0，或者当l1≤l2，且c2-c2s+δcs＜0时，切换到给水总管压强控制。此时，变频器接入的测量值为给水总管压强测量值pc，设定端接入信号为给水总管压强设定值ps；

46、否则，当l1＞l2，且c1-c1s+δcs≥0，或者当l1≤l2，且c2-c2s+δcs≥0时，切换到串级控制。此时，变频器接入的测量值为实际关键管路出口物理量c1或c2，设定端接入信号为串级控制设定值。

47、进一步，串级控制设定值是实际关键管路上的出口物理量设定值、进口阀门行程测量值和设定值在lcu中合成的，最简单的合成方式是c1s+l1-l1s或者c2s+l2-l2s。

48、进一步，合成方式为c1s+k(l1-l1s)或者c2s+k(l2-l2s)，k为比例系数。

49、进一步，c1和c2的测量信号还需要分别接入调节阀v1和调节阀v2的控制器，用于调节进口阀门v1、v2的开度，从而调节相应关键管路循环水的流量。

50、(三)有益效果

51、本发明提供了一种循环水节能控制方法和系统。与现有技术相比，具备以下有益效果：

52、1、本发明相对于单纯采用变频器节能的方法，在循环水系统中选择关键管路，进一步根据实际的操作状态，自动调节循环水系统操作状态，从而可以更加准确确定循环水系统操作点，使得概略性的工艺设计在操作中得到进一步精确化，节省循环水系统在运行过程中所消耗的能量，达到进一步节能的效果。

53、2、本发明将循环水系统的运行和调节，采用逻辑控制器件(lcu)自动进行，自动完成循环水系统启动、运行和关停的操作，并能自动应对循环水系统服务对象的动态变化。