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一种干冷塔变频风机联合节能控制方法与流程 专利技术说明

作者:admin      2022-11-23 09:20:14     438



供热;炉灶;通风;干燥设备的制造及其应用技术1.本发明属于变频风机技术领域,特别涉及一种干冷塔变频风机联合节能控制方法。背景技术:2.在我国水资源稀缺,故多数电厂采用干式冷却的方式实现水资源的节约利用。干冷塔为干式冷却的典型代表,它是电站辅机设备循环冷却水换热的重要辅助设备,包含变频风机和可调叶片开度的百叶窗。在不同负荷和环境温度条件下,通过百叶窗开度和多台变频风机频率和启动组合,实现对循环冷却水的换热。但其频率设定和运行组合大多为操作人员经验判定,常造成风机散热出力过多或使用低效风机运行组合所造成的能源浪费问题。技术实现要素:3.本发明的目的在于提供一种干冷塔变频风机联合节能控制方法,能够在满足冷却水换热需求的同时,实现能源的节约;4.为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:5.一种干冷塔变频风机联合节能控制方法,包括以下步骤:6.步骤1:获取干冷塔内冷却水的流量、入水口的水温和出水口的设定水温,计算冷却水单位时间需求散热量;7.步骤2:将变频风机的频率分段离散化;8.步骤3:建立风机运行组合,以多个风机的开启和关闭特征进行排列组合;9.步骤4:在不同的环境温度段下,运行每个频率段下的风机运行组合,检测出水口的实际水温,计算干冷塔内多个风机运行组合在不同频率段下的单位时间散热量;获取每个风机在不同频率段下的平均功率;10.步骤5:将冷却水单位时间需求散热量与干冷塔多个风机运行组合在不同频率段下的单位时间散热量进行查询匹配,得到至少一个在冷却水需求散热量范围内的风机运行组合,11.步骤6:查询步骤4中风机的平均功率,若只有一个风机运行组合,则选取该风机运行组合作为风机的运行方式,若有多个风机运行组合,则将风机运行组合中开启的风机功率相加,选取功率最小的风机运行组合作为风机的运行方式。12.优选的,本发明还包括以下步骤:13.步骤7:监测出水口的水温和入水口的水温,若出水口的实际水温大于或者小于设定水温,冷却水需求散热量仍在风机运行组合的散热量范围内,则开启的风机在频率段范围内依次升高或者降低频率。14.优选的,本发明还包括以下步骤:15.步骤8:监测环境温度,若环境温度大于或者小于风机运行组合的适用环境温度段,则重新匹配当前环境温度下的风机运行组合,选取功率最小的风机运行组合作为风机的运行方式。16.优选的,所述步骤4中,根据多个风机运行组合在不同频率段下的单位时间散热量,建立不同环境温度下干冷塔风机离散频率段单位时间散热量数据库。17.优选的,其特征在于,所述步骤4中,根据每个风机在不同频率段下的平均功率,建立干冷塔风机离散频率段功率数据库。18.优选的,所述步骤7中,若冷却水需求散热量超过风机运行组合的散热量范围,则重新匹配风机运行组合,选取功率最小的风机运行组合作为风机的运行方式。19.优选的,所述步骤7中,若冷却水需求散热量在风机运行组合的散热量范围内,风机的频率升高或者降低到频率段范围的端点时,实际水温仍然没有等于或接近设定水温,则更新多个风机运行组合在不同频率段下的单位时间散热量,然后重新匹配风机运行组合,选取功率最小的风机运行组合作为风机的运行方式。20.本发明通过冷却水单位时间需求散热量与干冷塔多个风机运行组合在不同频率段下的单位时间散热量进行匹配,能够准确满足冷却水的换热需求,使出水口的实际水温尽快到达设定水温,防止干冷塔内风机散热过多或过少;通过选取功率最小的风机运行组合作为风机的运行方式,能够节约能源,减少成本。附图说明21.图1为本发明干冷塔结构示意图;22.图2为本发明流程结构示意图。具体实施方式23.以下结合附图和具体实施例,对本发明做进一步说明。24.本发明一种干冷塔变频风机联合节能控制方法,用于对干冷塔内风机进行控制;如图1所示,干冷塔内设有多个风机1,多个风机1的一侧设有冷却主管2,其中冷却主管2分为进水部和出水部;多个风机1安装在冷却主管2的进水部一侧;进水部和出水部的端部分别设有入水口和出水口;冷却主管2上分别设有与每个风机相配合的冷却支管21;每个冷却支管的一端与进水部相连接,另外一端与出水部相连接,通过多个风机1对冷却主管2中的冷却水进行冷却;25.如图2所示,干冷塔变频风机的具体控制方法包括以下步骤:26.步骤1:获取干冷塔内冷却水的流量q、入水口的水温ts和出水口的设定水温ti,计算冷却水单位时间需求散热量;27.具体的,通过检测装置对干冷塔内冷却水的流量和入水口的水温进行测量,28.根据热量计算公式:29.q需=c·ρ·q·(ts-ti)30.计算冷却水单位时间需求散热量q需,其中,c为冷却水的比热容,ρ为冷却水的密度;31.步骤2:将变频风机的频率分段离散化;32.具体的,可以将变频风机的频率分为0~15hz,15~25hz,25~35hz,35~40hz;33.步骤3:建立风机运行组合,以多个风机的开启和关闭特征进行排列组合;34.具体的,以4个风机排列组合进行举例,风机运行组合为[0000],[0001],[0010],[0100],[1000],[1100],[1010],[1001],[0110],[0101],[0011],[0111],[1011],[1101],[1110],[1111],其中,1表示风机开启状态,0表示风机关闭状态,一号风机至四号风机依序排列。[0035]需要说明的是,本发明实施例不对风机数量进行限定,可以根据实际风机数量进行排列组合;[0036]步骤4:在不同的环境温度段下,运行每个频率段下的风机运行组合,检测出水口的实际水温to,计算干冷塔内多个风机运行组合在不同频率段下的单位时间散热量q实,获取每个风机在不同频率段下的平均功率p;[0037]具体的,根据热量计算公式:[0038]q实=c·ρ·q·(ts-to)[0039]根据在不同风机频率下,检测到的出水口的实际水温to,计算风机运行组合单位时间散热量q实,得到风机运行组合在该频率段下的最小散热量和最大散热量,通过检测风机运行组合中每个风机在不同频率段下开启时的功率,然后取功率的平均数为该频率段下风机的运行功率;[0040]其中,因为每个风机的使用环境、位置和使用时间均有差异,因此,每个风机在同频率下的散热量均不同,需要实际对风机运行组合单位时间散热量q实进行测量和计算;[0041]本实施例中,所述步骤4中,根据多个风机运行组合在不同频率段下的单位时间散热量q实,建立不同环境温度下干冷塔风机离散频率段单位时间散热量数据库,便于查询,[0042]其中具体数据库关系表示如下:[0043]表1[0044]环境温度t∈[18,25][0045][0046]其中q为散热值,q0为自然散热量。[0047]其中,例如q1,3为[0001]风机运行组合在15~25hz的最小散热值;q1,4为[0001]风机运行组合在15~25hz的最大散热值;[0048]本实施例中,所述步骤4中,根据每个风机在不同频率段下的平均功率p,建立干冷塔风机离散频率段功率数据库,[0049]表2[0050][0051]其中p表示频率段下的平均功率。[0052]步骤5:将冷却水单位时间需求散热量q需与干冷塔多个风机运行组合在不同频率段下的单位时间散热量q实进行查询匹配,得到至少一个在冷却水需求散热量范围内的风机运行组合,[0053]具体的,使用冷却水单位时间需求散热量q需与干冷塔风机离散频率段单位时间散热量数据库,进行查询匹配,将冷却水单位时间需求散热量q需在表1中散热值q范围内的所有风机运行组合挑选出;[0054]步骤6:查询步骤4中风机的功率,若只有一个风机运行组合,则选取该风机运行组合作为风机的运行方式,若有多个风机运行组合,则将风机运行组合中开启的风机功率相加,选取功率最小的风机运行组合作为风机的运行方式;[0055]具体的,当选取出多个风机运行组合,根据表2的数据库,将风机运行组合中开启的风机在被选取的频率段下的功率进行相加,得出每个风机运行组合的功率,然后选取功率最小的风机运行组合作为风机的运行方式。[0056]本实施例中,还包括以下步骤:[0057]步骤7:监测出水口的水温to和入水口的水温ts,若出水口的实际水温to大于或者小于设定水温ti,冷却水需求散热量q需仍在风机运行组合的散热量范围内,则开启的风机在频率段范围内依次升高或者降低频率;[0058]在选取了风机运行组合后,根据出水口的水温to,随时调节风机的频率,使得实际水温to等于或者接近设定水温ti,实现出水口水温to的稳定控制。[0059]本实施例中,所述步骤7中,若冷却水需求散热量大于或者小于风机运行组合的散热量范围,则重新匹配风机运行组合,选取功率最小的风机运行组合作为风机的运行方式;[0060]可能因为环境温度或入水口的水温变化,使得冷却水需求散热量大于或者小于风机运行组合的散热量范围,这时则需要重复步骤5和步骤6重新选取风机运行组合。[0061]本实施例中,所述步骤7中,若冷却水需求散热量在风机运行组合的散热量范围内,风机的频率升高或者降低到频率段范围的端点时,实际水温仍然没有等于或接近设定水温,则更新多个风机运行组合在不同频率段下的单位时间散热量,然后重新匹配风机运行组合,选取功率最小的风机运行组合作为风机的运行方式;[0062]可能因为环境温度、使用环境变化或使用时间变长,使得风机运行组合的实际单位时间散热量与表1中的散热量不同,因此需要重新更新多个风机运行组合在不同频率段下的单位时间散热量q实,即更新不同环境温度下干冷塔风机离散频率段单位时间散热量数据库,然后重复步骤5和步骤6重新选取风机运行组合。[0063]本实施例中,还包括以下步骤:[0064]步骤8:监测环境温度,若环境温度超出风机运行组合的适用环境温度段,则重新匹配当前环境温度下的风机运行组合,选取功率最小的风机运行组合作为风机的运行方式;[0065]当当前环境温度不在表1的环境温度范围内,应该匹配当前环境温度范围内的干冷塔风机离散频率段单位时间散热量数据库,重复步骤6,重新选取风机运行组合。









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