CN102538504B - 一种冷却塔进风侧优化节能防寒系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷却塔进风侧优化节能防寒系统及方法，该系统包括配合安装在冷却塔各区进风侧、且用于调节冷却塔进风量进而控制循环水温度的多个电动调风帘组件，用于实时采集冷却塔现场信息的采集单元，以及用于基于所述采集单元所得冷却塔现场信息、控制多个电动调风帘组件动作以调控循环水温度的控制单元；采集单元与控制单元信号连接，多个电动调风帘组件分别与控制单元通信连接。该冷却塔进风侧优化节能防寒系统及方法，可以克服现有技术中温度适应性差、防寒效果差、节能性差、自动化程度低、成本高、人工劳动量大与安全性差等缺陷，以实现温度适应性好、防寒效果好、节能性好、自动化程度高、成本低、人工劳动量小与安全性好的优点。

Description

一种冷却塔进风侧优化节能防寒系统及方法

技术领域

本发明涉及冷却塔防寒技术，具体地，涉及一种冷却塔进风侧优化节能防寒系统及方法。

背景技术

众所周知，我国北方地区多属温带季节性大陆气候，冬季昼夜温差大，最低气温可达-30℃~-40℃。位于我国北方地区火力发电厂的冷却塔，极易受到冰冻危害，保证冷却塔的高效、安全、经济运行是非常重要的。

位于北方地区的冷却塔冬季运行时易受到冰冻危害的侵袭。冷却塔结冰后，影响冷却塔内的通风，降低了冷却塔的效率，使循环水温逐渐升高，从而降低了凝汽器的真空度。冷却塔的混凝土受到冻融破坏后，会对混凝土的强度产生较大的影响。此外，由于淋水装置结冰承受大幅度的超载甚至于发生淋水填料及支承梁坍落，每年增加大量维修费用。

目前，现有的冷却塔防冻技术，除传统的冷却塔防冻措施如热水旁路管（防冻管）、防冰环、淋水填料分区运行和悬挂挡风板外，还有百叶窗，以及专利（申请）号为“200510085723.7”的专利文献显示的快速喷雾结冰防寒法。

具体地，上述各技术的具体特点如下：

⑴热水旁路管调节：在冬季，为防止冷却塔和管线发生冻害，设计时设置热水旁路管。冬季温度降低时将旁路管阀门稍开几圈，使部分循环水不经填料区淋水散热，直接进入集水池（塔盆），加热管道和集水池。调节阀门开度的大小，直接影响进入冷却塔填料的循环水量；并且，阀门调节需人为控制每天调整几次。

⑵采用防冰环：所谓防冰环就是在冷却塔配水系统的外围加了一个环行管，管子的下部均匀地开了很多圆孔，用来喷洒热水（不经填料区，直接下落），它安装在冷却塔的进风口位置，作为防止结冰的措施。

运用“防冰环”的原理：其一是防冰环喷洒的热水预热了进入冷却塔的空气，相当于改变了淋水填料运行的大气环境；其二是在冷却塔进风口处形成水帘，增加了空气的流动阻力，实际上限制了冷却塔的进风量。

⑶淋水填料分区运行：控制冷却塔填料结冰的一个有效的辅助手段是将淋水填料分区运行。所谓淋水填料分区运行是热水不再送至主塔中央的填料，而是只引入塔外围的填料，形成所谓的干填料区和湿填料区。这样做的目的是增加外围填料的水负荷，形成高密度的环行降水区，使空气进入冷却塔的流动阻力增大，从而控制进入冷却塔的冷却空气量，同时冷却塔用以进行热交换的传热面积也大大减小，以达到防冰的目的。

⑷悬挂挡风板：在冷却塔的进风口悬挂挡风板，其作用有二：一是改善了进风口的保温条件，使该区域的水流不受寒风侵袭；二是减少了进入塔内的空气量，使进风口处易结冰的区域得以改善。因此，它可减弱进风口处挂冰现象。挡风板的悬挂需随气象条件和热负荷的变化进行即时调整，以便达到防冰和经济运行的目的。

⑸百叶窗：在冷却塔的进风口安装百叶窗，作用原理与悬挂挡风板基本一致，通过百叶的旋转来实现对进入塔内空气量的控制。百叶窗全开相当于进风口最大进风量，百叶窗全关相当于进风口最小进风量，百叶窗可进行0°到90°调节。

⑹专利（申请）号为“200510085723.7”的专利文献显示的快速喷雾结冰防寒法：对冷却塔下部进风口，用金属网进行围挡，在金属网外侧设置一周水管路，水管路上有多个分支水管，各分支水管上有水喷嘴。与一周水管路连通的主水管路通至塔底水池，在主水管路与水池连接的管路中，接有水泵和温度控制装置。温度控制装置包括温度控制器、温度传感器和连接在水泵电机回路上的交流接触器，通过传感器检测水池中的水温，并预先设定水温的下限和上限，当水温低于下限时，温度控制器动作，通过交流接触器接通水泵电机的开关，使水泵工作；当水温高于上限时，水泵自动关闭，停止工作；温度控制器按照设定的温度范围启动和关闭水泵，即它能够按照温度变化控制开启和停止喷水。水泵启动时，喷嘴向金属网上均匀喷水，喷嘴很细，喷出的水成雾状，水雾与金属网相接触即快速结冰，冰墙的围挡使进风量减少，淋水装置区域温度升高。随着气温和热负荷的变化，金属网上的冰面会从网孔中心位置慢慢融化，孔洞放大， 进风量增加，淋水区域温度降到设定下限时，水泵再启动，循环调节。

以往的防寒措施，均只具备防寒单一作用，根本不具备循环水温度设定控制作用，虽然专利（申请）号为“200510085723.7”的专利文献显示的快速喷雾结冰防寒法兼有循环水温度设定控制功能，但受自然温度、风力影响较大，且降温靠自然融化不可控，相应速度跟不上水温变化，温度控制效果难以保证。所以，目前没有更好的冷却塔防寒方法替代本发明。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下缺陷：

⑴温度适应性差：热水旁路管（防冻管）、防冰环、淋水填料分区运行需要综合控制才能起到作用，这些方法难以根据环境温度、风向、水温随时调节，只能进行季节性人工调节，很不灵活，费时费力，温度适应性较差；

人工悬挂挡风板劳动强度大、操作不灵活，由于冬季温度变化不定、温差较大，人工频繁调整挡风板很难做到，温度适应性同样也较差；

快速喷雾结冰防寒法冰膜均匀度受客观条件影响较大，融化速度亦不可控，也不均匀，冰膜的冻融均匀性无法解决。当环境循环水温度升高时，冰膜融化慢，降温效果不好，该问题无法解决，适应性差；

百叶窗装置在进风口有一定的阻风现象，在夏季会影响自然进风，降低了冷却塔夏季冷却效果；

⑵防寒效果差：热水旁路管（防冻管）、防冰环、淋水填料分区运行需要综合控制才能起到作用，人工操作难以协调得当，当淋水填料上分配水量过少的情况下，仍会造成该区域结冰，防寒防冻效果较差；

人工挂挡风板做不到及时人工调整，且特别寒冷天气的深度防冻受到限制，满足不了深度防冻的要求，防冻效果差；

快速喷雾结冰防寒法冰膜均匀度受客观条件影响较大，特别寒冷天气下因冰膜不均影响防冻效果；

⑶节能性差：热水旁路管（防冻管）、防冰环、淋水填料分区运行需要综合控制才能起到作用，且只具备防寒单一作用，不具备节能功能；

人工悬挂挡风板由于冬季温度变化不定、温差较大，考虑气温极低时多悬挂挡风板保证循环水温度，则天气回暖和白天阳光照射气温高时自然通风不足，循环水温度将过高影响汽轮机真空，增加了发电机组煤耗；

快速喷雾结冰防寒法同样存在冰膜融化速度不可控，当天气回暖和白天气温高时循环水温度升高时，冰膜融化慢，冷却塔降温效果不好；

百叶窗同悬挂挡风板相似，为保证气温极低时循环水温度会尽量关闭百叶窗，则天气回暖和白天阳光照射气温高时，循环水温度将过高影响汽轮机真空，增加了发电机组煤耗；

⑷自动化程度低：热水旁路管（防冻管）、防冰环、淋水填料分区运行需要综合控制才能起到作用，只能根据天气等条件进行人工调节；

人工悬挂挡风板为全人工操作，进行季节性人工调节；

快速喷雾结冰防寒法只能实现自动喷雾，不能控制冰膜融化；

百叶窗叶片数量极多，难以实现电动及自动调整；

⑸成本高：人工悬挂挡风板操作困难，由于冬季温度变化不定、温差较大，人工频繁调整悬挂挡风板很难做到，考虑夜间气温低时多悬挂挡风板保证循环水温度，则白天气温高时，循环水温度将过高影响汽轮机真空，增加了发电机组煤耗；

防寒措施不当使淋水装置处结冰承受大幅度的超载，甚至于发生淋水填料及支承梁坍落，通风筒受到严重冻融的破坏，造成通风筒自然抽力不足，降低了冷却塔的使用寿命，增加了维修费用，使企业发电成本上升；

⑹人工劳动量大：人工悬挂挡风板劳动强度大，由于冬季温度变化不定、温差较大，人工频繁调整挡风板很难做到；

快速喷雾结冰防寒法，围网外冰膜不定期脱落，堆积过多，不易处理，人工处理脱落后冰块工作量大；

百叶窗调整进风量，叶片数量极多，难以实现电动调节，人工调节工作量多、滞后性大。对于环境温度、风向、速，循环水进、出塔温度等因素变化没有自动适应能力，不能快速、准确做出调控反应；

⑺安全性差：人工悬挂挡风板需登高作业，且冷却塔进风口风速极大，容易发生高空掉落及其它危险；

快速喷雾结冰防寒法，冰膜均匀度受客观条件影响较大，融化速度亦不可控，也不均匀，围网外冰膜不定期脱落，堆积过多，不易处理，且冰膜脱落时存在一定危险性。 

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种冷却塔进风侧优化节能防寒系统，以实现温度适应性好、防寒效果好、节能性好、自动化程度高、成本低、人工劳动量小与安全性好的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种冷却塔进风侧优化节能防寒系统，包括配合安装在冷却塔各区进风侧、且用于调节冷却塔进风量进而控制循环水温度的多个电动调风帘组件，用于实时采集冷却塔现场信息的采集单元，以及用于基于所述采集单元所得冷却塔现场信息、控制多个电动调风帘组件动作以调控循环水温度的控制单元；

所述采集单元与控制单元信号连接，多个电动调风帘组件分别与控制单元通信连接。

进一步地，以上所述的冷却塔进风侧优化节能防寒系统，还包括用于远程调节冷却塔进风量进而控制循环水温度的远程控制终端，所述远程控制终端与控制单元通信连接。

进一步地，所述控制单元，包括PLC，用于对采集单元所得冷却塔现场信息进行A/D转换、并传输至PLC的A/D转换模块，用于PLC与远程控制终端通信的通讯模块，用于向PLC输入电动调风帘的位置反馈信号、和/或自动控制信号、和/或操作者手动控制信号的输入模块，用于将PLC的控制信号输出至相应电动调风帘的驱动器的输出模块，以及用于用户与PLC之间进行人机交互的人机界面；

所述采集单元、A/D转换模块与PLC依次电连接，远程控制终端、通讯模块与PLC依次电连接，输入模块及人机界面分别与PLC连接，PLC、输出模块与相应的电动调风帘组件连接。

进一步地，在所述多个电动调风帘组件中，每个电动调风帘组件包括：与冷却塔的塔体配合设置的顶棚，靠近冷却塔的塔盆对称设置的多个基础安装件，竖直设置在所述顶棚与相应的基础安装件之间的固定支架，靠近所述顶棚、配合设置在固定支架上的调风帘，以及位于所述顶棚与固定支架的连接处、且与所述调风帘的驱动器电连接的电动机。

进一步地，每个电动调风帘组件对应一组冷却塔原有的“人”字柱。

进一步地，所述固定支架包括竖直并行设置的两根支杆，在每根支杆上并行开设有用于调风帘滑动的两道风帘导轨。

进一步地，所述调风帘至少包括软式卷帘、折叠帘与堆积帘中的任意多种。

进一步地，所述采集单元包括风速传感器、风向传感器、自然环境温度传感器、循环水入塔口温度传感器与循环水出塔口温度传感器。

同时，本发明采用的另一技术方案是：一种基于以上所述的冷却塔进风侧优化节能防寒系统的冷却塔进风侧优化节能防寒方法，包括：

a、根据实际需求，预先设定包含温度、采样周期与调风帘步幅的多种参数的目标信息；

b、采集冷却塔现场信息，并将采集所得冷却塔现场信息与步骤a所得目标信息进行比较；

所述冷却塔现场信息，包含入塔口水温信息、出塔口水温信息、自然环境温度信息、自然风向信息与自然风速信息；

c、根据步骤b所得比较结果，对冷却塔进风侧的风速和/或风向进行修正；

d、根据步骤c所得修正结果，驱动安装在冷却塔进风口的相应调风帘动作；返回步骤a，对冷却塔现场信息进行循环式实时监控。

进一步地，以上所述的冷却塔进风侧优化节能防寒方法，还包括远程操作的步骤；所述远程操作的步骤具体包括：

通过远程控制终端，对冷却塔现场信息进行远程的循环式实时监控；和/或，

通过人机界面，预先设定目标信息和/或相应设备的参数；所述相应设备，包括配合安装在冷却塔各区进风侧、且用于调节冷却塔进风量进而控制循环水温度的多个电动调风帘组件，用于实时采集冷却塔现场信息的采集单元，以及用于基于所述采集单元所得冷却塔现场信息、控制多个电动调风帘组件动作以调控循环水温度的控制单元。

本发明各实施例的冷却塔进风侧优化节能防寒系统及方法，由于该系统包括配合安装在冷却塔各区进风侧、且用于调节冷却塔进风量进而控制循环水温度的多个电动调风帘组件，用于实时采集冷却塔现场信息的采集单元，以及用于基于所述采集单元所得冷却塔现场信息、控制多个电动调风帘组件动作以调控循环水温度的控制单元；可以根据风向、风速实时调节各不同方向的开启度，均衡各方向进风，有效防止冷却塔结冰，避免了冰冻给冷却塔带来的危害，同时稳定循环水温度，提高汽轮机效率，保证冷却塔的高效、安全、经济运行；从而可以克服现有技术中温度适应性差、防寒效果差、节能性差、自动化程度低、成本高、人工劳动量大与安全性差的缺陷，以实现温度适应性好、防寒效果好、节能性好、自动化程度高、成本低、人工劳动量小与安全性好的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明冷却塔进风侧优化节能防寒系统的工作原理示意图；

图2为根据本发明冷却塔进风侧优化节能防寒系统中主控制单元的工作原理示意图；

图3a和图3b为根据本发明冷却塔进风侧优化节能防寒系统中调风帘的安装结构示意图；

图4a和图4b为根据本发明冷却塔进风侧优化节能防寒系统中软式卷帘进风口的结构示意图；

图5a和图5b为根据本发明冷却塔进风侧优化节能防寒系统中折叠帘进风口的结构示意图；

图6a和图6b为根据本发明冷却塔进风侧优化节能防寒系统中堆积帘进风口的结构示意图；

图7为根据本发明冷却塔进风侧优化节能防寒方法的流程示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-基础安装件；2-固定支架；3-顶棚；4-电动机；5-调风帘；6-风帘导轨；7-塔体；8-“人”字柱；9-塔盆；10-远程控制终端；11-风速传感器；12-风向传感器；13-自然环境温度传感器；14-循环水入塔口温度传感器；15-循环水出塔口温度传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

系统实施例

根据本发明实施例，提供了一种冷却塔进风侧优化节能防寒系统。如图1-图6b所示，本实施例包括配合安装在冷却塔各区进风侧、且用于调节冷却塔进风量进而控制循环水温度的多个电动调风帘组件，用于实时采集冷却塔现场信息的采集单元，以及用于基于所述采集单元所得冷却塔现场信息、控制多个电动调风帘组件动作以调控循环水温度的控制单元；采集单元与控制单元信号连接，多个电动调风帘组件分别与控制单元通信连接。

进一步地，上述实施例的冷却塔进风侧优化节能防寒系统，还可以包括用于远程调节冷却塔进风量进而控制循环水温度的远程控制终端（如远程控制终端10），远程控制终端与控制单元通信连接。

在上述实施例中，控制单元，包括PLC，用于对采集单元所得冷却塔现场信息进行A/D转换、并传输至PLC的A/D转换模块，用于PLC与远程控制终端通信的通讯模块，用于向PLC输入电动调风帘的位置反馈信号、和/或自动控制信号、和/或操作者手动控制信号的输入模块，用于将PLC的控制信号输出至相应电动调风帘的驱动器的输出模块，以及用于用户与PLC之间进行人机交互的人机界面；采集单元、A/D转换模块与PLC依次电连接，远程控制终端、通讯模块与PLC依次电连接，输入模块及人机界面分别与PLC连接，PLC、输出模块与相应的电动调风帘组件连接。

具体实施时，控制单元可以由控制器（如PLC）、温度传感器、风速传感器、风向传感器、以及远程控制终端组成，通过监测环境温度、风向、风速，循环水进、出塔温度，实时调节进风口电动调风帘，调节原设计进风口的面积（调节范围：0%-100%）。控制单元通过温度传感器、风向传感器和风速传感器识别循环水温度、自然环境温度、风速、风向变化。环境温度降低时，适当关闭调风帘（调小实际进风口面积），环境温度上升适当开启调风帘（调大实际进风口面积）；根据风向变化开大和关小不同区域的进风口面积，迎风面适当关闭调风帘（调小实际进风口面积），背风面适当开启调风帘（调大实际进风口面积）；循环水进、出塔温度下降时，适当关闭调风帘（调小实际进风口面积），循环水进、出塔温度上升时，适当开启调风帘（调大实际进风口面积）。

总之，通过温度传感器、压力传感器等将温度、压力信号传给控制器，控制器经过判断发出动作指令，传给相应动作设备（电动机）调整调风帘，达到维持循环水温度在最佳温度范围内。最终控制目标参量即为循环水出塔温度。恒温控制：循环水出塔温度低于设定下限值时，适当闭调风帘（调小实际进风口面积），减少进风量，进而减少换热量，来维持循环水温度；反之，循环水出塔温度高于设定上限值时，适当开启调风帘（调大小实际进风口面积），增加进风量，进而增加换热量，来维持循环水温度；如此，可以保证循环水出塔温度稳定在设定范围内。

具体的控制过程可以是：控制单元中温度变送器、风向变送器和风速变送器，将循环水入塔温度、循环水出塔温度、自然环境温度、自然风速及自然风向转换为4-20mA信号经过A/D转换模块转换后传输给PLC控制器，控制器经过程序计算作出指令信号输出，输出给各个分区调风帘驱动器，驱动器接受指令后动作，调整调风帘高度进而控制进风量。同时各区调风帘位置反馈信号会反馈输入给PLC控制器，为控制器作出下一次动作指令提供反馈信息。同时远程控制终端通过通讯模块可对PLC控制器进行更高一级控制。

相应的控制程序可以是：控制程序中设置目标设定温度（循环水出塔温度）、设定采样周期以及调风帘设定步幅。控制程序初始化后读取目标设定温度、设定采样周期以及调风帘设定步幅，程序按采样周期进行采样，将循环水入塔温度、循环水出塔温度、自然温度、自然风向和自然风速传输给PLC控制器，程序通过自然温度变化超前调解算法、循环水入塔温度变化超前调解算法、循环水出塔温度反馈（目标）调节算法以及风向、风速修正算法对各个分区调风帘发出不同驱动指令，驱动各区调风帘动作；并将调风帘位置反馈给PLC，为下一次动作提供重要依据。调风帘的动作步幅可调，参数显示和设定值修改通过人机界面实现。

在上述多个电动调风帘组件中，每个电动调风帘组件包括：与冷却塔的塔体（如塔体7）配合设置的顶棚，靠近冷却塔的塔盆（如塔盆9）对称设置的多个基础安装件（如基础安装件1），竖直设置在所述顶棚与相应的基础安装件之间的固定支架（如固定支架2），靠近所述顶棚3、配合设置在固定支架上的调风帘5，位于所述顶棚与固定支架的连接处、且与所述调风帘的驱动器电连接的电动机4，每个电动调风帘组件对应一组冷却塔原有“人”字柱8。

这里，固定支架包括竖直并行设置的两根支杆，在每根支杆上并行开设有用于调风帘滑动的两道风帘导轨（如风帘导轨6）。调风帘至少包括软式卷帘、折叠帘与堆积帘中的任意多种。调风帘的启闭是通过包含电动机的电动系统来执行的，每一组调风帘安装相应电动设备（电动机），同时配备相应电缆与控制单元连接。

具体实施时，在冷却塔下部进风口外围安装主固定支架（主固定支架下有基础安装件，满足强度和上部荷载要求），主固定支架用于支撑顶端固定防护部分（顶棚），同时固定风帘导轨。

可以对冷却塔的进风口进行分区设置：冷却塔为圆形，环向固定支架整体为多边形，分为若干组（一般为30-60组）。每组支架与一对塔柱（“人”字柱）对应，安装一组调风帘，调风帘由电动设备（电动机）驱动，电动设备安装在固定支架顶端。每5至6组调风帘划分为一个区，每个区的电动设备接受控制单元指令同时整体动作（开启或关闭），控制该区调风帘启闭。

调风帘可采用软式卷帘、折叠帘或堆积帘，固定端安装在在固定支架顶端，由驱动电机驱动，需减小进风口面积时，活动帘下放；需增大进风口面积时，活动帘上收。调风帘材质有多种选择：工业聚氯乙烯涂层布、进口高密度工业基布、PVC基布、聚碳酸酯（pc防弹胶）、篷布（PVC涂塑布、牛仔布、有机硅布）、其它无机布等。

这样，可调式的进风口是通过调节原设计进风口的面积（调节范围：0%—100%），从而调节冬季冷却塔实际进风量，进而调节换热量，实现循环水温度维持稳定。

在上述实施例中，采集单元包括风速传感器（如风速传感器11）、风向传感器（如风向传感器12）、自然环境温度传感器（如自然环境温度传感器13）、循环水入塔口温度传感器（如循环水入塔口温度传感器14）与循环水出塔口温度传感器（如循环水出塔口温度传感器15）。

上述实施例的冷却塔进风侧优化节能防寒系统，可有效防止北方冷却塔冬季填料层内、填料层下、塔内支柱结冰及冰瘤形成，保证冷却塔安全运行，同时避免堵塞进风，影响换热，保证冷却塔的安全运行；可适度提高塔内温度，减轻因水汽侵蚀后结冻膨胀给塔筒及淋水系统造成的危害，减缓冷却塔的破损速度，延长检修周期和塔的使用寿命使冷却塔安全运行，同时无需人工现场操作，提高人身安全；能自动调节运行，大大降低人工劳动量，省时省力。

上述实施例的冷却塔进风侧优化节能防寒系统，最主要能将循环水温度自动控制在最佳温度范围内，使凝汽器真空度处于最佳范围内，提高汽轮机效率，节省燃煤，降低发电成本，从而实现冷却塔的高效、经济运行。

一般情况下汽轮机凝汽器入口循环水温度变化1℃，影响煤耗变化为1.0-1.4g/kWh（依据：《火力发电厂节能减排标准参照与节能减排技术导则及指标评价管理实施细则》第三卷第八篇第一章第四节 汽轮机节能评价的指标）。按平均循环水温度降低1℃，降低煤耗1 g/kWh计算。1个350MW的发电机组按75%负荷发电，冬季运行按3个月（90d），循环水温度降低3℃计算，节约燃煤为：350MW×75%×24h/d×90d×3℃×1 g/kWh·℃ =1701000kg。

方法实施例

根据本发明实施例，提供了一种基于上述系统实施例的冷却塔进风侧优化节能防寒系统的冷却塔进风侧优化节能防寒方法。如图7所示，本实施例包括：

a、根据实际需求，预先设定包含温度、采样周期与调风帘步幅的多种参数的目标信息；

b、采集冷却塔现场信息，并将采集所得冷却塔现场信息与步骤a所得目标信息进行比较；

所述冷却塔现场信息，包含入塔口水温信息、出塔口水温信息、自然环境温度信息、自然风向信息与自然风速信息；

c、根据步骤b所得比较结果，对冷却塔进风侧的风速和/或风向进行修正；

d、根据步骤c所得修正结果，驱动安装在冷却塔进风口的相应调风帘动作；返回步骤a，对冷却塔现场信息进行循环式实时监控。

优选地，在上述实施例的步骤a-步骤d的相应操作中，还可以包括远程操作的步骤。这里，远程操作的步骤具体包括：通过远程控制终端，对冷却塔现场信息进行远程的循环式实时监控；和/或，通过人机界面，预先设定和/或目标信息和/或相应设备的参数；相应设备，包括配合安装在冷却塔各区进风侧、且用于调节冷却塔进风量进而控制循环水温度的多个电动调风帘组件，用于实时采集冷却塔现场信息的采集单元，以及用于基于所述采集单元所得冷却塔现场信息、控制多个电动调风帘组件动作以调控循环水温度的控制单元。

上述实施例的冷却塔进风侧优化节能防寒方法，结合上述系统实施例的冷却塔进风侧优化节能防寒系统，可以在自然通风冷却塔下部进风口外侧环向一周安装固定支架，支架下部有基础，满足强度及上部荷载要求。固定支架用于承载调风帘和顶端固定防护部分（顶棚）荷载，同时用于安装调风帘升降时的导轨。固定支架与塔体间安装顶棚，顶棚安装目的是为了使调风帘顶端与塔体间空当尽量密封。顶棚有一定坡度坡向塔外，使雨雪滑落避免雨雪堆积荷载增加。

一般地，冷却塔为圆形，环向固定支架整体为多边形，可以将固定支架分为若干组（一般为30—60组）。每组支架与一对塔柱（人字柱）对应，安装一组调风帘，调风帘由电动设备（电动机）驱动，电动设备安装在固定支架顶端。每5至6组调风帘为一个区，每个区的电动设备接受控制单元指令整体动作（开启或关闭），控制该区调风帘启闭。

具体实施时，控制单元可以包括控制器（PLC）、远程控制终端（工控机）、PLC控制软件、远程控制软件、境温度传感器、水温传感器、风向传感器和风速传感器等。整套系统安装传感器如下：在冷却塔外空旷处安装环境温度传感器、风向传感器和风速传感器（测量风向和风速），在循环水进塔水路和出塔水路选择适当位置安装温度传感器（测量循环水进、出塔温度）。

以上传感器将实测信息实时传输到PLC控制器，PLC经过数据分析做出动作指令（开启或关闭）传输给执行系统，执行系统即电动调风帘系统。

具体的控制过程可以是：PLC控制器接收各个传感器传来的信号，经过程序计算，实时发出动作指令调节进风口电动调风帘，调节实际进风口面积（0%—100%），使循环水出塔温度稳定在设定范围内。环境温度降低时，适当关闭调风帘（调小实际进风口面积），环境温度上升适当开启调风帘（调大实际进风口面积）；根据风向变化开大和关小不同区域的进风口面积，迎风面适当关闭调风帘（调小实际进风口面积），背风面适当开启调风帘（调大实际进风口面积）；循环水进、出塔温度下降时，适当关闭电调风帘（调小实际进风口面积），循环水进、出塔温度上升时，适当开启调风帘（调大实际进风口面积）。最终控制目标参量为循环水出塔温度。恒温控制：循环水出塔温度低于设定下限值时，适当闭调风帘（调小实际进风口面积），减少进风量，进而减少换热量，来维持循环水温度；反之，循环水出塔温度高于设定上限值时，适当开启调风帘（调大小实际进风口面积），增加进风量，进而增加换热量，来维持循环水温度。如此保证循环水出塔温度稳定在设定范围内。

同理，上述实施例的冷却塔进风侧优化节能防寒方法，还可以通过远程控制终端进行远程控制，对系统运行进行远程监测或远程操作。

调风帘的开启或关闭相当于摘除和悬挂挡风板的动作，但人工悬挂挡风板相当费时费力，并且动作延迟性太大。该冷却塔进风侧优化节能防寒方法，可以通过监测环境温度、风向、风速，循环水进、出塔温度实时调整调风帘的启闭，大大提高的冷却塔循环水温度的稳定性；调风帘自始至终都是先封上、再封下（顶部优先，最符合冷却塔防寒原理），并且根据风向、风速实时调节各不同方向的开启度，均衡各方向进风，有效防止冷却塔结冰，避免了冰冻给冷却塔带来的危害，同时稳定循环水温度，提高汽轮机效率，保证冷却塔的高效、安全、经济运行。

上述实施例的冷却塔进风侧优化节能防寒系统及方法，具有以下特点：

⑴可以有效稳定循环水温度、同时解决冷却塔冬季防寒问题，减弱侧风影响的方法；

⑵综合多方面影响因素：循环水入塔温度、循环水出塔温度、自然环境温度、自然风向、自然风速；

⑶采用电动软式卷帘、电动折叠帘、电动堆积帘等电动升降帘式方法在0-100%范围内调节进风口面积；

⑷采用PLC（就地）+上位机（远程）二级控制，自动运行；

⑸夏季不用拆，完全不挡风；

⑹实时调节，有效稳定循环水温度，保持凝汽器真空度，提高汽轮机效率，产生节能效益；

⑺在控制循环水出塔（目标）温度过程中，依环境温度变化做超前调节；

⑻在控制循环水出塔（目标）温度过程中，依循环水入塔温度变化做超前调节；

⑼在控制循环水出塔（目标）温度过程中，依自然风向、风速变化做修正调节。

综上所述，本发明各实施例的冷却塔进风侧优化节能防寒系统及方法，综合至少包含自然环境温度、风向、风速，循环水进与出塔温度中任意多种信息的多种影响进风的因素，自动控制冷却塔进风口的进风量，均匀各个方向的进风量，调整淋水装置区域温度变化，做到稳定循环水温度，提高汽轮机效率，同时解决冷却塔冬季防寒，保证冷却塔的安全、高效、经济运行；另外还能解决大风天气冷却塔跑水问题（侧风问题），解决迎风面、背风面进风严重不均问题，并且夏季不用拆，对夏季进风没用影响；控制单元，可以根据环境温度、风向、风速、循环水进、出塔温度，通过电动调风帘，对循环水温度进行自动调节；与专利（申请）号为“200510085723.7”的专利文献显示的快速喷雾结冰防寒法相比，尤其解决了降温可控且响应及时的问题，真正实现了升、降温双向自动调节。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种冷却塔进风侧优化节能防寒系统，其特征在于，包括配合安装在冷却塔各区进风侧、且用于调节冷却塔进风量进而控制循环水温度的多个电动调风帘组件，用于实时采集冷却塔现场信息的采集单元，以及用于基于所述采集单元所得冷却塔现场信息、控制多个电动调风帘组件动作以调控循环水温度的控制单元；

所述采集单元与控制单元信号连接，多个电动调风帘组件分别与控制单元通信连接；

还包括用于远程调节冷却塔进风量进而控制循环水温度的远程控制终端，所述远程控制终端与控制单元通信连接；

所述控制单元，包括PLC，用于对采集单元所得冷却塔现场信息进行A/D转换、并传输至PLC的A/D转换模块，用于PLC与远程控制终端通信的通讯模块，用于向PLC输入电动调风帘的位置反馈信号、和/或自动控制信号、和/或操作者手动控制信号的输入模块，用于将PLC的控制信号输出至相应电动调风帘的驱动器的输出模块，以及用于用户与PLC之间进行人机交互的人机界面；

所述采集单元、A/D转换模块与PLC依次电连接，远程控制终端、通讯模块与PLC依次电连接，输入模块及人机界面分别与PLC连接，PLC、输出模块与相应的电动调风帘组件连接；

在所述多个电动调风帘组件中，每个电动调风帘组件包括：与冷却塔的塔体配合设置的顶棚，靠近冷却塔的塔盆对称设置的多个基础安装件，竖直设置在所述顶棚与相应的基础安装件之间的固定支架，靠近所述顶棚、配合设置在固定支架上的调风帘，以及位于所述顶棚与固定支架的连接处、且与所述调风帘的驱动器电连接的电动机。

2.根据权利要求1所述的冷却塔进风侧优化节能防寒系统，其特征在于，每个电动调风帘组件对应一组冷却塔原有的“人”字柱。

3.根据权利要求2所述的冷却塔进风侧优化节能防寒系统，其特征在于，所述固定支架包括竖直并行设置的两根支杆，在每根支杆上并行开设有用于调风帘滑动的两道风帘导轨。

4.根据权利要求3所述的冷却塔进风侧优化节能防寒系统，其特征在于，所述调风帘至少包括软式卷帘、折叠帘与堆积帘中的任意多种。

5.根据权利要求1所述的冷却塔进风侧优化节能防寒系统，其特征在于，所述采集单元包括风速传感器、风向传感器、自然环境温度传感器、循环水入塔口温度传感器与循环水出塔口温度传感器。

6.一种基于权利要求1所述的冷却塔进风侧优化节能防寒系统的冷却塔进风侧优化节能防寒方法，其特征在于，包括：

a、根据实际需求，预先设定包含温度、采样周期与调风帘步幅的多种参数的目标信息；

b、采集冷却塔现场信息，并将采集所得冷却塔现场信息与步骤a所得目标信息进行比较；

所述冷却塔现场信息，包含入塔口水温信息、出塔口水温信息、自然环境温度信息、自然风向信息与自然风速信息；

c、根据步骤b所得比较结果，对冷却塔进风侧的风速和/或风向进行修正；

d、根据步骤c所得修正结果，驱动安装在冷却塔进风口的相应调风帘动作；返回步骤a，对冷却塔现场信息进行循环式实时监控。

7.根据权利要求6所述的冷却塔进风侧优化节能防寒方法，其特征在于，还包括远程操作的步骤；所述远程操作的步骤具体包括：

通过远程控制终端，对冷却塔现场信息进行远程的循环式实时监控；和/或，

通过人机界面，预先设定目标信息和/或相应设备的参数；所述相应设备，包括配合安装在冷却塔各区进风侧、且用于调节冷却塔进风量进而控制循环水温度的多个电动调风帘组件，用于实时采集冷却塔现场信息的采集单元，以及用于基于所述采集单元所得冷却塔现场信息、控制多个电动调风帘组件动作以调控循环水温度的控制单元。

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