CN105484324A - 一种与冷却循环水池结合的单向稳压塔装置 - Google Patents

一种与冷却循环水池结合的单向稳压塔装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种与冷却循环水池结合的单向稳压塔装置，单向稳压塔与冷却水池间设有过流堰及带止回阀的连通管，PLC控制器根据单向稳压塔、冷却水池的水位控制与之相应的阀门启闭。正常运行时，冷却系统回水流入单向稳压塔，经由过流堰流入冷却水池，使得单向稳压塔内的水维持循环，保障水质；补压运行时，单向稳压塔水位下降，PLC根据单向稳压塔水位控制相应阀门启闭，使冷却系统回水直接进入冷却水池，单向稳压塔、冷却水池发挥各自作用，互不影响；补充冷却水运行时，PLC根据单向稳压塔水位控制相应阀门启闭，使冷却系统回水直接进入冷却水池，单向稳压塔通过连通管向冷却循环水系统补水，保障了冷却循环水系统的安全运行。

Description

一种与冷却循环水池结合的单向稳压塔装置
技术领域
本发明涉及一种消除泵站负压水锤的单向稳压塔，具体涉及一种置于泵站前池顶部的、与冷却循环水池结合的，可满足消除泵站负压水锤和泵站冷却循环水量调节的单向稳压塔。
背景技术
输水工程的大型泵站一旦发生抽水断电事故，泵站出水管路会迅速发生负压水锤，严重威胁管道结构安全。而通过设置内部存储较大水量并具有一定水位标高的单向稳压塔是消除这种威胁的可靠工程措施：一旦管道发生负压水锤产生压力降低时，稳压塔内的水可以迅速补充到管道中，可避免因负压水锤造成管道破坏。
大型泵站水泵机组装机功率大，通常需要采用水冷却。为节约冷却水，采用冷却水循环系统并设置冷却循环水池来储存调节冷却水量是最常用的方法。
由于水锤发生的概率很小，储存在单向稳压塔内大量的水因长期缺乏流动会导致水质恶化。而流动性好的冷却循环水池容积按常规的要求一般不会很大，但当补充水源可靠性较低时存在着冷却水用尽的安全风险。此外，设置稳压塔和冷却循环水池需占用较大的泵站用地，冷却循环水池也希望保持较高的水位以利于冷却循环水系统的节能运行，而大型泵站需设置较大的前池以调节进出水量，也占用了较大的面积。
发明内容
本发明的目的在于提供一种置于泵站前池顶部的、与冷却循环水池结合的单向稳压塔装置。该装置可以：利用冷却循环水与单向稳压塔串联使稳压塔的水循环流动以防止水质恶化；以单向稳压塔的容积扩大了冷却循环水的存储量以提高循环冷却水系统的运行可靠性；将单向稳压塔与冷却循环水池置于泵站前池上部，并保持两池的水位基本一致，节约了工程用地和冷却循环水系统的运行能耗。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种与冷却循环水池结合的单向稳压塔装置，其中：
单向稳压塔与冷却循环水池之间设有过流堰，根据单向稳压塔内的水位与过流堰的标高的位置关系，对于水流是否从单向稳压塔经由过流堰进入冷却循环水池进行控制；
所述单向稳压塔与冷却循环水池的底部设有带止回阀的连通管，根据单向稳压塔与冷却循环水池之间的压差关系，对于止回阀是否开启以使水流从单向稳压塔经由连通管进入冷却循环水池进行控制；
冷却循环水系统的回水管，包含分别向单向稳压塔及冷却循环水池出水的管道，各管道上相应地设有进水阀门；
所述单向稳压塔及冷却循环水池通过各自对应设置的水位探测器，分别向PLC控制器提供水位探测结果，由PLC控制器产生驱使相应进水阀门开启或关闭的控制信号，控制冷却循环水系统的回水进入单向稳压塔或进入冷却循环水池。
优选地，所述单向稳压塔与冷却循环水池设置在泵站前池上。
优选地，所述PLC控制器产生驱使冷却循环水池的进水阀门关闭、单向稳压塔的进水阀门开启的控制信号，使冷却水在以下的正常运行循环回路中流通：冷却循环水系统回水直接进入单向稳压塔，并通过所述过流堰从单向稳压塔流入冷却循环水池，再从冷却循环水池流入冷却循环水系统。
优选地，所述单向稳压塔经由带止回阀的补压水管连通泵站出水管道，根据泵站出水管道的压力高于补压水管上止回阀的开启压力的压差关系，使补压水管上的止回阀保持关闭，以阻止单向稳压塔向泵站出水管道补水。
优选地，所述单向稳压塔经由带止回阀的补压水管连通泵站出水管道，根据泵站出水管道的压力低于补压水管上止回阀的开启压力的压差关系，使补压水管上的止回阀保持开启，通过单向稳压塔向泵站出水管道进行补水，以消除水锤。
优选地，所述PLC控制器接收水位探测器发送的表示单向稳压塔水位下降的水位探测结果，来产生驱使单向稳压塔的进水阀门关闭、冷却循环水池的进水阀门开启的控制信号，使冷却水在以下的补压运行循环回路中流通：冷却循环水系统回水直接进入冷却循环水池，再从冷却循环水池流入冷却循环水系统。
优选地，所述冷却循环水池与补充水管连通，该补充水管上设置有补充水控制阀；所述PLC控制器接收水位探测器发送的表示冷却循环水池水位下降的水位探测结果，来产生驱使所述补充水控制阀开启的控制信号，以通过外部输水系统向冷却循环水池进行补水。
优选地，外部输水系统与冷却循环水池之间的补充水管上，设置有处在关闭状态的补充水控制阀；
所述PLC控制器接收水位探测器发送的表示冷却循环水池水位下降至过流堰的标高以下、单向稳压塔水位下降到过流堰标高的水位探测结果，来产生驱使冷却循环水池的进水阀门开启、单向稳压塔的进水阀门关闭的控制信号，使冷却水在以下的补充冷却水运行循环回路中流通：冷却循环水系统回水直接进入冷却循环水池，再从冷却循环水池流入冷却循环水系统。
优选地，根据所述单向稳压塔与冷却循环水池之间的液位差大于设定数值的关系，使所述单向稳压塔与冷却循环水池之间连通管上的止回阀开启，由所述单向稳压塔通过连通管向冷却循环水池进行补水。
本发明中将单向稳压塔与冷却循环水池联合建造，并一同设置在泵站前池上部；单向稳压塔与冷却循环水池之间以过流堰连接，并在底部设置带止回阀的连通管；冷却循环系统回水管设有分别向单向稳压塔和冷却循环水池出水的管道，管道上设有可控制的阀门；冷却循环水池、单向稳压塔设有水位自动监测仪表；冷却循环水池设有根据液位自动补水的进水管；可根据液位控制阀门启闭的PLC控制装置。
在正常情况下，冷却循环水系统的回水流入单向稳压塔，并通过单向稳压塔与冷却循环水池间的过流堰流入冷却循环水池，冷却循环水系统再由冷却循环水池取水，满足正常冷却循环水系统用水，同时使得单向稳压塔的水得以循环流动，保障水质。
当与稳压塔相连的输水管道发生负压水锤进行补水时，单向稳压塔内的水位自动监测仪表探测到水位下降，信号反馈到PLC控制装置后，发出关闭单向稳压塔进水管阀门并同时开启冷却循环水池进水管阀门的信号，使得冷却循环系统回水流入冷却循环水池，继续满足冷却循环水系统正常运行的要求，从而使得单向稳压塔和冷却循环水池功能均能发挥。
当冷却循环水池的补充水缺水断流时，冷却循环水池水位降低至过流堰以下，单向稳压塔水位亦下降到过流堰标高，从而无法从过流堰向冷却循环水池补水，此时，单向稳压塔内的水位自动监测仪表探测到水位下降，信号反馈到PLC控制装置后，发出关闭单向稳压塔进水管阀门并同时开启冷却循环水池进水管阀门的信号，使得冷却循环系统回水流入冷却循环水池，当冷却循环水池水位进一步下降时，由于两池间的液位差造成连通管上的止回阀打开，单向稳压塔通过连通管向冷却循环水池补水，提高冷却循环水池的供水安全。
本发明根据泵站前池以及单向稳压塔、冷却循环水池这两个设施的功能与特点，将单向稳压塔和冷却循环水池串联运行，并布置在泵站前池顶部，使三者有机结合，扬长避短，避免了稳压塔内水质恶化，提高了冷却循环水系统运行可靠性与节能效益，并节约了工程用地。
附图说明
图1为本发明的装置正常运行示意图（单向稳压塔与冷却循环水池串联运行）。
图2为本发明的装置补压运行示意图（单向稳压塔进行水锤消除与冷却水循环独立运行）。
图3为本发明的装置补充冷却水运行示意图（单向稳压塔向冷却循环水池补水运行）。
具体实施方式
如图1～3所示，本发明提供一种置于泵站前池顶部的、与冷却循环水池结合的单向稳压塔装置，包含：冷却循环水系统A、泵站出水管道B、冷却循环水池C、单向稳压塔D、泵站前池E、过流堰1、连通管止回阀2、冷却循环水池进水控制阀3、单向稳压塔进水控制阀4、补充水控制阀5、稳压水管止回阀6、冷却循环水池水位探测器7、单向稳压塔水位探测器8、PLC控制器9。
其中，单向稳压塔D和冷却循环水池C设在泵站前池E上部，不再单独占地，节省了泵站用地。
冷却循环水系统A通过相应的冷却系统回水管，分别连接单向稳压塔D、冷却循环水池C；其中，在相应的回水管上设置单向稳压塔进水控制阀4，对冷却循环水系统回水是否从冷却循环水系统A向单向稳压塔D输送进行控制；在相应的另一回水管上设置冷却循环水池进水控制阀3，对冷却循环水系统回水是否从冷却循环水系统A向冷却循环水池C输送进行控制。
单向稳压塔D中水位超出过流堰1标高时，水流由过流堰1上方进入冷却循环水池C；冷却循环水池C通过冷却系统进水管连通冷却循环水系统A，向冷却循环水系统A送水。外部输水系统通过补充水管连通冷却循环水池C，在该补充水管上设置有补充水控制阀5，对是否向冷却循环水池C补水进行控制。
通过单向稳压塔水位探测器8对单向稳压塔D内的水位进行探测，PLC控制器9根据探测结果生成驱使冷却循环水池进水控制阀3、单向稳压塔进水控制阀4各自保持开启或关闭的控制信号。通过冷却循环水池水位探测器7对冷却循环水池C内的水位进行探测，PLC控制器9根据该探测信号生成驱使补充水控制阀5保持开启或关闭的控制信号。
单向稳压塔D经由补压水管连通泵站出水管道B，在该补压水管上通过设置稳压水管止回阀6，根据泵站出水管道B的压力与该稳压水管止回阀6的开启压力比较的结果，保持开启或关闭，从而对是否从单向稳压塔D向泵站出水管道B补水进行控制。
单向稳压塔D内设有溢流管连通泵站前池E；当单向稳压塔D内水位达到溢流管入口所在高度时，通过溢流管流入到泵站前池E中。单向稳压塔D和冷却循环水池C之间设有连通管，设置的连通管止回阀2根据单向稳压塔D和冷却循环水池C之间的压差保持开启或关闭，从而对是否从单向稳压塔D向冷却循环水池C补水进行控制。
装置正常运行时，单向稳压塔D与冷却循环水池C串联运行状态如图1所示：泵站出水管道B的压力高于稳压水管止回阀6的开启压力，止回阀6保持关闭状态，单向稳压塔D的水位不变；单向稳压塔水位探测器8探测到水位正常后将信号传送至PLC控制器9，由PLC控制器9发出控制信号，控制冷却循环水池进水控制阀3保持关闭、单向稳压塔进水控制阀4保持开启，冷却循环水系统回水经阀门4流入单向稳压塔D，再通过单向稳压塔D与冷却循环水池C间的过流堰1流入冷却循环水池C，再进入冷却循环水系统A。装置正常运行时，单向稳压塔D的水参与了冷却水的循环，避免了水质恶化。
装置补压运行时，单向稳压塔D进行水锤消除与冷却水循环独立运行的状态如图2所示：泵站出水管道B的压力低于稳压水管止回阀6的开启压力，止回阀6开启向泵站出水管道B补水，单向稳压塔D的水位下降；单向稳压塔水位探测器8探测到水位下降后将信号传送至PLC控制器9，由PLC控制器9发出控制信号，控制冷却循环水池进水控制阀3开启、单向稳压塔进水控制阀4关闭，冷却循环水系统回水经阀门3流入冷却循环水池C，再进入冷却循环水系统A；冷却循环水池水位探测器7探测冷却循环水池C水位并将信号传送至PLC控制器9，由PLC控制器9控制补充水控制阀5是否开启补水。装置补压运行时，单向稳压塔D向泵站出水管道B补水，发挥了水锤消除功能；冷却循环水系统A从冷却循环水池C取水，维持正常的冷却水循环，不受单向稳压塔D进行水锤消除运行的影响。
装置补充冷却水运行时，单向稳压塔D向冷却循环水池C补水运行的状态如图3所示：冷却水补充水管停水，冷却循环水池C的水位下降，造成单向稳压塔C水位下降至过流堰1的高度后无法形成串联运行；单向稳压塔水位探测器8探测到水位下降后将信号传送至PLC控制器9，由PLC控制器9发出控制信号，控制冷却循环水池进水控制阀3开启、单向稳压塔进水控制阀4关闭，冷却循环水系统回水经阀门3流入冷却循环水池C，再进入冷却循环水系统A；冷却循环水池C水位继续下降，形成与单向稳压塔D之间一定的液位差后，连通管止回阀2因两个水池间的压差而打开，向冷却循环水池C补水，满足冷却水补水停水时为冷却循环水系统提供补水的要求。装置补充冷却水运行时，冷却循环水系统A利用单向稳压塔D的容积作为冷却循环水池C的补充，大大提高了冷却循环水的运行安全性。
综上所述，本发明利用冷却循环水与单向稳压塔串联使稳压塔的水循环流动以防止水质恶化；以单向稳压塔的容积扩大了冷却循环水的存储量以提高循环冷却水系统的运行可靠性；将单向稳压塔与冷却循环水池置于泵站前池上部，并保持两池的水位基本一致，节约了工程用地和冷却循环水系统的运行能耗。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种与冷却循环水池结合的单向稳压塔装置，其特征在于：
单向稳压塔与冷却循环水池之间设有过流堰，根据单向稳压塔内的水位与过流堰的标高的位置关系，对于水流是否从单向稳压塔经由过流堰进入冷却循环水池进行控制；
所述单向稳压塔与冷却循环水池的底部设有带止回阀的连通管，根据单向稳压塔与冷却循环水池之间的压差关系，对于止回阀是否开启以使水流从单向稳压塔经由连通管进入冷却循环水池进行控制；
冷却循环水系统的回水管，包含分别向单向稳压塔及冷却循环水池出水的管道，各管道上相应地设有进水阀门；
所述单向稳压塔及冷却循环水池通过各自对应设置的水位探测器，分别向PLC控制器提供水位探测结果，由PLC控制器产生驱使相应进水阀门开启或关闭的控制信号，控制冷却循环水系统的回水进入单向稳压塔或进入冷却循环水池。
2.如权利要求1所述的单向稳压塔装置，其特征在于：
所述单向稳压塔与冷却循环水池设置在泵站前池上。
3.如权利要求1所述的单向稳压塔装置，其特征在于：
所述PLC控制器产生驱使冷却循环水池的进水阀门关闭、单向稳压塔的进水阀门开启的控制信号，使冷却水在以下的正常运行循环回路中流通：冷却循环水系统回水直接进入单向稳压塔，并通过所述过流堰从单向稳压塔流入冷却循环水池，再从冷却循环水池流入冷却循环水系统。
4.如权利要求1或3所述的单向稳压塔装置，其特征在于：
所述单向稳压塔经由带止回阀的补压水管连通泵站出水管道，根据泵站出水管道的压力高于补压水管上止回阀的开启压力的压差关系，使补压水管上的止回阀保持关闭，以阻止单向稳压塔向泵站出水管道补水。
5.如权利要求1所述的单向稳压塔装置，其特征在于：
所述单向稳压塔经由带止回阀的补压水管连通泵站出水管道，根据泵站出水管道的压力低于补压水管上止回阀的开启压力的压差关系，使补压水管上的止回阀保持开启，通过单向稳压塔向泵站出水管道进行补水，以消除水锤。
6.如权利要求1或5所述的单向稳压塔装置，其特征在于：
所述PLC控制器接收水位探测器发送的表示单向稳压塔水位下降的水位探测结果，来产生驱使单向稳压塔的进水阀门关闭、冷却循环水池的进水阀门开启的控制信号，使冷却水在以下的补压运行循环回路中流通：冷却循环水系统回水直接进入冷却循环水池，再从冷却循环水池流入冷却循环水系统。
7.如权利要求6所述的单向稳压塔装置，其特征在于：
所述冷却循环水池与补充水管连通，该补充水管上设置有补充水控制阀；
所述PLC控制器接收水位探测器发送的表示冷却循环水池水位下降的水位探测结果，来产生驱使所述补充水控制阀开启的控制信号，以通过外部输水系统向冷却循环水池进行补水。
8.如权利要求1所述的单向稳压塔装置，其特征在于：
外部输水系统与冷却循环水池之间的补充水管上，设置有处在关闭状态的补充水控制阀；
所述PLC控制器接收水位探测器发送的表示冷却循环水池水位下降至过流堰的标高以下、单向稳压塔水位下降到过流堰标高的水位探测结果，来产生驱使冷却循环水池的进水阀门开启、单向稳压塔的进水阀门关闭的控制信号，使冷却水在以下的补充冷却水运行循环回路中流通：冷却循环水系统回水直接进入冷却循环水池，再从冷却循环水池流入冷却循环水系统。
9.如权利要求1或8所述的单向稳压塔装置，其特征在于：
根据所述单向稳压塔与冷却循环水池之间的液位差大于设定数值的关系，使所述单向稳压塔与冷却循环水池之间连通管上的止回阀开启，由所述单向稳压塔通过连通管向冷却循环水池进行补水。
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CN106825472A (zh) * 2017-03-29 2017-06-13 中天钢铁集团有限公司 连铸结晶器事故水安全联锁系统及其控制方法

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