CN108362136A - 一种空冷系统控制方法及设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施方式公开了一种空冷系统控制方法及设备，空冷系统控制设备包括：空冷冷却单元温度测量装置、处理器和控制器；所述空冷冷却单元包括空冷风机、顺流凝汽器和逆流凝汽器；其中，所述空冷冷却单元温度测量装置，用于测量所述空冷单元中空冷风机的风温以及顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度，并将测量的温度传输至所述控制器；所述处理器，用于根据所述空冷风机的风温、顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度获得空冷冷却单元的温度差值，根据所述温度差值判断当前所述空冷冷却单元的换热效果；所述控制器，用于利用所述空冷冷却单元的换热效果对空冷系统进行控制。

Description

一种空冷系统控制方法及设备

技术领域

本申请涉及空冷系统技术领域，特别涉及一种空冷系统控制方法及设备。

背景技术

常规火力发电厂在使用煤炭的同时，也大量耗用水资源。因此，在“富煤缺水”地区，大多采用直接空冷机组以节约水资源。直接空冷是指火力发电机组的汽轮机的排汽不采用循环水冷却，而直接由空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换，所需的冷却空气一般由机械通风方式供应。直接空冷的凝汽设备称为空冷凝汽器。采用直接空冷凝汽器的机组比水冷凝器发电机组节水约60％-90％左右。

在常规技术中，根据汽轮机的排汽压力的变化，通过一个压力控制器自动调节直接空冷凝汽器上配置的冷却风机的转速，用以增减冷却风量，维持空冷系统的真空。对于本技术方案来说，汽轮机的排汽压力无法及时反映外部大气环境变化对空冷系统真空的影响，仅根据排汽压力进行调节，实质对空冷系统真空控制能力有限，控制效果欠佳。外部大气环境的变化直接影响空冷系统的散热效率，而空冷系统的散热效率的变化将通过一段时间延时影响到空冷系统真空，此时根据空冷系统实测真空水平调节冷却风机的转速为时已晚。

发明内容

本申请实施方式的目的是提供一种空冷系统控制方法及设备，根据空冷机组换热效率调整空冷机组负荷，保证空冷机组正常运行时的空冷系统的真空水平。

为实现上述目的，本申请实施方式提供一种空冷系统控制设备，包括：

空冷冷却单元温度测量装置、处理器和控制器；所述空冷冷却单元包括空冷风机、顺流凝汽器和逆流凝汽器；其中，

所述空冷冷却单元温度测量装置，用于测量所述空冷单元中空冷风机的风温以及顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度，并将测量的温度传输至所述控制器；

所述处理器，用于根据所述空冷风机的风温、顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度获得空冷冷却单元的温度差值，根据所述温度差值判断当前所述空冷冷却单元的换热效果；

所述控制器，用于利用所述空冷冷却单元的换热效果对空冷系统进行控制。

优选地，还包括报警装置；其中，

所述处理器，还用于将所述空冷冷却单元的换热效果传输至报警装置；

所述报警装置，根据所述空冷冷却单元的换热效果确定是否产生报警信号，并将所述报警信号传输至控制器。

优选地，所述控制器还用于根据所述报警信号的报警类型以及空冷冷却单元报警数量产生控制命令，控制空冷系统中空冷机组的负荷。

优选地，所述空冷冷却单元温度测量装置包括第一温度测量器、第二温度测量器和第三温度测量器。

优选地，所述处理器通过比较每个空冷冷却单元中顺流凝汽器的管壁温度和逆流凝汽器的管壁温度，取温度值小的管壁温度与同一个空冷冷却单元中空冷风机的风温之间作差，获得空冷冷却单元的温度差值。

为实现上述目的，本申请实施方式还提供一种空冷系统控制方法，包括：

测量所述空冷单元中空冷风机的风温以及顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度；

根据所述空冷风机的风温、顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度获得空冷冷却单元的温度差值，根据所述温度差值判断当前所述空冷冷却单元的换热效果；

利用所述空冷冷却单元的换热效果对空冷系统进行控制。

优选地，还包括：

根据所述空冷冷却单元的换热效果确定是否产生报警信号。

优选地，对空冷系统进行控制的步骤包括：

所述控制器还用于根据所述报警信号以及空冷冷却单元报警数量产生控制命令，控制空冷系统中空冷机组的负荷。

优选地，获得空冷冷却单元的温度差值的步骤包括：通过比较每个空冷冷却单元中顺流凝汽器的管壁温度和逆流凝汽器的管壁温度，取温度值小的管壁温度与同一个空冷冷却单元中空冷风机的风温之间作差，获得空冷冷却单元的温度差值。

优选地，控制空冷系统中空冷机组的负荷的步骤包括：

如果所述空冷冷却单元的温度差值小于第一阈值且大于第二阈值，则所述换热效果为所述空冷冷却单元换热效率降低，当所述空冷系统中空冷冷却单元出现换热效率降低的个数占总数的一半以上时，产生第一控制命令，在空冷机组中协调控制空冷系统中机组负荷；

如果所述空冷冷却单元的温度差值小于第二阈值，则所述换热效果为所述空冷冷却单元换热效果急剧恶化，当所述空冷系统中空冷冷却单元出现换热效率急剧恶化的个数占总数的一半以上时，产生第二控制命令，触发预定的空冷系统真空Runback功能。

由上可见，与现有技术相比较，本技术方案能够超前预测因外部环境变化引起的对空冷系统真空的影响，及时调整空冷机组的排汽量，避免因机组真空水平的骤降导致机组跳闸，减少机组非停次数，同时确保电网的安全稳定运行，使电网及发电企业得到双赢，具有良好的社会效益和经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提出的一种空冷系统控制设备功能框图之一；

图2为本申请实施例中空冷冷却单元测试安装示意图；

图3为本申请实施例提出的一种空冷系统控制设备功能框图之二；

图4为本申请实施例提出的一种空冷系统控制方法流程图；

图5为本申请实施例提出的一种空冷系统控制系统框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本申请保护的范围。

如图1所示，为本申请实施例提出的一种空冷系统控制设备功能框图之一。包括：

空冷冷却单元温度测量装置101、处理器102和控制器103；其中，

所述空冷冷却单元温度测量装置101，用于测量所述空冷单元中空冷风机的风温以及顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度，并将测量的温度传输至所述控制器。

在本实施例中，所述空冷系统中空冷冷却单元包括空冷风机、顺流凝汽器和逆流凝汽器。在空冷冷却单元中，顺流凝气器和逆流凝汽器构成“Λ”型，在“Λ”型的下部，设置大直径的轴流空冷风机，空冷风机、顺流凝汽器和逆流凝汽器三者构成如图2所示，外形与“Δ”相似。

在本实施例中，空冷冷却单元温度测量装置包括第一温度测量器、第二温度测量器和第三温度测量器。第一温度测量器、第二温度测量器和第三温度测量器均为热电阻温度测量装置。在图2中，在顺流凝汽器、逆流凝汽器以及空冷风机组成的“Δ”型构架内部高度约三分之一处安装一水平钢梁，在钢梁中间位置设置一热电阻温度测量装置A，热电阻温度测量装置A作为第一温度测量器，专门测量空冷系统冷却空气的风温。在对应钢梁水平位置的两端分别设置热电阻温度测量装置B及热电阻温度测量装置C，热电阻温度测量装置B作为第二温度测量器，专门测量顺流凝汽器的管壁温度。热电阻温度测量装置C作为第三温度测量器，专门测量逆流凝汽器的管壁温度。

在热交换介质保持不变的条件下，冷却空气的风温与顺流及逆流凝汽器管壁温度之差直接反映了空冷凝汽器的换热效率。

在本实施例中，于空冷机组由若干个空冷冷却单元构成，每个冷却单元均按照以上方法安装三只热电阻温度测量装置，温度测量装置的测量值通过电缆远传至处理器102，处理器102实时处理温度信息，实现对空冷机组中每个空冷冷却单元的实时监测。

所述处理器102，用于根据所述空冷风机的风温、顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度获得空冷冷却单元的温度差值，根据所述温度差值判断当前所述空冷冷却单元的换热效果。

在本实施例中，将第一温度测量器所测温度设为TA，将第二温度测量器所测温度设为TB，将第三温度测量器所测温度设为TC。将TB与TC进行低选逻辑运算，二者中选择温度示值较低的测量温度，其结果与TA求差，差值运算结果与第一阈值T₁、第二阈值T₂进行大小比较，若差值运算结果小于第一阈值T₁且大于第二阈值T₂，则确定当前空冷冷却单元的换热效果为换热效率降低。上述差值运算结果小于第二阈值T₂，则确定当前空冷冷却单元的换热效果为换热效率急剧恶化。

在实际运用中，第一阈值T₁与第二阈值T₂需根据现场实验情况确定。

所述控制器103，用于利用所述空冷冷却单元的换热效果对空冷系统进行控制。

在本实施例中，统计换热效率降低的空冷冷却单元的个数，如果换热效果降低的空冷冷却单元的个数占空冷机组中空冷冷却单元总数的一半以上，则产生一控制信号，将机组负荷指令降低。提前减少机组汽轮机的排汽量，确保空冷机组的真空水平。如果换热效率急剧恶化的空冷冷却单元的个数占空冷机组中空冷冷却单元总数的一半以上，则产生另一控制信号，触发预定的机组空冷系统真空Runback控制功能，迅速将机组负荷降低。大幅减少机组汽轮机的排汽量，确保空冷机组的真空水平。

如图3所示，为本申请实施例提出的一种空冷系统控制设备功能框图之二。在图1的基础上，还包括报警装置104；其中，

所述报警装置104，用于根据所述空冷冷却单元的换热效果确定是否产生报警信号，并将所述报警信号传输至控制器。

在本实施例中，确定的空冷冷却单元的换热效果为换热效率降低，则报警装置产生当前空冷冷却单元换热效率降低的报警信号。确定的空冷冷却单元的换热效果为换热效率急剧恶化，则报警装置产生当前空冷冷却单元换热效果急剧恶化的报警信号。

由上述描述可知，本技术方案利用温度检测手段预测火力发电厂直接空冷机组的真空水平，根据空冷机组换热效率调整空冷机组负荷，保证空冷机组正常运行时的空冷系统的真空水平。

如图4所示，为本申请实施例提出的一种空冷系统控制方法流程图。包括：

步骤401)：测量所述空冷单元中空冷风机的风温以及顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度；

步骤402)：根据所述空冷风机的风温、顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度获得空冷冷却单元的温度差值，根据所述温度差值判断当前所述空冷冷却单元的换热效果；

步骤403)：利用所述空冷冷却单元的换热效果对空冷系统进行控制。

在本实施例中，空冷系统控制方法还包括：

根据所述空冷冷却单元的换热效果确定是否产生报警信号。

在本实施例中，对空冷系统进行控制的步骤包括：

所述控制器还用于根据所述报警信号以及空冷冷却单元报警数量产生控制命令，控制空冷系统中空冷机组的负荷。

在本实施例中，获得空冷冷却单元的温度差值的步骤包括：通过比较每个空冷冷却单元中顺流凝汽器的管壁温度和逆流凝汽器的管壁温度，取温度值小的管壁温度与同一个空冷冷却单元中空冷风机的风温之间作差，获得空冷冷却单元的温度差值。

在本实施例中，控制空冷系统中空冷机组的负荷的步骤包括：

如果所述空冷冷却单元的温度差值小于第一阈值且大于第二阈值，则所述换热效果为所述空冷冷却单元换热效率降低，当所述空冷系统中空冷冷却单元出现换热效率降低的个数占总数的一半以上时，产生第一控制命令，在空冷机组中协调控制空冷系统中机组负荷；

如果所述空冷冷却单元的温度差值小于第二阈值，则所述换热效果为所述空冷冷却单元换热效果急剧恶化，当所述空冷系统中空冷冷却单元出现换热效率急剧恶化的个数占总数的一半以上时，产生第二控制命令，触发预定的空冷系统真空Runback功能。

请参阅图5，本申请还提供一种空冷系统控制系统。所述系统包括：存储器a和处理器b，所述存储器a中存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器b执行时，实现以下功能：

测量所述空冷单元中空冷风机的风温以及顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度；

根据所述空冷风机的风温、顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度获得空冷冷却单元的温度差值，根据所述温度差值判断当前所述空冷冷却单元的换热效果；

利用所述空冷冷却单元的换热效果对空冷系统进行控制。

在本实施例中，所述计算机程序被所述处理器执行时，还实现以下功能：

根据所述空冷冷却单元的换热效果确定是否产生报警信号。

在本实施例中，对空冷系统进行控制，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现以下功能：

根据所述报警信号以及空冷冷却单元报警数量产生控制命令，控制空冷系统中空冷机组的负荷。

在本实施例中，获得空冷冷却单元的温度差值，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现以下功能：

通过比较每个空冷冷却单元中顺流凝汽器的管壁温度和逆流凝汽器的管壁温度，取温度值小的管壁温度与同一个空冷冷却单元中空冷风机的风温之间作差，获得空冷冷却单元的温度差值。

在本实施例中，控制空冷系统中空冷机组的负荷，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现以下功能：

如果所述空冷冷却单元的温度差值小于第一阈值且大于第二阈值，则所述换热效果为所述空冷冷却单元换热效率降低，当所述空冷系统中空冷冷却单元出现换热效率降低的个数占总数的一半以上时，产生第一控制命令，在空冷机组中协调控制空冷系统中机组负荷；

如果所述空冷冷却单元的温度差值小于第二阈值，则所述换热效果为所述空冷冷却单元换热效果急剧恶化，当所述空冷系统中空冷冷却单元出现换热效率急剧恶化的个数占总数的一半以上时，产生第二控制命令，触发预定的空冷系统真空Runback功能。

在本实施方式中，所述存储器包括但不限于随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM)、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、缓存(Cache)、硬盘(Hard DiskDrive,HDD)或者存储卡(Memory Card)。

在本实施方式中，所述处理器可以按任何适当的方式实现。例如，所述处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。

本说明书实施方式提供的空冷系统控制系统，其存储器和处理器实现的具体功能，可以与本说明书中的前述实施方式相对照解释，并能够达到前述实施方式的技术效果，这里便不再赘述。

虽然通过实施方式描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (10)

1.一种空冷系统控制设备，其特征在于，包括：

空冷冷却单元温度测量装置、处理器和控制器；所述空冷系统中空冷冷却单元包括空冷风机、顺流凝汽器和逆流凝汽器；其中，

所述空冷冷却单元温度测量装置，用于测量所述空冷单元中空冷风机的风温以及顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度，并将测量的温度传输至所述控制器；

所述处理器，用于根据所述空冷风机的风温、顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度获得空冷冷却单元的温度差值，根据所述温度差值判断当前所述空冷冷却单元的换热效果；

所述控制器，用于利用所述空冷冷却单元的换热效果对空冷系统进行控制。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括报警装置；其中，

所述处理器，还用于将所述空冷冷却单元的换热效果传输至报警装置；

所述报警装置，根据所述空冷冷却单元的换热效果确定是否产生报警信号，并将所述报警信号传输至控制器。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制器还用于根据所述报警信号的报警类型以及空冷冷却单元报警数量产生控制命令，控制空冷系统中空冷机组的负荷。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述空冷冷却单元温度测量装置包括第一温度测量器、第二温度测量器和第三温度测量器。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理器通过比较每个空冷冷却单元中顺流凝汽器的管壁温度和逆流凝汽器的管壁温度，取温度值小的管壁温度与同一个空冷冷却单元中空冷风机的风温之间作差，获得空冷冷却单元的温度差值。

6.一种空冷系统控制方法，其特征在于，包括：

测量所述空冷单元中空冷风机的风温以及顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度；

根据所述空冷风机的风温、顺流凝汽器和逆流凝汽器的管壁温度获得空冷冷却单元的温度差值，根据所述温度差值判断当前所述空冷冷却单元的换热效果；

利用所述空冷冷却单元的换热效果对空冷系统进行控制。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述空冷冷却单元的换热效果确定是否产生报警信号。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，对空冷系统进行控制的步骤包括：

所述控制器还用于根据所述报警信号以及空冷冷却单元报警数量产生控制命令，控制空冷系统中空冷机组的负荷。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，获得空冷冷却单元的温度差值的步骤包括：通过比较每个空冷冷却单元中顺流凝汽器的管壁温度和逆流凝汽器的管壁温度，取温度值小的管壁温度与同一个空冷冷却单元中空冷风机的风温之间作差，获得空冷冷却单元的温度差值。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，控制空冷系统中空冷机组的负荷的步骤包括：

如果所述空冷冷却单元的温度差值小于第一阈值且大于第二阈值，则所述换热效果为所述空冷冷却单元换热效率降低，当所述空冷系统中空冷冷却单元出现换热效率降低的个数占总数的一半以上时，产生第一控制命令，在空冷机组中协调控制空冷系统中机组负荷；

如果所述空冷冷却单元的温度差值小于第二阈值，则所述换热效果为所述空冷冷却单元换热效果急剧恶化，当所述空冷系统中空冷冷却单元出现换热效率急剧恶化的个数占总数的一半以上时，产生第二控制命令，触发预定的空冷系统真空Runback功能。