CN110671950A - 一种基于流量变化的冷却塔冷却系统及其应用 - Google Patents

一种基于流量变化的冷却塔冷却系统及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于流量变化的冷却塔冷却系统，该冷却塔冷却系统与车间循环水连接，包括依次连接的进水管路、闭式冷却塔组和出水管路；所述闭式冷却塔组包括若干个并联连接的闭式冷却塔，并且该若干个闭式冷却塔的高能效区间对应的塔水流量范围不同；所述进水管路包括进水总管路和分别与各个闭式冷却塔连接的进水支管路，所述出水管路包括出水总管路和分别与各个闭式冷却塔连接的出水支管路；所述进水支管路和出水支管路上设有均设有切换阀门。与现有技术相比，本发明具有能耗低、延长设备寿命、运行稳定等优点。

Description

一种基于流量变化的冷却塔冷却系统及其应用
技术领域
本发明涉及冷却设备，尤其是涉及一种基于流量变化的冷却塔冷却系统及其应用。
背景技术
冷却设备在石化、炼油、化肥、煤化工、冶金，电力等行业具有广泛的应用。冷却塔是比较常用的冷却设备，冷却塔是用水作为循环冷却剂，从待系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置。现有的冷却水系统采用闭式冷却塔冷却塔，需求端设备采用的是温差调节，一般情况下采用开启多台冷却塔保证当需求端负荷变化导致冷却水流量变化时，可以依靠风机电机变频来进行调节匹配，由于负荷在不同时间段变化较大，频率调节范围比较大，导致风机电机大部分时间不会在最佳能效区间运行。因此，需要提供一种风机高效运行、耗电少的冷却系统。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的风机能耗高、自动化程度低等缺陷而提供一种。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于流量变化的冷却塔冷却系统，该冷却塔冷却系统与车间循环水连接，包括依次连接的进水管路、闭式冷却塔组和出水管路；所述闭式冷却塔组包括若干个并联连接的闭式冷却塔，并且该若干个闭式冷却塔的高能效区间对应的塔水流量范围不同；所述进水管路包括进水总管路和分别与各个闭式冷却塔连接的进水支管路，所述出水管路包括出水总管路和分别与各个闭式冷却塔连接的出水支管路；所述进水支管路和出水支管路上设有均设有切换阀门。
所述切换阀门为电动阀。
所述出水管路上安装有流量计。
所述流量计为远传流量计。
本发明还包括PLC控制器，该PLC控制器与所述切换阀门、流量计和各个闭式冷却塔的风机电机开关信号连接。
各个配套的进水支管路和出水支管路上还设有将对应的闭式冷却塔和该闭式冷却塔对应的切换阀门隔离的检修阀门。
所述闭式冷却塔组包括三个并联连接的闭式冷却塔。
所述闭式冷却塔中风机电机的频率采用湿球温度进行控制。
本发明还提供了一种基于流量变化的冷却塔冷却系统的应用，包括以下步骤：
根据水流量选择匹配的闭式冷却塔，通过切换阀门完成管路选择；
待水流量改变后，根据改变后的水流量选择并开启匹配的闭式冷却塔，然后关闭水流量改变之前正在运行的闭式冷却塔并通过切换阀门完成管路切换；
其中，根据水流量选择匹配的闭式冷却塔的具体方法为使水流量在所选择的闭式冷却塔高能效区间对应的塔水流量范围内。
一般，闭式冷却塔A为50～100m3/h，闭式冷却塔B为100～200m3/h，闭式冷却塔C为200～300m3/h即可满足工厂要求。
进一步地，检测到水流量改变后，延时判断后进行管路切换。通过延时处理，可以避免由于流量波动造成的闭式冷却塔的反复切换，从而保证系统的稳定性。
一般，延时处理的具体时间为流量计检测到的流量需要保持5分钟左右，例如4～6min均可，可在控制系统上的位机进行手动设定。
应用过程中，涉及的切换阀门的开关由PLC控制器根据远传流量计测量的流量值进行匹配合适的闭式冷却塔，完成管路切换；PLC控制器采用化工自动化技术领域常用的PLC控制器即可完成。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)采用多台最佳处理流量不同的闭式冷却塔，根据待处理的水流量不同分别选择合适的闭式冷却塔，从而保证了运行的闭式冷却塔均在各自的最佳能效区间运行，解决了闭式冷却塔在实际运行中设备设计负荷与实际负荷不匹配的问题，减少电能消耗，具有节能的作用；
(2)减少了运行设备的台数，有利于延长设备的使用寿命；
(3)设计了自动化控制的方法，避免人工操作具有滞后性且需要投入大量人力成本造成资源浪费的缺陷，采用自动运行方式简化了操作，节省了人力物力，提高了对系统的控制质量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中，1为进水管路，11为进水总管路，12为进水支管路，13为水泵，2为出水管路，21为出水总管路，22为出水支管路，3为闭式冷却塔，4为切换阀门，5为检修阀门，6为流量计。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
一种基于流量变化的冷却塔冷却系统，如图1所示，该冷却塔冷却系统与车间循环水连接，包括依次连接的进水管路1、闭式冷却塔组和出水管路2；闭式冷却塔组包括三个并联连接的闭式冷却塔3，并且该三干个闭式冷却塔3的高能效区间对应的塔水流量范围不同，使用时根据待处理的水流量大小，选择匹配的闭式冷却塔运行；并且闭式冷却塔3中风机电机的频率采用湿球温度进行控制。如图1中箭头所示，本系统工作时，水依次经过进水总管路11、水泵13、进水支管路12、闭式冷却塔3、出水支管路22、出水总管路21。
为了完成管路的切换，本实施例设计了配套的进水管路1和出水管路2。本实施例中，进水管路1包括进水总管路11和分别与各个闭式冷却塔3连接的进水支管路12，出水管路2包括出水总管路21和分别与各个闭式冷却塔3连接的出水支管路22；进水支管路12和出水支管路22上设有均设有切换阀门4，所有的切换阀门均为电动阀。为了方便检修，各个配套的进水支管路12和出水支管路22上还设有将对应的闭式冷却塔3和该闭式冷却塔3对应的切换阀门4隔离的检修阀门5。其中，出水管路2上安装有流量计6，其中流量计6为远传流量计。
冷却塔冷却系统与车间循环水连接方式为，进水总管路11与车间循环水回水管连接，出水总管路21与车间循环水供水管连接，从而实现车间循环水和本实施例的冷却塔冷却系统的热量交换。进水总管路11上设有进水泵13，并且进水泵13的进水口和出水口设有相应的阀组，保证进水泵的正常工作。
为了提高自动化控制水平，本发明还包括PLC控制器，该PLC控制器与切换阀门4和流量计6信号连接。PLC控制器选择市售的控制器即可完成，属于化工自动化控制技术领域常规的技术手段。
本实施的基于流量变化的冷却塔冷却系统的应用，包括以下步骤：
(a)根据水流量选择匹配的闭式冷却塔3，通过切换阀门4完成管路选择；
(b)待水流量改变后，根据改变后的水流量选择并开启匹配的闭式冷却塔3，然后关闭水流量改变之前的闭式冷却塔3并通过切换阀门4完成管路切换；
其中，根据水流量选择匹配的闭式冷却塔3的具体方法为使水流量在所选择的闭式冷却塔3高能效区间对应的塔水流量范围内。
在实际使用时，流量有时会产生波动，为了避免轻微波动造成管路反复切换以及反复开闭闭式冷却塔3，本系统在PLC控制器收到流量计检测的水流量改变后，延时5min判断，然后进行管路切换，从而提高系统的稳定性。
本实施例中，同一条件下，三个闭式冷却塔3的高能效区间对应的塔水流量范围大致分别为：闭式冷却塔A为50～100m3/h，闭式冷却塔B为100～200m3/h，闭式冷却塔C为200～300m3/h。
当车间循环水供水管流量低于100m3/h时，则首先选择闭式冷却塔A，随后流量计6检测发现车间循环水供水管流量超过100m3/h未达到200m3/h，经过5min后，流量依然保持高位，PLC控制器判断选择开启闭式冷却塔B，然后关闭冷却塔A，PLC控制切换阀门配合完成管路的选择；随后流量计6检测发现车间循环水供水管流量超过200m3/h，经过5min后，流量依然保持高位，PLC控制器判断选择开启闭式冷却塔C关闭冷却塔B，同时配合切换阀门完成管路的选择。
本实施例中，在各冷却塔进出水口增加电动阀，将冷却水供水管的流量计数据传输至控制器，根据设计参数实际测试不同大小冷却塔的最佳处理量，尽量使风机能够运行在最佳能效区间。当流量处于各冷却塔对应高能效区间时，控制器自动开启对应的冷却塔以及电动阀，当流量变化之后，延时进行判断后开启当前流量对应的冷却塔以及电动阀，然后关闭之前运行冷却塔以及电动阀。该系统以及方法最大程度利用现有设备，解决实际运行中设备设计负荷与实际负荷不匹配的问题，根据负荷自动投切设备实现电机高效的运行，减少电能消耗；现有技术中采用人工操作有滞后性且需要投入大量人力成本造成资源浪费，本系统采用自动运行方式简化了操作，解决滞后性的问题做到了实时调整，系统运行效率更高，控制质量更好；本系统减少设备运行台数，可以一定程度上延长设备使用寿命。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种基于流量变化的冷却塔冷却系统，该冷却塔冷却系统与车间循环水连接，其特征在于，包括依次连接的进水管路(1)、闭式冷却塔组和出水管路(2)；所述闭式冷却塔组包括若干个并联连接的闭式冷却塔(3)，并且该若干个闭式冷却塔(3)的高能效区间对应的塔水流量范围不同；所述进水管路(1)包括进水总管路(11)和分别与各个闭式冷却塔(3)连接的进水支管路(12)，所述出水管路(2)包括出水总管路(21)和分别与各个闭式冷却塔(3)连接的出水支管路(22)；所述进水支管路(12)和出水支管路(22)上设有均设有切换阀门(4)。
2.根据权利要求1所述的一种基于流量变化的冷却塔冷却系统，其特征在于，所述切换阀门(4)为电动阀。
3.根据权利要求1所述的一种基于流量变化的冷却塔冷却系统，其特征在于，所述出水管路(2)上安装有流量计(6)。
4.根据权利要求3所述的一种基于流量变化的冷却塔冷却系统，其特征在于，所述流量计(6)为远传流量计。
5.根据权利要求4所述的一种基于流量变化的冷却塔冷却系统，其特征在于，还包括PLC控制器，该PLC控制器与所述切换阀门(4)、流量计(6)和各个闭式冷却塔的风机电机开关信号连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于流量变化的冷却塔冷却系统，其特征在于，各个配套的进水支管路(12)和出水支管路(22)上还设有将对应的闭式冷却塔(3)和该闭式冷却塔(3)对应的切换阀门(4)隔离的检修阀门(5)。
7.根据权利要求1所述的一种基于流量变化的冷却塔冷却系统，其特征在于，所述闭式冷却塔组包括三个并联连接的闭式冷却塔(3)。
8.根据权利要求1所述的一种基于流量变化的冷却塔冷却系统，其特征在于，所述闭式冷却塔(3)中风机电机的频率采用湿球温度进行控制。
9.一种如权利要求1所述的基于流量变化的冷却塔冷却系统的应用，其特征在于，包括以下步骤：
根据水流量选择匹配的闭式冷却塔(3)，并通过切换阀门(4)完成管路选择；
待水流量改变后，根据改变后的水流量选择并开启匹配的闭式冷却塔(3)使水流量在所选择的闭式冷却塔(3)高能效区间对应的塔水流量范围内，然后关闭水流量改变之前正在运行的闭式冷却塔(3)并通过切换阀门(4)完成管路切换。
10.根据权利要求9所述的一种基于流量变化的冷却塔冷却系统的应用，其特征在于，检测到水流量改变后，延时判断后进行管路切换。
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