CN110805948A - 一种热电联产控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热电联产控制系统，属于热电联产技术领域，降低了整个系统的能耗。该系统包括用户热水一次侧管路、应急散热管路、三通阀、处理器和温度变送器；三通阀包括第一入口、第二入口和出口，应急散热管路的进水口与用户热水一次侧管路相通，应急散热管路的出水口与三通阀第一入口相通，三通阀第二入口与用户热水一次侧出口管路相通，温度变送器设于三通阀的出口用于检测出口温度，处理器用于根据温度变送器检测的三通阀出口水温控制三通阀的开度和应急散热管路的散热速率，其控制方法为：当出口水温升高时，增大三通阀开度，同时增大应急散热管路的散热速率；当出口水温下降时，减小三通阀开度，同时减小应急散热管路的散热速率。
Description
技术领域
本发明涉及热电联产技术领域，尤其涉及一种热电联产控制系统。
背景技术
电厂锅炉产生的蒸汽驱动汽轮发电机组发电以后，排出的蒸汽仍含有大部分热量被冷却水带走，因而火电厂的热效率只有30－40%。如果蒸汽驱动汽轮机的过程或之后的抽汽或排汽的热量能加以利用，可以既发电又供热。这种生产方式称为热电联产。这个过程既有电能生产又有热能生产，是一种热、电同时生产、高效的能源利用形式。其热效率可达80－90%，能源利用效率比单纯发电约提高一倍以上。它将不同品位的热能分级利用(即高品位的热能用于发电，低品位的热能用于集中供热)，提高了能源的利用效率，减少了环境污染，具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益。
当前热电联产机组主要包含两大温控系统，用户热回水温度控制和应急散热出口温度控制；执行器主要采用三通阀加风机，控制方法上将风机一直开启，通过调节阀门开度来调节温度，这种方式无形之中增加了系统的能耗，降低了整个系统的电效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种热电联产控制系统，降低了整个系统的能耗。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种热电联产控制系统，包括用户热水一次侧管路、应急散热管路、三通阀、处理器和温度变送器；所述三通阀包括第一入口、第二入口和出口，当三通阀的开度增大/减小时，第一入口的流通面积增加/减小，对应的第二入口的流通面积同时减小/增加，所述应急散热管路的进水口与用户热水一次侧管路相通，所述应急散热管路的出水口与第一入口相通，所述用户热水一次侧管路的出水口与第二入口相通，所述处理器用于根据温度变送器检测的出口水温控制三通阀的开度和应急散热管路的散热速率，温度变送器设于所述三通阀的出口用于检测出口温度，所述处理器的控制方法为：当出口水温升高时，增大三通阀开度，同时增大应急散热管路的散热速率，当出口水温下降时，减小三通阀开度，同时减小应急散热管路的散热速率。
进一步的，所述处理器设置有多个逐级提高的出口温度的上限值，以及一一对应逐级提高的上限值的逐级提高的开度和散热速率；多个逐级降低的出口温度的下限值，以及一一对应逐级降低的下限值的逐级降低的开度和散热速率，所述处理器的控制方法为：当出口温度从低到高上升至某一上限值时，三通阀以对应的开度工作，应急散热管路以对应的散热速率工作；当出口温度从高到低下降至某一下限值时，三通阀以对应的开度工作，应急散热管路以对应的散热速率工作。
进一步的，所述应急散热管路包括应急水管、散热水箱和设于所述散热水箱上的多个风机，所述散热水箱串联于应急水管中，所述应急水管进水端与用户热水一次侧管路连通、出水端与三通阀的第一入口连通。
进一步的，所述处理器的控制方法为：当出口温度从低到高上升至某一上限值时，对应的三通阀增大开度，对应增加风机开启的数量；当出口温度从高到低下降至某一下限值时，对应的三通阀减少开度，对应减少风机开启的数量。
进一步的，所述风机包括第一风机、第二风机、第三风机和第四风机，当三通阀开度大于50%时开启第一风机，小于45%时候关闭第一风机；大于60%时开启第二风机，小于55%时候关闭第二风机；大于%70时开启第三风机，小于65%时关闭第三风机；大于80%时开启第四风机，小于75%时关闭第四风机。
进一步的，所述应散热水箱与用户热回水管路之间的应急水管上、以及散热水箱与三通阀之间的应急水管上均设有球阀和柔性连接管。
进一步的，所述应急水管靠近用户热回水管路的一端设有温度表。
进一步的，所述三通阀的出口设有循环泵。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
一、应急散热管路温度控制将风机启停按当前温度分级，使各个风机在需要时工作，不需要时关闭以降低能耗。
二、阀门开度和风机启停时机分开，避免同时调节引起震荡。
附图说明
图1是本发明实施例一的系统框图；
图2是本发明实施例三的系统结构图。
附图标记：1、用户热水一次侧管路；2、应急散热管路；21、应急水管；22、散热水箱；23、风机；3、三通阀；4、处理器；5、温度变送器；31、第一入口；32、第二入口；33、出口；6、球阀；7、柔性连接管；8、温度表；9、循环泵。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例的技术方案进行描述。
实施例一
如图1所示，一种热电联产控制系统，包括用户热水一次侧管路1、应急散热管路2、三通阀3、处理器4和温度变送器5，三通阀3包括第一入口31、第二入口32和出口33。应急散热管路2的进水口与用户热水一次侧管路1相通，应急散热管路2的出水口与第一入口31相通，用户热水一次侧管路1的出水口与第二入口32相通，处理器4用于根据温度变送器5检测的出口水温控制三通阀3的开度和应急散热管路2的散热速率。
在本发明的实施例中，三通阀3采用电动三通阀3，电动三通调节阀有两个阀芯和阀座，结构与双座阀类似。但电动三通调节阀中，一个阀芯与阀座间的流通面积增加时，另一个阀芯与阀座间的流通面积减少，因此在本发明的实施例中，三通阀3的开度增大/减小，第一入口31的流通面积增加/减小，对应的第二入口32的流通面积同时减小/增加。
在一定情况下，由于经过发动机缸套换热流出的水通过用户热水一次侧管路1进入用户热水换热器进行热交换后，根据温度变送器5的检测温度仍旧很高，回流冷却发动机缸套的效果差，因此需要调整三通阀3的开度来，以使更多的从用户热水一次侧管路1中流出的水进入应急散热管路2中进行散热，同时流入应急散热管路2中的水越多，急散热管路的散热效率应相应的增大以适应水量的增加。
处理器4的控制方法为：当出口水温升高时，增大三通阀开度，同时增大应急散热管路2的散热速率，当出口水温下降时，减小三通阀开度，同时减小应急散热管路2的散热速率。
上述控制方法中，出口水温、三通阀开度和应急散热速率呈连续的递增函数的关系。
实施例二
本实施例与实施例一的区别主要在于：处理器4设置有多个逐级提高的出口温度的上限值，以及一一对应逐级提高的上限值的逐级提高的开度和散热速率；多个逐级降低的出口温度的下限值，以及一一对应逐级降低的下限值的逐级降低的开度和散热速率，处理器4的控制方法为：当出口温度从低到高上升至某一上限值时，三通阀3以对应的开度工作，应急散热管路2以对应的散热速率工作；当出口温度从高到低下降至某一下限值时，三通阀3以对应的开度工作，应急散热管路2以对应的散热速率工作。
上述控制方法中，出口水温、三通阀开度和应急散热速率，呈阶跃式变化，即出口水温达到某一值时，三通阀开度和应急散热速率才会进行相应的变化。减少了出口水温不断变化而需要不停控制三通阀开度和应急散热速率所产生的能耗。
实施例三：
如图2所示，应急散热管路2包括应急水管21、散热水箱22和设于散热水箱22上的多个风机23，散热水箱22串联于应急水管21中，应急水管21进水端与用户热水一次侧管路1连通、出水端与三通阀3的第一入口31连通。
即本发明的实施例中，用于调整散热速率的设备为风机23，在其他实施例中，也可以是其他散热设备或制冷设备，如水冷设备、空调等。
处理器4的控制方法为：当出口温度从低到高上升至某一上限值时，对应的三通阀3增大开度，对应增加风机23开启的数量；当出口温度从高到低下降至某一下限值时，对应的三通阀3减少开度，对应减少风机23开启的数量。
在本发明的实施例中，风机23有4个，包括第一风机23、第二风机23、第三风机23和第四风机23，当三通阀开度大于50%时开启第一风机23，小于45%时候关闭第一风机23；大于60%时开启第二风机23，小于55%时候关闭第二风机23；大于%70时开启第三风机23，小于65%时关闭第三风机23；大于80%时开启第四风机23，小于75%时关闭第四风机23。
应散热水箱22与用户热回水管路1之间的应急水管21上、以及散热水箱22与三通阀3之间的应急水管21上均设有球阀6和柔性连接管7。在需要检修时，可关闭对应的球阀6，打开柔性连接管7进行检修。应急水管21靠近用户热水一次侧管路1的一端设有温度表8，方便工作人员观察从用户热水一次侧管路1中流入应急散热管路2中水的温度。三通阀3的出口33设置有循环泵9，为整个系统水回路提供动力。
Claims (8)
1.一种热电联产控制系统，其特征是：包括用户热水一次侧管路(1)、应急散热管路(2)、三通阀(3)、处理器(4)和温度变送器(5)；所述三通阀(3)包括第一入口(31)、第二入口(32)和出口(33)，当三通阀(3)的开度增大/减小时，第一入口(31)的流通面积增加/减小，对应的第二入口(32)的流通面积同时减小/增加，所述应急散热管路(2)的进水口与用户热水一次侧管路(1)相通，所述应急散热管路(2)的出水口与三通阀第一入口(31)相通，所述用户热水一次侧管路(1)的出水口与三通阀第二入口(32)相通，所述处理器(4)用于根据温度变送器(5)检测的出口(33)水温控制三通阀(3)的开度和应急散热管路(2)的散热速率，温度变送器(5)设于所述三通阀(3)的出口(33)用于检测出口温度，所述处理器(4)的控制方法为：当出口(33)水温升高时，增大三通阀开度，同时增大应急散热管路(2)的散热速率，当出口(33)水温下降时，减小三通阀开度，同时减小应急散热管路(2)的散热速率。
2.根据权利要求1所述的一种热电联产控制系统，其特征是：所述处理器(4)设置有多个逐级提高的出口温度的上限值，以及一一对应逐级提高的上限值的逐级提高的开度和散热速率；多个逐级降低的出口温度的下限值，以及一一对应逐级降低的下限值的逐级降低的开度和散热速率，所述处理器(4)的控制方法为：当出口温度从低到高上升至某一上限值时，三通阀(3)以对应的开度工作，应急散热管路(2)以对应的散热速率工作；当出口温度从高到低下降至某一下限值时，三通阀(3)以对应的开度工作，应急散热管路(2)以对应的散热速率工作。
3.根据权利要求2所述的一种热电联产控制系统，其特征是：所述应急散热管路(2)包括应急水管(21)、散热水箱(22)和设于所述散热水箱(22)上的多个风机(23)，所述散热水箱(22)串联于应急水管(21)中，所述应急水管(21)进水端与用户热水一次侧管路(1)连通、出水端与三通阀(3)的第一入口(31)连通。
4.根据权利要求3所述的一种热电联产控制系统，其特征是：所述处理器(4)的控制方法为：当出口温度从低到高上升至某一上限值时，对应的三通阀(3)增大开度，对应增加风机(23)开启的数量；当出口温度从高到低下降至某一下限值时，对应的三通阀(3)减少开度，对应减少风机(23)开启的数量。
5.根据权利要求4所述的一种热电联产控制系统，其特征是：所述风机(23)包括第一风机、第二风机、第三风机和第四风机，当三通阀(3)开度大于50%时开启第一风机，小于45%时候关闭第一风机；大于60%时开启第二风机，小于55%时候关闭第二风机；大于%70时开启第三风机，小于65%时关闭第三风机；大于80%时开启第四风机，小于75%时关闭第四风机。
6.根据权利要求3所述的一种热电联产控制系统，其特征是：所述散热水箱(22)与用户热水一次侧管路(1)之间的应急水管(21)上、以及散热水箱(22)与三通阀(3)之间的应急水管(21)上均设有球阀(6)和柔性连接管(7)。
7.根据权利要求3所述的一种热电联产控制系统，其特征是：所述应急水管(21)靠近用户热水一次侧管路(1)的一端设有温度表(8)。
8.根据权利要求1所述的一种热电联产控制系统，其特征是：所述三通阀(3)的出口(33)设有循环泵(9)。
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