CN111608959B

CN111608959B - 离心式压缩机冷却水智能调节方法

Info

Publication number: CN111608959B
Application number: CN202010570793.6A
Authority: CN
Inventors: 张勇; 汤何胜
Original assignee: Ningbo Fengte Machinery Equipment Co Ltd
Current assignee: Ningbo Fengte Machinery Equipment Co Ltd
Priority date: 2020-06-22
Filing date: 2020-06-22
Publication date: 2021-07-27
Anticipated expiration: 2040-06-22
Also published as: CN111608959A

Abstract

本发明涉及离心式压缩机冷却水智能调节系统，包括一级冷却器、二级冷却器，在一级冷却器的排气口处、二级冷却器的排气口处、总进水管处均分别设置温度传感装置，在一级冷却器连接一级出水管处设一级电动调节阀，在二级冷却器连接二级出水管处设二级电动调节阀，通过调节一级电动调节阀、二级调节阀的开度调节冷水进水量。本发明通过实时监测一级冷却器、二级冷却器的温压大小，来实时调整冷却器的进水的电动调节阀的开度，从而调节冷却供水量，实现最优化冷却，达到工况最优化，实现离心式压缩机的节能减耗。本发明通过冷却水智能分配调节，实现机组高效节能运行。

Description

离心式压缩机冷却水智能调节方法

技术领域

本发明涉及一种离心式空气压缩机。

背景技术

离心式压缩机，采用多级压缩和级间冷却的工作方式，每一级压缩出口空气经过水冷式换热器冷却后再进入下一级进行压缩。各级冷却器性能的好坏，直接影响到下一级压缩效率，以及机组功耗。以三级离心式压缩机组为例，冷却水先流经总管进水管，后分配至一级中间冷却器，二级中间冷却器，后冷却器，以及润滑油冷却器。完成冷却后再次汇集于总管出水管排出压缩机系统。当冷却水量分配不均时，就会产生部分冷却器过冷或过热的情况，由于换热效果的变差增加机组的额外功耗。此外，当机组运行工况发生变化时，各级冷却器所需冷却水量也会随之发生变化。因此，怎样实现各级冷却器在不同运行工况下，冷却水供应量实现最优化，对于大功率离心式压缩机组的节能降耗显得尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术中上述不足，本发明提供一种可以根据实际工况来调整冷却水供应量从而达到最优冷却状态的离心式压缩机冷却水智能调节方法。

本发明通过以下技术方案来实现：

离心式压缩机冷却水智能调节方法，包括一级冷却器、二级冷却器，一级冷却器通过一级进水管连接总进水管，通过一级出水管连接总出水管，二级冷却器通过二级进水管连接总进水管，通过二级出水管连接总出水管，在所述的一级冷却器的排气口处、二级冷却器的排气口处、总进水管处均分别设置温度传感装置，在一级冷却器连接一级出水管处设一级电动调节阀，在二级冷却器连接二级出水管处设二级电动调节阀，通过调节一级电动调节阀、二级调节阀的开度调节冷水进水量，其调节过程具体如下：

（1）测得一级冷却器的排气口温度设为T1，二级冷却器的排气口温度温度设为T2，总进水管处温度为t；

（2）计算一级温压△T1=T1-t，二级温压△T2=T 2-t;

（3）当△T1，△T2均小于10K时，并且当△T1与△T2的差值大于>2k时，减小温压小的电动调节阀的开度，当△T1与△T2的差值<=2k时，电动调节阀不动作；

当△T1，△T2一个小于10K，一个介于10K～15K时，并且当△T1与△T2的差值大于>2k时，增大温压大的电动调节阀的开度，当△T1与△T2的差值<=2k时，电动调节阀不动作；°

当△T1，△T2均介于10 K～15 K，并且当△T1与△T2的差值大于>2k时，增大温压大的电动调节阀的开度，当△T1与△T2的差值<=2k时，电动调节阀不动作；

当△T1，△T2至少有一个大于15 K时，判断一级电动调节阀、二级电动调节阀是否全开，如果已经全开，则触发报警，如果未全开，则一级电动调节阀、二级调节阀全开；

（4）重复上述（1）（2）（3）动作，直至△T1与△T2的差值小于2K。

作为优选，一级电动调节阀、二级电动调节阀的调节步长均为1°，最小开度为30°，全开为90°。

作为优选，在步骤（2）中，当△T1，△T2均小于10K，并且当△T1与△T2的差值大于>2k时，在减小电动调节阀的开度前，如果温压小的电动调节阀的开度已经为30°，则增大温压大的电动调节阀的开度，如果温压大的电动调节阀也已经为90°，则发出报警信号；当△T1、△T2一个小于10K，一个介于10K～15K，或者当△T1、△T2均介于10 K～15 K，并且当△T1与△T2的差值大于>2k时，增大温压大的电动调节阀的开度前，如果温压大的电动调节阀已经为90°，则减小温压小的电动调节阀的开度，如果温压小的电动调节阀的开度也已经为30°，则发出报警信号。

作为优选，在步骤（3）中一级电动调节阀或二级电动调节阀每一动作后，等待15s再进行步骤（1）温度检测。

压缩空气经冷却器后的排气温度与冷却水进水温度的差值，称之为温压。温压是用来衡量冷却器换热效果好坏与否的一个重要参数。温压低，说明冷却器热交换充足，换热效果良好。反之，温压大时则说明冷却器热交换效果变差。冷却水供给量是影响冷却器换热效果的主要因素之一。在其他条件不变时，各级冷却器供水量越充足，压缩空气出口温度越低，温压越小。本发明采用上述原理，实时监测一级冷却器以及二级冷却器的温压大小，并根据温压大小判断冷却状态，根据冷却状态来调整一级冷却器、二级冷却器的电动调节阀的开度，从而调节冷却水供应量，来实现冷却最优化，达到工况最优化。

本发明的有益效果在于：本发明通过实时监测一级冷却器、二级冷却器的温压大小，来实时调整冷却器的进水的电动调节阀的开度，从而调节冷却供水量，实现最优化冷却，达到工况最优化，实现离心式压缩机的节能减耗。本发明通过冷却水智能分配调节，实现机组高效节能运行。

附图说明

图1是发明的结构示意图。

图2是本发明的另一角度结构示意图。

图3是本发明的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

如图1、2所示，离心式压缩机冷却水智能调节方法，包括一级冷却器9、二级冷却器10，一级冷却器通过一级进水管11连接总进水管8，通过一级出水管12连接总出水管7，二级冷却器10通过二级进水管14连接总进水管8，通过二级出水管13连接总出水管7。在一级冷却器的排气口1处、二级冷却器的排气口2处、总进水管7处均分别设置温度传感装置，在一级冷却器连接一级出水管处设一级电动调节阀6，在二级冷却器连接二级出水管处设二级电动调节阀5，当然也可以分别连接在一级进水管处或二级进水管处。本发明采用水冷管翅式结构，冷却液-水走管内侧，被冷却介质-压缩空气走管外侧。外部冷却水通过总进水管，依次分配至各级气体中间冷却器及油冷却器，对工质进行冷却。在冷却水完成热交换后，经过各级冷却器出口电动调节阀后，汇集于总出水管排出。

本发明通过调节位于出口的一级电动调节阀6、二级调节阀5的开度调节冷水进水量，一级电动调节阀、二级电动调节阀的调节步长均为1°，最小开度为30°，全开为90°。当然一级电动调节阀6、二级调节阀5也可以设于进口处，即一级冷却器连接一级进水管处、二级冷却器连接二级进水管处。

如图3所示，其调节过程具体如下。

（1）测得一级冷却器的排气口温度设为T1，二级冷却器的排气口温度设为T2，总进水管处温度为t。

（2）计算一级温压△T1=T1-t，二级温压△T2=T 2-t。

（3）当△T1，△T2均小于10K时，并且当△T1与△T2的差值大于>2k时，减小温压小的电动调节阀的开度，当△T1与△T2的差值<=2k时，电动调节阀不动作。温压大说明冷却效果差，需要更多的冷却液，故当△T1与△T2的差值大于>2k时，需要将电动调节阀的阀门开度增大，或降低冷却效果好的冷却器供水量，即温压小的阀门开度减小。在此处，由于△T1，△T2均小于10K，本身冷却效果比较好，优选减小温压小的阀门开度。但是在减小温压小的电动调节阀的开度前，需要先判断该电动调节阀的开度是否大于30°。如果温压小的电动调节阀的开度大于30°，则开度减小1°，如果是30°，说明无法再减小开度，则需要通过增大温压大的电动调节阀的开度来实现温压调整。此时先判断温压大的电动调节阀的开度是否小于90°，如果是，则开度增加1°，如果是90°，则也无法增大温压大的电动调节阀的开度，说明在此时状态下，无法调节任何一个电动调节阀，发出报警信号。当然，这种报警情况，概率非常小。因为，两电动调节阀的开度不会相差这么大。

当△T1，△T2一个小于10K，一个介于10K～15K时，并且当△T1与△T2的差值大于>2k时，增大温压大的电动调节阀的开度，当△T1与△T2的差值<=2k时，电动调节阀不动作。

当△T1，△T2均介于10 K～15 K，并且当△T1与△T2的差值大于>2k时，增大温压大的电动调节阀的开度，当△T1与△T2的差值<=2k时，电动调节阀不动作。

上述两种情况，其中一个温压或两个温压介于10K～15K时，说明冷却效果不是很理想了，所以通过增大温压大的电动调节阀的开度来增加冷却效果。同理，需要先判断温压大的电动调节阀的开度是否小于90°，如果是，则开度增加1°，如果是90°，则也无法增大温压大的电动调节阀的开度，则需要减小温压小的电动调节阀的开度。则要先判断温压小的电动调节阀的开度是否大于30°。如果温压小的电动调节阀的开度大于30°，则开度减小1°，如果是30°，说明无法再减小开度，说明在此时状态下，无法调节任何一个电动调节阀，发出报警信号。当然，这种报警情况，概率也非常小。因为，两电动调节阀的开度不会相差这么大。

当△T1，△T2至少有一个大于15 K时，判断一级电动调节阀、二级电动调节阀是否全开，如果已经全开，则触发报警，如果未全开，则一级电动调节阀、二级电动调节阀全开。当△T1，△T2至少有一个大于15 K时，说明整个冷却效果已经很不理想了，需要将一级电动调节阀、二级电动调节阀全开来提高制冷效果。当已经全开状态时，则报警，说明温压高。

（4）重复上述（1）（2）（3）动作，直至△T1与△T2的差值小于2K。当△T1，△T2均小于15 K，△T1与△T2的差值小于2K时，说明冷却处于优化状态，整个设备工况良好。

在步骤（3）中一级电动调节阀或二级电动调节阀每一动作后，等待15s再进行步骤（1）温度检测，这样保障冷却效果电动调节阀经过调整后有足够时间进行相应调整。

压缩空气经冷却器后的排气温度与冷却水进水温度的差值，称之为温压△T。温压是用来衡量冷却器换热效果好坏与否的一个重要参数。温压低，说明冷却器热交换充足，换热效果良好。反之，温压大时则说明冷却器热交换效果变差。冷却水供给量是影响冷却器换热效果的主要因素之一。在其他条件不变时，各级冷却器供水量越充足，压缩空气出口温度越低，温压越小。

本发明旨在通过平衡各分段冷却部件的水量供应，实现各级冷却器温压均衡，避免出现部分冷却器过冷引起的能量损失，或部分冷却器过热引起的热交换不足等问题，实现机组节能运行。

根据各级冷却器初始温压的不同，按照图1 所示控制逻辑，对相应位置的控制阀进行开度调节，调节步长1°，直至符合要求为止。其中，ΔT1为一级冷却器温压，ΔT2为二级冷却器温压。当二者温压差值小于2K 时，阀门开度不再进行调节。同时，为了避免在调节过程中出现阀开度过小，造成冷却水量不足或缺水的风险，设定阀最小开度为30°。本发明实时监测一级冷却器以及二级冷却器的温压大小，并根据温压大小判断冷却状态，根据冷却状态来调整一级冷却器、二级冷却器的电动调节阀的开度，从而调节冷却水供应量，来实现冷却最优化，达到工况最优化。当冷却效果很不理想时，会发出报警信号。

本发明通过对冷却水智能分配调节，实现机组高效节能运行。

Claims

1.离心式压缩机冷却水智能调节方法，包括一级冷却器、二级冷却器，一级冷却器通过一级进水管连接总进水管，通过一级出水管连接总出水管，二级冷却器通过二级进水管连接总进水管，通过二级出水管连接总出水管，在所述的一级冷却器的排气口处、二级冷却器的排气口处、总进水管处均分别设置温度传感装置，在一级冷却器连接一级出水管或一级进水管处设一级电动调节阀，在二级冷却器连接二级出水管或二级进水管处设二级电动调节阀，通过调节一级电动调节阀、二级调节阀的开度调节冷水进水量，其特征在于：其调节过程具体如下：

（2）计算一级温压△T1=T1-t，二级温压△T2=T 2-t;

2.根据权利要求1所述的离心式压缩机冷却水智能调节方法，其特征在于：所述的一级电动调节阀、二级电动调节阀的调节步长均为1°，最小开度为30°，全开为90°。

3.根据权利要求2所述的离心式压缩机冷却水智能调节方法，其特征在于：在步骤（2）中，当△T1，△T2均小于10K，并且当△T1与△T2的差值大于>2k时，在减小电动调节阀的开度前，如果温压小的电动调节阀的开度已经为30°，则增大温压大的电动调节阀的开度，如果温压大的电动调节阀也已经为90°，则发出报警信号；当△T1、△T2一个小于10K，一个介于10K～15K，或者当△T1、△T2均介于10 K～15 K，并且当△T1与△T2的差值大于>2k时，增大温压大的电动调节阀的开度前，如果温压大的电动调节阀已经为90°，则减小温压小的电动调节阀的开度，如果温压小的电动调节阀的开度也已经为30°，则发出报警信号。

4.根据权利要求3所述的离心式压缩机冷却水智能调节方法，其特征在于：在步骤（3）中一级电动调节阀或二级电动调节阀每一动作后，等待15s再进行步骤（1）温度检测。