CN113101796B - 用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法 - Google Patents

用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法，如果中央冷却系统和脱硫减排系统同时运行，则进入双系统节能模式；如果仅有中央冷却系统运行，则进入海水冷却节能模式；当变频装置发生故障时，则运行手动模式。本发明可以降低能耗，达到节能效果。

Description

用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法。
背景技术
现有脱硫减排系统的洗涤海水由洗涤海水泵直接驳运至脱硫塔，洗涤海水泵专用于脱硫系统，而现有的中央冷却海水系统则通过冷却海水泵将冷却海水驳运至中央冷却器，两套系统间完全独立。
脱硫系统的洗涤海水泵有工频和变频两种控制方式，其中以变频控制方式居多，原因是柴油机负荷变化对脱硫用洗涤海水量的需求变化很大，采用变频方式可以很好地控制洗涤反应，还能达到节能的目的。
中央冷却系统的冷却海水泵也有工频和变频两种控制方式，其中以工频控制方式居多，原因是没有像脱硫系统那样对流量有一定的要求。
现有技术存在以下缺点：需设置独立的两套泵组和控制装置，成本高，能耗大，使用与管理也不方便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤一，脱硫减排系统和中央冷却系统共用海水泵，中央冷却系统设有至少两台海水泵，脱硫减排系统不再单独设置海水泵，海水泵的控制方式为变频控制；中央冷却系统具有用以排出完成冷却工作的海水的冷却水出口，脱硫减排系统具有用于接纳外部海水进入的脱硫水进口；冷却水出口设有三通阀；三通阀的其中两个端口分别连接冷却水出口和脱硫水进口；三通阀的第三个端口接至舷外；处于运行状态的海水泵流量为Qr，脱硫减排系统所需水量为Qs；如果中央冷却系统和脱硫减排系统同时运行，则进入步骤二；如果仅有中央冷却系统运行，则进入步骤三；
步骤二，根据船舶主机运行信号，确定海水泵的运行数量；如果船舶主机在运行，则运行两台海水泵；如果船舶主机不运行，则运行一台海水泵；然后，根据处于运行状态的海水泵流量Qr与脱硫减排系统所需水量Qs，判断是否需增加海水泵的运行数量；如果Qr<Qs，则增加启动海水泵；如果Qr＝Qs，则不需要增加启动海水泵；如果Qr>Qs，则进入步骤四，如果运行步骤四后仍是Qr>Qs，则通过调节三通阀的开度，将多余冷却水排出；
步骤三，根据船舶主机运行信号，确定海水泵的运行数量；如果船舶主机在运行，则运行两台海水泵；如果船舶主机不运行，则运行一台海水泵；然后运行步骤四和步骤五；
步骤四，如果中央冷却系统中低温淡水出口的实测温度低于该处温度设定值，则降低海水泵工作频率；如果中央冷却系统中低温淡水出口的实测温度高于该处温度设定值，则提高海水泵工作频率或者增加启动海水泵；如果中央冷却系统中冷却水出口的实测温度高于该处温度设定值，则提高海水泵工作频率或者增加启动海水泵；
步骤五，如果中央冷却系统中冷却水出口的实测压力低于该处压力设定值，则提高海水泵工作频率或增加启动海水泵；如果中央冷却系统中冷却水出口的实测压力高于该处压力设定值，则降低海水泵的工作频率。
步骤一中，如果中央冷却系统和脱硫减排系统同时运行，当用以控制海水泵工作频率的变频装置发生故障时，则运行如下步骤：根据船舶主机运行信号，确定海水泵的运行数量；如果船舶主机在运行，则运行两台海水泵；如果船舶主机不运行，则运行一台海水泵；然后，根据处于运行状态的海水泵流量Qr与脱硫减排系统所需水量Qs，判断是否需增加海水泵的运行数量；如果Qr<Qs，则增加启动海水泵；如果Qr＝Qs，则不需要增加启动海水泵；如果Qr>Qs，则通过调节三通阀的开度，将多余冷却水排出。
步骤一中，船舶上还设有用于收集运行监测信号的系统监测模块，系统监测模块具有显示监测信号的显示屏。
步骤一中，船舶上还设有用于运行故障进行报警的系统故障报警模块。
系统故障报警模块中，只能通过人工操作才能解除报警信号。
步骤二中，当Qr<Qs时，发出脱硫减排系统海水量低的报警信号。
步骤四和步骤五中，当运行的海水泵均处于最高工作频率而且需要提高海水泵工作频率时，则增加启动海水泵。
步骤四和步骤五中，当需要降低海水泵工作频率而且运行的海水泵均处于最低工作频率时，则减少启动海水泵。
运行步骤二之前，进行脱硫减排系统和中央冷却系统的初始运行自检。
运行步骤三之前，进行中央冷却系统的初始运行自检。
本发明的有益效果在于：本发明的控制方法在脱硫减排系统中不再单独设置海水泵，降低了船舶的制造成本，减少了船舶的运行成本。本发明的控制方法对中央冷却系统和脱硫减排系统的海水流量进行优化控制，在满足双系统的海水流量需求的前提下，根据系统热负荷以及外界海水温度等的变化作出相应流量调整，降低能耗，达到节能效果。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的流程图。
图2为本发明较佳实施例的双系统节能模式的流程图。
图3为本发明较佳实施例的海水冷却节能模式的流程图。
图4为本发明较佳实施例的手动模式的流程图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
如图1、图2、图3和图4所示，一种用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法，脱硫减排系统和中央冷却系统共用海水泵，中央冷却系统设有至少两台海水泵，脱硫减排系统不再单独设置海水泵，海水泵的控制方式为变频控制；中央冷却系统具有用以排出完成冷却工作的海水的冷却水出口，脱硫减排系统具有用于接纳外部海水进入的脱硫水进口；冷却水出口设有三通阀；三通阀的其中两个端口分别连接冷却水出口和脱硫水进口；三通阀的第三个端口接至舷外；处于运行状态的海水泵流量为Qr，脱硫减排系统所需水量为Qs。
如果中央冷却系统和脱硫减排系统同时运行，先进行脱硫减排系统和中央冷却系统的初始运行自检；然后进入双系统节能模式。双系统节能模式具体步骤为：根据船舶主机运行信号，确定海水泵的运行数量；如果船舶主机在运行，则运行两台海水泵；如果船舶主机不运行，则运行一台海水泵；然后，根据处于运行状态的海水泵流量Qr与脱硫减排系统所需水量Qs，判断是否需增加海水泵的运行数量；如果Qr<Qs，则增加启动海水泵；如果Qr＝Qs，则不需要增加启动海水泵；如果Qr>Qs，则进入海水冷却变频步骤，如果运行海水冷却变频步骤后仍是Qr>Qs，则通过调节三通阀的开度，将多余冷却水排出。如果各项指标均在设定范围内，则该模式结束，否则重新进行该模式。
如果仅有中央冷却系统运行，先进行中央冷却系统的初始运行自检，然后进入海水冷却节能模式。海水冷却节能模式具体步骤为：根据船舶主机运行信号，确定海水泵的运行数量；如果船舶主机在运行，则运行两台海水泵；如果船舶主机不运行，则运行一台海水泵；然后运行海水冷却变频步骤和冷却海水出口压力判断步骤。如果各项指标均在设定范围内，则该模式结束，否则重新进行该模式。
海水冷却变频步骤，具体为：如果中央冷却系统中低温淡水出口的实测温度低于该处温度设定值，则降低海水泵工作频率；如果中央冷却系统中低温淡水出口的实测温度高于该处温度设定值，则提高海水泵工作频率或者增加启动海水泵；如果中央冷却系统中冷却水出口的实测温度高于该处温度设定值，则提高海水泵工作频率或者增加启动海水泵。
冷却海水出口压力判断步骤，具体为：如果中央冷却系统中冷却水出口的实测压力低于该处压力设定值，则提高海水泵工作频率或增加启动海水泵；如果中央冷却系统中冷却水出口的实测压力高于该处压力设定值，则降低海水泵的工作频率。
当用以控制海水泵工作频率的变频装置发生故障时，则运行手动模式。
如果中央冷却系统和脱硫减排系统同时运行，手动模式具体步骤为：根据船舶主机运行信号，确定海水泵的运行数量；如果船舶主机在运行，则运行两台海水泵；如果船舶主机不运行，则运行一台海水泵；然后，根据处于运行状态的海水泵流量Qr与脱硫减排系统所需水量Qs，判断是否需增加海水泵的运行数量；如果Qr<Qs，则增加启动海水泵；如果Qr＝Qs，则不需要增加启动海水泵；如果Qr>Qs，则通过调节三通阀的开度，将多余冷却水排出。多余冷却水排出舷外。
如果仅有中央冷却系统运行，手动模式具体步骤为：根据船舶主机运行信号，确定海水泵的运行数量；如果船舶主机在运行，则运行两台海水泵；如果船舶主机不运行，则运行一台海水泵；然后，手动模式结束。
船舶上还设有用于收集运行监测信号的系统监测模块，系统监测模块具有显示监测信号的显示屏。
船舶上还设有用于运行故障进行报警的系统故障报警模块。系统故障报警模块中，只能通过人工操作才能解除报警信号。双系统节能模式中，当Qr<Qs时，发出脱硫减排系统海水量低的报警信号。
海水冷却变频步骤和冷却海水出口压力判断步骤中，还采用增降频步骤。增降频步骤具体为：当运行的海水泵均处于最高工作频率而且需要提高海水泵工作频率时，则增加启动海水泵。当需要降低海水泵工作频率而且运行的海水泵均处于最低工作频率时，则减少启动海水泵。
本控制方法用于给中央海水冷却系统及脱硫系统提供合理的水量分配，达到既能满足双系统的使用需求，又能节能环保的目的。
本控制方法采用模块化搭建，共分为以下4个模块：1.系统自检模块，2.模式选择模块，3.系统监控模块，4.系统故障报警模块。
其中，模式选择模块又包含三大模式：双系统节能模式、海水冷却节能模式、手动模式。此外，还包含三个小模块：海水冷却变频步骤、冷却海水出口压力判断步骤、增降频步骤。
一、系统自检模块。
系统自检模块用于本脱硫减排兼中央冷却系统初始运行时的自我检测，检查设备运行是否安全，杜绝安全隐患。
二、模式选择模块：由系统获得的信号自行判断，也可由人为控制选择。
1、双系统节能模式。双系统节能模式具体步骤如前所述。进程结束后，若各项指标均在设定范围内，则该模式结束，否则继续返回调节。
2、海水冷却节能模式。仅中央冷却系统运行时运行海水冷却节能模式。海水冷却节能模式的具体步骤如前所述。进程结束后，若各项指标均在设定范围内，则该模式结束，否则继续返回调节。
3、手动模式。变频装置故障时运行手动模式。手动模式的具体如前所述。
三个小模块具体为：
(1)海水冷却变频步骤。对中央冷却系统中低温淡水出口温度及冷却水出口温度进行判断，根据相应判别规则进入相应步骤，若有报警则进行故障报警。
(2)冷却海水出口压力判断步骤。将中央冷却系统冷却海水出口压力与该处压力设定值进行判断。根据相应判别规则进入下一步执行环节。
(3)增降频步骤。增降频步骤具体如前所述。
三、系统监测模块。
系统监测模块用于收集运行监测信号，可以收集到系统中所有需要的监测信号，并将信号输出在显示屏上。
四、系统故障报警模块。
系统故障报警模块包含系统内可能出现的各种故障报警，该模块中，所有故障报警均需人工解除。
故障报警包括中央冷却器海水进出口压差高报警、海水泵出口压力低报警、脱硫系统故障报警、变频器故障报警、脱硫系统洗涤海水量低报警、冷却水温不正常报警、高盐析报警等。
本发明的控制方法在脱硫减排系统中不再单独设置海水泵，这样，降低了船舶的制造成本，减少了船舶的运行成本。
本发明的控制方法对中央冷却系统和脱硫减排系统的海水流量进行优化控制，在满足双系统的海水流量需求的前提下，根据系统热负荷以及外界海水温度等的变化作出相应流量调整，降低能耗，达到节能效果。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤一，脱硫减排系统和中央冷却系统共用海水泵，中央冷却系统设有至少两台海水泵，脱硫减排系统不再单独设置海水泵，海水泵的控制方式为变频控制；中央冷却系统具有用以排出完成冷却工作的海水的冷却水出口，脱硫减排系统具有用于接纳外部海水进入的脱硫水进口；冷却水出口设有三通阀；三通阀的其中两个端口分别连接冷却水出口和脱硫水进口；三通阀的第三个端口接至舷外；处于运行状态的海水泵流量为Qr，脱硫减排系统所需水量为Qs；如果中央冷却系统和脱硫减排系统同时运行，则进入步骤二；如果仅有中央冷却系统运行，则进入步骤三；
步骤二，根据船舶主机运行信号，确定海水泵的运行数量；如果船舶主机在运行，则运行两台海水泵；如果船舶主机不运行，则运行一台海水泵；然后，根据处于运行状态的海水泵流量Qr与脱硫减排系统所需水量Qs，判断是否需增加海水泵的运行数量；如果Qr<Qs，则增加启动海水泵；如果Qr＝Qs，则不需要增加启动海水泵；如果Qr>Qs，则进入步骤四，如果运行步骤四后仍是Qr>Qs，则通过调节三通阀的开度，将多余冷却水排出；如果各项指标均在设定范围内，则该模式结束，否则重新进行该模式；
步骤三，根据船舶主机运行信号，确定海水泵的运行数量；如果船舶主机在运行，则运行两台海水泵；如果船舶主机不运行，则运行一台海水泵；然后运行步骤四和步骤五；
步骤四，如果中央冷却系统中低温淡水出口的实测温度低于该处温度设定值，则降低海水泵工作频率；如果中央冷却系统中低温淡水出口的实测温度高于该处温度设定值，则提高海水泵工作频率或者增加启动海水泵；如果中央冷却系统中冷却水出口的实测温度高于该处温度设定值，则提高海水泵工作频率或者增加启动海水泵；
步骤五，如果中央冷却系统中冷却水出口的实测压力低于该处压力设定值，则提高海水泵工作频率或增加启动海水泵；如果中央冷却系统中冷却水出口的实测压力高于该处压力设定值，则降低海水泵的工作频率；
步骤四和步骤五中，当需要降低海水泵工作频率而且运行的海水泵均处于最低工作频率时，则减少启动海水泵。
2.如权利要求1所述的用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法，其特征在于，步骤一中，如果中央冷却系统和脱硫减排系统同时运行，当用以控制海水泵工作频率的变频装置发生故障时，则运行如下步骤：根据船舶主机运行信号，确定海水泵的运行数量；如果船舶主机在运行，则运行两台海水泵；如果船舶主机不运行，则运行一台海水泵；然后，根据处于运行状态的海水泵流量Qr与脱硫减排系统所需水量Qs，确定海水泵的运行数量；如果Qr<Qs，则增加启动海水泵；如果Qr＝Qs，则不需要增加启动海水泵；如果Qr>Qs，则通过调节三通阀的开度，将多余冷却水排出。
3.如权利要求1所述的用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法，其特征在于，步骤一中，船舶上还设有用于收集运行监测信号的系统监测模块，系统监测模块具有显示监测信号的显示屏。
4.如权利要求1所述的用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法，其特征在于，步骤一中，船舶上还设有用于运行故障进行报警的系统故障报警模块。
5.如权利要求4所述的用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法，其特征在于，系统故障报警模块中，只能通过人工操作才能解除报警信号。
6.如权利要求4所述的用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法，其特征在于，步骤二中，当Qr<Qs时，发出脱硫减排系统海水量低的报警信号。
7.如权利要求1所述的用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法，其特征在于，步骤四和步骤五中，当运行的海水泵均处于最高工作频率而且需要提高海水泵工作频率时，则增加启动海水泵。
8.如权利要求1所述的用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法，其特征在于，运行步骤二之前，进行脱硫减排系统和中央冷却系统的初始运行自检。
9.如权利要求1所述的用于脱硫减排系统和中央冷却系统的海水流量控制方法，其特征在于，运行步骤三之前，进行中央冷却系统的初始运行自检。
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