CN117108478A - 一种空压机和冷干机的组合系统及其节能控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空压机和冷干机的组合系统及其节能控制方法，涉及火电厂压缩空气系统技术领域，组合系统包括空压机组和冷干机组，还包括仪用一级母管、除灰用一级母管、仪用二级母管和除灰用二级母管；空压机组包括若干台空压机，各空压机的出口分别通过空压机出口电动三通阀组与仪用一级母管、除灰用一级母管连接；冷干机组包括若干台冷干机，各冷干机的入口分别通过冷干机入口电动三通阀组与仪用一级母管、除灰用一级母管连接；各冷干机的出口分别通过冷干机出口电动阀组与仪用二级母管、除灰用二级母管连接；仪用二级母管和除灰用二级母管之间并联设置有补气调阀和压力调平旁路阀。

Description

一种空压机和冷干机的组合系统及其节能控制方法
技术领域
本发明涉及火电厂压缩空气系统技术领域，具体来讲是一种空压机和冷干机的组合系统及其节能控制方法。
背景技术
空压机、冷干机的常规组合方式是一对一的组合，这种方式存在以下缺陷：
1、任一台空压机或冷干机设备出现问题，必须退出运行，设备相应失去备用。
2、耗气量增大，需要添加新设备时，组合方式单一，不能任一匹配。
3、除灰用压缩空气瞬时耗气量增大时，在除灰用压缩空气压力突降的情况下，联启备用设备保证压力，不能实现压缩空气系统供气和需气的最佳匹配，设备耗能增加。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种空压机和冷干机的组合系统及其节能控制方法，解决原空压机、冷干机运行方式一对一、不能灵活匹配问题，提高设备的运行稳定性。满足系统的再扩容要求，可以随时并入新设备提高整个系统的可兼容性。空压机、冷干机自由编组运行，压力调平功能投入，实现节能运行，使整个系统耗能减少。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种空压机和冷干机的组合系统，包括空压机组和冷干机组，还包括仪用一级母管、除灰用一级母管、仪用二级母管和除灰用二级母管；所述空压机组包括若干台空压机，各空压机的出口分别通过空压机出口电动三通阀组与仪用一级母管、除灰用一级母管连接；所述冷干机组包括若干台冷干机，各冷干机的入口分别通过冷干机入口电动三通阀组与仪用一级母管、除灰用一级母管连接；各冷干机的出口分别通过冷干机出口电动阀组与仪用二级母管、除灰用二级母管连接；所述仪用二级母管和除灰用二级母管之间并联设置有补气调阀和压力调平旁路阀。
在上述技术方案的基础上，所述补气调阀与仪用二级母管之间设置有补气调阀前开关门，补气调阀与除灰用二级母管之间设置有逆止门。
在上述技术方案的基础上，所述仪用一级母管设置有仪用一级母管压力；所述除灰用一级母管设置有除灰用一级母管压力；所述仪用二级母管设置有仪用二级母管压力；所述除灰用二级母管设置有除灰用二级母管压力。
在上述技术方案的基础上，还包括控制器，所述控制器分别与空压机组、空压机出口电动三通阀组、冷干机组、冷干机入口电动三通阀组、冷干机出口电动阀组、仪用一级母管压力、除灰用一级母管压力、仪用二级母管压力、除灰用二级母管压力、补气调阀、补气调阀前开关门、压力调平旁路阀电性连接。
在上述技术方案的基础上，所述控制器还与触摸屏、操作员站电性连接。
在上述技术方案的基础上，所述压力调平旁路阀设置有紧急按钮。
在上述技术方案的基础上，所述仪用二级母管连接有仪用压缩空气储罐；所述除灰用二级母管连接有除灰用压缩空气储罐。
本发明还提供一种基于上述组合系统的节能控制方法，包括以下步骤：
步骤S1.依现场用气量选择空压机、冷干机的组合方式；
步骤S2.提前设定仪用补气压力值，仪用压力满足要求时可以投入压力调平功能，自动关闭压力调平旁路阀，打开补气调阀前开关门，依仪用二级母管压力与除灰用二级母管压力差值调整补气阀开度，将仪用一级母管压力与除灰用一级压力作为补气阀调整的前馈量，提前调整补气阀开度；
步骤S3.压力调平功能优先保障仪用气压力的安全，若仪用一级母管压力与除灰用一级压力差值有下降趋势，则及时关闭补气调阀、补气调阀前开关门，保障仪用仪用压力稳定；若仪用压力因仪用运行空压机出力异常或备用空压机无法正常联启导致压力持续降低到设定值时，联开压力调平旁路阀，通过除灰空压机加载或联启保仪用气安全，满足仪用气安全。
在上述技术方案的基础上，步骤S1中，每台空压机、冷干机均可选择向仪用或除灰用供气，未运行的选择备用为仪用或除灰用，在压力降低或运行空压机故障时联启。
在上述技术方案的基础上，操作人员可通过触摸屏、操作员站自由编组空压机、冷干机运行模式，同时设置一键开启压力调平旁路阀功能。
本发明的有益效果在于：
1、本发明中，空压机、冷干机可互为备用，满足任意情况下的设备组合运行，节能经济的运行。
2、本发明中，空压机、冷干机扩容时，新设备可直接依次接入原系统内，满足系统的再扩容要求。
3、本发明中，增加仪用气、除灰气的压力调平功能，在除灰用压缩空气瞬间降低时，满足仪用空压机母管压力的前提下，向除灰用空压机补气，减少除灰用空压机因压力低的联启，使运行空压机尽可能的处于加载状态，提高设备的利用效率。
附图说明
图1为本发明实施例中空压机和冷干机的组合系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中控制器的原理图。
附图标记：
1.空压机组；2.空压机出口电动三通阀组；3.仪用一级母管；4.除灰用一级母管；5.冷干机入口电动三通阀组；6.冷干机组；7.冷干机出口电动阀组；8.仪用二级母管；9.除灰用二级母管；10.仪用一级母管压力；11.除灰用一级母管压力；12.仪用二级母管压力；13.除灰用二级母管压力；14.补气调阀前开关门；15.补气调阀；16.逆止门；17.压力调平旁路阀；18.仪用压缩空气储罐；19.除灰用压缩空气储罐；20.紧急按钮；21.控制器；22.触摸屏；23.操作员站。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
下面结合说明书的附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
参见图1所示，本发明实施例提供了一种空压机和冷干机的组合系统，包括空压机组1和冷干机组6，还包括仪用一级母管3、除灰用一级母管4、仪用二级母管8和除灰用二级母管9；
空压机组1包括若干台空压机，各空压机的出口分别通过空压机出口电动三通阀组2与仪用一级母管3、除灰用一级母管4连接；
冷干机组6包括若干台冷干机，各冷干机的入口分别通过冷干机入口电动三通阀组5与仪用一级母管3、除灰用一级母管4连接；各冷干机的出口分别通过冷干机出口电动阀组7与仪用二级母管8、除灰用二级母管9连接；每台空压机出口添加三通门，满足任一空压机可以给仪用、除灰用一级母管供气，每台冷干机入口增加三通门，满足任一冷干机可接入仪用、除灰用一级母管，每台冷干机出口增加三通门，满足经任一冷干机可向仪用、除灰用二级母管供汽，合格压缩空气储存在相应的压缩空气储罐。
仪用二级母管8和除灰用二级母管9之间并联设置有补气调阀15和压力调平旁路阀17。具体的，补气调阀15与仪用二级母管8之间设置有补气调阀前开关门14，补气调阀15与除灰用二级母管9之间设置有逆止门16。当仪用一级母管压力、二级母管压力满足现场压力要求时，除灰用一二级母管压力降低时，通过调整补气阀开度，达到仪用气二级母管向除灰用二级母管补气，提高除灰用气母管的压力。整个过程中使运行中空压机频繁处于加载状态，减少除灰用空压机的联启，达到空压机组的节能效果。
仪用一级母管3设置有仪用一级母管压力10；除灰用一级母管4设置有除灰用一级母管压力11；仪用二级母管8设置有仪用二级母管压力12；除灰用二级母管9设置有除灰用二级母管压力13。
仪用二级母管8连接有仪用压缩空气储罐18；除灰用二级母管9连接有除灰用压缩空气储罐19。
当空压机冷干机扩容时，可随出力要求任意增加空压机或冷干机，新增空压机及出口三通阀、冷干机及出入口的三通阀依次按原设计接入一二级仪用、除灰用母管。新增空压机、冷干机即可依次并入原系统。满足设备扩容的需求。
参见图2所示，空压机和冷干机的组合系统还包括控制器21，控制器21分别与空压机组1、空压机出口电动三通阀组2、冷干机组6、冷干机入口电动三通阀组5、冷干机出口电动阀组7、仪用一级母管压力10、除灰用一级母管压力11、仪用二级母管压力12、除灰用二级母管压力13、补气调阀15、补气调阀前开关门14、压力调平旁路阀17电性连接。具体的，控制器21还与触摸屏22、操作员站23电性连接。压力调平旁路阀17设置有紧急按钮20。空压机组、电动三通阀组、冷干机组、仪用一二级母管压力、除灰用一二级母管压力分别接入控制器(PLC/DCS)，控制器采集现场的信号数据，接受来自操作人员的指令(操作员站/触摸屏)，控制空压机组、冷干机组的启停，空压机出口三通阀随空压机切换方向、冷干机进出口三通阀随冷干机切换方向。依据仪用一二级母管压力、除灰用一二级母管压力变化控制器调整补气调阀开度，实现压力调平功能。
本发明实施例还提供一种基于上述组合系统的节能控制方法，包括以下步骤：
步骤S1.依现场用气量选择空压机、冷干机的组合方式；具体的，每台空压机、冷干机均可选择向仪用或除灰用供气，未运行的选择备用为仪用或除灰用，在压力降低或运行空压机故障时联启。
步骤S2.提前设定仪用补气压力值，仪用压力满足要求时可以投入压力调平功能，自动关闭压力调平旁路阀17，打开补气调阀前开关门14，依仪用二级母管压力12与除灰用二级母管压力13差值调整补气阀开度，将仪用一级母管压力10与除灰用一级压力作为补气阀调整的前馈量，提前调整补气阀开度；
步骤S3.压力调平功能优先保障仪用气压力的安全，若仪用一级母管压力10与除灰用一级压力差值有下降趋势，则及时关闭补气调阀15、补气调阀前开关门14，保障仪用仪用压力稳定；若仪用压力因仪用运行空压机出力异常或备用空压机无法正常联启导致压力持续降低到设定值时，联开压力调平旁路阀17，通过除灰空压机加载或联启保仪用气安全，满足仪用气安全。
操作人员可通过触摸屏22、操作员站23自由编组空压机、冷干机运行模式，同时设置一键开启压力调平旁路阀17功能。
下面通过具体的实施例对本发明作进一步说明。
设定仪用压力0.65MPa(可自由设定),仪用压力满足时允许投压力调平功能，除灰用压力设定0.45MPa(可自由设定)当仪用二级母管压力与除灰用二级母管压力差值(正差值)，控制器调节系统计算补气阀开度值(0-100)开启。
将仪用一级母管压力与除灰用一级母管压力作为补气阀调整的前馈。
仪用一级母管压力在正常范围时(可设定)证明仪用空压机出力正常，补气阀正常开启，压力下降时闭锁补气阀当前开度，压力恢复正常后再次依仪用除灰用二级母管压力差值开启补气阀。
除灰用一级母管压力增加时，缓慢关闭补气阀，压力持续降低时，证明压力调平回路已无法满足除灰用气要求，控制器联启备用除灰空压机。
设置补气阀开启外部闭锁条件，仪用空压机有切换运行时闭锁开启。
选择的仪用空压机均出现出力异常或仪用压力持续下降时，自动退出压力调平功能，联锁开启压力调平旁路阀。控制器异常或操作人员判断有必要开启旁路阀时，均可紧急按钮一键开启。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“优选地”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点，包含于本发明的至少一个实施例或示例中，在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种空压机和冷干机的组合系统，包括空压机组(1)和冷干机组(6)，其特征在于：还包括仪用一级母管(3)、除灰用一级母管(4)、仪用二级母管(8)和除灰用二级母管(9)；
所述空压机组(1)包括若干台空压机，各空压机的出口分别通过空压机出口电动三通阀组(2)与仪用一级母管(3)、除灰用一级母管(4)连接；
所述冷干机组(6)包括若干台冷干机，各冷干机的入口分别通过冷干机入口电动三通阀组(5)与仪用一级母管(3)、除灰用一级母管(4)连接；各冷干机的出口分别通过冷干机出口电动阀组(7)与仪用二级母管(8)、除灰用二级母管(9)连接；
所述仪用二级母管(8)和除灰用二级母管(9)之间并联设置有补气调阀(15)和压力调平旁路阀(17)。
2.如权利要求1所述的空压机和冷干机的组合系统，其特征在于：所述补气调阀(15)与仪用二级母管(8)之间设置有补气调阀前开关门(14)，补气调阀(15)与除灰用二级母管(9)之间设置有逆止门(16)。
3.如权利要求2所述的空压机和冷干机的组合系统，其特征在于：所述仪用一级母管(3)设置有仪用一级母管压力(10)；所述除灰用一级母管(4)设置有除灰用一级母管压力(11)；所述仪用二级母管(8)设置有仪用二级母管压力(12)；所述除灰用二级母管(9)设置有除灰用二级母管压力(13)。
4.如权利要求3所述的空压机和冷干机的组合系统，其特征在于：还包括控制器(21)，所述控制器(21)分别与空压机组(1)、空压机出口电动三通阀组(2)、冷干机组(6)、冷干机入口电动三通阀组(5)、冷干机出口电动阀组(7)、仪用一级母管压力(10)、除灰用一级母管压力(11)、仪用二级母管压力(12)、除灰用二级母管压力(13)、补气调阀(15)、补气调阀前开关门(14)、压力调平旁路阀(17)电性连接。
5.如权利要求4所述的空压机和冷干机的组合系统，其特征在于：所述控制器(21)还与触摸屏(22)、操作员站(23)电性连接。
6.如权利要求1所述的空压机和冷干机的组合系统，其特征在于：所述压力调平旁路阀(17)设置有紧急按钮(20)。
7.如权利要求1所述的空压机和冷干机的组合系统，其特征在于：所述仪用二级母管(8)连接有仪用压缩空气储罐(18)；所述除灰用二级母管(9)连接有除灰用压缩空气储罐(19)。
8.一种基于权利要求1～7所述组合系统的节能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1.依现场用气量选择空压机、冷干机的组合方式；
步骤S2.提前设定仪用补气压力值，仪用压力满足要求时可以投入压力调平功能，自动关闭压力调平旁路阀(17)，打开补气调阀前开关门(14)，依仪用二级母管压力(12)与除灰用二级母管压力(13)差值调整补气阀开度，将仪用一级母管压力(10)与除灰用一级压力作为补气阀调整的前馈量，提前调整补气阀开度；
步骤S3.压力调平功能优先保障仪用气压力的安全，若仪用一级母管压力(10)与除灰用一级压力差值有下降趋势，则及时关闭补气调阀(15)、补气调阀前开关门(14)，保障仪用仪用压力稳定；若仪用压力因仪用运行空压机出力异常或备用空压机无法正常联启导致压力持续降低到设定值时，联开压力调平旁路阀(17)，通过除灰空压机加载或联启保仪用气安全，满足仪用气安全。
9.如权利要求8所述的节能控制方法，其特征在于：步骤S1中，每台空压机、冷干机均可选择向仪用或除灰用供气，未运行的选择备用为仪用或除灰用，在压力降低或运行空压机故障时联启。
10.如权利要求8所述的节能控制方法，其特征在于：操作人员可通过触摸屏(22)、操作员站(23)自由编组空压机、冷干机运行模式，同时设置一键开启压力调平旁路阀(17)功能。
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