CN205655535U - 闭式循环冷却水节能驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种闭式循环冷却水节能驱动系统，包括闭式水箱，与闭式水箱连通的闭式循环冷却水回路；闭式循环冷却水回路包括与闭式水箱连通的供水母管，依次连接设置于供水母管上的闭式冷却水泵组件、闭式水热交换器及多个并列的冷却设备管路，以及连通每个冷却设备管路和闭式冷却水泵组件的回水母管；闭式冷却水泵组件包括设置于供水母管上的闭式循环冷却水泵，以及驱动闭式循环冷却水泵的双速电机，闭式循环冷却水泵的入口与回水母管连通、闭式循环冷却水泵的出口与闭式水热交换器连通。本实用新型提出的技术方案，不会出现“憋泵”的情况，也不会造成能量损失，可保证冷却水系统安全稳定运行。

Description

闭式循环冷却水节能驱动系统

技术领域

本实用新型涉及发电厂冷却水系统技术领域，特别涉及一种闭式循环冷却水节能驱动系统。

背景技术

传统技术中，国内火力发电厂采用的闭式循环冷却水系统一般配置两台闭式循环冷却水泵，而闭式循环冷却水泵的选型按照夏季工况各辅机设备所需冷却水量确定。根据电厂运行反馈的信息，闭式循环冷却水泵在夏季运行情况良好，但到了冬季，由于各辅机设备所需冷却水量减少，运行中发现大部分调节阀开度极小，仅6％左右，导致闭式循环冷却水泵出现“憋泵”的情况，为此只能开启闭式循环冷却水系统的母管联络门以降低压力，但这样又会造成大量的能量损失。

实用新型内容

基于此，针对上述问题，本实用新型提出一种闭式循环冷却水节能驱动系统，不会出现“憋泵”的情况，也不会造成能量损失，可保证冷却水系统安全稳定运行。

其技术方案如下：

一种闭式循环冷却水节能驱动系统，包括闭式水箱，与所述闭式水箱连通的闭式循环冷却水回路；所述闭式循环冷却水回路包括与所述闭式水箱连通的供水母管，依次连接设置于所述供水母管上的闭式冷却水泵组件、闭式水热交换器、多个并列的冷却设备管路，以及连通每个所述冷却设备管路和所述闭式冷却水泵组件的回水母管；所述闭式冷却水泵组件包括设置于所述供水母管上的闭式循环冷却水泵，以及驱动所述闭式循环冷却水泵的双速电机，所述闭式循环冷却水泵的入口与所述回水母管连通、所述闭式循环冷却水泵的出口与所述闭式水热交换器连通。

闭式水箱向闭式循环冷却水回路供水，即通过供水母管将冷却水供应给闭式冷却水泵组件，闭式冷却水泵组件将冷却水泵送到闭式水热交换器中，与外界进行热交换以降低冷却水的温度，然后将降温后的冷却水输送到冷却设备管路中，对各种需要冷却的设备进行冷却降温，然后冷却水从冷却设备管路回流到闭式冷却水泵组件，闭式冷却水泵组件继续将冷却水输送到闭式水热交换器中进行换热冷却，再对冷却设备管路输送降温的冷却水对设备进行冷却，循环往复，从而形成一个闭式循环冷却水系统。在此过程中，闭式冷却水泵组件的闭式循环冷却水泵在双速电机的驱动下，根据不同的温度特点，以不同的转速驱动闭式循环冷却水泵运转，同时调节阀配合进行开度调整，使整个闭式循环冷却水回路中冷却水的流量与闭式循环冷却水泵的转速对应。这样，就不会产生在环境温度较低的情况下，由于各辅机设备所需冷却水量减少，运行中发现大部分调节阀开度极小，而导致闭式循环冷却水泵出现“憋泵”的情况发生。也不需要开启闭式循环冷却水系统的母管联络门以降低压力，从而也不会造成系统的能量损失。

下面对其进一步技术方案进行说明：

进一步地，所述闭式冷却水泵组件包括并联设置于所述回水母管上的第一闭式循环冷却水泵和第二闭式循环冷却水泵，以及与所述第一闭式循环冷却水泵对应的第一双速电机、与所述第二闭式循环冷却水泵对应的第二双速电机。

进一步地，所述闭式冷却水泵组件还包括与所述第一闭式循环冷却水泵和第二闭式循环冷却水泵并联的低温专用闭式循环冷却水泵，且所述低温专用闭式循环冷却水泵容量小于所述第一闭式循环冷却水泵或第二闭式循环冷却水泵的容量。

进一步地，还包括设置于所述闭式水热交换器的出口处的流量调节阀；

所述流量调节阀包括设置于所述供水母管上的全容量闸阀或截止阀，且所述全容量闸阀或截止阀一端与所述闭式水热交换器的出口连通、而另一端与所述冷却设备管路的入口连通；还包括设置于所述供水母管上与所述全容量闸阀或截止阀并联的60％容量调节阀。

进一步地，所述闭式循环冷却水回路还包括设置于所述闭式冷却水泵组件的入口处的温度传感器，所述温度传感器与所述流量调节阀和双速电机电连接。

进一步地，所述闭式水热交换器包括并联设置于所述回水母管上第一闭式水热交换器和第二闭式水热交换器。

进一步地，所述闭式冷却水泵组件还包括设置于所述供水母管上并位于所述闭式循环冷却水泵两侧的关断阀和控制阀。

进一步地，所述冷却设备管路包括与所述供水母管连通的供水支管，与所述供水支管连通的冷却设备，以及连通所述冷却设备和所述回水母管的回水支管。

进一步地，所述冷却设备包括汽机辅助设备、锅炉辅助设备、发电机辅助设备。

进一步地，还包括与所述闭式水箱连通的凝结水系统和除盐水系统。

本实用新型具有如下突出的有益效果：

1、闭式循环冷却水泵配置双速电机，使闭式循环冷却水泵在环境温度较高时(如夏季)、环境温度较低时(如冬季)两个工况均能运行在高效区，既避免发生“憋泵”情况，又有利于延长泵的使用寿命；

2、采用改变双速电机转速的方式调整调速闭式循环冷却水泵，以调节闭式循环冷却水泵的出口流量，比通过在管路中利用调阀节流调节更加节能；

3、双速电机低转速带动闭式循环冷却水泵运转时，管路中流量调节阀保持较大开度，有利于降低管系阻力，提高机组运行的经济性。

附图说明

图1是本实用新型实施例中所述闭式循环冷却水节能驱动系统的结构示意框图。

附图标记说明：

100-闭式水箱，200-供水母管，210-温度传感器，220-全容量闸阀，230-60％容量调节阀，300-闭式冷却水泵组件，310-第一闭式循环冷却水泵，320-第二闭式循环冷却水泵，330-低温专用闭式循环冷却水泵，400-闭式水热交换器，410-第一闭式水热交换器，420-第二闭式水热交换器，500-冷却设备管路，502-汽机辅助设备，504-锅炉辅助设备，506-发电机辅助设备，508-其他辅助设备，510-供水支管，520-回水支管，600-回水母管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1所示，一种闭式循环冷却水节能驱动系统，包括闭式水箱100，与所述闭式水箱100连通的闭式循环冷却水回路，闭式水箱100向闭式循环冷却水回路供应冷却水。所述闭式循环冷却水回路包括与所述闭式水箱100连通的供水母管200，依次连接设置于所述供水母管200上的闭式冷却水泵组件300、闭式水热交换器400、多个并列设置的冷却设备管路500，以及连通每个所述冷却设备管路500和所述闭式冷却水泵组件300的回水母管600。

即通过供水母管200将冷却水供应给闭式冷却水泵组件300，闭式冷却水泵组件300将冷却水泵送到闭式水热交换器400中，与外界进行热交换以降低冷却水的温度，然后将降温后的冷却水输送到冷却设备管路500中，对各种需要冷却的设备进行冷却降温，然后冷却水从冷却设备管路500回流到闭式冷却水泵组件300，闭式冷却水泵组件300继续将冷却水输送到闭式水热交换器400中进行换热冷却，再对冷却设备管路500输送降温的冷却水对设备进行冷却，循环往复，从而形成一个闭式循环冷却水系统。

而且，所述闭式冷却水泵组件300包括设置于所述供水母管200上的闭式循环冷却水泵，以及驱动所述闭式循环冷却水泵的双速电机，所述闭式循环冷却水泵的入口与所述回水母管600连通、所述闭式循环冷却水泵的出口与所述闭式水热交换器400连通。在上述循环冷却的过程中，闭式冷却水泵组件300的闭式循环冷却水泵在双速电机的驱动下，根据不同的温度特点，以不同的转速驱动闭式循环冷却水泵运转，同时管路中的调节阀配合进行开度调整，使整个闭式循环冷却水回路中冷却水的流量与闭式循环冷却水泵的转速对应。这样，就不会产生在环境温度较低的情况下，由于各辅机设备所需冷却水量减少但是运行中大部分调节阀开度极小，而导致闭式循环冷却水泵出现“憋泵”的情况发生。也不需要开启闭式循环冷却水系统的母管联络门以降低压力，从而也不会造成系统的能量损失。

进一步地，所述闭式冷却水泵组件300包括并联设置于所述回水母管600上的第一闭式循环冷却水泵310和第二闭式循环冷却水泵320，以及与所述第一闭式循环冷却水泵310对应的第一双速电机、与所述第二闭式循环冷却水泵320对应的第二双速电机。同时设置两个闭式循环冷却水泵以及相应的双速电机，其中一个闭式循环冷却水泵可以当做备用，使另外一个闭式循环冷却水泵出现故障时仍能正常泵水，保证系统正常运转。例如，当一台闭式循环冷却水泵在运行中发生跳闸，则另一台备用泵联锁自启动，可维持系统正常运行。或者，也可以使两个闭式循环冷却水泵同时工作，以满足冷却设备管路的大流量冷却水需求。

此外，所述闭式冷却水泵组件300还可包括与所述第一闭式循环冷却水泵310和第二闭式循环冷却水泵320并联的低温专用闭式循环冷却水泵330，且所述低温专用闭式循环冷却水泵330容量小于所述第一闭式循环冷却水泵310或第二闭式循环冷却水泵320的容量。可在环境温度较低时，直接启用该容量较小的低温专用闭式循环冷却水泵330，而关闭高温时和其他温度时使用的闭式循环冷却水泵。可保证在冬季环境温度较低时，所述闭式冷却水泵组件300仍能正常、经济运行。

而且，所述闭式冷却水泵组件300还可包括设置于所述供水母管上并位于所述闭式循环冷却水泵两侧的关断阀和控制阀(图中未示意出)。通过关断阀和控制阀，可以对所述闭式循环冷却水泵的进水和出水进行控制。

此外，所述闭式水热交换器400包括并联设置于所述回水母管600上第一闭式水热交换器410和第二闭式水热交换器420。设置两个闭式水热交换器，可以将其中一个闭式水热交换器当做主用，另一个闭式水热交换器当做备用，当一个闭式水热交换器发生故障时，可以启用另一个闭式水热交换器。从而可以保证冷却水系统正常运转，保证机组安全运行。而且，也可以两个闭式水热交换器，以满足冷却水的换热冷却需求。

此外，系统还包括设置于所述闭式水热交换器400的出口处的流量调节阀。通过调整流量调节阀的开度，对出口的冷却水流量进行控制，以控制进入冷却设备管路500中的冷却水流量。具体地，所述流量调节阀包括设置于所述供水母管200上的全容量闸阀220或截止阀，且所述全容量闸阀220或截止阀一端与所述闭式水热交换器400的出口连通、而另一端与所述冷却设备管路500的入口连通。流量调节阀还可包括设置于所述供水母管200上与所述全容量闸阀220或截止阀并联的60％容量调节阀230，该60％容量调节阀230设置于与所述全容量闸阀220或截止阀并联的旁路管上。这样，在夏天这种环境温度较高的情况下，启用全容量闸阀220或截止阀，正常向所述冷却设备管路500供应冷却水。在其他情况下，例如冬天这种环境温度较低的情况下，启用旁路管上的60％容量调节阀230，减少供应给所述冷却设备管路500冷却水流量。这样，夏季工况(环境温度较高)时用主路，其他时间用旁路管上的60％容量调节阀230来调水量，即使冬季(环境温度较低)时，调节阀仍有36％左右开度，可保证一定的通流量。

此外，所述闭式循环冷却水回路还可包括设置于所述闭式冷却水泵组件300的入口管路处和所述冷却设备管路500出口处的温度传感器210，所述温度传感器210与所述流量调节阀和双速电机电连接。温度传感器210可对经过所述冷却设备管路500冷却换热的冷却水温度进行监测，并根据监测温度可对设置于所述闭式水热交换器400出口处的所述流量调节阀(即全容量闸阀220或60％容量调节阀230)的开度进行调整，并通过所述流量调节阀的开度控制所述双速电机的转速进行调整(切换为低速或者高速)，从而实现对闭式循环冷却水泵的转速进行调整，以控制流向冷却设备管路500的冷却水流量。

此外，所述冷却设备管路500包括与所述供水母管200连通的供水支管510，与所述供水支管510连通的冷却设备，以及连通所述冷却设备和所述回水母管600的回水支管520。通过供水支管510，将冷却水从供水母管200中引入冷却设备中，对冷却设备进行换热降温，并通过回水支管520将换热后的冷却水输送到回水母管600中。进一步地，所述冷却设备包括汽机辅助设备502、锅炉辅助设备504、发电机辅助设备506、以及其他辅助设备508。除汽机冷油器外的所有主厂房内的主、辅机设备的冷却水均可由本系统提供。

此外，所述闭式循环冷却水节能驱动系统还包括与所述闭式水箱100连通的凝结水系统(图中未示意出)和除盐水系统。该系统采用除盐水系统的化学除盐水作为系统冷却工质(冷却水)，用凝结水输送泵向闭式水箱及其系统的管道充水，然后通过闭式循环冷却水泵升压后在闭式回路中作循环，来自凝结水系统的凝结水作为该系统正常运行时的补给水。

此外，对应上述闭式循环冷却水节能驱动系统，还具有一种闭式循环冷却水节能驱动方法，包括如下步骤：

S100、双速电机驱动闭式循环冷却水泵工作，将循环冷却水输送到闭式水热交换器400进行换热冷却，再将换热后的循环冷却水输送到冷却设备管路500对各种冷却设备进行冷却，然后循环冷却水流出冷却设备管路500并流回闭式循环冷却水泵；

S200、当循环冷却水经过闭式水热交换器400进行换热冷却、并经过冷却设备管路500换热降温后的冷却水水温处于较高值时，增大流量调节阀(即全容量闸阀220)的开度并使双速电机高速运转，增大输送到冷却设备管路500中的循环冷却水流量；

进一步地，还包括如下步骤：

温度传感器210实时监测所述闭式冷却水泵组件300的入口管路处和所述冷却设备管路500出口管路处的循环冷却水的温度，当检测到循环冷却水的温度处于较高值时(如可将温度的较高值设置为25摄氏度，也可设置为其他值，可根据实际情况进行确定)，根据监测温度调节流量调节阀(即全容量闸阀220)的开度，即增大所述闭式水热交换器400的出口管路处和所述冷却设备管路500入口管路处流量调节阀的开度，从而调整双速电机的转速即将双速电机的转速调整为高速，从而驱动闭式循环冷却水泵(310或320)高速运转，使供水母管200中冷却水流量与闭式循环冷却水泵流量对应，增大输送到所述冷却设备管路500中的循环冷却水流量，保证冷却水系统正常运转。

S300、当循环冷却水经过闭式水热交换器400进行换热冷却、并经过冷却设备管路500换热降温后的冷却水水温处于较低值时，减小流量调节阀(即全容量闸阀220或60％容量调节阀230)的开度并使双速电机低速运转，减小输送到冷却设备管路500中的循环冷却水流量。

进一步地，还可包括如下步骤：

S310、温度传感器210实时监测所述闭式冷却水泵组件300的入口管路处和所述冷却设备管路500出口管路处的循环冷却水的温度，当检测到循环冷却水的温度处于较低值时(如可将温度的较高值设置为10摄氏度，也可设置为其他值，可根据实际情况进行确定)，根据监测温度调整流量调节阀(即全容量闸阀220)的开度，即减小流量调节阀的开度，并根据流量调节阀的开度调节控制双速电机的转速，即将双速电机的转速调整为低速，从而驱动闭式循环冷却水泵(310或320)低速运转，使供水母管200中冷却水流量与闭式循环冷却水泵(310或320)流量对应，减小输送到冷却设备管路500中的循环冷却水流量，保证冷却水系统正常运转。

此外，还可包括如下步骤：

S320、温度传感器210实时监测所述闭式冷却水泵组件300的入口管路处和所述冷却设备管路500出口管路处的循环冷却水的温度，当检测到循环冷却水的温度处于较低值时，启动与所述第一闭式循环冷却水泵310和第二闭式循环冷却水泵320并联的低温专用闭式循环冷却水泵330，而关闭所述第一闭式循环冷却水泵310和第二闭式循环冷却水泵320，减小闭式冷却水泵组件300输出流量，可保证在冬季环境温度较低时，所述闭式冷却水泵组件300仍能正常、经济运行。

此外，还可包括如下步骤：

S330、温度传感器210实时监测所述闭式冷却水泵组件300的入口管路处和所述冷却设备管路500出口管路处的循环冷却水的温度，当检测到循环冷却水的温度处于较低值时，启用与所述全容量闸阀220或截止阀并联的旁路管上设置的60％容量调节阀230，并保持所述闭式冷却水泵组件300在环境温度较高的情况下的运转速度，使用旁路管上的60％容量调节阀230来调水量，使在冬季(环境温度较低)时流量调节阀210仍有36％左右开度，可保证一定的通流量。

而且，上述步骤S310、S320、S330可单独使用，也可以相互配合使用，均可以达到在环境温度较低时(如冬天)，闭式冷却水泵组件仍能正常工作，不会出现“憋泵”，也不需要排水而损失能量。

S400、当循环冷却水经过闭式水热交换器400进行换热冷却、并经过冷却设备管路500换热降温后的冷却水水温处于较高值和较低值之间时，双速电机高速运转并调整流量调节阀的开度，调节输送到冷却设备管路500中的循环冷却水流量。

进一步地，温度传感器210实时监测所述闭式冷却水泵组件300的入口管路处和所述冷却设备管路500出口管路处的循环冷却水的温度，当检测到循环冷却水的温度处于较高值和较低值之间时，根据监测温度调整流量调节阀(即全容量闸阀220)的开度，即适当增大流量调节阀的开度，并根据流量调节阀的开度控制双速电机的转速，即将双速电机的转速调整为高速，从而驱动闭式循环冷却水泵(310或320)高速运转，使供水母管200中冷却水流量与闭式循环冷却水泵(310或320)流量对应，适当增大输送到冷却设备管路500中的循环冷却水流量，保证冷却水系统正常运转。

上述闭式循环冷却水节能驱动系统中，闭式循环冷却水泵采用双速电机进行驱动，在冬季工况(环境温度较低)时，切换到低转速来代替高转速，减少供水量。同时管路中的流量调节阀保持较大开度，有利于降低阻力。本实用新型提出的闭式循环冷却水节能驱动系统及方法，通过给闭式循环冷却水泵配置双速电机，使闭式循环冷却水泵在环境温度较高时(如夏季)、环境温度较低时(如冬季)两个工况均能运行在高效区，既避免发生“憋泵”情况，又有利于延长泵的使用寿命；采用改变双速电机转速的方式调整调速闭式循环冷却水泵，以调节闭式循环冷却水泵的出口流量，比通过在管路中利用调阀节流调节更加节能；双速电机低转速带动闭式循环冷却水泵运转时，管路中流量调节阀保持较大开度，有利于降低管系阻力，提高机组运行的经济性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种闭式循环冷却水节能驱动系统，其特征在于，包括闭式水箱，与所述闭式水箱连通的闭式循环冷却水回路；

所述闭式循环冷却水回路包括与所述闭式水箱连通的供水母管，依次连接设置于所述供水母管上的闭式冷却水泵组件、闭式水热交换器、多个并列的冷却设备管路，以及连通每个所述冷却设备管路和所述闭式冷却水泵组件的回水母管；

所述闭式冷却水泵组件包括设置于所述供水母管上的闭式循环冷却水泵，以及驱动所述闭式循环冷却水泵的双速电机，所述闭式循环冷却水泵的入口与所述回水母管连通、所述闭式循环冷却水泵的出口与所述闭式水热交换器连通。

2.根据权利要求1所述的闭式循环冷却水节能驱动系统，其特征在于，所述闭式冷却水泵组件包括并联设置于所述回水母管上的第一闭式循环冷却水泵和第二闭式循环冷却水泵，以及与所述第一闭式循环冷却水泵对应的第一双速电机、与所述第二闭式循环冷却水泵对应的第二双速电机。

3.根据权利要求2所述的闭式循环冷却水节能驱动系统，其特征在于，所述闭式冷却水泵组件还包括与所述第一闭式循环冷却水泵和第二闭式循环冷却水泵并联的低温专用闭式循环冷却水泵，且所述低温专用闭式循环冷却水泵容量小于所述第一闭式循环冷却水泵或第二闭式循环冷却水泵的容量。

4.根据权利要求2所述的闭式循环冷却水节能驱动系统，其特征在于，还包括设置于所述闭式水热交换器的出口处的流量调节阀；

所述流量调节阀包括设置于所述供水母管上的全容量闸阀或截止阀，且所述全容量闸阀或截止阀一端与所述闭式水热交换器的出口连通、而另一端与所述冷却设备管路的入口连通；还包括设置于所述供水母管上与所述全容量闸阀或截止阀并联的60％容量调节阀。

5.根据权利要求4所述的闭式循环冷却水节能驱动系统，其特征在于，所述闭式循环冷却水回路还包括设置于所述闭式冷却水泵组件的入口处的温度传感器，所述温度传感器与所述流量调节阀和双速电机电连接。

6.根据权利要求2所述的闭式循环冷却水节能驱动系统，其特征在于，所述闭式水热交换器包括并联设置于所述回水母管上第一闭式水热交换器和第二闭式水热交换器。

7.根据权利要求2所述的闭式循环冷却水节能驱动系统，其特征在于，所述闭式冷却水泵组件还包括设置于所述供水母管上并位于所述闭式循环冷却水泵两侧的关断阀和控制阀。

8.根据权利要求1或2所述的闭式循环冷却水节能驱动系统，其特征在于，所述冷却设备管路包括与所述供水母管连通的供水支管，与所述供水支管连通的冷却设备，以及连通所述冷却设备和所述回水母管的回水支管。

9.根据权利要求8所述的闭式循环冷却水节能驱动系统，其特征在于，所述冷却设备包括汽机辅助设备、锅炉辅助设备、发电机辅助设备。

10.根据权利要求1或2所述的闭式循环冷却水节能驱动系统，其特征在于，还包括与所述闭式水箱连通的凝结水系统和除盐水系统。