一种流量变化的间冷塔水温优化控制方法及设备

技术领域

本发明涉及工业循环水技术领域，具体涉及一种流量变化的间冷塔水温优化控制方法及设备。

背景技术

国内主要电力来自于火力发电，循环水系统在火力发电中必不可缺少，循环水将设备的热量带到冷却塔，冷却塔通过蒸发和接触将热量排放到空气中。循环水由于蒸发散热，尤其在夏天，每天都需要补充大量的水，但是在富煤缺水的地方，水源极为珍贵，为了满足电力的快速发展，间接空冷技术得到了快速发展。间冷塔主要是循环水通过散热管束和外界空气接触散热，但是缺水的地方一般属于高寒地区，尤其冬天，部分地区的极端温度可以达到-40℃，散热管束经常会发生冻裂事件。各个扇区和冷却三角的迎风和背风面各不相同，因为没有准确的调控模型，为了避免管束被冻裂，当外界温度低于-5℃时，很多企业会将间冷塔的百叶窗关掉，防止管束冻裂。冷却塔在低温环境里，应该降温效果最好，但是由于在低温天气，关闭通风百叶，造成间冷塔空气不流动，散热效果极差，供水温度较高，大大降低了发电效率。

在实际生产中循环水的流量是会随着生产负荷和外界环境温度进行改变的，生产负荷越低需要的水量越小，同样外界环境温度越低需要的循环水量也就越少。而且当总管循环水的流量变化时，循环水流到每个扇区和每个扇区内的冷却三角时，因为管阻等各种原因，并不是等比增加或减少的。因此若没有考虑到实际生产中循环水流量变化的问题，循环水流量的变化会使进入到每个冷却三角的热量都是实时变化的；若只考虑了回水温度，没有考虑流量的变化，当流量变小后，进入冷却三角的热量也会变小，如果还是使用最初恒流的百叶开度模型，会造成在实际控制中，随着外界温度的降低，管束必然会发生冻裂的问题，造成生产事故。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种流量变化的间冷塔水温优化控制方法，包括：

设置目标冷却三角的最低保护温度，实时检测所述目标冷却三角的红外温度；

实时采集所述目标冷却三角的进水总管的供水温度、所述目标冷却三角的回水总管的回水温度、经过所述目标冷却三角的流量、百叶窗进风处的风量以及外界温度；

以特定的时间间隔逐步开启百叶窗；在所述百叶窗开启过程中，若所述目标冷却三角的红外温度下降到所述最低保护温度或者所述百叶窗完全打开后所述目标冷却三角的红外温度仍未下降到所述最低保护温度，根据所述供水温度、所述回水温度和所述流量计算所述目标冷却三角的冷却热量，将冷却热量Q

根据在相同冷却热量下外界温度变化与风量的关系，对所述第一映射关系进行变换，得到相同冷却热量、不同外界温度对应的风量；将变换后冷却热量Q

再次获取冷却热量和外界温度，通过查询数据库并调节百叶窗开度来控制风量。

本发明进一步设置为当查询所述数据库中的所述第二映射关系来调节风量时，若所述红外温度达到所述最低保护温度而当前风量未达到所述第二映射关系中的风量N

本发明进一步设置为设置百叶窗分段调节温度t

本发明进一步设置为所述间隔时间t

本发明进一步设置为在相同冷却热量下外界温度变化与风量的关系公式为：y＝N+(T

本发明进一步设置为所述目标冷却三角为间接空冷系统中迎风处或背阴处的冷却三角。

本发明进一步设置为所述目标冷却三角的冷却热量的计算公式为：Q＝C*L*(T

一种流量变化的间冷塔水温优化控制系统，采用上述的流量变化的间冷塔水温优化控制方法，包括：

位于冷却扇区的目标冷却三角、百叶窗和主控单元，所述目标冷却三角的进水管口安装有供水温度变送器，所述目标冷却三角的回水管口安装有回水温度变送器和流量传感器，所述目标冷却三角的进风处设置有温度传感器，所述目标冷却三角的一侧设有正对所述目标冷却三角的红外检测设备，所述百叶窗受控于百叶窗电动执行机构，所述百叶窗的出风处设置有风量传感器；

所述供水温度变送器的输出端、所述回水温度变送器的输出端、所述流量传感器的输出端、所述温度传感器的输出端、所述红外检测设备的输出端和所述风量传感器的输出端分别连接至所述主控单元的输入端，所述主控单元的输出端连接所述百叶窗电动执行机构的输入端。

一种电子设备，所述电子设备包括处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；所述处理器执行所述计算机程序指令时实现上述的流量变化的间冷塔水温优化控制方法。

一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述的流量变化的间冷塔水温优化控制方法。

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本技术方案流量变化的间冷塔水温优化控制方法通过建立不同冷却热量和外界温度下冷却三角的供水温度模型，在防止冷却管束被冻的前提下，将间接空冷的循环水供水温度降至最低，使间接空冷系统的冷却效益达到最高，提高发电效率；同时供水温度的降低也能降低循环水的流量，以节省循环水泵组的能耗，起到节能的目的。

附图说明

图1为本发明实施例流量变化的间冷塔水温优化控制方法流程图。

图2为本发明实施例间接空冷节能控制系统示意图。

图3为本发明实施例电子设备示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

结合附图1，本发明技术方案是一种流量变化的间冷塔水温优化控制方法，包括：

设置目标冷却三角的最低保护温度，实时检测所述目标冷却三角的红外温度；

实时采集所述目标冷却三角的进水总管的供水温度、所述目标冷却三角的回水总管的回水温度、经过所述目标冷却三角的流量、百叶窗进风处的风量以及外界温度；

以特定的时间间隔逐步开启百叶窗；在所述百叶窗开启过程中，若所述目标冷却三角的红外温度下降到所述最低保护温度或者所述百叶窗完全打开后所述目标冷却三角的红外温度仍未下降到所述最低保护温度，根据所述供水温度、所述回水温度和所述流量计算所述目标冷却三角的冷却热量，将冷却热量Q

根据在相同冷却热量下外界温度变化与风量的关系，对所述第一映射关系进行变换，得到相同冷却热量、不同外界温度对应的风量；将变换后冷却热量Q

再次获取冷却热量和外界温度，通过查询数据库并调节百叶窗开度来控制风量。

在上述实施例中，所述数据库包含第一映射关系和第二映射关系两部分数据，所述第二映射关系是由所述第一映射关系变换扩展得到的。因此，所述第二映射关系并非完全准确，需要在后续查询输出过程中进行微调，使其符合实际场合的应用，具体的修正如下所述。

在上述实施例中，所述最低保护温度可以为5℃，是为了留下一个安全区间，防止有意外情况发生，造成管束结冰。

在上述实施例中，需要说明的是，本方法是针对某些具有寒冷天气的地区，即外界温度至少有一段时间低于0℃(存在管束冻裂的情形)。

在本实施例中，流量变化的间冷塔水温优化控制方法通过建立不同冷却热量和外界温度下冷却三角的供水温度模型，在防止冷却管束被冻的前提下，将间接空冷的循环水供水温度降至最低，使间接空冷系统的冷却效益达到最高，提高发电效率；同时供水温度的降低也能降低循环水的流量，以节省循环水泵组的能耗，起到节能的目的。

在本实施例中，当查询所述数据库中的所述第二映射关系来调节风量时，若所述红外温度达到所述最低保护温度而当前风量未达到所述第二映射关系中的风量N

在上述实施例中，由于第二映射关系是第一映射关系变换得到的，因此实际查询数据库进行风量调节过程中，某冷却热量和某外界温度对应的风量N

在本实施例中，设置百叶窗分段调节温度t

在本实施例中，所述间隔时间t

在上述实施例中，间接空冷在数据上的反映具有滞后性，因此需要以间隔时间进行数据的采集和缓存，但又需要兼顾数据库的建库效率，因此进行分段采集，前半段的开度调节较大，后半段开度调节较小。例如，百叶窗分段调节温度t

在本实施例中，在相同冷却热量下外界温度变化与风量的关系公式为：y＝N+(T

在上述实施例中，换热效率变化系数f是根据不同现场设定的，是一个不同现场变化常数。

在本实施例中，所述目标冷却三角为间接空冷系统中迎风处或背阴处的冷却三角。

在上述实施例中，迎风处或背阴处的冷却三角为间接空冷系统中最薄弱(容易冻结)的冷却三角，因此，为了减少监测对象和系统安装成本，可以以该处的冷却三角作为建库对象。

在本实施例中，所述目标冷却三角的冷却热量的计算公式为：Q＝C*L*(T

实施例2

结合附图2，本发明技术方案是一种流量变化的间冷塔水温优化控制系统，采用实施例1所述的流量变化的间冷塔水温优化控制方法，包括：

位于冷却扇区的目标冷却三角、百叶窗和主控单元10，所述目标冷却三角的进水管口安装有供水温度变送器20，所述目标冷却三角的回水管口安装有回水温度变送器30和流量传感器40，所述目标冷却三角的进风处设置有温度传感器50，所述目标冷却三角的一侧设有正对所述目标冷却三角的红外检测设备60，所述百叶窗受控于百叶窗电动执行机构80，所述百叶窗的出风处设置有风量传感器70；

所述供水温度变送器20的输出端、所述回水温度变送器30的输出端、所述流量传感器40的输出端、所述温度传感器50的输出端、所述红外检测设备60的输出端和所述风量传感器70的输出端分别连接至所述主控单元10的输入端，所述主控单元10的输出端连接所述百叶窗电动执行机构80的输入端。

在本实施例中，所述主控单元10可以为MCU或PLC。

在本实施例中，所述红外检测设备60为高精度红外检测设备。

在本实施例中，所述主控单元10与各个传感器之间可以通过信号采集柜进行连接，采集柜可以安装在目标冷却三角所在的扇区，通信方式可以为CAN总线、RS485总线或RS232总线等。

实施例3

结合附图3，本发明技术方案是一种电子设备，所述电子设备包括处理器100以及存储有计算机程序指令的存储器200；所述处理器100执行所述计算机程序指令时实现上述的流量变化的间冷塔水温优化控制方法。

实施例4

本发明技术方案是一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述的流量变化的间冷塔水温优化控制方法。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。