一种流体输送中实现一机多用的系统

技术领域

本发明涉及一种流体输送中实现一机多用的系统，属于流体输送技术领域。

背景技术

我们生活环境中存在很多流体输送的场景，如农民灌溉田地时水通过输水管在水泵的作用下从水塘或水井流动到农田，燃煤电站锅炉烟气在风机的作用下从锅炉经SCR脱硝装置、脱硫系统和除尘装置后到达烟囱然后排入大气中等。

流体通常都在管道内流动，流动过程中通常会受到管道内壁的阻力。为使流体在管道内能流动，通常需要在管道中设置动力源(如机电设备泵、风机等)为流体提供动力来克服管道内壁对流体的阻力。

涉及到实际工程项目中动力源通常采用一个流体输送系统配置一个或多个动力源的方式进行设计，当考虑系统稳定运行时还会通过一用一备或一用多备的方式进行冗余设计，如在烟气氮氧化物治理技术(包括SCR和SNCR脱硝技术)中，还原剂或生成还原剂的原料(液态或气态)均需通过各种泵类设备进行输送，在实际工程项目中对这些泵类的设计及使用均采用在某一流体输送系统布置一台泵、采用一用一备或一用多备的方案。这些设计或方案中，当流体输送系统数量或系统设计备用数量较多时，系统的设计方案较复杂、动力源的数量较多，工程造价和投资较高。可通过适当的方法来优化这些设计或方案，从而实现动力源一源多用(或一机多用)，达到节约资源降低成本的结果。

现有涉及流体输送的技术方案中，专利号CN 107548436 A公开了一种用于运行流体输送系统的方法，该技术虽涉及流体输送问题，但该技术没提到在流体输送领域中动力源的最优配置问题，也未涉及动力源一源多用(或一机多用)的问题；专利号CN 202302738U公开了一种流体输送优化系统，该技术虽涉及流体输送问题，但该技术没提到在流体输送领域中动力源的最优配置问题，也未涉及通过实现动力源一源多用(或一机多用)的方式，达到单个或多个流体输送领域中动力源的最优配置的问题。

CN 107548436 A和专利号CN 202302738 U分别用于流体输送领域。CN 107548436A实现了一种方法，该方法允许升压器优化的运行，以便提高燃料输送泵的最大输送量并且同时使得通过升压器产生的损耗功率最小化，但该方法非涉及流体输送领域中动力源的最优配置，减少配置数量，从而节约资源降低成本的问题；CN 202302738 U实现了一个流体输送优化系统，该系统解决局部压力、流量分配不合理，温差过低等能量浪费的问题，但该系统非涉及通过实现动力源一源多用(或一机多用)的方式，达到单个或多个流体输送领域中动力源的最优配置，同时减少流体系统中动力源(或机电设备)的配置数量，从而节约资源降低成本的问题。

为解决当流体输送系统数量或系统设计备用数量较多时，系统的设计方案较复杂、动力源的数量较多，工程造价和投资较高的问题，本发明提出了一种流体输送中实现一机多用的系统，该系统应用数学(如拓扑学、几何图形学、矩阵论、排列组合学、线路规划学、概率论及统计学等)、物理学及化学等学科知识或原理实现流体流动路线的最优化，通过实现动力源的一源多用(或一机多用)的方式，以达到单个或多个流体系统中动力源的最优配置，同时减少流体系统中动力源(或机电设备)的配置数量，从而实现节约资源降低成本的目的。

发明内容

本发明的主要目的在于通过实现动力源一源多用(或一机多用)的方式，达到单个或多个流体系统中动力源的最优配置，同时减少流体系统中动力源(或机电设备)的配置数量，从而节约资源降低成本。

一种流体输送中实现一机多用的系统，其特征在于，包括至少1个流体系统，一个流体系统有至少一个源地、一个动力源和一个目的地；当有多个流体系统时，通过流动路线的设计，使多个流体系统共用一个动力源，从而实现一机多用；

各个流体系统间为并联或串联；动力源在源地与目的地之间时，源地通过管路与动力源连接，动力源通过管路与目的地连接；动力源在源地前端时，动力源通过管路与源地连接，源地通过管路与目的地连接；动力源在目的地后端时，源地通过管路与目的地连接，目的地通过管路与动力源连接。

进一步地，流体系统管路上设有至少1个调流设施；调流设施是堵头或阀门；调流设施系统的控制逻辑通过软件及组态编程实现。

进一步地，流体系统中的流体包括纯液态、纯气态、液固混合态、气固混合态、气液混合态和气固液混合态。

进一步地，确定流体的流动方向，分别确定流动的源地和目的地，流体从源地流向目的地；流动的源地和目的地是相对的，此前的源地能够是现在的目的地，此前的目的地能够是现在的源地。

进一步地，确定动力源的特点及所提供动力对流体的影响，动力源所提供动力的方向与流体流动的方向一致；当动力源所提供动力的方向与流体流动的方向不一致时，通过流体流经线路的规划和优化实现动力源所提供动力的方向与流体流动的方向一致。

进一步地，动力源在流动的源地、目的地或管路的任意位置；动力源是机械装置、机电设备或电磁设备。

首先是实现流动的功能，其次在实现功能时采用相对少的管路、相对少的调流设施及相对少的动力源。

一种用于烟气脱硝尿素溶液输送实现一机多用系统：尿素溶液运输车罐1(1)通过管路(4)与阀门10(10)连接，阀门10(10)通过管路(4)与阀门8(8)连接，阀门8(8)通过管路(4)与泵5(5)连接，泵5(5)通过管路(4)与阀门9(9)连接，阀门9(9)通过管路(4)与尿素溶液缓存罐3(3)连接；

尿素溶液运输车罐1-H(1-H)通过管路(4)与阀门10-H(10-H)连接，该连接与尿素溶液运输车罐1(1)通过管路(4)与阀门10(10)连接并联；

阀门8-L(8-L)通过管路(4)与泵5-L(5-L)连接；阀门6(6)经过管路(4)与尿素溶液储存罐2(2)和阀门7(7)连接；阀门6-M(6-M)经过管路(4)与尿素溶液储存罐2-M(2-M)和阀门7-M(7-M)连接；以上三个连接分别与阀门8(8)通过管路(4)与泵5(5)的连接相并联；

阀门9-N(9-N)通过管路(4)与尿素溶液缓存罐3-N(3-N)连接，该连接与阀门9(9)通过管路(4)与尿素溶液缓存罐3(3)的连接相并联；

首先，在泵5(5)提供动力的作用下，在阀门6(6)、阀门9(9)、阀门6-M(6-M)、阀门7-M(7-M)、阀门8-L(8-L)、阀门9-N(9-N)和阀门10-H(10-H)关闭的情况下，尿素溶液从尿素溶液运输车罐1(1)通过管路(4)，经过阀门10(10)、阀门8(8)和阀门7(7)，进入尿素溶液储存罐2(2)；这样，泵5(5)完成尿素溶液从尿素溶液运输车罐1(1)到尿素溶液储存罐2(2)的卸料输送功能；

其次，在泵5(5)提供动力的作用下，在阀门7(7)、阀门10(10)、阀门6-M(6-M)、阀门7-M(7-M)、阀门8-L(8-L)、阀门9-N(9-N)和阀门10-H(10-H)关闭的情况下，尿素溶液从尿素溶液储存罐2(2)通过管路(4)，经过阀门6(6)、阀门8(8)和阀门9(9)，进入尿素溶液缓存罐3(3)；这样，泵5(5)完成尿素溶液从尿素溶液储存罐2(2)到尿素溶液缓存罐3(3)的供料输送功能；

再次，在泵5(5)提供动力的作用下，在阀门7(7)、阀门10(10)、阀门6-M(6-M)、阀门7-M(7-M)、阀门8-L(8-L)、阀门9(9)和阀门10-H(10-H)关闭的情况下，尿素溶液从尿素溶液储存罐2(2)通过管路(4)，经过阀门6(6)、阀门8(8)和阀门9-N(9-N)，进入尿素溶液缓存罐3-N(3-N)；这样，泵5(5)完成尿素溶液从尿素溶液储存罐2(2)到尿素溶液缓存罐3-N(3-N)的供料输送功能；

再次，在泵5(5)提供动力的作用下，在阀门10(10)、阀门6(6)、阀门6-M(6-M)、阀门8-L(8-L)、阀门7(7)、阀门9(9)和阀门9-N(9-N)关闭的情况下，尿素溶液从尿素溶液运输车罐1-H(1-H)通过管路(4)，经过阀门10-H(10-H)、阀门8(8)和阀门7-M(7-M)，进入尿素溶液储存罐2-M(2-M)；这样，泵5(5)完成尿素溶液从尿素溶液运输车罐1-H(1-H)到尿素溶液储存罐2-M(2-M)的卸料输送功能；

再次，在泵5(5)提供动力的作用下，在阀门10(10)、阀门10-H(10-H)、阀门6(6)、阀门8-L(8-L)、阀门7(7)、阀门7-M(7-M)和阀门9(9)关闭的情况下，尿素溶液从尿素溶液储存罐2-M(2-M)通过管路(4)，经过阀门6-M(6-M)、阀门8(8)和阀门9-N(9-N)，进入尿素溶液缓存罐3-N(3-N)；这样，泵5(5)完成尿素溶液从尿素溶液储存罐2-M(2-M)到尿素溶液缓存罐3-N(3-N)的供料输送功能；

泵5(5)和阀门8(8)成对配置，泵5-L(5-L)和阀门8-L(8-L)也为成对配置，两对之间互为备用，L的值越大备用的数量越大。(说明：其中，M、N、L、H为大于等于零的整数，当M为零时，尿素溶液储存罐2-M(2-M)、阀门6-M(6-M)和阀门7-M(7-M)不存在；当N为零时，尿素溶液缓存罐3-N(3-N)和阀门9-N(9-N)不存在；泵5-L(5-L)和阀门8-L(8-L)成对配置，均为备用，L值越大系统动力源备用越多越可靠，当L为零时，系统动力源不设备用，泵5-L(5-L)和阀门8-L(8-L)不存在。)

从而，在如上一种用于烟气脱硝尿素溶液输送实现一机多用的系统中，泵5(5)实现一机多用的功能，节省配置多台泵，实现节约资源降低成本的目的。

本发明的有益效果是：

本发明一种流体输送中实现一机多用的系统，属于流体输送领域。一种用于流体系统实现一机多用的系统应用数学、物理学及化学等学科知识或原理实现流体流动路线的最优化，通过实现动力源一源多用(或一机多用)的方式，达到单个或多个流体系统中动力源的最优配置，同时减少流体系统中动力源(或机电设备)的配置数量，从而节约资源降低成本。

附图说明

图1为一种用于单个流体系统实现一机2用系统的说明图。

图中：1、尿素溶液运输车罐1，2、尿素溶液储存罐2，3、尿素溶液缓存罐3，4、管路，5、泵5，6、阀门6，7、阀门7，8、阀门8，9、阀门9，10、阀门10。

图2为一种用于烟气脱硝尿素溶液输送实现一机多用系统的说明图。

图中：1、尿素溶液运输车罐1，2、尿素溶液储存罐2，3、尿素溶液缓存罐3，4、管路，5、泵5，6、阀门6，7、阀门7，8、阀门8，9、阀门9，10、阀门10，2-M、尿素溶液储存罐2-M，3-N、尿素溶液缓存罐3-N，5-L、泵5-L，6-M、阀门6-M，7-M、阀门7-M，8-L、阀门8-L，9-N、阀门9-N，10-H、阀门10-H。说明：其中，M、N、L、H为大于等于零的整数，当M为零时，尿素溶液储存罐2-M、阀门6-M和阀门7-M不存在；当N为零时，尿素溶液缓存罐3-N和阀门9-N不存在；泵5-L和阀门8-L成对配置，均为备用，L值越大系统动力源备用越多越可靠，当L为零时，系统动力源不设备用，泵5-L和阀门8-L不存在。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明予以说明，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1：一种用于烟气脱硝尿素溶液输送实现一机2用的系统

如图1所示，

首先，在泵5(5)提供动力的作用下，在阀门6(6)和阀门9(9)关闭的情况下，尿素溶液从尿素溶液运输车罐1(1)通过管路(4)，经过阀门10(10)、阀门8(8)和阀门7(7)，进入尿素溶液储存罐2(2)；这样，泵5(5)完成尿素溶液从尿素溶液运输车罐1(1)到尿素溶液储存罐2(2)的卸料输送功能；

其次，在泵5(5)提供动力的作用下，在阀门7(7)和阀门10(10)关闭的情况下，尿素溶液从尿素溶液储存罐2(2)通过管路(4)，经过阀门6(6)、阀门8(8)和阀门9(9)，进入尿素溶液缓存罐3(3)；这样，泵5(5)完成尿素溶液从尿素溶液储存罐2(2)到尿素溶液缓存罐3(3)的供料输送功能；

从而，在如上一种用于烟气脱硝尿素溶液输送实现一机2用的系统中，泵5(5)实现一机2用的功能，节省配置1台泵，实现节约资源降低成本的目的。

实施例2：一种用于烟气脱硝尿素溶液输送实现一机多用的系统

如图2所示，

首先，在泵5(5)提供动力的作用下，在阀门6(6)、阀门9(9)、阀门6-M(6-M)、阀门7-M(7-M)、阀门8-L(8-L)、阀门9-N(9-N)和阀门10-H(10-H)关闭的情况下，尿素溶液从尿素溶液运输车罐1(1)通过管路(4)，经过阀门10(10)、阀门8(8)和阀门7(7)，进入尿素溶液储存罐2(2)；这样，泵5(5)完成尿素溶液从尿素溶液运输车罐1(1)到尿素溶液储存罐2(2)的卸料输送功能；

其次，在泵5(5)提供动力的作用下，在阀门7(7)、阀门10(10)、阀门6-M(6-M)、阀门7-M(7-M)、阀门8-L(8-L)、阀门9-N(9-N)和阀门10-H(10-H)关闭的情况下，尿素溶液从尿素溶液储存罐2(2)通过管路(4)，经过阀门6(6)、阀门8(8)和阀门9(9)，进入尿素溶液缓存罐3(3)；这样，泵5(5)完成尿素溶液从尿素溶液储存罐2(2)到尿素溶液缓存罐3(3)的供料输送功能；

再次，在泵5(5)提供动力的作用下，在阀门7(7)、阀门10(10)、阀门6-M(6-M)、阀门7-M(7-M)、阀门8-L(8-L)、阀门9(9)和阀门10-H(10-H)关闭的情况下，尿素溶液从尿素溶液储存罐2(2)通过管路(4)，经过阀门6(6)、阀门8(8)和阀门9-N(9-N)，进入尿素溶液缓存罐3-N(3-N)；这样，泵5(5)完成尿素溶液从尿素溶液储存罐2(2)到尿素溶液缓存罐3-N(3-N)的供料输送功能；

再次，在泵5(5)提供动力的作用下，在阀门10(10)、阀门6(6)、阀门6-M(6-M)、阀门8-L(8-L)、阀门7(7)、阀门9(9)和阀门9-N(9-N)关闭的情况下，尿素溶液从尿素溶液运输车罐1-H(1-H)通过管路(4)，经过阀门10-H(10-H)、阀门8(8)和阀门7-M(7-M)，进入尿素溶液储存罐2-M(2-M)；这样，泵5(5)完成尿素溶液从尿素溶液运输车罐1-H(1-H)到尿素溶液储存罐2-M(2-M)的卸料输送功能；

再次，在泵5(5)提供动力的作用下，在阀门10(10)、阀门10-H(10-H)、阀门6(6)、阀门8-L(8-L)、阀门7(7)、阀门7-M(7-M)和阀门9(9)关闭的情况下，尿素溶液从尿素溶液储存罐2-M(2-M)通过管路(4)，经过阀门6-M(6-M)、阀门8(8)和阀门9-N(9-N)，进入尿素溶液缓存罐3-N(3-N)；这样，泵5(5)完成尿素溶液从尿素溶液储存罐2-M(2-M)到尿素溶液缓存罐3-N(3-N)的供料输送功能；

泵5(5)和阀门8(8)成对配置，泵5-L(5-L)和阀门8-L(8-L)也为成对配置，两对之间互为备用，L的值越大备用的数量越大。

从而，在如上一种用于烟气脱硝尿素溶液输送实现一机多用的系统中，泵5(5)实现一机多用的功能，节省配置多台泵，实现节约资源降低成本的目的。

最后说明的是：以上实施方式仅用以说明本发明，而非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述实施方式对本发明已进行了详细的描述，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。