一种空冷型调相机站空冷岛风机的智能监控方法

技术领域

本发明涉及空冷岛风机调控领域，具体涉及一种空冷型调相机站空冷岛风机的智能监控方法。

背景技术

空冷型调相机站空冷岛由空冷器构架、管束、风机、百叶窗等部分组成，其中风机由电机、小胶带轮组合、大胶带轮组合，同步带、轮毂轴、轮毂等组成。空冷岛一般采用轴流式空冷风机，工作方式是通过两组轴流风机带动周围环境低温位空气的高速流动，高速气流的运动在经过空冷器管束时带走管束内高温位介质产生的热量，从而达到对高温位介质的降温和气态介质冷凝的目的。风机传动方式采用皮带传动，风机叶轮在电机通过皮带的带动下，实现风机的传动，带动叶片进行工作。

目前空冷型调相机站采用空冷岛的冷却方式，在运行时受电机选型、硬件配置、逻辑控制和极端环境的影响，空冷岛变频风机产生不同程度的高次谐波，风机越多，谐波叠加影响越大，导致变频器过电流和过热问题。变频风机和工频风机不合理的布置方案、配置设计和启停逻辑，配置过载、逻辑失调、频繁启停等引起工频风机不稳定运行，出现换热效果降低、过载烧毁现象。

发明内容

本发明目的是提供一种空冷型调相机站空冷岛风机的智能监控方法，能够优化风机配置和启停逻辑，智能控制风机运行，解决空冷行调相机站空冷岛风机运行不稳定、换热效果低、过载烧毁等问题。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种空冷型调相机站空冷岛风机的智能监控方法，包括步骤：

采集空冷器管束内的介质温度，通过逻辑控制器对风机的运行状态进行调整；所述运行状态的调整包括风机频率变化和风机启停调整；

在风机启动时对风机设置停机保护，当风机运行在不稳定区时触发停机运行保护；所述不稳定区包括风机过热、风机电流波动异常、风机振动异常。

进一步的，风机频率变化和风机启停调整的风机控制逻辑为：

启动时，先启动变频风机，直至变频风机运行频率达到启动额定频率后，再启动工频风机；

停止时，先降变频风机运行频率，至停止额定频率后，停止工频风机，工频风机停止后再停变频风机；

变频或工频风机停止的顺序对应按照运行时长最长的变频或工频风机先停止，启动时按照变频或工频风机停运时间最长的先启动。

进一步的，启动额定频率为50Hz，所述停止额定频率为30Hz。

进一步的，共有N组风机，每组风机包括X组变频风机和Y组工频风机；

风机的启动流程为：

当第一组变频风机变频回路正常时，本组风机变频启动运行至工频后，再启第二组变频风机，依次启至第N组变频风机，所有变频风机启动完成后，若第一组工频风机正常，启动本组工频风机，如若工频风机有故障报警，则跳启下一组工频风机，依次启至第N组工频风机；

当第一组变频风机变频回路故障时，则报警并跳启第二组变频风机，依次启至第N组变频风机，所有变频风机启动完成后，若第一组工频风机正常，启动本组工频风机，如若工频风机有故障报警，则跳启下一组工频风机，依次启至第N组工频风机；

风机的停止流程为：

从第一组至第N组每组变频风机依次降频运行至停止额定功率，直至所有变频风机均降频至停止额定功率，依次停止第一组至第N组工频风机，直至所有工频风机停运，再依次停止第一组至第N组变频风机，直至所有变频风机停运。

进一步的，逻辑控制器对风机的运行状态进行调整的方法为：利用自适应模糊PID温控调节对风机的运行状态进行调整；所述自适应模糊PID温控调节包括用模糊控制器识别输入系统的空冷岛温度设定值、空冷岛温度实际值、空冷岛温度变化率，进行模糊推理后，PID控制器改变风机系统的运行状态，调整后的空冷岛温度实际值作为反馈信号再输入模糊控制器。

进一步的，逻辑控制器对风机的运行状态进行调整的方法为：

当期望温度定值+温度控制变化区间定值＜外冷器进水温度，风机依次启动；

当期望温度定值－温度控制变化区间定值≤外冷器进水温度≤期望温度定值+温度控制变化区间定值，风机运行数量保持不变；

当进水温度＜期望温度定值-温度控制变化区间定值，风机依次停止。

进一步的，风机过热保护触发后，过热风机停运24小时候允许再次启动。

进一步的，风机电流波动异常判定为运行电流电压波动值达到±5%。

进一步的，风机振动异常的判定方法为：

监测风机的振动信号，对信号进行波形监测分析、指标因数分析和信号自相关分析，判断振动的幅值、频率及性质的变化。

本发明的优点在于：通过本方案提出的空冷型调相机站空冷岛风机智能控制方法，根据空冷岛风机运行时产生的集群效应，针对不同环境下的空冷型调相机站空冷岛风机，运用谐波抑制技术和智能控制手段，实时监测电机的振动、谐波、电流、电压以及风机的参数，建立基于模糊PID温度控制风机运行模型，且优化了风机配置和启停逻辑，智能控制风机运行，提升冷却系统整体稳定性和换热效果，解决了空冷岛风机频繁过载烧毁、使用寿命短、维护费用高的问题。

附图说明

图1为风机模糊PID温度控制原理图；

图2为风机控制流程图；

图3为风机启机流程图；

图4为风机停机流程图。

具体实施方式

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。

实施例1

一种空冷型调相机站空冷岛风机的智能监控方法，实时监测风机运行状态，通过DCS系统实现数据显示功能和控制功能。

空冷岛风机转子不平衡、动静摩擦、转子弯曲、滚动轴承故障、机械松动、带传动故障及转轴横向产生裂纹都会引起振动的异常。通过监测空冷岛风机的振动信号，对信号进行波形监测分析、指标因数分析和信号自相关分析，判断振动的幅值、频率及性质的变化。波形监测分析主要是当波形监测存在简谐波、周期或脉冲信号时，波形图形上可能表现异常波形；指标因数分析主要是从概率统计的角度出发对信号参数进行统计分析，得到特征值的具体参数和变化情况；信号的自相关分析反映的是同一信号不同时刻的相似程度，主要判断分析信号的性质，检测和分离掺杂在原始信号中的确定性信号。三种分析方法结合判断风机振动是否异常，振动异常时，风机工作在不稳定区，启动报警器报警，并同时自动停止异常风机，异常风机的停止不影响其他风机正常运行。例如，每台风机装有振动传感器，振动值达到6.5mm/s时自动停机，该组其他风机正常运行。

此外，风机设置过热保护，当过热保护触发后风机停运24h后允许启动；DCS实时监测风机运行时的电流电压，运行电流电压波动值±5%时判断风机运行在不稳定区，触发停机运行保护。

风机的启停根据逻辑控制器进行调整，主要包括风机频率变化和风机启停调整。

本实施例采用风机增加自适应模糊PID温控调节，采集空冷器管束内的介质温度，与风机过热保护温度阈值进行比较，温度阈值通过上位机程序设定，将模糊控制技术和传统PID控制算法相结合，调整风机频率的变化和工频风机启停逻辑，实行现场环境的自适应模糊PID温控调节。

请参照图1的模糊PID控制原理图，其中e为误差值，ec为误差变化率，参数Kp、Ki、Kd为PID算法中比例、积分、微分系数，模糊控制器负责识别输入的系统变量和参数，PID控制器负责更改系统的状态，以达到所需的结果，然后反馈系统对反馈信号进行调整，达到最佳控制效果。

实施例2

本实施例提出另一种逻辑控制，以64台风机分为8组为例，其中2组变频风机6组工频风机，每组8台，每组风机与进水管路垂直交叉布置，保证一组风机启动时可以冷却所有换热器管路。

请参照图2，当期望温度定值+温度控制变化区间定值＜外冷器进水温度，风机依次启动；

当期望温度定值－温度控制变化区间定值≤外冷器进水温度≤期望温度定值+温度控制变化区间定值，风机运行数量保持不变；

当进水温度＜期望温度定值－温度控制变化区间定值，风机依次停止。

风机频率变化和风机启停调整的风机控制逻辑为：

启动时，先启动变频风机，直至变频风机运行频率达到50Hz后，再启动工频风机；

停止时，先降变频风机运行频率，至30Hz后，停止工频风机，工频风机停止后再停变频风机；

变频或工频风机停止的顺序对应按照运行时长最长的变频或工频风机先停止，启动时按照变频或工频风机停运时间最长的先启动。

具体的步骤请参照图3、图4，风机的启动流程为：

当第一组变频风机变频回路正常时，本组风机变频启动运行至工频后，再启第二组变频风机，依次启至第N组变频风机，所有变频风机启动完成后，若第一组工频风机正常，启动本组工频风机，如若工频风机有故障报警，则跳启下一组工频风机，依次启至第N组工频风机；

当第一组变频风机变频回路故障时，则报警并跳启第二组变频风机，依次启至第N组变频风机，所有变频风机启动完成后，若第一组工频风机正常，启动本组工频风机，如若工频风机有故障报警，则跳启下一组工频风机，依次启至第N组工频风机。

例如，当冷却器进水温度大于32℃时，依次启动1～8组变频风机，同时根据温度进行频率调节；变频风机全部启动后，进水温度仍大于32℃时，依次启动1～8组工频风机，每组风机启动间隔为5分钟。

风机的停止流程为：

从第一组至第N组每组变频风机依次降频运行至停止额定功率，直至所有变频风机均降频至停止额定功率，依次停止第一组至第N组工频风机，直至所有工频风机停运，再依次停止第一组至第N组变频风机，直至所有变频风机停运。

例如，当冷却器进水温度小于30℃时，依次停运1～8组工频风机，工频风机全部停止后进水温度仍小于30℃时，依次停运1～8组变频风机，每组风机停运间隔为5分钟。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。