干熄焦余熱電站循環(huán)水泵流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種干熄焦余熱電站循環(huán)水泵流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。包括真空傳感器、控制電路和高壓變頻器，真空傳感器，用于檢測(cè)凝汽器內(nèi)的真空度，真空傳感器的檢測(cè)端設(shè)置在檢測(cè)凝汽器內(nèi)，真空傳感器的輸出端與控制電路的輸入端電連接；控制電路，控制電路的輸出端與高壓變頻器的輸入端電連接，控制電路內(nèi)預(yù)設(shè)有真空度閥值，控制電路將真空傳感器檢測(cè)到的真空度與真空度閥值對(duì)照，并計(jì)算出相應(yīng)的水泵變頻器功率作為控制信號(hào)輸出至高壓變頻器；高壓變頻器，其輸出端與水泵電連接。本實(shí)用新型相對(duì)于操作人員憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，更加地精確；并且可將凝汽器管路上的調(diào)節(jié)閥設(shè)為全開狀態(tài)，將循環(huán)水泵出力和節(jié)流損失降到最低。
【專利說明】干熄焦余熱電站循環(huán)水泵流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于焦炭的冷卻或驟熄的【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]干熄焦，是相對(duì)濕熄焦而言的，是指采用惰性氣體將紅焦降溫冷卻的一種熄焦方法。干熄焦余熱發(fā)電項(xiàng)目中的電站循環(huán)冷卻水系統(tǒng)與常規(guī)的火力電站具有相似的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思路，較多采用開放式的冷卻方式。作為汽輪發(fā)電機(jī)組的重要輔機(jī)，循環(huán)水系統(tǒng)的作用就是對(duì)汽輪機(jī)凝汽器、冷油器及發(fā)電機(jī)的空冷器進(jìn)行降溫。影響開放式循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷的因素主要有兩個(gè)，首先是隨著汽輪機(jī)組的生產(chǎn)負(fù)荷增減而正比例相關(guān)，其次就是隨著當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境溫度的升降而變化。
[0003]目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有工藝中的循環(huán)水泵都是工頻運(yùn)行，但干熄焦的生產(chǎn)負(fù)荷是會(huì)發(fā)生變化的，當(dāng)?shù)氐臍鉁卦诓煌募竟?jié)也相差很大。比如在我國(guó)華中地區(qū)冬季最低氣溫能達(dá)到-5°C?-10°C左右，夏季的最高氣溫可達(dá)38°C左右，如此大的季節(jié)溫差必然會(huì)給循環(huán)水泵站的運(yùn)行帶來很大的負(fù)荷差異。我們需要面對(duì)的循環(huán)水系統(tǒng)是一個(gè)在環(huán)境氣溫和機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)需要隨之改變的變工況系統(tǒng)。在現(xiàn)有的干熄焦余熱發(fā)電項(xiàng)目中，循環(huán)水泵都是采用工頻運(yùn)行，因而也并沒有設(shè)置自動(dòng)控制，循環(huán)水量全由操作人員根據(jù)冷卻塔的回水溫度和凝汽器的進(jìn)水溫度粗略調(diào)節(jié)?；蚴抢媚髑暗碾妱?dòng)蝶閥通過節(jié)流的方式來控制循環(huán)水流量。前者控制太過粗略，而后者明顯降低了循環(huán)水泵的效率，損失了大量電能，并且長(zhǎng)時(shí)間依靠閥門來實(shí)現(xiàn)大比例的節(jié)流會(huì)對(duì)閥門和水泵造成機(jī)械損傷，縮短設(shè)備使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提供一種干熄焦余熱電站循環(huán)水泵流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，以解決現(xiàn)有干熄焦余熱電站循環(huán)系統(tǒng)電能損失大和水泵使用壽命短的問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:一種干熄焦余熱電站循環(huán)水泵流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，包括真空傳感器、控制電路和高壓變頻器，
[0006]真空傳感器，用于檢測(cè)凝汽器內(nèi)的真空度，真空傳感器的檢測(cè)端設(shè)置在檢測(cè)凝汽器內(nèi)，真空傳感器的輸出端與控制電路的輸入端電連接；
[0007]控制電路，控制電路的輸出端與高壓變頻器的輸入端電連接，控制電路內(nèi)預(yù)設(shè)有真空度閥值，控制電路將真空傳感器檢測(cè)到的真空度與真空度閥值對(duì)照，并計(jì)算出相應(yīng)的水泵變頻器功率作為控制信號(hào)輸出至高壓變頻器；
[0008]高壓變頻器，其輸出端與水泵電連接。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:通過凝汽器內(nèi)的真空度來判斷所需冷卻水的水量，相對(duì)于操作人員憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，更加地精確；并且可將凝汽器管路上的調(diào)節(jié)閥設(shè)為全開狀態(tài)，將循環(huán)水泵出力和節(jié)流損失降到最低，延長(zhǎng)了閥門和水泵的使用壽命，從而產(chǎn)生節(jié)能效益。
[0010]進(jìn)一步，還包括溫度傳感器，溫度傳感器的輸入端設(shè)在水泵的管道內(nèi)，溫度傳感器的輸出端與控制電路的輸入端電連接。在冷卻時(shí)，循環(huán)水泵吸出水的溫度也是決定冷卻水量的一個(gè)重要因素，可通過檢測(cè)循環(huán)水泵吸出水的水溫以及來凝汽器內(nèi)的真空度計(jì)算水量，使水量的計(jì)算更加的準(zhǔn)確。
[0011]進(jìn)一步，還包括推進(jìn)桿，推進(jìn)桿為可伸縮結(jié)構(gòu)，推進(jìn)桿由推動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，該推進(jìn)桿設(shè)在凝汽器內(nèi)部，所述真空傳感器設(shè)在推進(jìn)桿上。該真空傳感器可在凝汽器內(nèi)部移動(dòng)，用于檢測(cè)不同位置的真空度，使凝汽器內(nèi)部真空度的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)一步說明:
[0013]圖1是本實(shí)用新型干熄焦余熱電站循環(huán)水泵流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]

【具體實(shí)施方式】
[0015]說明書附圖中的附圖標(biāo)記包括:真空傳感器1、控制電路2、溫度傳感器3、高壓變頻器4、凝汽器5、推進(jìn)桿6和水泵7。
[0016]如圖1所示，本實(shí)施例中的一種干熄焦余熱電站循環(huán)水泵流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，包括真空傳感器1、控制電路2、溫度傳感器3和高壓變頻器4。
[0017]真空傳感器I，用于檢測(cè)凝汽器5內(nèi)的真空度，真空傳感器I的檢測(cè)端設(shè)置在檢測(cè)凝汽器5內(nèi)，真空傳感器I的輸出端與控制電路2的輸入端電連接，凝汽器5內(nèi)設(shè)有推進(jìn)桿6，推進(jìn)桿6為可伸縮結(jié)構(gòu)，推進(jìn)桿6由推動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，該推進(jìn)桿6設(shè)在凝汽器5內(nèi)部，所述真空傳感器I設(shè)在推進(jìn)桿6上。
[0018]控制電路2，控制電路2的輸出端與高壓變頻器4的輸入端電連接，控制電路2內(nèi)預(yù)設(shè)有真空度閥值，控制電路2將真空傳感器I檢測(cè)到的真空度與真空度閥值對(duì)照。
[0019]溫度傳感器3的輸入端設(shè)在水泵7的管道內(nèi)，溫度傳感器3的輸出端與控制電路2的輸入端電連接，并結(jié)合真空傳感器I檢測(cè)到的真空度與真空度閥值對(duì)照，計(jì)算出相應(yīng)的水泵7變頻器4功率作為控制信號(hào)輸出至高壓變頻器4。
[0020]高壓變頻器4，其輸出端與水泵7電連接。
[0021]這里面所述的控制電路可以是集成的邏輯編程控制器，也可以采用模擬電路的集成芯片集成。集成芯片是通過模擬電路的基本運(yùn)算電路和時(shí)基電路構(gòu)成，需要處理模擬量信號(hào)需要大量的電容，電阻器件，這樣使得整個(gè)裝置變得比較復(fù)雜，現(xiàn)在本【技術(shù)領(lǐng)域】人員需要處理模擬量和邏輯控制會(huì)選用可編程控制器。
[0022]以河南中鴻干熄焦及余熱發(fā)電項(xiàng)目循環(huán)水站為例，設(shè)計(jì)以2用I備的方式配置了 3臺(tái)500KW雙吸臥式離心泵作為循環(huán)水泵7，單臺(tái)額定流量4153 m3/h,揚(yáng)程35.1m,轉(zhuǎn)速980r/min ;配套電機(jī)功率為500KW，電源采用50HZ、1KV交流電，防護(hù)等級(jí)IP44。設(shè)計(jì)汽輪機(jī)滿負(fù)荷進(jìn)汽量為92t/h，當(dāng)循環(huán)水進(jìn)水溫度為32°C時(shí)，所需的循環(huán)水量為6493m3/h，也就是說在此設(shè)計(jì)工況負(fù)荷下，就存在啟動(dòng)一臺(tái)泵流量不足，兩臺(tái)泵流量偏多的情況。實(shí)際上，這樣的情況在變工況和氣溫變化的情況下是無(wú)法避免的。而只要為其中I臺(tái)水泵7加裝變頻器4之后，就能利用變頻調(diào)速很好的匹配所需的循環(huán)水量。
[0023]按照該方案改造之后的循環(huán)水站，將可以在以下幾種工況下分別實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行(假定加裝變頻器4的為1#水泵7，剩余的為2#和3#泵):①當(dāng)冷卻水需求量不大于單臺(tái)泵額定流量的情況下啟動(dòng)1#水泵7及變頻器4，在變頻控制下輸出所需水量；②當(dāng)冷卻水需求量大于I臺(tái)泵額定流量且小于2臺(tái)泵流量時(shí),開啟2#或3#泵中的I臺(tái)，同時(shí)開啟1#泵和變頻器4 ;③若1#泵或者變頻器4出現(xiàn)故障，可暫時(shí)開啟2#和3#泵回到閥門節(jié)流狀態(tài)，同時(shí)檢修損壞的設(shè)備；④遇到氣溫過高的極端氣候情況并且汽輪機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，若出現(xiàn)凝汽器5回水溫度偏高的情況可同時(shí)開啟2#和3#泵，并視情況開啟1#泵。變頻改造后按上述方式運(yùn)行基本覆蓋了全部工況。
[0024]當(dāng)水泵7運(yùn)行時(shí)，設(shè)定控制電路2內(nèi)的真空度閥值為-90.4kPa，并通過真空傳感器I和溫度傳感器3采集到的凝汽器5內(nèi)的真空度和溫度要計(jì)算合適的循環(huán)水量。改造后在去往凝汽器5管路上的調(diào)節(jié)閥就可以設(shè)為全開狀態(tài)，避免了節(jié)流造成的能耗。
[0025]循環(huán)水量在確定的水溫和氣溫條件下只與汽輪機(jī)組負(fù)荷或者說汽輪機(jī)進(jìn)汽量正相關(guān)，因此在計(jì)算節(jié)能效益的時(shí)候可以簡(jiǎn)化模型，將水泵7出力只與汽輪機(jī)進(jìn)汽量線性正相關(guān)。為了避免在過低的負(fù)荷下汽輪機(jī)自身的效率下降太大，我們只計(jì)算出汽輪機(jī)50%?100%負(fù)荷區(qū)間內(nèi)進(jìn)汽量對(duì)應(yīng)的1#循環(huán)水泵7功率消耗(冷卻水量高于單臺(tái)泵額定的4153m3時(shí)，須同時(shí)啟動(dòng)I臺(tái)工頻泵)如表2所示。表中列出了假設(shè)該臺(tái)水泵7在工頻狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的電機(jī)功率，工頻狀態(tài)下的電機(jī)功率按照公式P工=P (0.4+0.6 Q)計(jì)算，式中P為額定功率，Q為相應(yīng)流量與額定流量的比值。
[0026]
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II
[0027]表I不同工況下的功率計(jì)算
[0028]由上表計(jì)算可知，所節(jié)省的功率是很可觀的。如果按照中鴻干熄焦項(xiàng)目設(shè)計(jì)的152.5t/h的排焦量及0.56t/t-焦的蒸汽產(chǎn)量計(jì)算,在這個(gè)負(fù)荷下蒸汽產(chǎn)量為85.4t/h,需循環(huán)冷卻水6027 m3,需要開啟I臺(tái)工頻泵和1#變頻泵，改為變頻控制的1#循環(huán)水泵7理論計(jì)算功率225.6kW，若在工頻狀態(tài)下電機(jī)功率應(yīng)為335.3kff,電機(jī)節(jié)省功率為109.7kW，按每年8000小時(shí)的運(yùn)行時(shí)間計(jì)算，全年可省電877600kWh。若按照0.6元/kWh的工業(yè)用電費(fèi)率計(jì)算，全年的節(jié)能效益為526560元。
[0029]改造工程的設(shè)備、材料及施工費(fèi)用總投資約為65萬(wàn)元，若按照上述方案進(jìn)行改造，并且干熄焦能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的排焦量152.5t/h進(jìn)行全年(按8000小時(shí)計(jì))正常生產(chǎn)，則該改造工程項(xiàng)目的靜態(tài)回收期為1.23年，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0030]對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本實(shí)用新型實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。
【權(quán)利要求】
1.一種干熄焦余熱電站循環(huán)水泵流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:包括真空傳感器、控制電路和高壓變頻器， 真空傳感器，用于檢測(cè)凝汽器內(nèi)的真空度，真空傳感器的檢測(cè)端設(shè)置在檢測(cè)凝汽器內(nèi)，真空傳感器的輸出端與控制電路的輸入端電連接； 控制電路，控制電路的輸出端與高壓變頻器的輸入端電連接，控制電路內(nèi)預(yù)設(shè)有真空度閥值，控制電路將真空傳感器檢測(cè)到的真空度與真空度閥值對(duì)照，并計(jì)算出相應(yīng)的水泵變頻器功率作為控制信號(hào)輸出至高壓變頻器； 高壓變頻器，其輸出端與水泵電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的干熄焦余熱電站循環(huán)水泵流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:還包括溫度傳感器，溫度傳感器的輸入端設(shè)在水泵的管道內(nèi)，溫度傳感器的輸出端與控制電路的輸入端電連接。
3.如權(quán)利要求1所述的干熄焦余熱電站循環(huán)水泵流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:還包括推進(jìn)桿，推進(jìn)桿為可伸縮結(jié)構(gòu)，推進(jìn)桿由推動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，該推進(jìn)桿設(shè)在凝汽器內(nèi)部，所述真空傳感器設(shè)在推進(jìn)桿上。
【文檔編號(hào)】F04D15/00GK204003514SQ201420302698
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】馬少超, 張沂, 謝正武, 齊欣 申請(qǐng)人:中節(jié)能科技投資有限公司