干熄焦余熱電站循環水泵流量自動調節裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種干熄焦余熱電站循環水泵流量自動調節裝置。包括真空傳感器、控制電路和高壓變頻器，真空傳感器，用于檢測凝汽器內的真空度，真空傳感器的檢測端設置在檢測凝汽器內，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，控制電路內預設有真空度閥值，控制電路將真空傳感器檢測到的真空度與真空度閥值對照，并計算出相應的水泵變頻器功率作為控制信號輸出至高壓變頻器；高壓變頻器，其輸出端與水泵電連接。本實用新型相對于操作人員憑經驗進行調節，更加地精確；并且可將凝汽器管路上的調節閥設為全開狀態，將循環水泵出力和節流損失降到最低。
【專利說明】干熄焦余熱電站循環水泵流量自動調節裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于焦炭的冷卻或驟熄的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]干熄焦，是相對濕熄焦而言的，是指采用惰性氣體將紅焦降溫冷卻的一種熄焦方法。干熄焦余熱發電項目中的電站循環冷卻水系統與常規的火力電站具有相似的結構和設計思路，較多采用開放式的冷卻方式。作為汽輪發電機組的重要輔機，循環水系統的作用就是對汽輪機凝汽器、冷油器及發電機的空冷器進行降溫。影響開放式循環水系統運行負荷的因素主要有兩個，首先是隨著汽輪機組的生產負荷增減而正比例相關，其次就是隨著當地的環境溫度的升降而變化。
[0003]目前國內現有工藝中的循環水泵都是工頻運行，但干熄焦的生產負荷是會發生變化的，當地的氣溫在不同的季節也相差很大。比如在我國華中地區冬季最低氣溫能達到-5°C?-10°C左右，夏季的最高氣溫可達38°C左右，如此大的季節溫差必然會給循環水泵站的運行帶來很大的負荷差異。我們需要面對的循環水系統是一個在環境氣溫和機組負荷變化時需要隨之改變的變工況系統。在現有的干熄焦余熱發電項目中，循環水泵都是采用工頻運行，因而也并沒有設置自動控制，循環水量全由操作人員根據冷卻塔的回水溫度和凝汽器的進水溫度粗略調節。或是利用凝汽器前的電動蝶閥通過節流的方式來控制循環水流量。前者控制太過粗略，而后者明顯降低了循環水泵的效率，損失了大量電能，并且長時間依靠閥門來實現大比例的節流會對閥門和水泵造成機械損傷，縮短設備使用壽命。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供一種干熄焦余熱電站循環水泵流量自動調節裝置，以解決現有干熄焦余熱電站循環系統電能損失大和水泵使用壽命短的問題。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案:一種干熄焦余熱電站循環水泵流量自動調節裝置，包括真空傳感器、控制電路和高壓變頻器，
[0006]真空傳感器，用于檢測凝汽器內的真空度，真空傳感器的檢測端設置在檢測凝汽器內，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，控制電路內預設有真空度閥值，控制電路將真空傳感器檢測到的真空度與真空度閥值對照，并計算出相應的水泵變頻器功率作為控制信號輸出至高壓變頻器；
[0008]高壓變頻器，其輸出端與水泵電連接。
[0009]與現有技術相比，本實用新型的優點在于:通過凝汽器內的真空度來判斷所需冷卻水的水量，相對于操作人員憑經驗進行調節，更加地精確；并且可將凝汽器管路上的調節閥設為全開狀態，將循環水泵出力和節流損失降到最低，延長了閥門和水泵的使用壽命，從而產生節能效益。
[0010]進一步，還包括溫度傳感器，溫度傳感器的輸入端設在水泵的管道內，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，循環水泵吸出水的溫度也是決定冷卻水量的一個重要因素，可通過檢測循環水泵吸出水的水溫以及來凝汽器內的真空度計算水量，使水量的計算更加的準確。
[0011]進一步，還包括推進桿，推進桿為可伸縮結構，推進桿由推動器驅動，該推進桿設在凝汽器內部，所述真空傳感器設在推進桿上。該真空傳感器可在凝汽器內部移動，用于檢測不同位置的真空度，使凝汽器內部真空度的數據更加準確。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和實施例對本實用新型技術方案進一步說明:
[0013]圖1是本實用新型干熄焦余熱電站循環水泵流量自動調節裝置實施例的結構示意圖。
[0014]
【具體實施方式】
[0015]說明書附圖中的附圖標記包括: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、推進桿6和水泵7。
[0016]如圖1所示，本實施例中的一種干熄焦余熱電站循環水泵流量自動調節裝置，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，用于檢測凝汽器5內的真空度，真空傳感器I的檢測端設置在檢測凝汽器5內，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內設有推進桿6，推進桿6為可伸縮結構，推進桿6由推動器驅動，該推進桿6設在凝汽器5內部，所述真空傳感器I設在推進桿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內預設有真空度閥值，控制電路2將真空傳感器I檢測到的真空度與真空度閥值對照。
[0019]溫度傳感器3的輸入端設在水泵7的管道內，溫度傳感器3的輸出端與控制電路2的輸入端電連接，并結合真空傳感器I檢測到的真空度與真空度閥值對照，計算出相應的水泵7變頻器4功率作為控制信號輸出至高壓變頻器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算電路和時基電路構成，需要處理模擬量信號需要大量的電容，電阻器件，這樣使得整個裝置變得比較復雜，現在本【技術領域】人員需要處理模擬量和邏輯控制會選用可編程控制器。
[0022]以河南中鴻干熄焦及余熱發電項目循環水站為例，設計以2用I備的方式配置了 3臺500KW雙吸臥式離心泵作為循環水泵7，單臺額定流量4153 m3/h,揚程35.1m,轉速980r/min ;配套電機功率為500KW，電源采用50HZ、1KV交流電，防護等級IP44。設計汽輪機滿負荷進汽量為92t/h，當循環水進水溫度為32°C時，所需的循環水量為6493m3/h，也就是說在此設計工況負荷下，就存在啟動一臺泵流量不足，兩臺泵流量偏多的情況。實際上，這樣的情況在變工況和氣溫變化的情況下是無法避免的。而只要為其中I臺水泵7加裝變頻器4之后，就能利用變頻調速很好的匹配所需的循環水量。
[0023]按照該方案改造之后的循環水站，將可以在以下幾種工況下分別實現經濟運行(假定加裝變頻器4的為1#水泵7，剩余的為2#和3#泵):①當冷卻水需求量不大于單臺泵額定流量的情況下啟動1#水泵7及變頻器4，在變頻控制下輸出所需水量；②當冷卻水需求量大于I臺泵額定流量且小于2臺泵流量時,開啟2#或3#泵中的I臺，同時開啟1#泵和變頻器4 ;③若1#泵或者變頻器4出現故障，可暫時開啟2#和3#泵回到閥門節流狀態，同時檢修損壞的設備；④遇到氣溫過高的極端氣候情況并且汽輪機組滿負荷運行時，若出現凝汽器5回水溫度偏高的情況可同時開啟2#和3#泵，并視情況開啟1#泵。變頻改造后按上述方式運行基本覆蓋了全部工況。
[0024]當水泵7運行時，設定控制電路2內的真空度閥值為-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內的真空度和溫度要計算合適的循環水量。改造后在去往凝汽器5管路上的調節閥就可以設為全開狀態，避免了節流造成的能耗。
[0025]循環水量在確定的水溫和氣溫條件下只與汽輪機組負荷或者說汽輪機進汽量正相關，因此在計算節能效益的時候可以簡化模型，將水泵7出力只與汽輪機進汽量線性正相關。為了避免在過低的負荷下汽輪機自身的效率下降太大，我們只計算出汽輪機50%?100%負荷區間內進汽量對應的1#循環水泵7功率消耗(冷卻水量高于單臺泵額定的4153m3時，須同時啟動I臺工頻泵)如表2所示。表中列出了假設該臺水泵7在工頻狀態下運行時的電機功率，工頻狀態下的電機功率按照公式P工=P (0.4+0.6 Q)計算，式中P為額定功率，Q為相應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算
[0028]由上表計算可知，所節省的功率是很可觀的。如果按照中鴻干熄焦項目設計的152.5t/h的排焦量及0.56t/t-焦的蒸汽產量計算,在這個負荷下蒸汽產量為85.4t/h,需循環冷卻水6027 m3,需要開啟I臺工頻泵和1#變頻泵，改為變頻控制的1#循環水泵7理論計算功率225.6kW，若在工頻狀態下電機功率應為335.3kff,電機節省功率為109.7kW，按每年8000小時的運行時間計算，全年可省電877600kWh。若按照0.6元/kWh的工業用電費率計算，全年的節能效益為526560元。
[0029]改造工程的設備、材料及施工費用總投資約為65萬元，若按照上述方案進行改造，并且干熄焦能夠達到設計的排焦量152.5t/h進行全年(按8000小時計)正常生產，則該改造工程項目的靜態回收期為1.23年，具有較好的經濟效益。
[0030]對于本領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本實用新型的保護范圍，這些都不會影響本實用新型實施的效果和專利的實用性。
【權利要求】
1.一種干熄焦余熱電站循環水泵流量自動調節裝置，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，用于檢測凝汽器內的真空度，真空傳感器的檢測端設置在檢測凝汽器內，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，控制電路內預設有真空度閥值，控制電路將真空傳感器檢測到的真空度與真空度閥值對照，并計算出相應的水泵變頻器功率作為控制信號輸出至高壓變頻器； 高壓變頻器，其輸出端與水泵電連接。
2.如權利要求1所述的干熄焦余熱電站循環水泵流量自動調節裝置，其特征在于:還包括溫度傳感器，溫度傳感器的輸入端設在水泵的管道內，溫度傳感器的輸出端與控制電路的輸入端電連接。
3.如權利要求1所述的干熄焦余熱電站循環水泵流量自動調節裝置，其特征在于:還包括推進桿，推進桿為可伸縮結構，推進桿由推動器驅動，該推進桿設在凝汽器內部，所述真空傳感器設在推進桿上。
【文檔編號】F04D15/00GK204003514SQ201420302698
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】馬少超, 張沂, 謝正武, 齊欣 申請人:中節能科技投資有限公司