电气控制系统论文电气系统相关论文

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辅机冷却水温差控制实施方案

摘要：发电厂的辅机冷却水的主要用户为冷油器和闭式水冷却器，冬季和夏季环境温度和机组负荷差别较大，为了保证冷却器的正常运行，冷却水温和冷却水量必须满足环境温度和负荷的要求，我厂辅机冷却水有既安全又经济灵活的运行方式。

关键词：辅机冷却水温差控制变频运行方式

1 我厂辅机冷却水系统概况

1.1 系统配置

我厂辅机冷却水系统采用带机力通风冷却塔的循环供水系统，为母管制公用系统。两台机组配一座（3格）冷却塔，配3台辅机冷却水泵。设辅机冷却水泵房一座，辅机冷却水泵布置安装在泵房内。正常运行时，#1、#2辅机冷却水泵变频运行，#3辅机冷却水泵工频备用，辅机冷却水泵出口联络门全开，回水母管联络门全开。补充水来自一期厂区内工业水管道。辅机冷却水用户共有三类，分为汽机、锅炉及外围设备系统。

1.2 系统用户水量分配列表

1.3 系统能耗状况及耗能影响因素

1.3.1 设备情况

单台辅机循环水泵电机容量630KW；轴功率430 KW；电机效率

94.5％；闭式换热器设计进出口温差在6－10度；辅机循环水泵设计流量3000m3/h，长期安全运行的允许最小流量是1800m3/h；每度电价取0.25元；

1.3.2 工况对比

本对比分析按两台机组对应两台辅机循环水泵并列运行5760小时（夏季工况），两台机组对应一台辅机循环水泵单独运行2880小时（冬季工况），无论夏季工况还是冬季工况，假定闭式换热器的传热量保持不变。闭式换热器循环水温差按8度和7度分别考虑。

电耗计算公式：Q=h*PZ*(N0/N1)3/η1/η2

其中：Q—电耗；h—运行时间；PZ—循环水泵轴功率，430KW；η1—电机效率，94.5％；η2—变频器效率，取97％；N0/N1＝L0/L1—不同流量下的比值。

1.3.3 效益分析

以上是全流量和变频调节的节能对比，全流量下全年辅机循环水泵的能耗是655×104KWH，全年费用为163.75万元。

采用温差控制后：在板式换热器循环水进出口温差是8℃时，辅机循环水泵的能耗是236×104KWH，节能64％。在板式换热器循环水进出口温差是7℃时，辅机循环水泵的能耗是359×104KWH，节能45％。

假设两台变频器的设备投入约180万元，在控制板式换热器循环水进出口温差是8℃时，18个月可收回投资成本。在控制板式换热器

循环水进出口温差是7℃时，30个月可收回投资成本。

2 节能调整方式论证

2.1 温差调整可行性分析

温差控制方式的原理见图一，DT为温差传感器。部分负荷下，供回水温差减小，供回水干管间的温差传感器将温差信号传至控制器，控制器按预先设定的算法计算出输出偏差，并产生输出信号控制辅机循环水泵电机的频率降低，从而通过辅机循环水泵流量的降低使供回水干管间温差升高，回到设定值。实际的调节过程是通过控制器和辅机循环水泵电机频率的几次反复作用才达到新的稳定状态。

由辅机冷却水用户水量分配分析可知，当用户热负荷发生变化时，有95%的用户不进行冷却水量的调整，而是反映为冷却器进出口温差的变化，因此，为采用温差来自控制冷却水量提供了有利条件。并且温差传感器工作范围小，灵敏度高，即使很小的温差也能及时准确传达到控制器，因而控制效果好。

2.2 综合调整可行性分析

由于辅机冷却水系统用户较多，工况复杂，因此不管采用何种控制方式都要充分考虑到满足每一个用户的冷却水量要求。因此有必要将系统压力、大用户（如闭式冷却器）冷却水进出口温差等引入到控制中，参与调节。

2.3 其他调整方式可行性分析

由于公司辅机冷却水系统为母管制而非单元制，并且变频泵为相

邻的#1、2泵，#3泵工频备用，采用任何以单一用户作为辅机冷却水泵控制对象的方式均不可取，也不能全面反映辅机冷却水系统整体温差变化，因此辅机冷却水泵的控制必须以整个系统为对象考虑，兼顾大用户以及其他用户扰动的方式。

2.4 结论

由以上分析我们确定以整体辅机冷却水供回水温差作为控制设定点，兼顾大用户，考虑系统安全以及不确定用户扰动的控制方案。温差控制测点应选取在辅机冷却水泵出口母管与回水母管上。

3 辅机冷却水温差控制策略设计

3.1 温差控制设点应采用辅机冷却水供水母管与回水母管之间的温差。

3.2 为了保证各用户冷却水压力以及回水畅通，兼顾冬季防冻需要，采用辅机冷却水回水母管压力作为控制限定点，当回水母管压力低至0.2MPa时，辅机冷却水泵转速闭锁减。测点布置。

3.3 由于辅机冷却水最大的用户为闭式冷却器，并且闭式冷却器进出口温差能很好的反映热负荷随环境温度变化的关系，因此将两台机组闭式冷却器进出口温差变化趋势参与到控制中或对控制进行限制。

当辅机冷却水供回水温差增大或减小时必须引入对闭式冷却器进出口温查变化趋势的判断，只有当闭式冷却器进出口温差同趋势变化时温差控制器发出辅机冷却水泵控制指令。或者将闭式冷却器进出

口温差作为控制前馈信号。

引入闭式冷却器进出口温差作为控制前馈信号或限制信号还可避免机械通风冷却塔风机对辅机冷却水供回水温差的影响。

3.4 由于辅机冷却水系统较大供回水温差反应存在延时，因此温差控制系统应采用合理的延时控制，避免水泵转速大幅波动。

3.5 温差控制设定值应在6～8℃，设定值可根据实际运行情况改变，最终温差控制做到很好实现后，通过节能对比得出最佳控制温差。

3.6 控制中应充分考虑两台辅机冷却水泵的水量平衡，即在双泵均投自动的情况下流量接近。

3.7 在事故情况下，例如一台变频泵跳闸后，另一台变频泵应能立即超驰增速至额定，防止备用工频泵联动后变频泵不出力的情况。

4 结束语

发电厂的辅机冷却水的用户较多和重要，尤其在工况发生变化时，必须保证各种工况下所对应的冷却水温和冷却水量，经过分析和实践，通过合理调整，可以保证辅机冷却水有既安全又经济灵活的运行。