[发明专利]一种基于环境气象参数及机组运行参数的冷却塔补水控制系统

说明书

本发明公开了一种基于环境气象参数及机组运行参数的冷却塔补水控制系统，包括数据采集系统、厂级监控信息系统、物联网云平台和机组控制系统；数据采集系统设有环境气象参数传感器、出塔空气参数传感器、补排水流量传感器和水质监测传感器，厂级监控信息系统可以向物联网云平台发送数据或接收来自物联网云平台的数据；物联网云平台的数据分析模块通过计算蒸发量和风吹损失量得到补水流量，分别由数据存储模块和监控大屏对监测数据和计算结果进行存储和展示，同时将计算结果上传至厂级监控信息系统和机组控制系统，由机组控制系统根据补水流量测量值和补水流量目标值来调节补水泵实现对补水流量的精确控制，从而维持水池水位稳定，减少补水泵能耗。

技术领域

本发明属于火/核电站节能优化领域，特别涉及一种基于环境气象参数及机组运行参数的冷却塔补水控制系统。

背景技术

湿式冷却塔在我国东部地区热电厂具有广泛的应用，冷却水与环境空气之间的换热通过蒸发传热和接触传热两种方式完成。目前，湿式冷却塔主要以集水池水位为依据来控制循环水补水，即根据水池水位的变化通过变频补水泵来调节冷却塔补水量，但该调节方式具有滞后性，易使水池水位产生较大的波动。以某电厂为例，其冷却塔设计目标水位为1.8m，水池自由水面为10000m²，而实际水位在1.7m～1.9m之间波动，导致补水量变化2000m³，造成极大的补水泵能耗；而对于高位收水塔而言，其水池自由表面面积远低于常规塔，由于调节的滞后性导致的水量变化对水池水位具有较大的影响，进而会影响高位收水塔机组循环水泵的安全经济运行。

中国申请专利，申请号201911308380.4，公开了一种湿冷火电机组智能精准节水控制系统，包括循环水信号取样装置、水质信号采集传输显示部分和加药泵组控制部分；水质信号采集传输显示部分包括排污水瞬时流量计、排污水累计流量计、发电机组表、循环水泵电流表、送风机入口风温度表、凝汽器入口循环水温度表、冷却塔补水流量计、冷却塔塔池水位计、LoRa智能无线网关和远程服务器；该发明实现了循环水水质化验、循环水系统运行参数的远程采集和加药、排污的远程自动控制以及电厂精准节水和深度节水。中国申请专利，申请号201621030040.1，公开了一种冷却塔循环水补水排污控制系统装置，包括电动阀门、液位计、电导率测定仪和硬度监测装置，将所述装置连接中控室DCS系统，DCS系统设置控制程序，所述装置能够根据水位设置自动远程控制电动阀门，自动控制关闭，根据水池电导率、硬度自动工作，节约人力资源和水利资源。以上两个专利主要是根据循环水水质和水池水位等实现了排污的自动调节和控制，而关于补水的控制虽由原来的人工调节改为自动控制，但其仍是仅依靠水池水位来实现，依然无法避免调节的滞后性。

中国申请专利，申请号201610453018.6，公开了一种大容量循环冷却水塔补排水方法和大容量循环冷却水塔补排水系统，该补排水方法包括：计算循环冷却水塔的总蒸发量Q；根据所述循环冷却水塔的总蒸发量Q、修正系数ψ、上部蒸发量E和局部蒸发量C计算循环冷却水塔的实时补水量B和水塔实时排水量M，其中实时补水量由公式计算；根据所述实时补水量B进行补水，根据所述水塔实时排水量M进行排水；该循环冷却水塔补排水方法和循环冷却水塔补排水系统可以得出实时补水量和排水量的数值，实现大容量二次循环冷却水塔的水位和浓缩倍率的控制，达到节水的目的和效果，但由其给出的蒸发量计算公式Q＝E+C，C＝0.1％L可见，其关于蒸发量的计算仅依赖于冷却塔循环水量L和进出塔水温差Δt，而实际冷却塔蒸发量受冷却塔运行条件和环境气象条件等多种因素的影响，其计算方式无法对蒸发量进行精确计算，也就无法实现对补水量的精确控制。