变频循环水泵最佳运行控制方法

专利名称：变频循环水泵最佳运行控制方法技术领域：本发明属于火力发水泵电节能控制领域，尤其是一种变频循环水泵最佳运行控制方法。背景技术：循环水泵是火力发电机组主要辅机设备之一，其主要任务是为凝汽器及其他需要冷却的设备提供循环水冷却水。目前在火电机组中常用的循环水泵有定速泵和高/低双速泵，根据机组的电负荷和循环水进水温度，将循环水进出凝汽器的温升和凝汽器端差作为循环水流量调节的依据，通过电机高速和低速之间切换或者调整泵出口阀门开度达到调节流量的目的，不但流量调节困难，而且存在着运行方式不合理、切换频繁故障率高、循环冷却水母管压力过高等问题。随着高压变频技术的发展，循环水泵变频改造越来越广泛，变频循环水泵与原来的定速泵和高/低双速泵相比，可以实现循环水流量的连续性调节，因此原来的控制方法已经不能适用于变频循环水泵。发明内容本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种变频循环水泵最佳运行控制方法。本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:一种变频循环水泵最佳运行控制方法，该方法所使用的硬件控制系统包括:实时运行数据采集处理模块、单泵运行最优循环水流量实时计算模块、双泵并联运行最优循环水流量实时计算模块、最优循环水流量计算模块、循环水泵最佳运行方式确定模块、变频循环水泵运行方式调整控制模块·、变频循环水泵转速实时控制模块及运行机组分散控制系统服务器，该方法的运行步骤如下:⑴实时运行数据采集处理模块从运行机组分散控制系统服务器采集火电机组实时运行模拟量数据和开关量信号，将采集结果发送至单泵运行最优循环水流量实时计算模块、双泵并联运行最优循环水流量实时计算模块和变频循环水泵运行方式调整控制模块；⑵在单泵运行最优循环水流量实时计算模块、双泵并联运行最优循环水流量实时计算模块中采用逐步叠加、重复计算的方法，以节能量最优为判断依据，分别计算不同变频器调节范围内的最优循环水流量，并将最优循环水流量及对应的循环水泵运行方式数据发送至最优循环水流量计算模块及循环水泵最佳运行方式确定模；⑶判断循环水系统的最优运行循环水流量及对应的循环水泵运行方式下的循环水泵转速；⑷变频循环水泵转速实时控制模块的输入确定；(5)变频循环水泵转速实时控制模块完成对变频循环水泵的节能自动控制。而且，所述步骤⑴中实时运行模拟量数据和开关量信号具体包括:机组负荷、机组真空、循环水泵运行状态、循环水泵转速、变频器输出频率。而且，所述步骤⑵采用逐步叠加、重复计算的具体方法步骤包括:①分别设置单泵运行和双泵并联运行模式下循环水泵转速可调整范围，并计算不同转速下的循环冷却水流量dv ；②分别计算不同循环冷却水流量下dv的循环水泵耗功量Wp以及对机组真空的变化量ΛΡ ；③分别计算机组真空的变化量Λ P对发电机功率的影响量Λ W ；④分别计算不同循环冷却水流量下的循环水泵耗功量Wp和机组真空变化对发电机功率的影响量AW的代数和值I AW+Wp |，当其值最大时I AW+Wp I max，即是节能量最优的判断依据。而且，所述步骤⑶的判断循环水泵转速的具体步骤为:①最优循环水流量计算模块及循环水泵最佳运行方式确定模块同时接收来自于单泵运行最优循环水流量实时计算模块和双泵并联运行最优循环水流量实时计算模块的计算结果；②根据单泵运行模式和双泵并联运行模式下各自的最优循环水流量对应的节能量，判断循环水系统的最优运行循环水流量及对应的循环水泵运行方式下的循环水泵转速；③将最终结果同时发送至变频循环水泵运行方式调整控制模块和变频循环水泵转速实时控制模块。而且，所述步骤⑷变频循环水泵转速实时控制模块的输入确定的具体步骤为: ①变频循环水泵运行方式调整控制模块同时接收来自于实时运行数据采集处理模块、最优循环水流量计算模块及循环水泵最佳运行方式确定模块的数据；②首先判断机组当前循环水泵运行方式是否满足最佳运行方式的要求，如果不满足，则进行报警提示并发出循环水泵运行方式切换指令，由机组运行人员手动完成循环水泵的启停操作，并将循环水泵实时运行方式信号发送至变频循环水泵转速实时控制模块；③如果满足，则直接将循环水泵实时运行方式信号发送至变频循环水泵转速实时控制模块。本发明的优点和积极效果是:本发明将火电机组实时运行数据采集处理模块、单泵运行最优循环水流量实时计算模块、双泵并联运行最优循环水流量实时计算模块、最优循环水流量计算及循环水泵最佳运行方式确定模块、变频循环水泵运行方式调整控制模块和变频循环水泵转速实时控制模块连接在一起，构成变频循环水泵最佳运行控制系统。该系统可以实现计算不同运行工况下的最优循环水流量，确定变频循环水泵最佳运行方式及控制方法，在保证机组运行安全性的前提下，最大程度地达到节能的。图1为本发明的系统结构示意图。具体实施例方式以下结合附图对本发明实施例做进一步详述，需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。一种变频循环水泵最佳运行控制方法，如图1所示，该方法所使用的硬件控制系统包括:实时运行数据采集处理模块、单泵运行最优循环水流量实时计算模块、双泵并联运行最优循环水流量实时计算模块、最优循环水流量计算模块、循环水泵最佳运行方式确定模块、变频循环水泵运行方式调整控制模块、变频循环水泵转速实时控制模块及运行机组分散控制系统(DCS)服务器，该方法的运行步骤如下:⑴实时运行数据采集处理模块从运行机组分散控制系统(DCS)服务器采集火电机组实时运行模拟量数据和开关量信号，将采集结果发送至单泵运行最优循环水流量实时计算模块、双泵并联运行最优循环水流量实时计算模块和变频循环水泵运行方式调整控制模块，其中，实时运行模拟量数据和开关量信号具体包括:机组负荷、机组真空、循环水泵运行状态、循环水泵转速、变频器输出频 率。⑵单泵运行最优循环水流量实时计算模块、双泵并联运行最优循环水流量实时计算模块分别接收实时运行数据采集处理模块的数据采集结果，在每个计算模块中采用逐步叠加、重复计算的方法，以节能量最优为判断依据，分别计算单泵运行模式和双泵并联运行模式下不同变频器调节范围内的最优循环水流量，并将计算所得最优循环水流量及对应的循环水泵运行方式数据发送至最优循环水流量计算模块及循环水泵最佳运行方式确定模，其中，所述采用逐步叠加、重复计算的具体方法步骤包括:①分别设置单泵运行和双泵并联运行模式下循环水泵转速可调整范围，并计算不同转速下的循环冷却水流量dv ；②分别计算不同循环冷却水流量下dv的循环水泵耗功量Wp以及对机组真空的变化量ΛΡ ；③分别计算机组真空的变化量Λ P对发电机功率的影响量Λ W ；④分别计算不同循环冷却水流量下的循环水泵耗功量Wp和机组真空变化对发电机功率的影响量AW的代数和值I AW+Wp |，当其值最大时I AW+Wp I max，即是节能量最优的判断依据。⑶判断循环水系统的最优运行循环水流量及对应的循环水泵运行方式下的循环水泵转速；其具体步骤为:①最优循环水流量计算模块及循环水泵最佳运行方式确定模块同时接收来自于单泵运行最优循环水流量实时计算模块和双泵并联运行最优循环水流量实时计算模块的计算结果，②根据单泵运行模式和双泵并联运行模式下各自的最优循环水流量对应的节能量，判断循环水系统的最优运行循环水流量及对应的循环水泵运行方式下的循环水泵转速(变频器输出频率)，③将最终结果同时发送至变频循环水泵运行方式调整控制模块和变频循环水泵转速实时控制模块。⑷变频循环水泵转速实时控制模块的输入确定；其具体步骤为:①变频循环水泵运行方式调整控制模块同时接收来自于实时运行数据采集处理模块、最优循环水流量计算模块及循环水泵最佳运行方式确定模块的数据；②首先判断机组当前循环水泵运行方式是否满足最佳运行方式的要求，如果不满足，则进行报警提示并发出循环水泵运行方式切换指令，由机组运行人员手动完成循环水泵的启停操作，并将循环水泵实时运行方式信号发送至变频循环水泵转速实时控制模块；③如果满足，则直接将循环水泵实时运行方式信号发送至变频循环水泵转速实时控制|吴块。(5)变频循环水泵转速实时控制模块完成对变频循环水泵的节能自动控制；具体实例对比本发明方法已经在2台330丽容量火电机组变频循环水系统上得到了应用，其中#1机组配置两台变频循环水泵，#2机组配置I台变频循环水泵和I台定速泵。采用本发明方法后，机组年运行小时数按照6000小时计算，#1机组年可实现265万kW.h的节能量，#2机组年可实现240万kW.h的 节能量。权利要求1.一种变频循环水泵最佳运行控制方法，其特征在于:该方法的运行步骤如下: ⑴实时运行数据采集处理模块从运行机组分散控制系统服务器采集火电机组实时运行模拟量数据和开关量信号，将采集结果发送至单泵运行最优循环水流量实时计算模块、双泵并联运行最优循环水流量实时计算模块和变频循环水泵运行方式调整控制模块； ⑵在单泵运行最优循环水流量实时计算模块、双泵并联运行最优循环水流量实时计算模块中采用逐步叠加、重复计算的方法，以节能量最优为判断依据，分别计算不同变频器调节范围内的最优循环水流量，并将最优循环水流量及对应的循环水泵运行方式数据发送至最优循环水流量计算模块及循环水泵最佳运行方式确定模； ⑶判断循环水系统的最优运行循环水流量及对应的循环水泵运行方式下的循环水泵转速； ⑷变频循环水泵转速实时控制模块的输入确定； (5)变频循环水泵转速实时控制模块完成对变频循环水泵的节能自动控制。2.根据权利要求1所述变频循环水泵最佳运行控制方法，其特征在于:所述步骤⑴中实时运行模拟量数据和开关量信号具体包括:机组负荷、机组真空、循环水泵运行状态、循环水泵转速、变频器输出频率。3.根据权利要求1所述变频循环水泵最佳运行控制方法，其特征在于:所述步骤⑵采用逐步叠加、重复计算的 具体方法步骤包括: ①分别设置单泵运行和双泵并联运行模式下循环水泵转速可调整范围，并计算不同转速下的循环冷却水流量dv ； ②分别计算不同循环冷却水流量下dv的循环水泵耗功量Wp以及对机组真空的变化量ΔΡ； ③分别计算机组真空的变化量ΛP对发电机功率的影响量AW; ④分别计算不同循环冷却水流量下的循环水泵耗功量Wp和机组真空变化对发电机功率的影响量AW的代数和值I AW+Wp |，当其值最大时I AW+Wp I max，即是节能量最优的判断依据。4.根据权利要求1所述变频循环水泵最佳运行控制方法，其特征在于:所述步骤⑶的判断循环水泵转速的具体步骤为: ①最优循环水流量计算模块及循环水泵最佳运行方式确定模块同时接收来自于单泵运行最优循环水流量实时计算模块和双泵并联运行最优循环水流量实时计算模块的计算结果; ②根据单泵运行模式和双泵并联运行模式下各自的最优循环水流量对应的节能量，判断循环水系统的最优运行循环水流量及对应的循环水泵运行方式下的循环水泵转速； ③将最终结果同时发送至变频循环水泵运行方式调整控制模块和变频循环水泵转速实时控制模块。5.根据权利要求1所述变频循环水泵最佳运行控制方法，其特征在于:所述步骤⑷变频循环水泵转速实时控制模块的输入确定的具体步骤为: ①变频循环水泵运行方式调整控制模块同时接收来自于实时运行数据采集处理模块、最优循环水流量计算模块及循环水泵最佳运行方式确定模块的数据； ②首先判断机组当前循环水泵运行方式是否满足最佳运行方式的要求，如果不满足，则进行报警提示并发出循环水泵运行方式切换指令，由机组运行人员手动完成循环水泵的启停操作，并将循环水泵实时运行方式信号发送至变频循环水泵转速实时控制模块； ③如果满足，则直接 将循环水泵实时运行方式信号发送至变频循环水泵转速实时控制模块。全文摘要本发明涉及一种变频循环水泵最佳运行控制方法，该方法的运行步骤为实时运行数据采集处理模块采集火电机组实时运行模拟量数据和开关量信号，将采集结果发送至单泵运行最优循环水流量实时计算模块、双泵并联运行最优循环水流量实时计算模块和变频循环水泵运行方式调整控制模块；采用逐步叠加、重复计算的方法，以节能量最优为判断依据，计算不同变频器调节范围内的最优循环水流量，并将最优循环水流量及对应的循环水泵运行方式数据发送至最优循环水流量计算模块及循环水泵最佳运行方式确定模；判断循环水系统的最优运行循环水流量及对应的循环水泵运行方式下的循环水泵转速；变频循环水泵转速实时控制模块的输入确定；变频循环水泵转速实时控制模块完成对变频循环水泵的节能自动控制。本发明在保证机组运行安全的前提下，最大程度地实现了节能的目。文档编号F04B49/06GK103244397SQ20131016940公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月9日 优先权日2013年5月9日发明者张宇, 张利, 刘卫平, 甘智勇, 张应田, 赵毅 申请人:国家电网公司, 天津市电力公司