直接空冷机组及控制方法
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202411429045.0 | 申请日 | 2024-10-14 |
| 公开(公告)号 | CN119085356A | 公开(公告)日 | 2024-12-06 |
| 申请人 | 新疆昌吉特变能源有限责任公司; 新疆天池能源有限责任公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 薛新龙; 姚明; 李忠勇; 黄晋营; | 第一发明人 | 薛新龙 |
| 权利人 | 新疆昌吉特变能源有限责任公司,新疆天池能源有限责任公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 新疆昌吉特变能源有限责任公司,新疆天池能源有限责任公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：新疆维吾尔自治区 | 城市 | 当前专利权人所在城市：新疆维吾尔自治区昌吉回族自治州 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：新疆维吾尔自治区昌吉回族自治州昌吉市昌吉高新技术产业开发区科技大道9号综合办公楼619室 | 邮编 | 当前专利权人邮编：831100 |
| 主IPC国际分类 | F28B7/00 | 所有IPC国际分类 | F28B7/00 ; F28B9/00 ; F28B11/00 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 华进联合专利商标代理有限公司 | 专利代理人 | 黄滔; |
| 摘要 | 本 申请 涉及一种直接空冷机组及控制方法，应用于空冷防冻技术的领域。其包括对称布设并连接的两个冷凝模 块 、供能单元及控制单元，冷凝模块包括多个依次连接的冷凝列，每一冷凝列包括至少两个混流单元，同列两个混流单元相对布设；供能单元连接于冷凝模块，以实现供能；控制单元通讯连接冷凝列的 风 机和供能单元，控制单元能够驱使冷凝列按预设回暖路径运行，呈对相布设的两个混流单元的风机能够同步运行。本申请通过呈对相布设的两个混流单元风机的同时反转，将相邻冷凝列换热加热后的热风吸入本单元，并对翅片进行加热回暖，且同一时刻有两个混流单元同时运行，将回暖路程缩短为原先的一般，充分考虑每一个冷凝列的回暖需求，从而保证回暖效果。 | ||
| 权利要求 | 1.一种直接空冷机组，其特征在于，所述空冷机组包括： |
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| 说明书全文 | 直接空冷机组及控制方法技术领域[0001] 本申请涉及空冷防冻技术的领域，特别是涉及一种直接空冷机组及控制方法。 背景技术[0002] 火电厂冷源采取直接空冷的机组，即空冷岛实现。其中，空冷岛防冻的方向大致为隔离措施和温度监测反馈下的空冷风机自动控制和程序控制措施。防冻手段往往多措并 举、互相结合。如空冷岛风筒和翅片加盖帆布、风筒设计遮风帘或通风百叶窗、隔离空冷岛 列、提高防冻背压、更为完善的电伴热、空冷岛补汽、综合温度场反馈下的智能空冷风机控 制策略等。 [0003] 在控制防冻方面直接空冷机组通常会采用的方法之一就是逆流风机程控回暖，因逆流区管束是换热末端，同时伴随不凝结气体，自身比热小，易被冷却到环境温度而产生结 冻。相关技术中，程控回暖通常是按照预设程序从第一个风室按照设定时间反转回暖后，开 始第二个风室的回暖，直至到达最后一个风室，然后从头开始下一次循环。 [0005] 基于此，有必要针对机组整体回暖路径较长时，难以兼顾首尾两端风室的回暖效果的问题，提供一种直接空冷机组及控制方法。 [0006] 第一方面，本申请提供一种直接空冷机组，采用如下的技术方案： [0007] 一种直接空冷机组，包括对称布设并连接的两个冷凝模块、供能单元及控制单元，所述冷凝模块包括多个依次连接的冷凝列，每一所述冷凝列包括至少两个混流单元，同列 两个所述混流单元相对布设；所述供能单元连接于所述冷凝模块，以实现供能；所述控制单 元通讯连接所述冷凝列的风机和所述供能单元，所述控制单元能够驱使所述冷凝列按预设 回暖路径运行，其中，呈对相布设的两个所述混流单元的风机能够同步运行。 [0009] 在其中一个实施例中，同一所述冷凝列的所述顺流单元的风机转速相同。 [0010] 在其中一个实施例中，同一冷凝列的两个所述混流单元的风机不同时运行。 [0011] 在其中一个实施例中，定义中间两列所述冷凝列为启动列，其他的所述冷凝列均设有隔离门，所述控制单元通讯连接于所述隔离门，以实现对所述隔离门的启闭控制。 [0012] 在其中一个实施例中，所述控制单元包括通讯连接于所述冷凝列风机的控制器，以及设于所述控制器的单程回暖按钮和双程回暖按钮，所述单程回暖按钮和所述双程回暖 按钮能够择一触发，所述单程回暖按钮和所述双程回暖按钮分别对应不同的预设回暖路 径。 [0013] 在其中一个实施例中，所述直接空冷机组包括存储单元，所述存储单元与所述控制器连接，且内部存储有至少一个预设回暖路径；或，所述控制器包括存储单元，所述存储 单元内部存储有至少一个预设回暖路径。 [0015] 第二方面，本申请提供一种控制方法，用于控制上述的直接供冷机组进行防冻回暖操作，采用如下步骤： [0016] 触发直接空冷机组回暖程序； [0017] 按预设回暖路径依次驱动呈对相布设的各组混流单元运转。 [0018] 在其中一个实施例中，所述按预设回暖路径依次驱动呈对相布设的各组混流单元运转，采用如下步骤： [0019] 设置回暖时间； [0020] 切换冷凝列中隔离门的启闭状态； [0021] 沿着预设回暖路径依次驱动呈对相布设的各组混流单元运转，如隔离门关闭，则顺次控制下一组混流单元运行。 [0022] 上述的直接空冷机组，通过呈对相布设的两个混流单元风机的同时反转，将相邻冷凝列换热加热后的热风吸入本单元，并对翅片进行加热回暖，且同一时刻有两个混流单 元同时运行，将回暖路程缩短为原先的一般，充分考虑到每一个冷凝列的回暖需求，从而保 证回暖效果。 附图说明 [0023] 图1为本申请一实施例中直接空冷机组的整体结构示意图。 [0024] 图2为本申请一实施例中单个冷凝列的结构示意图。 [0025] 附图标注说明： [0026] 1、冷凝模块；11、冷凝列；111、混流单元；112、顺流单元；2、供能单元；21、蒸汽装置；22、分配管路；A01、第一逆流风室；A02、第二逆流风室；A03、第三逆流风室；A04、第四逆 流风室；A05、第五逆流风室；A06、第六逆流风室；A07、第七逆流风室；A08、第八逆流风室； A09、第九逆流风室；A10、第十逆流风室；A11、第十一逆流风室；A12、第十二逆流风室。 具体实施方式[0027] 为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申 请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不 违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。 [0028] 在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示 或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解 为对本申请的限制。 [0029] 此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、 “第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术 语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。 [0030] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一 体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可 以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域 的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。 [0031] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间 媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特 征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之 下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水 平高度小于第二特征。 [0032] 需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以 是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂 直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。 [0033] 在控制防冻方面直接空冷机组通常会采用的方法之一就是逆流风机程控回暖，因逆流区管束是换热末端，同时伴随不凝结气体，自身比热小，易被冷却到环境温度而产生结 冻。相关技术中，程控回暖通常是按照预设程序从第一个风室按照设定时间反转回暖后，开 始第二个风室的回暖，直至到达最后一个风室，然后从头开始下一次循环。 [0034] 即，假设一台机的直接空冷有十二个逆流风室，程控回暖的预设程序从第一个逆流风室按照设定时间反转回暖后，开始第二个逆流风室回暖，依次到第十二个逆流风室，然 后从头继续循环。 [0035] 然而，为了保证每个风室的回暖效果，必须保证相应的回暖时间，当机组整体回暖路径长时，在后风室进行回暖操作时，前风室可能已经冷却，如从第一个逆流风室依次回暖 至第六个逆流风室时，第一个逆流风室已经冷却，若不能够及时回暖则会触发防冻保护。 [0036] 此时，若回头回暖第一个逆流风室则会影响第六个逆流风室后面的逆流风室的回暖；若缩短回暖时间，加快回暖进程，则无法保证机组整体的回暖效果，甚至会导致整体冷 却更快，意味着回暖结束后更快地达到防冻保护条件，往往会采取减小换热面积牺牲经济 性，增大进气量使得机组灵活调峰能力变窄，或者提高背压牺牲经济性的方式实现防冻保 护。 [0037] 因此，综上所述，不同环境温度对应空冷岛不同的最小防冻进汽流量，往往直接空冷机组进汽量大于环境温度对应最小防冻流量，但由于逆流区工作特性，现有防冻调整方 法无法保证抽真空温度，导致抽真空防冻保护频繁动作，迫使牺牲经济性来满足防冻需求， 针对上述的问题，本申请提供了一种直接空冷机组及控制方法，以保证机组整体的回暖效 果。 [0038] 以下结合附图1‑2对本申请实施例作进一步详细说明。 [0039] 参阅图1，图1示出了本申请一实施例中直接空冷机组的整体结构示意图。本申请一实施例提供一种直接空冷机组，包括对称布设并连接的两个冷凝模块1、连接于冷凝模块 1的供能单元2，以及用于通讯连接冷凝模块1和供能单元2的控制单元（未图示），在控制单 元的驱使下，供能单元2按照预设回暖路径驱使冷凝模块1的风机反转，以实现回暖操作。 [0040] 具体的，供能单元2包括蒸汽装置21和分配管路22，分配管路22能够将冷凝模块1连通于蒸汽装置21，高温高压蒸汽在蒸汽装置21（如汽轮机）做完功之后的乏汽，由低压气 缸排气经过分配管路22排向冷凝模块1，从而向冷凝模块1供应高温高压蒸汽。 [0041] 在一些实施例中，控制单元包括通讯连接于冷凝列11风机的控制器，以及设置于控制器上的单程回暖按钮和双程回暖按钮，单程回暖按钮和双程回暖按钮分别对应于两种 不同的预设回暖路径。进行回暖操作时，单程回暖按钮和双程回暖按钮能够择一触发，以满 足不同的回暖需求。 [0042] 本申请实施例中，冷凝模块1包括多个依次串连的冷凝列11，参阅图1所示，每一冷凝模块1包括三个依次串连的冷凝列11，两个冷凝模块1相邻的冷凝列11同样串连连接，蒸 汽装置21能够借助分配管路22分别向直接空冷机组的六个冷凝列11分别进汽，以实现对单 独的冷凝列11的回暖操作的独立把控。 [0043] 具体的，单程回暖按钮所对应的预设回暖路径为自直接空冷机组的第一个冷凝列11进行回暖操作，并顺次进行后面冷凝列11的回暖操作，直至完成一个循环。而双程回暖按 钮所对应的预设回暖路径则是分别自两个对相布设的冷凝列11同时进行回暖操作，并在经 过预设回暖时间后沿着蒸汽的流通方向顺次且同步跳转至下一组呈对相布设的冷凝列11 中，进行回暖操作，将回暖路程缩短为原先的一般，充分考虑到每一个冷凝列11的回暖需 求，从而保证回暖效果。 [0044] 在一些实施例中，直接空冷机组包括存储单元（未图示），存储单元与上述的控制器通讯连接，且存储单元内部储存有至少两种预设回暖路径，以对应上述的单程回暖按钮 和双程回暖按钮的触发需求。在其他一些实施例中，控制器包括存储单元，存储单元内储存 有至少两种预设回暖路径，以对应上述的单程回暖按钮和双程回暖按钮的触发需求。 [0045] 在其他一些实施例中，将六个冷凝列11中间的两列定义为启动列，启动列中不设置隔离门，启动列始终连通于上述的分配管路22。而其他的四个冷凝列11中均设置有隔离 门，当冬季环境温度较低，直接空冷机组的进气量无法满足所有冷凝列11的最小防冻流量 时，通过关闭其中某一列或多列冷凝列11的隔离门，能够有效增加其余冷凝列11的进汽量 以满足最小防冻流量防冻。 [0046] 结合图2所示，图2示出了本申请一实施例中单个冷凝列的结构示意图。在一些实施例中，每一个冷凝列11均包括至少两个混流单元111，沿着冷凝列11的串连方向，两个混 流单元111相对布设。此外，每一个冷凝列11还包括至少一个顺流单元112，同一个冷凝列11 中，顺流单元112和混流单元111交替排布并顺次连接。 [0047] 当前的冷凝列11进行回暖操作时，在控制单元的控制下，混流单元111与顺流单元112的风机转向相反，混流单元111通过反转将临列换热加热后的热风，通过风机吸向本列 的混流单元111，从而对翅片进行加热回暖。同一冷凝列11中所有顺流单元112的风机的转 速相同。 [0048] 本申请实施例中，按照图2所示，以每个冷凝列11包含五个冷凝单元为例进行介绍，其中，五个冷凝单元中有三个为顺流单元112，剩余两个为混流单元111，顺流单元112和 混流单元111交替布设并依次连接。 [0049] 进行回暖操作时，具有高温高压的蒸汽经过分配管路22进入冷凝列11后，先进入顺流管束中，顺流管束中的蒸汽与风机输送的冷空气在顺流管束中对流换热后被凝结成 水，冷凝水顺着蒸汽的流动方向流动，未冷凝的蒸汽流出顺流管束后，经由管束底部的冷凝 水收集箱再次进入逆流管束进行二次冷凝，逆流管束中的冷凝水与蒸汽反向，在逆流管束 的上部向下流动进入凝结水管，凝结气体从逆流管束的顶部被抽出，经过抽真空系统后排 入大气。 [0050] 因逆流区管束是换热末端，蒸汽经顺流区风室凝结，进入逆流区的蒸汽量少同时伴随不凝结气体，非常容易发生结冻。相关技术中，直接空冷机组通常是通过监视不凝结气 体从逆流管束的顶部被抽出的温度（即抽真空温度）来判断逆流风室的结冻风险，同时设置 抽真空防冻保护，当抽真空温度低至环境温度对应的定值时，该列抽真空防冻保护开始动 作。因此，为了防止抽真空防冻保护动作，直接空冷机组都会采用的基本方法之一是逆流风 机回暖，实现方法是将临列换热加热后的热风，通过风机反转吸向本风室对翅片加热回暖。 [0052] 因此，针对该问题，本申请首先尝试的是在程控回暖的同时监视其余逆流区抽真空温度，当达到预设的反转条件时运行人员手动反转风机，可在一定程度上缓解提高背压 或隔离列，相应的会存在操作被动的问题，增加运行人员劳动量，同时还可能会存在多个风 机同时反转，扰乱空冷岛温度场的情况。 [0053] 经试验发现，若同一个冷凝列11的两个逆流单元的风机同时反转，该列顺流单元112的风机反而特别容易出现结冻情况，且由于顺流单元112的风机未设计反转程序，一旦 被冻结则无法自行回暖。经分析比对，结冻原为当同一列的两个逆流单元的风机同时反转 时会破坏空冷岛蒸汽分配流场，导致此冷凝列11冷却不足，且该列的出口逆流抽真空区凝 结所形成的真空能力下降，导致该列顺流区容易出现冻结情况。并且，相邻冷凝列11的同一 位置的混流单元111风机同时反转时，加热效果也会大打折扣，因为风机同时反转会导致相 邻翅片热风量急剧减少，进而减少风机反转吸入到混流单元111中的热量。 [0054] 因此，为了解决上述的问题，本申请实施例中，同一冷凝列11的两个混流单元111的风机配置为不同时运行，相邻列中相邻的两个混流单元111的风机也不同时运行，以避免 对空冷岛蒸汽分配流场造成破坏。 [0055] 本申请实施例中，为了便于说明，将图1中所示的十二个混流单元111依次定义为第一逆流风室A01、第二逆流风室A02……和第十二逆流风室A12，具体的，第一逆流风室A01 与第七逆流风室A07呈对相布置，第二逆流风室A02与第八逆流风室A08呈对相布置，第三逆 流风室A03与第九逆流风室A09呈对相布设，第四逆流风室A04与第十逆流风室A10呈对相布 设，第五逆流风室A05与第十一逆流风室A11呈对相布设，第六逆流风室A06与第十二逆流风 室A12呈对相布设。 [0056] 实际回暖过程中，当运行人员通过双程回暖按钮触发回暖操作时，一侧的混流单元111按照第一逆流风室A01、第二逆流风室A02、第三逆流风室A03、第四逆流风室A04、第五 逆流风室A05、第六逆流风室A06的顺序控制风机循环反转，另一侧的程控回暖按照第七逆 流风室A07对应第一逆流风室A01，第八逆流风室A08对应第二逆流风室A02，第九逆流风室 A09对应第三逆流风室A03，第十逆流风室A10对应第四逆流风室A04，第十一逆流风室A11对 应第五逆流风室A05，第十二逆流风室A12对应第六逆流风室A06的顺序同时启停回暖，实现 双列同时程控回暖，反转时间由运行人员在画面设定，如果程序运转过程中遇到对应列的 隔离门关闭的情况，则沿着预设回暖路径跳转至下一冷凝列11进行反转回暖。 [0057] 在其他一些实施例中，本申请还提供了一种控制方法，具体是一种用于控制上述的直接空冷机组进行防冻回暖操作的方法，该控制方法包括如下步骤： [0058] 步骤S1：触发直接空冷机组回暖程序； [0059] 步骤S2：按预设回暖路径依次驱动呈对相布设的各组混流单元111运转。 [0060] 在步骤S1中，运行人员可以根据实际回暖需求在单程回暖按钮和双程回暖按钮之间择一触发，以选择相应的预设回暖路径。其中，双程回暖所对应的预设回暖路径是通过 DCS控制系统热控逻辑组态或修改预设PLC逻辑实现的。 [0061] 在步骤S2中，具体包括如下步骤： [0062] S21:设置回暖时间； [0063] S22：切换冷凝列11中隔离门的启闭状态； [0064] S23：沿着预设回暖路径依次驱动呈对相布设的各组混流单元111运转，如隔离门关闭，则顺次控制下一组混流单元111运行。 [0065] 在步骤S21中，回暖时间由运行人员在DCS画面设定。 [0066] 在步骤S22中，当冬季环境温度较低，直接空冷机组的进气量无法满足所有冷凝列11的最小防冻流量时，通过关闭其中某一列或多列冷凝列11的隔离门，能够有效增加其余 冷凝列11的进汽量以满足最小防冻流量防冻。 [0067] 在步骤S23中，一侧的混流单元111按照第一逆流风室A01、第二逆流风室A02、第三逆流风室A03、第四逆流风室A04、第五逆流风室A05、第六逆流风室A06的顺序控制风机循环 反转，另一侧的程控回暖按照第七逆流风室A07对应第一逆流风室A01，第八逆流风室A08对 应第二逆流风室A02，第九逆流风室A09对应第三逆流风室A03，第十逆流风室A10对应第四 逆流风室A04，第十一逆流风室A11对应第五逆流风室A05，第十二逆流风室A12对应第六逆 流风室A06的顺序同时启停回暖。 [0068] 本申请通过采用双列程控回暖，首先，保证了各混流单元111的换热时间，保证回暖效果。其次，将回暖路程缩短一半，从而充分考虑每一个风室的回暖需求，避免防冻保护 频繁动作。最后，在不牺牲换热面积、不增加进汽量牺牲机组灵活性的同等条件下，可有效 降低机组背压。 [0069] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存 在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。 |
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