[發(fā)明專利]一種低溫?zé)崃黧w的分級串聯(lián)冷卻系統(tǒng)的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710382073.5
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107179788B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷悅;徐峰
• 申請（專利權(quán)）人: 四川開山新瑪能源科技有限公司
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20;F01K11/00;F01D15/10
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 劉濤

本發(fā)明公開了一種低溫?zé)崃黧w的分級串聯(lián)冷卻系統(tǒng)的控制方法，系統(tǒng)包括串聯(lián)布置的兩級冷卻單元和控制單元，其中第一級冷卻單元為發(fā)電冷卻單元，第二級冷卻單元為常規(guī)冷卻單元，控制單元用于控制各冷卻單元所承擔(dān)的冷卻量；首先根據(jù)分級串聯(lián)冷卻系統(tǒng)的運行優(yōu)化目標(biāo)確定兩級冷卻單元的中間溫度優(yōu)化設(shè)定值T_opt，再通過監(jiān)測第一級發(fā)電冷卻單元出口的流體溫度值T_m，并與設(shè)定值T_opt比較，計算ΔT＝T_m?T_opt的值。本發(fā)明隨著工藝條件和室外氣象條件的變化相應(yīng)調(diào)節(jié)兩級冷卻單元分別承擔(dān)的冷卻量，以實現(xiàn)該分級串聯(lián)冷卻系統(tǒng)的運行優(yōu)化目標(biāo)，優(yōu)化目標(biāo)包括節(jié)能優(yōu)先、節(jié)水優(yōu)先、運行費用最低等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低溫?zé)崃黧w冷卻技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低溫?zé)崃黧w的分級串聯(lián)冷卻系統(tǒng)的控制方法。

背景技術(shù)

在煤化工、石化等行業(yè)，有許多生產(chǎn)工藝過程都需要對溫度范圍為60～300℃的低溫工藝熱流體進(jìn)行冷卻處理，冷卻到工藝要求的目標(biāo)溫度。

常用的工業(yè)級大容量冷卻方式有空冷、水冷、蒸發(fā)式冷卻以及這些方式的復(fù)合冷卻,此類冷卻方式都屬于耗能型的常規(guī)冷卻方式。

水冷系統(tǒng)的初始投資較小，但運行時需要消耗大量的電能和水資源，能耗和環(huán)境壓力巨大；空冷系統(tǒng)在缺水區(qū)域被廣泛使用，初投資較水冷系統(tǒng)高，雖然不消耗水資源，但運行電耗較水冷系統(tǒng)更大，同時最低冷卻溫度受到環(huán)境溫度的限制，可能不能滿足較低的冷卻目標(biāo)溫度的要求。蒸發(fā)式冷卻及復(fù)合式冷卻方式，耗電、耗水量介于空冷和水冷之間。常規(guī)冷卻方式的高能耗和造成的環(huán)境污染，使其生命周期的費用消耗巨大。

低溫余熱發(fā)電是一種利用熱功轉(zhuǎn)換原理將一部分低溫流體的熱量轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)，在獲得發(fā)電的同時，實現(xiàn)了工藝熱流體的降溫冷卻，可以認(rèn)為是一種產(chǎn)能型的新型冷卻方式，稱為發(fā)電冷卻方式。

發(fā)電冷卻方式，減少了對環(huán)境的熱污染，具有良好的節(jié)能環(huán)保效果。但是，對發(fā)電冷卻方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性起決定作用的關(guān)鍵指標(biāo)----凈發(fā)電效率，卻隨著冷卻目標(biāo)溫度的降低而迅速降低。例如80℃的熱水，當(dāng)冷卻至60℃時凈發(fā)電效率約為6％，當(dāng)冷卻至40℃時凈發(fā)電效率約為2％，當(dāng)冷卻至30℃時所發(fā)電能甚至小于機(jī)組設(shè)備自耗電能。對工藝?yán)鋮s目標(biāo)溫度的敏感性，限制了發(fā)電冷卻方式這種產(chǎn)能型冷卻方式的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種低溫?zé)崃黧w的分級串聯(lián)冷卻系統(tǒng)的運行控制方法，隨著工藝條件和室外氣象條件的變化相應(yīng)調(diào)節(jié)兩級冷卻單元分別承擔(dān)的冷卻量，以實現(xiàn)分級串聯(lián)冷卻系統(tǒng)的運行優(yōu)化控制，優(yōu)化控制目標(biāo)包括節(jié)能優(yōu)先、節(jié)水優(yōu)先、運行費用最低等。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種低溫?zé)崃黧w的分級串聯(lián)冷卻系統(tǒng)的控制方法，系統(tǒng)包括串聯(lián)布置的兩級冷卻單元和控制單元，其中第一級冷卻單元為發(fā)電冷卻單元，第二級冷卻單元為常規(guī)冷卻單元，控制單元分別與發(fā)電冷卻單元和常規(guī)冷卻單元相連，控制單元用于控制各冷卻單元所承擔(dān)的冷卻量；

方法包括如下步驟：首先根據(jù)分級串聯(lián)冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化控制目標(biāo)確定兩級冷卻單元的中間溫度優(yōu)化設(shè)定值T_opt，再通過監(jiān)測第一級發(fā)電冷卻單元出口的流體溫度值T_m，并與設(shè)定值T_opt比較，計算ΔT＝T_m-T_opt的值。若ΔT>T_e1，則加大第一級發(fā)電冷卻單元的冷卻量；若ΔT<T_e2，則調(diào)小發(fā)電冷卻單元1的冷卻量；若T_e2<ΔT<T_e1，則不調(diào)節(jié)；其中，T_e1和T_e2共同決定了控制精度。

作為優(yōu)選方式，設(shè)定值T_opt由相應(yīng)的優(yōu)化算法計算得出，T_e1、T_e2由采用的控制精度和控制模式計算給出。