一种泵站冷却水循环系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种泵站冷却水循环系统，包括屋顶水箱、水泵轴承和冷却水塔，以及连通所述屋顶水箱、水泵轴承和冷却水塔的冷却水循环管网，所述冷却水循环管网设置有循环水泵，其特征在于所述冷却水循环管网上设置压力控制阀门和流量控制阀门，所述压力控制阀门和流量控制阀门与控制单元连接，所述控制单元根据水泵运行过程中任一时间点的轴承温升和水泵转速，判断轴承温升是否已达到循环系统启动的设定阀值，再通过计算得出这一时间点循环系统冷却所需要的流量和压力，实时调节压力阀门和流量阀门的开度。本发明专利技术的优点在于优化冷却水循环系统，加强冷却效果，实现节能减排。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及泵站系统，尤其涉及一种泵站冷却水循环系统及其控制方法。
技术介绍
上海市城市排水有限公司白龙港污水输送分公司SB泵站有6台大型混流泵，该型号水泵有上下轴承冷却水和水泵填料函密封水三处水冷保护系统。冷却水和密封水供水都采用自来水供水，轴承冷却用水采用了内循环装置，由于工作原理的因素，冷却水循环启动于泵机开启之前，停止于停泵之后，循环水量也是固定的。不合理的循环系统运行情况下，计算各类损耗，月度冷却水自来水用量仍是一笔可观的开支。根据运行统计分析，泵站月度冷却水用水量大约在8000万吨,其中有近50%都损耗在不合理的循环系统。在面对如此巨大的水量浪费，在上海这样一个水质型缺水的城市，明显与分公司节能减排和走可持续发展道路的大方向有很大的分歧，解决冷却水循环系统的节能降耗问题也成为了重中之重。原先的循环系统启动方式是依靠阀门启动，开主泵前，先去泵机层开启循环管道阀门，调节好需要的流量和压力后，再开启循环水泵，对管路水压进行加压，最后开启主水泵。停泵后，再去泵机层关闭循环管道阀门。这样的控制方式简单明了，但存在了巨大弊端：1）冷却水循环系统启动过早，电机、水泵轴承并未产生温升，造成大量冷却水的浪费。2）工人人工工作强度大，而且存在阀门开度人人不同的情况，对于管道的压力和流量控制不够精确。3）冷却循环水流量固定、压力固定，水泵引入变频技术后，转速再变，电机、水泵轴承温升再变，而冷却循环水却无法改变，冷却效果并非最理想。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种泵站冷却水循环系统，能够优化冷却水循环系统，加强冷却效果。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种泵站冷却水循环系统，包括屋顶水箱、水泵轴承和冷却水塔，以及连通所述屋顶水箱、水泵轴承和冷却水塔的冷却水循环管网，所述冷却水循环管网设置有循环水泵，其特征在于所述冷却水循环管网上设置压力控制阀门和流量控制阀门，所述压力控制阀门和流量控制阀门与控制单元连接，所述控制单元根据水泵运行过程中任一时间点的轴承温升和水泵转速，判断轴承温升是否已达到循环系统启动的设定阀值，再通过计算得出这一时间点循环系统冷却所需要的流量和压力，实时调节压力阀门和流量阀门的开度。根据本专利技术的优选实施例，所述冷却水塔还设置注水水管以及注水阀门，所述冷却水塔的进出水侧分别设置进水温度传感器和出水温度传感器，用以检测冷却水进出水塔的温度和温度差，控制单元根据冷却水进出水塔的温度和温度差控制注水阀门的开闭，以控制开启注水和停止注水。为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种泵站冷却水循环系统的控制方法，能够优化冷却水循环系统，加强冷却效果。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种泵站冷却水循环系统的控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、判断水泵是否开启，如已开启转入B，如未开启则等待开启；B、判断轴承温升是否到启动阈值，如是则转入C，如否则等待到达启动阈值；C、获取水泵转速和轴承温升；D、根据水泵转速和轴承温升，设定冷却循环系统流量压力；E、轴承冷却循环运行；F、轴承温升是否达到停止阈值，如是则轴承冷却循环停止，如否在返回E。为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种泵站冷却水循环系统的冷却塔水温控制方法，能够优化冷却水循环系统，加强冷却效果。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种泵站冷却水循环系统的冷却塔水温控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、判断冷却塔出水水温是否大于等于冷却水塔进水温度，如否则重复A，如是则冷却水塔注水；B、判断冷却水塔是否已满，如未满则持续注水，如已满则冷却塔暂停注水，等待循环系统运行。本专利技术通过在冷却水循环管网内加装压力控制阀门和流量控制阀门，根据水泵运行过程中的任一时间点的轴承温升和水泵转速，判断轴承温升是否已达到循环系统启动的设定阀值，再通过计算得出这一时间点循环系统冷却所需要的流量和压力，实时调节压力阀门和流量阀门的开度，实现这一时间点轴承冷却效果的最大化。同时，根据冷却水塔进出水温度差，判定水塔内的水温，考虑水塔内是否需要继续注水，进行冷却水降温，从而保证冷却水循环系统的合理工作温度，最大幅度的降低水温对轴承冷却产生的不利影响。本专利技术的优点在于优化冷却水循环系统，加强冷却效果，实现节能减排。附图说明图1为本专利技术结构示意图。图2为根据本专利技术一实施例的泵站冷却水循环系统的控制流程图。图3为根据本专利技术一实施例的冷却塔水温控制流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作出详细说明。图中包括屋顶水箱1，循环水泵2，压力控制阀门3，流量控制阀门4，水泵轴承5，冷却水塔6，进水温度传感器7，出水温度传感器8。如图1所示，一种泵站冷却水循环系统，包括屋顶水箱1、水泵轴承5和冷却水塔6，以及连通所述屋顶水箱1、水泵轴承5和冷却水塔6的冷却水循环管网，所述冷却水循环管网设置有循环水泵2，其特征在于所述冷却水循环管网上设置压力控制阀门3和流量控制阀门4，所述压力控制阀门3和流量控制阀门4与控制单元连接，所述控制单元根据需冷却的水泵运行过程中，任一时间点水泵轴承温度传感器获取的轴承温升和水泵转速，判断轴承温升是否已达到循环系统启动的设定阀值，再通过计算得出这一时间点循环系统冷却所需要的流量和压力，实时调节压力阀门和流量阀门的开度。轴承温升和水泵转速的数据通过主泵轴承温度传感器和主泵转速仪传到基本控制柜和上位机电脑，这里的水泵转速是指主水泵（生产水泵）。根据本专利技术的优选实施例，可以根据以下公式得出得出冷却水流量Q和主泵轴颈转速V的关系：Q=（fPV-asπdBΔT）/ρCΔT根据水的比热容C，密度ρ；较好的冷却环境查取轴承表面传热系数as值；主泵的轴承型号滚子轴承23968，查取摩擦系数f、额定载荷P、轴承直径d、轴承宽度B，再根据给定的ΔT=10，代入公式，得出冷却水流量Q和主泵轴颈转速V的关系：Q=（3408V-182）/42000（L/min）。所需冷却水是根据主水泵的安装位置来决定需提供的压力，也叫扬程。如果机泵中电机安装高度5米，循环水泵安装高度为-15米，两者相差20米，那么为保证提供整台泵机轴承的冷却水，循环水泵的扬程至少要达到20米，即能保证有0.2MPa的出水压力，这在出水管的压力表上能显示。冷却水循环管网的连接方式为：屋顶水箱通过循环水泵与水泵冷却水总管连接，水泵冷却水总管上设置压力控制阀门和流量控制阀门，水泵冷却水总管连接至水泵轴承的冷却水入口连接，水泵轴承的冷却水出口通过回水总管连接至冷却水塔的入口，冷却水塔的出口连接到屋顶水箱。根据本专利技术的优选实施例，所述冷却水塔还设置注水水管以及注水阀门，所述冷却水塔的进出水侧分别设置进水温度传感器7和出水温度传感器8，用以检测冷却水进出水塔的温度和温度差，控制单元根据冷却水进出水塔的温度和温度差控制注水阀门的开闭，以控制开启注水和停止注水。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泵站冷却水循环系统，包括屋顶水箱、水泵轴承和冷却水塔，以及连通所述屋顶水箱、水泵轴承和冷却水塔的冷却水循环管网，所述冷却水循环管网设置有循环水泵，其特征在于所述冷却水循环管网上设置压力控制阀门和流量控制阀门，所述压力控制阀门和流量控制阀门与控制单元连接，所述控制单元根据水泵运行过程中任一时间点的轴承温升和水泵转速，判断轴承温升是否已达到循环系统启动的设定阀值，再通过计算得出这一时间点循环系统冷却所需要的流量和压力，实时调节压力阀门和流量阀门的开度。

【技术特征摘要】
1.一种泵站冷却水循环系统，包括屋顶水箱、水泵轴承和冷却水塔，以及连通所述屋顶水箱、水泵轴承和冷却水塔的冷却水循环管网，所述冷却水循环管网设置有循环水泵，其特征在于所述冷却水循环管网上设置压力控制阀门和流量控制阀门，所述压力控制阀门和流量控制阀门与控制单元连接，所述控制单元根据水泵运行过程中任一时间点的轴承温升和水泵转速，判断轴承温升是否已达到循环系统启动的设定阀值，再通过计算得出这一时间点循环系统冷却所需要的流量和压力，实时调节压力阀门和流量阀门的开度。
2.如权利要求1所述的泵站冷却水循环系统，其特征在于，所述冷却水塔还设置注水水管以及注水阀门，所述冷却水塔的进出水侧分别设置进水温度传感器和出水温度传感器，用以检测冷却水进出水塔的温度和温度差，控制单元根据冷却水进出水塔的温度和温度差控制注水阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：余凯华，胡盛梁，茅璐云，张健新，杨君翌，吴正华，王俊，濮添翼，
申请(专利权)人：上海市城市排水有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31