一种基于温压控制的循环水系统节能优化方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及工业公用工程系统

【技术实现步骤摘要】
一种基于温压控制的循环水系统节能优化方法与装置


[0001]本专利技术涉及工业公用工程系统
、
工业信息化领域，尤其涉及一种基于温压控制的循环水系统节能优化方法与装置
。

技术介绍

[0002]水凭借其高比热容和高热传导的优良性能，可以吸收并存储大量的能量而不显著改变自身温度，使得水在许多工艺应用中成为理想的蓄热介质，广泛用于多种热交换过程
。
工艺生产部分环节积聚大量的热量，可能对生产流程
、
机械设备或产品质量等都会产生重要的不良影响，为解决此类问题，需引入循环水系统，以提供足够的冷量从而平衡多余的热量
。
使用过的水经降温或其余处理后再次利用于相同生产过程的系统，经冷却处理充分降温后的循环水通过换热设备将冷量传递至运行设备，同时携带多余热量再次冷却处理环节，循环往复，为工艺生产维持能量来源，并最大限度地减少对外部水源的需求
。
[0003]然而，目前面向于工业循环水的节能技术通常是针对系统局部设备并采用单一技术进行优化调度的，但是工艺系统往往具有多耦合
、
非线性等特点，各回路之间相互关联
、
分别影响，仅依靠单回路的闭环控制可降低的能耗幅度极为有限，投入与产出关系较难实现高收益
。
由于操作人员管控不当或监管缺位，手动调控的运行模式因反应弧度与人为判断的时间滞后，容易缺少精准控制与实时优化，往往无法将用能装置及辅助设备的参数调整至生产运行的节能状态，仅能满足当前工艺要求，无法适应末端多工况运行
。

技术实现思路

[0004]（一）要解决的技术问题鉴于现有技术的上述缺点
、
不足，本专利技术提供一种基于温压控制的循环水系统节能优化方法与装置，其解决了无法实时适应末端功能需求
、
无法将用能装置及辅助设备的参数调整至生产运行的节能状态的技术问题
。
[0005]（二）技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：第一方面，本专利技术实施例提供一种基于温压控制的循环水系统节能优化方法，所述循环水系统包括：自动化仪表
、
优化软件平台
、
数据库服务器
、
终端控制器和执行设备，所述方法包括：
S1、
通过自动化仪表测得循环水系统的历史运行参数和当前运行参数，基于历史运行参数得到动态调稳区间和稳态调优区间；
S2、
基于优化软件平台预设定的优化调控模型，对循环水系统的当前运行参数进行处理，得到优化调控结果，将所述优化调控结果发送至终端控制器；
S3、
终端控制器根据所述优化调控结果，控制执行设备使循环水系统的当前运行参数达到所述稳态调优区间
。
[0006]可选地，所述
S1
包括：
循环水系统通过所述自动化仪表对水泵和风机的历史运行参数进行采集，记录在数据库服务器当中，根据历史运行参数，得到动态调稳区间和稳态调优区间；所述动态调稳区间包括：循环水系统供水温度的温度调稳区间和压力调稳区间；所述温度调稳区间以循环水系统历史稳定工况下的温度下限与温度上限为边界；所述压力调稳区间以循环水系统历史稳定工况下的压力下限与压力上限为边界；所述稳态调优区间包括：循环水系统供水温度的温度调优区间和压力调优区间；所述温度调优区间以历史循环水系统历史稳定工况下的温度上下限均值与温度上限为边界；所述压力调优区间以循环水系统历史稳定工况下的压力下限与压力上下限均值为边界；所述自动化仪表对水泵和风机的当前运行参数进行采集，实时记录在数据库服务器中；所述自动化仪表包括：温度变送器
、
压力变送器和变频器；所述历史运行参数包括：数据库服务器在的历史温度值集合和历史压力值集合；所述当前运行参数包括：自动化仪表测得的当前温度值
、
当前压力值和当前频率值
。
[0007]可选地，所述优化调控模型包括：风机计算模型和水泵计算模型；所述风机计算模型包括：冷却塔风机换热过程数学模型为：；其中，
G
为空气流量，
kg/h
；
h
out
为冷却塔出口空气焓值；
h
in
为冷却塔进口空气焓值；
m
w
为循环冷却水的质量流量
,kg/h
；
C
p
为循环冷却水的比热容
,kJ/kg℃
；
T
in
为循环冷却水进口温度；
T
out
为循环冷却水出口温度，
℃
；冷却塔变频风机功率与频率的三次方模型为：；其中，
P
f
为冷却塔风机运行的实际功率，
kW
；
P
f,e
为冷却塔风机运行的额定功率；
f
f
为冷却塔风机运行的实际频率，
Hz
；
f
f,e
为冷却塔风机运行的额定频率，
Hz
；
a0、a1、a2、a3为拟合数据；所述水泵计算模型包括：变频水泵频率与流量的线性模型：；其中，
Q
w
为循环水泵运行的实际流量，
m3/h
；
Q
w,e
为循环水泵运行的额定流量；
f
w
为循环水泵运行的实际频率，
Hz
；
f
w,e
为循环水泵运行的额定频率，
Hz
；
b0、b1为拟合数据；变频水泵频率与扬程的二次方模型：；
其中，
H
w
为循环水泵运行的实际扬程；
H
w,e
为循环水泵运行的额定扬程，
bar
；
c0、c1、c2为拟合数据；变频水泵功率与频率的三次方模型：；其中，
P
w
为循环水泵运行的实际功率，
kW
；
P
w,e
为循环水泵运行的额定功率，
kW
；
d0、d1、d2、d3为拟合数据；所述优化调控结果为：以单位降温的耗电量为指标，对风机启停顺序的第一控制指令；以单位扬程的耗电量为指标，对水泵启停排序的第二控制指令
。
[0008]可选地，所述
S2
包括：优化软件平台获取当前运行参数
、
动态调稳区间和稳态调优区间，基于预设定的优化软件模型，得到优化调控结果
。
[0009]可选地，所述
S3
包括：终端控制器对所述优化调控结果进行识别，将所述优化调控结果转化为模拟信号与数字信号，发送至执行设备；若当前运行参数中的温度值不在所述温度调稳区间内，以单位降温的耗电量由低到高，按照控制风机变频风机的启停与频率调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于温压控制的循环水系统节能优化方法，其特征在于，所述循环水系统包括：自动化仪表
、
优化软件平台
、
数据库服务器
、
终端控制器和执行设备，所述方法包括：
S1、
通过自动化仪表测得循环水系统的历史运行参数和当前运行参数，基于历史运行参数得到动态调稳区间和稳态调优区间；
S2、
基于优化软件平台预设定的优化调控模型，对循环水系统的当前运行参数进行处理，得到优化调控结果，将所述优化调控结果发送至终端控制器；
S3、
终端控制器根据所述优化调控结果，控制执行设备使循环水系统的当前运行参数达到所述稳态调优区间
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述
S1
包括：循环水系统通过所述自动化仪表对水泵和风机的历史运行参数进行采集，记录在数据库服务器当中，根据历史运行参数，得到动态调稳区间和稳态调优区间；所述动态调稳区间包括：循环水系统供水温度的温度调稳区间和压力调稳区间；所述温度调稳区间以循环水系统历史稳定工况下的温度下限与温度上限为边界；所述压力调稳区间以循环水系统历史稳定工况下的压力下限与压力上限为边界；所述稳态调优区间包括：循环水系统供水温度的温度调优区间和压力调优区间；所述温度调优区间以历史循环水系统历史稳定工况下的温度上下限均值与温度上限为边界；所述压力调优区间以循环水系统历史稳定工况下的压力下限与压力上下限均值为边界；所述自动化仪表对水泵和风机的当前运行参数进行采集，实时记录在数据库服务器中；所述自动化仪表包括：温度变送器
、
压力变送器和变频器；所述历史运行参数包括：数据库服务器在的历史温度值集合和历史压力值集合；所述当前运行参数包括：自动化仪表测得的当前温度值
、
当前压力值和当前频率值
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优化调控模型包括：风机计算模型和水泵计算模型；所述风机计算模型包括：冷却塔风机换热过程数学模型为：；其中，
G
为空气流量；
h
out
为冷却塔出口空气焓值；
h
in
为冷却塔进口空气焓值；
m
w
为循环冷却水的质量流量；
C
p
为循环冷却水的比热容；
T
in
为循环冷却水进口温度；
T
out
为循环冷却水出口温度；冷却塔变频风机功率与频率的三次方模型为：；其中，
P
f
为冷却塔风机运行的实际功率；
P
f,e
为冷却塔风机运行的额定功率；
f
f
为冷却塔风机运行的实际频率；
f
f,e
为冷却塔风机运行的额定频率；
a0、a1、a2、a3为拟合数据；所述水泵计算模型包括：
变频水泵频率与流量的线性模型：；其中，
Q
w
为循环水泵运行的实际流量；
Q
w,e
为循环水泵运行的额定流量；
f
w
为循环水泵运行的实际频率；
f
w,e
为循环水泵运行的额定频率；
b0、b1为拟合数据；变频水泵频率与扬程的二次方模型：；其中，
H
w
为循环水泵运行的实际扬程；
H
w,e
为循环水泵运行的额定扬程；
c0、c1、c2为拟合数据；变频水泵功率与频率的三次方模型：；其中，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周丁琳，张悍，吴坚，何中炜，李达，张倩媛，
申请(专利权)人：中控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：