一种无人值守循环水站云智控节能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无人值守循环水站云智控节能系统，配置由末端换热组件、冷却塔和水泵组件共同构成的循环回路，云智控平台配置为：基于物料产生的第一热量Q1和第二热量Q2，以及加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的第三热量Q3确定末端换热组件的换热量Q4的第一理论值；基于循环回路的温差范围、物料反应需要末端换热组件所交换热量确定循环回路的实际用水量H；基于实际用水量和管网压差确定水泵组件的工作性能参数。本申请采用反向控制方式，通过末端工艺分析，实时计算真实换热量及供水量，精准控制供水量、整个系统均为实时数据，末端工艺变，则供水端的供水量也及时反馈，时刻保持末端水量的精准供应。时刻保持末端水量的精准供应。时刻保持末端水量的精准供应。

【技术实现步骤摘要】
一种无人值守循环水站云智控节能系统


[0001]本专利技术涉及节能系统
，尤其涉及一种无人值守循环水站云智控节能系统。

技术介绍

[0002]当前工业领域的循环水站(也称循环水系统)是用能单位的耗能大户(用电+用水)和用工大户，需要大量专职人员进行管理、维护，人员通常几十到几百人，多的上千人，耗能量也占到了全厂20％以上。而我国目前的循环水系统的工艺及设备相对落后，智能化程度低，基本是人工操作，人员专业程度不高，系统维护不到位，维护费用居高不下。当前疫情防控关键时期，如何提质增效、数字化转型成为用能单位循环水站管理人员急需思考的一项工作。目前市场上能提供的减排技术，基本都局限于机泵系统，智能化也浮于表面，未真正有一项从全流程角度，实现深度智能化的综合技术出现，故一直未实现真正无人值守泵站。
[0003]现有的循环水站节能改造技术，基本局限在泵房内的水泵及电机上，很少涉及到系统上，基本原理是：通过简单采集机泵系统的运行参数，从市场上直接采购高效节能水泵及高效节能电机，将旧水泵或电机置换为标准出厂的高效节能产品，从而达到节能及提升设备性能的目的，属于设备置换。就国内现状来说，因用能单位缺乏循环水站专业节能人才，同时对机泵系统专业节能知识的缺乏，对节能的认识还停留在设备更新上，对机泵系统之外的设备节能、工艺优化节能、行为节能、云智控节能均缺乏认识，故节能效果一般。此技术虽然有一定的节能效益，设备也得到了更新，机泵系统的性能也有一定提升，但远远未挖掘出机泵系统的节能潜力，同时未涉及到除机泵系统外的其他环节，节能不彻底，节电率一般为8％～10％国内出现了一批循环水泵节能公司，节能基本原理为：通过展专业检测工具，详细测试机泵系统的电流、电压、水量、压力等参数，再根据实测数据量身定制高效节能水泵及高效电机，将旧水泵及电机置换为定制化的高效水泵及高效电机，节电率一般可到10～15％，结合管道、阀门优化后，节电率可到20％(见专利：一种新型高效节能水泵，专利号：ZL201821590903.X)。现有技术的共同特点都是局限于水泵房内开展工作，聚焦在机泵系统，未考虑循环水站全流程节能，更未考虑到工艺优化节能、管理规范节能及全流程智能化控制。
[0004]因此，本申请旨在提供一种能够克服上述缺陷的无人值守循环水站云智控节能系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种无人值守循环水站云智控节能系统。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种无人值守循环水站云智控节能系统，配置由末端换热组件、冷却塔和水泵组件共同构成的循环回路，所述末端换热组件和所述水泵组件均通信地耦合至云智控平台，所述云智控平台配置为：S100，基于物料产生的第
一热量Q1和第二热量Q2，以及加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的第三热量Q3确定末端换热组件的换热量Q4的第一理论值；S101，基于循环回路的温差范围、物料反应需要末端换热组件所交换热量确定循环回路的实际用水量H；S102，基于实际用水量和管网压差确定水泵组件的工作性能参数。
[0007]优选的，在所述冷却塔耦合至风机组件的情况下，所述云智控平台还配置为：S103，实时获取实际用水量，基于所述实际用水量生成第一控制命令以对水泵组件的工作状态进行调整，使得水泵组件能够按需提供水量；S104，实时获取末端换热组件的进水口和出水口的水温差数据，在水温差数据不满足控制命令以对风机组件的工作状态进行调整，使得所述水温差数据能要求的情况下，生够满足所述既定要求。
[0008]优选的，所述第一理论值通过如下方式确定：设定第一理论值计算公式Q1+Q2+Q3＝Q4；设定第一热量Q1计算公式Q1＝∑mC
p
(T2
‑
T1)；设定第二热量Q2计算公式Q2＝nf(T0,V)；设定第三热量计算公式Q3＝
△
H1+
△
H2+∑ΔH
r，298k
，其中，Q1为物料带入到设备所产生的第一热量，Q2为加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热量，Q3为物料化学反应产生的第二热量,m为物料质量，CP为物料的平均比热容，T2为环境温度，T1为基准温度，n为物料热反应常数，T0为物料热反应温度，V为物料热反应体积，
△
H1为进反应器物料在等压变温过程中的焓变和有相变时的焓变之和，
△
H2为出反应器物料在等压变温过程中的焓变和有相变时的焓变之和，∑ΔH
r,298k
为标准状态下所有主、副反应的反应热的总和，n
i
、n'
i
为进、出反应器的物料i的质量，C
pi
、C'
pi
为进、出反应器的物料i的等压热容，ΔH
i
、ΔH'
i
为进、出反应器的物料i的相变热。
[0009]优选的，所述实际用水量按照如下步骤确定：设定实际用水量H的计算公式其中，ΔT＝(Tr
‑
To)，Q为物料反应需要末端换热组件所交换热量，C为循环冷却水的平均比热容，Tr为换热器出水温度，To为换热器进水温度，J为设计余量。
[0010]优选的，确定水泵组件的工作性能参数包括如下步骤：基于第一理论值，确定循环水量；根据水泵房与最远最高末端用水点的压力差，确定水泵所需扬程。
[0011]优选的，水泵组件的工作状态的调整至少包括如下步骤：基于水泵组件配套的电机的功率及余量要求，确定电机功率；将电机配置为变频控制或恒压控制。
[0012]优选的，风机组件的工作状态调整包括如下步骤：在实际循环过程中，确定水温差数据的标准值；在实际获取的水温差数据与标准值不一致时生成第二控制命令对风机组的工作状态进行调整；当实际的水温差数据小于标准值时，生成第二控制命令以减小风机组件的排风量，使得实际的水温差数据增大；或者，当实际的水温差数据大于标准值时，生成第二控制命令以增大风机组件的排风量，进而使得实际的水温差数据减小。
[0013]优选的，所述末端换热组件包括蒸发器、液体补偿器、冷凝器和相变换热管，所述液体补偿器设置于蒸发器中，所述蒸发器和所述冷凝器通过所述相变换热管彼此热耦合。
[0014]优选的，所述相变换热管包括蒸汽管线和冷凝线，所述蒸汽管线设置于所述蒸发器中，所述冷凝线设置于所述冷凝器中。
[0015]优选的，所述蒸汽光纤和所述冷凝线均包括沟槽管、毛细吸液芯和翅片，所述毛细吸液芯设置于所述沟槽管中，所述翅片设置于所述沟槽管外壁上。
[0016]本专利技术具有以下优点：
[0017](1)本专利技术提出了反向控制云智控技术，利用循环水站反向控制逻辑，实时换热量计算、实时能效数据采集、大数据分析计算，实现实时节能量测定、运行参数自我修正、故障预警等功能，根据反向计算结果，定制高效智能设备，使水泵始终处于最高效区间运行，达到最省功状态，达到真正无人值守目的，节省了大量人资资源。反向控制云智控节能技术与传统调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人值守循环水站云智控节能系统，配置由末端换热组件(2)、冷却塔(4)和水泵组件(3)共同构成的循环回路，其特征在于，所述末端换热组件(2)和所述水泵组件(3)均通信地耦合至云智控平台(1)，所述云智控平台(1)配置为：S100，基于物料产生的第一热量Q1和第二热量Q2，以及加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的第三热量Q3确定末端换热组件(2)的换热量Q4的第一理论值；S101，基于循环回路的温差范围、物料反应需要末端换热组件所交换热量确定循环回路的实际用水量H；S102，基于实际用水量和管网压差确定水泵组件(3)的工作性能参数。2.根据权利求1所述的无人值守循环水站云智控节能系统，其特征在于，在所述冷却塔(4)耦合至风机组件(5)的情况下，所述云智控平台(1)还配置为：S103，实时获取实际用水量，基于所述实际用水量生成第一控制命令以对水泵组件(3)的工作状态进行调整，使得水泵组件(3)能够按需提供水量；S104，实时获取末端换热组件(2)的进水口和出水口的水温差数据，在水温差数据不满足控制命令以对风机组件(5)的工作状态进行调整，使得所述水温差数据能要求的情况下，生够满足所述既定要求。3.根据权利要求1所述的无人值守循环水站云智控节能系统，其特征在于，所述第一理论值通过如下方式确定：设定第一理论值计算公式Q1+Q2+Q3＝Q4；设定第一热量Q1计算公式Q1＝∑mC
p
(T2
‑
T1)；设定第二热量Q2计算公式Q2＝nf(T0,V)；设定第三热量计算公式Q3＝
△
H1+
△
H2+∑ΔH
r，298k
，其中，Q1为物料带入到设备所产生的第一热量，Q2为加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热量，Q3为物料化学反应产生的第二热量,m为物料质量，CP为物料的平均比热容，T2为环境温度，T1为基准温度，n为物料热反应常数，T0为物料热反应温度，V为物料热反应体积，
△
H1为进反应器物料在等压变温过程中的焓变和有相变时的焓变之和，
△
H2为出反应器物料在等压变温过程中的焓变和有相变时的焓变之和，∑ΔH
r,298k
为标准状态下所有主、副反应的反应热的总和，n
i
、n
’
i
为进、出反应器的物料i的质量，C
pi
、C
’
pi
为进、出反应器的物料i的等压热容，ΔH
i

【专利技术属性】
技术研发人员：程桃祖，张璋，仇铁波，宋宝来，凌杰，
申请(专利权)人：湖南万盟环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：