一种循环泵节能智控方法与流程

本发明涉及工业节能控制，尤其涉及一种循环泵节能智控方法。

背景技术：

1、冷却循环水系统是造纸、钢铁、化工、电力、水厂等行业的重要公用工程系统，其主要功能是通过循环泵将冷却水输送至各工艺设备，吸收热量后再经冷却塔散热降温，实现循环使用。为应对不同工况下的流量需求，冷却循环水系统通常采用多台循环泵并联运行的方式。

2、现有技术中，冷却循环水系统的循环泵控制方式主要包括以下两种：

3、（1）单泵变频控制：根据进出水温差调节单台循环泵的流量。当系统负荷变化时，仅通过调节单台泵的频率来改变流量。这种方式存在能耗高、负载集中、设备磨损严重、寿命缩短等问题。

4、（2）多泵简单并联控制：多台泵并联运行时，采用平均分配流量或人工手动启停的方式。这种方式流量分配逻辑不够精细，整体能效低，且仅根据温差进行简单调节，未以系统总能耗最低为目标进行优化。

5、因此，需要对现有技术进行改进。

技术实现思路

1、本发明提供一种循环泵节能智控方法，以解决现有技术中冷却循环水系统循环泵控制能耗高、整体能效低的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

3、一种循环泵节能智控方法，应用于冷却循环水系统，所述方法包括：

4、s1、采集冷却循环水系统的实时供水温度和实时回水温度，计算进出水温差；

5、s2、根据所述进出水温差，计算系统所需的总目标流量；

6、s3、调取预先拟合的单泵特性曲线和总泵特性曲线，建立流量-效率-功率映射关系，确定各台循环泵的高效运行区间；其中，所述单泵特性曲线为单台循环泵在不同频率下的流量-效率-功率拟合曲线，所述总泵特性曲线为多台循环泵并联运行时的总流量-总效率-总功率拟合曲线；

7、s4、以总目标流量为约束，通过检测各台当前运行的循环泵的实时运行效率是否偏离其对应的高效运行区间，动态调整参与运行的循环泵组合，在遍历所有循环泵组合后，以系统总效率最高为优化目标，确定最终运行的目标循环泵的数量及各台目标循环泵的分配流量;

8、s5、将所述最优方案中各台目标循环泵的分配流量转换为各台目标循环泵的频率控制信号，下发至各台目标循环泵的变频器，控制对应的目标循环泵以最优流量稳定运行于高效运行区间。

9、进一步地，所述循环泵节能智控方法中，所述s1包括：

10、s11、采集冷却循环水系统的冷水池的若干个不同位置点的供水水温，得到若干个供水水温值，以及采集所述冷却循环水系统的热水池的若干个不同位置点的回水水温，得到若干个回水水温值；

11、s12、将若干个所述供水水温值进行算术平均运算，得到平均供水水温值，并作为所述冷水池的实时供水水温，以及将若干个所述回水水温值进行算术平均运算，得到平均回水水温值，并作为所述热水池的实时回水水温；

12、s13、计算所述实时供水温度与所述实时回水温度的差值，并取其绝对值，得到进出水温差。

13、进一步地，所述循环泵节能智控方法中，在所述s11中，得到若干个供水水温值和若干个回水水温值后，将超出预设第一阈值范围的供水水温值判定为异常值并予以剔除；以及，将超出预设第二阈值范围的回水水温值判定为异常值并予以剔除。

14、进一步地，所述循环泵节能智控方法中，在所述s2中，所述总目标流量的计算公式为：

15、qtarget=k×(c/(ρ×cp×δt));

16、其中，qtarget为总目标流量，c为系统所需的冷量，δt为进出水温差，ρ为循环水密度，cp为循环水比热容，k为安全系数。

17、进一步地，所述循环泵节能智控方法中，所述s3包括：

18、s31、调取预先拟合的单泵特性曲线和总泵特性曲线；其中，所述单泵特性曲线为单台循环泵在不同频率下的流量-效率-功率拟合曲线，所述总泵特性曲线为多台循环泵并联运行时的总流量-总效率-总功率拟合曲线；

19、s32、对所述单泵特性曲线和总泵特性曲线进行离散化处理，构建以流量为索引、以效率为优化指标的流量-效率-功率映射关系；

20、s33、根据所述流量-效率-功率映射关系，将各台循环泵及循环泵组合的效率峰值区间确定为各台循环泵对应的高效运行区间。

21、进一步地，所述循环泵节能智控方法中，所述s4包括：

22、s41、以所述总目标流量为约束条件，将流量初步分配至当前所有运行的循环泵；

23、s42、检测各台循环泵的实时运行效率，判断是否存在至少一台偏离其对应的高效运行区间；若否，则执行s43，若是，则执行s44；

24、s43、计算系统总效率；

25、s44、计算系统总效率，并按预设固定顺序依次减少一台运行的循环泵，每减少一台后，返回执行所述s41，直至遍历完所有可能的循环泵组合；

26、s45、遍历完成后，选出系统总效率最高的循环泵组合作为最优方案，确定最终运行的目标循环泵的数量及各台目标循环泵的分配流量。

27、进一步地，所述循环泵节能智控方法中，在所述s41中，将流量初步均匀分配至当前所有运行的循环泵，或按各台循环泵的额定流量比例分配至当前所有运行的循环泵。

28、进一步地，所述循环泵节能智控方法中，所述s5包括：

29、s51、基于所述流量-效率-功率映射关系，将各台目标循环泵的分配流量反查得到对应的目标运行频率；

30、s52、将所述目标运行频率转换为频率控制信号，并下发至各台目标循环泵对应的变频器；

31、s53、所述变频器根据接收到的频率控制信号调节对应目标循环泵的转速，使各台目标循环泵以最优的所述分配流量稳定运行于各自的高效运行区间。

32、进一步地，所述循环泵节能智控方法中，在所述s53中，所述变频器接收到频率控制信号后，还包括：

33、将所述频率控制信号对应的目标运行频率与当前的运行频率进行比较，计算频率变化量；

34、若所述频率变化量大于预设的频率变化率阈值，则按照预设的爬坡速率逐步调节对应目标循环泵的转速，直至达到所述目标运行频率。

35、进一步地，所述循环泵节能智控方法中，在所述s5之后，所述方法还包括：

36、s6、按照预设周期重复执行所述s1-s5，以实现循环泵组的实时动态节能优化控制。

37、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

38、本发明提供的一种循环泵节能智控方法，通过实时采集进出水温差并计算系统所需的总目标流量，结合预先拟合的单泵特性曲线及总泵特性曲线建立流量-效率-功率映射关系，以系统总效率最高为优化目标，动态调整参与运行的循环泵组合及各泵的分配流量，实现了冷却循环水系统循环泵的精细化节能智控；相较于现有单泵变频控制方式，能够有效分散系统负荷、避免单泵长期高负载运行导致的设备磨损和寿命缩短问题，同时克服了多泵简单并联控制中流量分配粗放、整体能效低的缺陷，在保证总目标流量约束的前提下，使各台循环泵均稳定运行于高效区间，从而显著降低系统整体能耗，提升设备运行可靠性与使用寿命。