一种化工储罐温度梯度层控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种化工储罐温度梯度层控制系统，属于化工储罐温度控制技术领域。


背景技术：

2.化工储罐技术是在电力需求低谷，用制热主机将热量以热水的形式储存在储罐水槽中；在电力需求高峰期，不开或少开制热主机，充分利用储存的热量供热。化工储罐装置中，温度梯度层是影响热热分层和储罐效率的重要因素，它是由于热热水密度不同而形成的一个热热自然过渡层。温度梯度层厚度和分布位置可以通过储罐水槽内水体垂直温度分布确定，保证稳定而较薄的温度梯度层是提高储罐效率的关键。
3.现有化工储罐装置储罐运行流程为：在循环水泵的驱动下，储罐水槽上部的热水由上环形布水系统出流，经制热主机降温，从下环形布水系统回流至储罐水槽，将热水存储在储罐水槽中，同时温度梯度层逐渐上升；如此不断循环，直至整个储罐水槽充满热水，储罐结束。以上化工储罐装置运行模式对温度梯度层厚度和稳定性会产生不利影响。一方面，受制热主机启动加载速率和主机出口管道原有热水的影响，储罐初期一部分温度较高的水会进入储罐水槽增加温度梯度层厚度，破坏温度梯度层稳定性；另一方面，由于循环水泵一直处于大流量工况运行，在形成稳定的温度梯度层之前，大流量工况会加剧上下水流掺混，增加温度梯度层厚度，降低储罐效率。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种化工储罐温度梯度层控制系统，能够减小温度梯度层厚度，提高温度梯度层稳定性，改善化工储罐装置运行效率。
5.本实用新型所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
6.一种化工储罐温度梯度层控制系统，包括储罐水槽、温度梯度层控制器、水制热循环装置、温度梯度层流量控制装置、第一电动阀以及第二电动阀；
7.所述储罐水槽内设有上环形布水系统、下环形布水系统和温度梯度层；
8.所述水制热循环装置包括管道水温传感器、第一热水管道、制热主机、循环水泵、回水循环管道以及第二热水管道，所述第一热水管道上安装有管道水温传感器，所述第一热水管道、制热主机、循环水泵以及第二热水管道依次串联在一起，第二热水管道与上环形布水系统的出水口相连接，所述回水循环管道上安装有第一电动阀，所述回水循环管道的一端连接第一热水管道，另一端连接第二热水管道；
9.所述温度梯度层流量控制装置包括垂直水温测线、变频调节器，所述垂直水温测线与温度梯度层控制器连接，所述温度梯度层控制器与变频调节器连接，所述变频调节器与循环水泵连接，所述下环形布水系统与第一热水管道相连接，所述第二电动阀安装在第一热水管道上。
10.作为优选实例，所述垂直水温测线包括测温电缆和温度传感器，所述测温电缆沿
竖直方向依次间隔设有多个温度传感器，上下相邻的两个温度传感器之间的竖向间隔为0.1m。
11.作为优选实例，所述温度梯度层控制器设有第一电动阀开关信号输出端、第二电动阀开关信号输出端、第一温度采集通讯端、第二温度采集通讯端和变频信号输出端，所述温度梯度层控制器的第二电动阀开关信号输出端和第一温度采集通讯端依次接至第二电动阀和管道水温传感器的控制端，所述第一电动阀开关信号输出端、第二温度采集通讯端和变频信号输出端线依次接至第一电动阀、垂直水温测线和变频调节器的控制端。
12.本实用新型的有益效果是：
13.通过本实用新型提供的化工储罐温度梯度层控制系统，通过温度梯度层控制器控制两个电动阀开关，进而调节进入储罐水槽的热水温度；同时，通过垂直水温测线确定温度梯度层在储罐水槽内的分布位置，进而调节循环水泵流量，可以减小温度梯度层厚度，提高温度梯度层稳定性，改善化工储罐装置运行效率。
附图说明
14.图1为本实用新型化工储罐温度梯度层控制系统的示意图。
15.图中：1、储罐水槽；2、垂直水温测线；3、上环形布水系统；4、第二电动阀；5、第一电动阀；6、温度梯度层控制器；7、管道水温传感器；8、第一热水管道；9、制热主机；10、循环水泵；11、变频调节器；12、回水循环管道；13、第二热水管道；14、下环形布水系统；15、温度梯度层；16、第一电动阀开关信号输出端；17、第二电动阀开关信号输出端；18、第一温度采集通讯端；19、测温电缆；20、温度传感器；21、第二温度采集通讯端；22、变频信号输出端。
具体实施方式
16.为了对本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示及实施例，进一步阐述本实用新型。
17.实施例：
18.如图1所示，本实用新型提供的化工储罐温度梯度层控制系统，其中，包括储罐水槽1，储罐水槽1内设有上环形布水系统3、下环形布水系统14和温度梯度层15，温度梯度层15由温度梯度层控制器6控制，上环形布水系统3与水制热循环装置相连接，下环形布水系统14与温度梯度层流量控制装置相连接，温度梯度层控制器6通过第一电动阀5和管道水温传感器7与水制热循环装置相连接，温度梯度层控制器6通过第二电动阀4和变频调节器11与温度梯度层流量控制装置相连接；温度梯度层控制器6设有第一电动阀开关信号输出端16、第二电动阀开关信号输出端17、第一温度采集通讯端18、第二温度采集通讯端21和变频信号输出端22，温度梯度层控制器6的第二电动阀开关信号输出端17和第一温度采集通讯端18依次接至第二电动阀4和管道水温传感器7的控制端，对储罐介质进行循环热却，温度梯度层控制器6的第一电动阀开关信号输出端16、第二温度采集通讯端21和变频信号输出端22依次接至第一电动阀5、垂直水温测线2和变频调节器11的控制端，调节储罐介质的流量。
19.其中，水制热循环装置包括管道水温传感器7、第一热水管道8、制热主机9、循环水泵10、回水循环管道12以及第二热水管道13，第一热水管道8上安装有管道水温传感器7，第
一热水管道8、制热主机9和循环水泵10依次串联在一起，并通过第二热水管道13与上环形布水系统3相连接，回水循环管道12上安装有第一电动阀5，回水循环管道12的一端连接第一热水管道8，另一端连接第二热水管道13。
20.水制热循环的工作原理为：循环水泵10驱动储罐水槽1上部的热水从上环形布水系统3中流出，经第二热水管道13流至循环水泵10，然后经过制热主机9，温度降低后变为热水，从第一热水管道8流至管道水温传感器7。当管道水温传感器7所测温度符合储罐设定温度时，通过温度梯度层控制器6控制第二电动阀4打开，第一电动阀5关闭，热水由下环形布水系统14进入储罐水槽1，储存热水；当管道水温传感器7所测温度高于储罐设定温度时，通过温度梯度层控制器6控制第一电动阀5打开，第二电动阀4关闭，热水由回水循环管道12流至循环水泵10，然后经过制热主机9，使水温进一步降低，如此循环直至管道水温传感器7所测温度符合储罐设定温度，然后通过温度梯度层控制器6控制第二电动阀4打开，第一电动阀5关闭，热水由下环形布水系统14进入储罐水槽1，储存热水，这样可以避免温度较高的水进入储罐水槽1增加温度梯度层15厚度，破坏温度梯度层15稳定性。
21.其中，温度梯度层15流量控制装置包括垂直水温测线2、变频调节器11，垂直水温测线2与温度梯度层控制器6连接，垂直水温测线2包括测温电缆19和温度传感器20，测温电缆19沿竖直方向依次间隔设有多个温度传感器20，且上下相邻的两个温度传感器20之间的竖向间隔为0.1m，温度梯度层控制器6与变频调节器11连接，变频调节器11与循环水泵10连接，下环形布水系统14与第一热水管道8相连接，第二电动阀4安装在第一热水管道8上。
22.温度梯度层15流量控制装置工作原理为：在热水进入储罐水槽1的同时，温度梯度层控制器6通过垂直水温测线2确定温度梯度层15所处位置，当温度梯度层15所处位置受下环形布水系统14水流影响时，通过温度梯度层控制器6控制减小变频调节器11的频率，从而降低循环水泵10的转速，使循环水泵10切换到小流量工况运行，减小下环形布水系统14水流对温度梯度层15的影响。当温度梯度层15所处位置离开下环形布水系统14水流影响范围时，通过温度梯度层控制器6控制增加变频调节器11的频率，使循环水泵10切换到大流量工况运行，提高储罐流量，加快储罐速度。
23.通过温度梯度层控制器6控制两个电动阀开关，进而调节进入储罐水槽1的热水温度；同时，通过垂直水温测线2确定温度梯度层15在储罐水槽1内的分布位置，进而调节循环水泵10流量，可以减小温度梯度层15厚度，提高温度梯度层15稳定性，改善化工储罐装置运行效率。
24.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应当了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本实用新型要求保护的范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。