一种基于温度控制的供水节流系统及控制方法与流程

1.本发明涉及电站供水技术领域，主要涉及一种基于温度控制的供水节流系统及控制方法。


背景技术：

2.某电站目前所使用的技术供水系统主要为上导冷却器、发电机空冷器、推导冷却器、水导冷却器提供冷却水，在供水过程中流量调节方法主要为人工调整球阀的开度，人工调节完阀门后阀门状态将一直保持不变，当冷却器的温度发生变化时，无法改变进入冷却器的流量，同时为了保证冷却器有足够的冷却水来冷却，往往会增大阀门的开度，多余的冷却水将浪费掉。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种基于温度控制的供水节流系统及控制方法，通过采用设定好的算法程序来控制阀门的开度，用人工智能的方法来代替人工调节阀门的方法，从而达到节约供水系统的冷却水用量；该系统能够实时监控冷却器的温度变化，并作出相应的应对方法，能精确的保证冷却器的温度，来实现机组的稳定运行；该方法不但节能而且增效；为机组的稳定运行提供保证。
4.为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种基于温度控制的供水节流系统，它包括用于引入冷却水的取水系统；取水系统上连接有用于溢流的溢流系统；取水系统的输出端并联有用于对水导轴承进行冷却的水导轴承冷却系统，用于对推力轴承下导轴承进行冷却的推力轴承下导轴承冷却系统，用于对发电机进行冷却的发电机空冷系统和用于对推力轴承上导轴承进行冷却的推力轴承上导轴承冷却系统；水导轴承冷却系统、推力轴承下导轴承冷却系统、发电机空冷系统和推力轴承上导轴承冷却系统都与信号采集器相连；信号采集器用于采集相应对应系统的温度、管道压力、流量以及阀门开度数据；信号采集器与阀门开度控制器相连，阀门开度控制器通过反馈控制与相应的水导轴承冷却系统、推力轴承下导轴承冷却系统、发电机空冷系统和推力轴承上导轴承冷却系统相连；所述水导轴承冷却系统、推力轴承下导轴承冷却系统、发电机空冷系统和推力轴承上导轴承冷却系统的出水口与冷却水排出系统相连。
5.所述取水系统包括用于和蜗壳取水口相连的取水拦污栅，所述取水拦污栅所在管路上安装有第一常开阀，第一常开阀之后安装有第一电动球阀，第一电动球阀之后依次安装有第二常开阀、第三常开阀和滤水器；滤水器上连接溢流系统；滤水器另一端依次连接有第四常开阀、多个第一蝶阀、减压阀、第五常开阀、第二蝶阀和第六常开阀；第六常开阀之后并联水导轴承冷却系统、推力轴承下导轴承冷却系统、发电机空冷系统和推力轴承上导轴承冷却系统。
6.所述溢流系统包括两套串联在滤水器上的第七常开阀和第二电动球阀；两个第二电动球阀的另一端都与第八常开阀相连，第八常开阀通过溢流管与下游尾水管相连通。
7.所述第五常开阀和第二蝶阀之间安装有安全阀；所述安全阀的溢流口与渗漏集水井相连通，并用于调节控制整个系统的压力。
8.所述水导轴承冷却系统包括第九常开阀，第九常开阀与取水系统的出水管相连通；第九常开阀之后依次连接有第一压力传感器、第一压力表、水导轴承冷却器、第一压力变送器、第一流量计和第三电动球阀；所述水导轴承冷却器上安装有第一温度传感器，第一温度传感器与信号采集器相连；第一压力变送器、第一流量计和第三电动球阀与信号采集器相连；所述第三电动球阀与阀门开度控制器相连，并控制其开度。
9.所述推力轴承下导轴承冷却系统包括第十常开阀，第十常开阀与取水系统的出水管相连通；第十常开阀之后依次连接有第二压力传感器、第二压力表、推力轴承下导轴承冷却器、第二压力变送器、第二流量计和第四电动球阀；所述推力轴承下导轴承冷却器上安装有第二温度传感器，第二温度传感器与信号采集器相连；第二压力变送器、第二流量计和第四电动球阀与信号采集器相连；所述第四电动球阀与阀门开度控制器相连，并控制其开度。
10.所述发电机空冷系统包括第十一常开阀，第十一常开阀与取水系统的出水管相连通；第十一常开阀之后依次连接有第三压力传感器、第三压力表、发电机冷却器、第三压力变送器、第三流量计和第五电动球阀；所述发电机冷却器上安装有第三温度传感器，第三温度传感器与信号采集器相连；第三压力变送器、第三流量计和第五电动球阀与信号采集器相连；所述第五电动球阀与阀门开度控制器相连，并控制其开度。
11.所述推力轴承上导轴承冷却系统包括第十二常开阀，第十二常开阀与取水系统的出水管相连通；第十二常开阀之后依次连接有第四压力传感器、第四压力表、推力轴承上导轴承冷却器、第四压力变送器、第四流量计和第六电动球阀；所述推力轴承上导轴承冷却器上安装有第四温度传感器，第四温度传感器与信号采集器相连；第四压力变送器、第四流量计和第六电动球阀与信号采集器相连；所述第六电动球阀与阀门开度控制器相连，并控制其开度。
12.所述冷却水排出系统包括主排水管，主排水管之后依次连接有第五流量计、第七电动球阀和冷却水排水管；所述第五流量计和第七电动球阀与信号采集器相连；所述第七电动球阀与阀门开度控制器相连，并控制其开度。
13.基于温度控制的供水节流系统的控制方法，包括以下步骤：步骤一：系统运行过程中，通过取水系统将蜗壳内部的冷却水通过过滤和减压之后引入到相应的水导轴承冷却系统、推力轴承下导轴承冷却系统、发电机空冷系统和推力轴承上导轴承冷却系统；步骤二：水导轴承冷却系统运行过程中，通过第一温度传感器实时采集水导轴承冷却器的温度，并将温度信号传递给信号采集器；通过第一压力变送器实时采集管道压力，并将压力信号传递给信号采集器；通过第一流量计实时采集管道流量，并将流量信号传递给信号采集器；通过第三电动球阀将阀门开度信号实时传递给信号采集器；信号采集器将收集到的温度、管道压力、管道流量和阀门开度数据传递给阀门开度控制器；通过阀门开度控制器反馈控制第三电动球阀的开度，进而控制冷却水在水导轴承冷却器内部的流量，保证水导轴承冷却器在正常冷却降温过程中，实现最小的用水量，达到节流控制的目的；步骤三：推力轴承下导轴承冷却系统运行过程中，通过第二温度传感器实时采集推力轴承下导轴承冷却器的温度，并将温度信号传递给信号采集器；通过第二压力变送器
实时采集管道压力，并将压力信号传递给信号采集器；通过第二流量计实时采集管道流量，并将流量信号传递给信号采集器；通过第四电动球阀将阀门开度信号实时传递给信号采集器；信号采集器将收集到的温度、管道压力、管道流量和阀门开度数据传递给阀门开度控制器；通过阀门开度控制器反馈控制第四电动球阀的开度，进而控制冷却水在推力轴承下导轴承冷却器内部的流量，保证推力轴承下导轴承冷却器在正常冷却降温过程中，实现最小的用水量，达到节流控制的目的；步骤四：发电机空冷系统运行过程中，通过第三温度传感器实时采集发电机冷却器的温度，并将温度信号传递给信号采集器；通过第三压力变送器实时采集管道压力，并将压力信号传递给信号采集器；通过第三流量计实时采集管道流量，并将流量信号传递给信号采集器；通过第五电动球阀将阀门开度信号实时传递给信号采集器；信号采集器将收集到的温度、管道压力、管道流量和阀门开度数据传递给阀门开度控制器；通过阀门开度控制器反馈控制第五电动球阀的开度，进而控制冷却水在发电机冷却器内部的流量，保证发电机冷却器在正常冷却降温过程中，实现最小的用水量，达到节流控制的目的；步骤五：推力轴承上导轴承冷却系统运行过程中，通过第四温度传感器实时采集发电机冷却器的温度，并将温度信号传递给信号采集器；通过第四压力变送器实时采集管道压力，并将压力信号传递给信号采集器；通过第四流量计实时采集管道流量，并将流量信号传递给信号采集器；通过第六电动球阀将阀门开度信号实时传递给信号采集器；信号采集器将收集到的温度、管道压力、管道流量和阀门开度数据传递给阀门开度控制器；通过阀门开度控制器反馈控制第六电动球阀的开度，进而控制冷却水在推力轴承上导轴承冷却器内部的流量，保证推力轴承上导轴承冷却器在正常冷却降温过程中，实现最小的用水量，达到节流控制的目的；步骤六：工作前通过大量的运行数据给定阀门的位置，将阀门一定的开度定为零位，进而保证系统运行过程中即使阀门出现故障也不至于短时间断水，造成冷却器温度升高的情况；通过程序运算来控制各个冷却器的电动球阀的阀门开度，保证每个冷却器的流量分配合理；在预留一定冗余的情况下，最大限度的关闭系统出口总阀第七电动球阀来达到节流的目的。
14.本发明有如下有益效果：1、本发明通过采用程序自动控制的方法来代替人工调节阀门的方法，从而达到节约技术供水系统的冷却水用量，该系统能够实时监控冷却器的温度变化，并作出相应的应对方法，能精确的保证冷却器的温度，来实现机组的稳定运行，该方法不但节能而且增效，为机组的稳定运行提供保证。
15.2、通过上述的取水系统能够用于提供整个系统运行过程中冷却水供应的问题，保证了系统能够提供足够的冷却水源。
16.3、通过上述的溢流系统能够用于取水过程中将多余的流量排出，进而保证了系统的安全性和稳定性。而且其采用并联的方式能够起到备用的目的。
17.4、通过安全阀有效防止系统压力过高而造成的管道损伤问题，保证了系统运行的安全性和可靠性。
18.5、通过上述的水导轴承冷却系统能够用对水导轴承进行有效的冷却降温，进而保证了水导轴承的安全运行。
19.6、通过上述的推力轴承下导轴承冷却系统能够用于对推力轴承下导轴承进行冷却降温，进而保证了推力轴承下导轴承的安全运行。
20.7、通过发电机空冷系统能够用于对发电机进行冷却降温，进而保证了发电机的安全运行。
21.8、通过推力轴承上导轴承冷却系统能够用于对推力轴承上导轴承进行冷却降温，进而保证了发电机的安全运行。
22.9、通过冷却水排出系统能够用于实现系统总冷却水的流量控制目的。
附图说明
23.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
24.图1为本发明系统原理图。
25.图2为本发明取水系统原理图。
26.图3为本发明水导轴承冷却系统、推力轴承下导轴承冷却系统、发电机空冷系统和推力轴承上导轴承冷却系统图。
27.图中：信号采集器1、阀门开度控制器2、取水系统3、溢流系统4、水导轴承冷却系统5、推力轴承下导轴承冷却系统6、发电机空冷系统7、推力轴承上导轴承冷却系统8、冷却水排出系统9；取水拦污栅301、第一常开阀302、第二常开阀304、第三常开阀305、滤水器306、第四常开阀307、多个第一蝶阀308、减压阀309、第五常开阀310、第二蝶阀312、第六常开阀313；第七常开阀401、第二电动球阀402、第八常开阀403通过溢流管404；第九常开阀501、第一压力传感器502、第一压力表503、水导轴承冷却器505、第一压力变送器506、第一流量计507、第三电动球阀508；第十常开阀601、第二压力传感器602、第二压力表603、推力轴承下导轴承冷却器605、第二压力变送器606、第二流量计607、第四电动球阀608；第十一常开阀701、第三压力传感器702、第三压力表703、发电机冷却器705、第三压力变送器706、第三流量计707、第五电动球阀708；第十二常开阀801、第四压力传感器802、第四压力表803、推力轴承上导轴承冷却器805、第四压力变送器806、第四流量计807、第六电动球阀808。
具体实施方式
28.下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
29.实施例1：参见图1-3，一种基于温度控制的供水节流系统，它包括用于引入冷却水的取水系统3；取水系统3上连接有用于溢流的溢流系统4；取水系统3的输出端并联有用于对水导轴承进行冷却的水导轴承冷却系统5，用于对推力轴承下导轴承进行冷却的推力轴承下导轴承冷却系统6，用于对发电机进行冷却的发电机空冷系统7和用于对推力轴承上导轴承进行冷却的推力轴承上导轴承冷却系统8；水导轴承冷却系统5、推力轴承下导轴承冷却系统6、发电机空冷系统7和推力轴承上导轴承冷却系统8都与信号采集器1相连；信号采集器1用于
采集相应对应系统的温度、管道压力、流量以及阀门开度数据；信号采集器1与阀门开度控制器2相连，阀门开度控制器2通过反馈控制与相应的水导轴承冷却系统5、推力轴承下导轴承冷却系统6、发电机空冷系统7和推力轴承上导轴承冷却系统8相连；所述水导轴承冷却系统5、推力轴承下导轴承冷却系统6、发电机空冷系统7和推力轴承上导轴承冷却系统8的出水口与冷却水排出系统9相连。通过采用上述的节流系统，其基于冷却器内部温度传感器的数据并结合流量计，通过设定好的程序来调节冷却器的阀门开度来实现冷却水流量的控制，进而保证冷却器温度不变的情况下，降低阀门开度来达到节流的目的，有效避免了传统人工控制阀门开度而造成的冷却水浪费的问题。
30.进一步的，所述取水系统3包括用于和蜗壳取水口相连的取水拦污栅301，所述取水拦污栅301所在管路上安装有第一常开阀302，第一常开阀302之后安装有第一电动球阀303，第一电动球阀303之后依次安装有第二常开阀304、第三常开阀305和滤水器306；滤水器306上连接溢流系统4；滤水器306另一端依次连接有第四常开阀307、多个第一蝶阀308、减压阀309、第五常开阀310、第二蝶阀312和第六常开阀313；第六常开阀313之后并联水导轴承冷却系统5、推力轴承下导轴承冷却系统6、发电机空冷系统7和推力轴承上导轴承冷却系统8。通过上述的取水系统3能够用于提供整个系统运行过程中冷却水供应的问题，保证了系统能够提供足够的冷却水源。其取水直接通过蜗壳取水口进行取水，取水过程中，通过取水拦污栅301进行过滤，过滤之后通过滤水器306进行再次过滤，进而保证水的洁净度，通过减压阀309能够实现系统的减压，进而保证了系统安全运行，通过相应的多个蝶阀和常开阀能够用于控制取水系统的供水过程。
31.进一步的，所述溢流系统4包括两套串联在滤水器306上的第七常开阀401和第二电动球阀402；两个第二电动球阀402的另一端都与第八常开阀403相连，第八常开阀403通过溢流管404与下游尾水管相连通。通过上述的溢流系统4能够用于取水过程中将多余的流量排出，进而保证了系统的安全性和稳定性。而且其采用并联的方式能够起到备用的目的。通过第二电动球阀402能够用于实现自动排水控制。
32.进一步的，所述第五常开阀310和第二蝶阀312之间安装有安全阀311；所述安全阀311的溢流口与渗漏集水井相连通，并用于调节控制整个系统的压力。通过安全阀311有效防止系统压力过高而造成的管道损伤问题，保证了系统运行的安全性和可靠性。系统运行过程中，通过安全阀311来设定系统的运行压力。
33.进一步的，所述水导轴承冷却系统5包括第九常开阀501，第九常开阀501与取水系统3的出水管相连通；第九常开阀501之后依次连接有第一压力传感器502、第一压力表503、水导轴承冷却器505、第一压力变送器506、第一流量计507和第三电动球阀508；所述水导轴承冷却器505上安装有第一温度传感器504，第一温度传感器504与信号采集器1相连；第一压力变送器506、第一流量计507和第三电动球阀508与信号采集器1相连；所述第三电动球阀508与阀门开度控制器2相连，并控制其开度。通过上述的水导轴承冷却系统5能够用对水导轴承进行有效的冷却降温，进而保证了水导轴承的安全运行。具体运行过程中，冷却水进入到水导轴承冷却器505，通过水导轴承冷却器505对水导轴承进行冷却，通过第一温度传感器504实时监测水导轴承冷却器505的温度，并将温度信号传递给信号采集器1，通过信号采集器1将温度传递给阀门开度控制器2，通过阀门开度控制器2反馈控制第三电动球阀508的开度，进而达到控制水导轴承冷却器505内部冷却水的流量，进而实现冷却水的流量控
制。
34.进一步的，所述推力轴承下导轴承冷却系统6包括第十常开阀601，第十常开阀601与取水系统3的出水管相连通；第十常开阀601之后依次连接有第二压力传感器602、第二压力表603、推力轴承下导轴承冷却器605、第二压力变送器606、第二流量计607和第四电动球阀608；所述推力轴承下导轴承冷却器605上安装有第二温度传感器604，第二温度传感器604与信号采集器1相连；第二压力变送器606、第二流量计607和第四电动球阀608与信号采集器1相连；所述第四电动球阀608与阀门开度控制器2相连，并控制其开度。通过上述的推力轴承下导轴承冷却系统6能够用于对推力轴承下导轴承进行冷却降温，进而保证了推力轴承下导轴承的安全运行。具体运行过程中，通过第二温度传感器604实时监测推力轴承下导轴承冷却器605的温度，并将温度信号传递给信号采集器1，通过信号采集器1将温度传递给阀门开度控制器2，通过阀门开度控制器2反馈控制第四电动球阀608的开度，进而达到控制推力轴承下导轴承冷却器605内部冷却水的流量，进而实现冷却水的流量控制。
35.进一步的，所述发电机空冷系统7包括第十一常开阀701，第十一常开阀701与取水系统3的出水管相连通；第十一常开阀701之后依次连接有第三压力传感器702、第三压力表703、发电机冷却器705、第三压力变送器706、第三流量计707和第五电动球阀708；所述发电机冷却器705上安装有第三温度传感器704，第三温度传感器704与信号采集器1相连；第三压力变送器706、第三流量计707和第五电动球阀708与信号采集器1相连；所述第五电动球阀708与阀门开度控制器2相连，并控制其开度。通过发电机空冷系统7能够用于对发电机进行冷却降温，进而保证了发电机的安全运行。具体运行过程中，通过第三温度传感器704实时监测发电机冷却器705的温度，并将温度信号传递给信号采集器1，通过信号采集器1将温度传递给阀门开度控制器2，通过阀门开度控制器2反馈控制第五电动球阀708的开度，进而达到控制发电机冷却器705内部冷却水的流量，进而实现冷却水的流量控制。
36.进一步的，所述推力轴承上导轴承冷却系统8包括第十二常开阀801，第十二常开阀801与取水系统3的出水管相连通；第十二常开阀801之后依次连接有第四压力传感器802、第四压力表803、推力轴承上导轴承冷却器805、第四压力变送器806、第四流量计807和第六电动球阀808；所述推力轴承上导轴承冷却器805上安装有第四温度传感器804，第四温度传感器804与信号采集器1相连；第四压力变送器806、第四流量计807和第六电动球阀808与信号采集器1相连；所述第六电动球阀808与阀门开度控制器2相连，并控制其开度。通过推力轴承上导轴承冷却系统8能够用于对推力轴承上导轴承进行冷却降温，进而保证了发电机的安全运行。具体运行过程中，通过第四温度传感器804实时监测推力轴承上导轴承冷却器805的温度，并将温度信号传递给信号采集器1，通过信号采集器1将温度传递给阀门开度控制器2，通过阀门开度控制器2反馈控制第六电动球阀808的开度，进而达到控制推力轴承上导轴承冷却器805内部冷却水的流量，进而实现冷却水的流量控制。
37.进一步的，所述冷却水排出系统9包括主排水管901，主排水管901之后依次连接有第五流量计902、第七电动球阀903和冷却水排水管904；所述第五流量计902和第七电动球阀903与信号采集器1相连；所述第七电动球阀903与阀门开度控制器2相连，并控制其开度。通过冷却水排出系统9能够用于实现系统总冷却水的流量控制目的。通过程序运算来控制各个冷却器的阀门开度，在保证每个冷却器的流量分配合理。并且预留一定冗余的情况下，最大限度的关闭供水系统出口总阀第七电动球阀903来达到节流的目的。
38.实施例2：基于温度控制的供水节流系统的控制方法，包括以下步骤：步骤一：系统运行过程中，通过取水系统3将蜗壳内部的冷却水通过过滤和减压之后引入到相应的水导轴承冷却系统5、推力轴承下导轴承冷却系统6、发电机空冷系统7和推力轴承上导轴承冷却系统8；步骤二：水导轴承冷却系统5运行过程中，通过第一温度传感器504实时采集水导轴承冷却器505的温度，并将温度信号传递给信号采集器1；通过第一压力变送器506实时采集管道压力，并将压力信号传递给信号采集器1；通过第一流量计507实时采集管道流量，并将流量信号传递给信号采集器1；通过第三电动球阀508将阀门开度信号实时传递给信号采集器1；信号采集器1将收集到的温度、管道压力、管道流量和阀门开度数据传递给阀门开度控制器2；通过阀门开度控制器2反馈控制第三电动球阀508的开度，进而控制冷却水在水导轴承冷却器505内部的流量，保证水导轴承冷却器505在正常冷却降温过程中，实现最小的用水量，达到节流控制的目的；步骤三：推力轴承下导轴承冷却系统6运行过程中，通过第二温度传感器604实时采集推力轴承下导轴承冷却器605的温度，并将温度信号传递给信号采集器1；通过第二压力变送器606实时采集管道压力，并将压力信号传递给信号采集器1；通过第二流量计607实时采集管道流量，并将流量信号传递给信号采集器1；通过第四电动球阀608将阀门开度信号实时传递给信号采集器1；信号采集器1将收集到的温度、管道压力、管道流量和阀门开度数据传递给阀门开度控制器2；通过阀门开度控制器2反馈控制第四电动球阀608的开度，进而控制冷却水在推力轴承下导轴承冷却器605内部的流量，保证推力轴承下导轴承冷却器605在正常冷却降温过程中，实现最小的用水量，达到节流控制的目的；步骤四：发电机空冷系统7运行过程中，通过第三温度传感器704实时采集发电机冷却器705的温度，并将温度信号传递给信号采集器1；通过第三压力变送器706实时采集管道压力，并将压力信号传递给信号采集器1；通过第三流量计707实时采集管道流量，并将流量信号传递给信号采集器1；通过第五电动球阀708将阀门开度信号实时传递给信号采集器1；信号采集器1将收集到的温度、管道压力、管道流量和阀门开度数据传递给阀门开度控制器2；通过阀门开度控制器2反馈控制第五电动球阀708的开度，进而控制冷却水在发电机冷却器705内部的流量，保证发电机冷却器705在正常冷却降温过程中，实现最小的用水量，达到节流控制的目的；步骤五：推力轴承上导轴承冷却系统8运行过程中，通过第四温度传感器804实时采集发电机冷却器805的温度，并将温度信号传递给信号采集器1；通过第四压力变送器806实时采集管道压力，并将压力信号传递给信号采集器1；通过第四流量计807实时采集管道流量，并将流量信号传递给信号采集器1；通过第六电动球阀808将阀门开度信号实时传递给信号采集器1；信号采集器1将收集到的温度、管道压力、管道流量和阀门开度数据传递给阀门开度控制器2；通过阀门开度控制器2反馈控制第六电动球阀808的开度，进而控制冷却水在推力轴承上导轴承冷却器805内部的流量，保证推力轴承上导轴承冷却器805在正常冷却降温过程中，实现最小的用水量，达到节流控制的目的；步骤六：工作前通过大量的运行数据给定阀门的位置，将阀门一定的开度定为零位，进而保证系统运行过程中即使阀门出现故障也不至于短时间断水，造成冷却器温度升
高的情况；通过程序运算来控制各个冷却器的电动球阀的阀门开度，保证每个冷却器的流量分配合理；在预留一定冗余的情况下，最大限度的关闭系统出口总阀第七电动球阀903来达到节流的目的。