本申請(qǐng)屬于供水系統(tǒng)，具體涉及一種自流減壓供水系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、水電站的技術(shù)供水系統(tǒng)，又稱生產(chǎn)供水系統(tǒng)，主要服務(wù)于電站內(nèi)的各種機(jī)電運(yùn)行設(shè)備，如發(fā)電機(jī)空氣冷卻器、發(fā)電機(jī)推力軸承與導(dǎo)軸承、水輪機(jī)導(dǎo)軸承、水冷式變壓器冷卻器及水冷式空氣壓縮機(jī)等。其主要作用是對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行冷卻，以保證設(shè)備在高效、穩(wěn)定的狀態(tài)下運(yùn)行，同時(shí)部分系統(tǒng)還承擔(dān)潤(rùn)滑及水壓操作等功能。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，有些水電站的供水系統(tǒng)采用自流減壓供水方式，因其水頭高、管道長(zhǎng)、管徑大、設(shè)備多、流態(tài)復(fù)雜等原因，易出現(xiàn)管路震動(dòng)、局部異音、壓力波動(dòng)等缺陷，影響技術(shù)供水運(yùn)行可靠性，甚至可能對(duì)機(jī)組冷卻器等關(guān)鍵設(shè)備造成影響，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)漏水等缺陷。且技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)備不具備智能穩(wěn)壓和調(diào)節(jié)功能，為了降低技術(shù)供水系統(tǒng)壓力波動(dòng)對(duì)機(jī)組冷卻系統(tǒng)的影響，在機(jī)組備用期間，技術(shù)供水系統(tǒng)通常保持投運(yùn)狀態(tài)，以保證機(jī)組具備快速并網(wǎng)運(yùn)行能力。但該技術(shù)供水不停水的控制方式，部分水流不經(jīng)水輪發(fā)電機(jī)組直接排至下游，造成一定的電量損失。

3、同時(shí)機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)充水調(diào)試過(guò)程中，全部靠人工對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，且壓力調(diào)節(jié)完成后還需人工對(duì)各冷卻水用戶進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，由于機(jī)組運(yùn)行期間水頭變化，引起減壓閥出口壓力有一定幅度的波動(dòng)，導(dǎo)致有的機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)運(yùn)行工況較差，帶來(lái)諸如噪音、震動(dòng)等缺陷。

4、如果機(jī)組技術(shù)供水的流量可以根據(jù)溫度變化，自動(dòng)調(diào)整流量對(duì)應(yīng)溫度的升高和降低，無(wú)疑是中高水頭機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)一大進(jìn)步，具有極大的安全、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因此，計(jì)劃搭建一套包含自流減壓供水系統(tǒng)及其控制方法，在此基礎(chǔ)上研究解決技術(shù)供水系統(tǒng)設(shè)備隱患，研究技術(shù)供水系統(tǒng)節(jié)能減排措施，開(kāi)發(fā)測(cè)試智能調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的在于：本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N自流減壓供水系統(tǒng)及其控制方法，解決了現(xiàn)有自流減壓供水系統(tǒng)耗能、調(diào)控不便、工況較差的問(wèn)題。

2、本申請(qǐng)目的通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

3、一種自流減壓供水系統(tǒng)，包括集水井內(nèi)的供水泵，供水泵與減壓總管連通，減壓總管上設(shè)有減壓閥，減壓總管分別與泄壓回水管、流量調(diào)節(jié)回水管連通，泄壓回水管上設(shè)有泄壓閥，流量調(diào)節(jié)回水管分別與回水總管、被冷卻設(shè)備回水管連通，回水總管上設(shè)有第一流量調(diào)節(jié)閥，被冷卻設(shè)備回水管上設(shè)有其他流量調(diào)節(jié)閥和被冷卻設(shè)備，供水泵、減壓閥、泄壓閥、第一流量調(diào)節(jié)閥和其他流量調(diào)節(jié)閥均與控制柜電連接。

4、進(jìn)一步的，所述的供水泵與變頻電機(jī)連接，變頻電機(jī)與變頻器電連接，變頻器與控制柜電連接。

5、進(jìn)一步的，所述的減壓總管上沿流向依次布置有第一隔斷閥、第一壓力傳感器和減壓閥，流量調(diào)節(jié)回水管上沿流向依次布置有第二壓力傳感器和第一溫度傳感器，第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第一溫度傳感器均與控制柜電連接。

6、進(jìn)一步的，所述的回水總管上沿流向依次布置有第一流量計(jì)和第一流量調(diào)節(jié)閥，第一流量計(jì)與控制柜電連接。

7、進(jìn)一步的，所述的被冷卻設(shè)備回水管包括并聯(lián)的空氣冷卻器回水管、推導(dǎo)軸承回水管、上導(dǎo)軸承回水管和水導(dǎo)軸承回水管均與控制柜電連接。

8、進(jìn)一步的，所述的空氣冷卻器回水管上沿流向依次布置有第二流量計(jì)、第二流量調(diào)節(jié)閥、第三壓力傳感器、空氣冷卻器和第二隔斷閥，第二流量計(jì)、第三壓力傳感器和空氣冷卻器均與控制柜電連接。

9、進(jìn)一步的，所述的推導(dǎo)軸承回水管上沿流向依次布置有第三流量計(jì)、第三流量調(diào)節(jié)閥、第四壓力傳感器、推導(dǎo)軸承和第三隔斷閥，第三流量計(jì)、第四壓力傳感器和推導(dǎo)軸承均與控制柜電連接。

10、進(jìn)一步的，所述的上導(dǎo)軸承回水管上沿流向依次布置有第四流量計(jì)、第四流量調(diào)節(jié)閥、第五壓力傳感器、上導(dǎo)軸承和第四隔斷閥，第四流量計(jì)、第五壓力傳感器和上導(dǎo)軸承均與控制柜電連接。

11、進(jìn)一步的，所述的水導(dǎo)軸承回水管上沿流向依次布置有第五流量計(jì)、第五流量調(diào)節(jié)閥、第六壓力傳感器、水導(dǎo)軸承和第五隔斷閥，第五流量計(jì)、第六壓力傳感器和水導(dǎo)軸承均與控制柜電連接。

12、一種自流減壓供水系統(tǒng)的控制方法，采用上述的自流減壓供水系統(tǒng)，包括如下步驟：

13、控制器操作某一回路的進(jìn)、出口冷卻水的溫度變化，獨(dú)立操作并發(fā)出該回路被冷卻設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)指令，對(duì)減壓總管、泄壓回水管、回水總管、被冷卻設(shè)備回水管的閥門進(jìn)行控制；

14、水泵揚(yáng)程控制流程：將減壓總管上的第一壓力傳感器檢測(cè)到的水泵壓力差，與預(yù)設(shè)的壓力閾值δp進(jìn)行比較，若水泵壓力差小于或等于壓力閾值δp時(shí)，則流程結(jié)束；若水泵壓力差大于壓力閾值δp時(shí)，則控制柜進(jìn)行pid控制；控制變頻器調(diào)節(jié)供水泵頻率，直至水泵壓力差小于或等于壓力閾值δp時(shí)，流程結(jié)束；

15、導(dǎo)軸承溫度流程：將流量調(diào)節(jié)回水管上第一溫度傳感器檢測(cè)到的水輪發(fā)電機(jī)組的導(dǎo)軸承溫度差，與預(yù)設(shè)的溫度閾值δt進(jìn)行比較，若導(dǎo)軸承溫度差小于或等于溫度閾值δt時(shí)，則流程結(jié)束；若導(dǎo)軸承溫度差大于溫度閾值δt時(shí)，則控制柜進(jìn)行pid控制；控制變頻器調(diào)節(jié)水泵頻率和控制流量調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度，直至導(dǎo)軸承溫度差小于或等于溫度閾值δt時(shí)，流程結(jié)束。

16、進(jìn)一步的，減壓閥：由控制柜根據(jù)反饋的信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度；當(dāng)閥后壓力小于設(shè)定壓力-啟動(dòng)精度時(shí)，閥門開(kāi)啟動(dòng)作，當(dāng)閥后壓力＝設(shè)定壓力-停止精度時(shí)，閥門停止開(kāi)啟；當(dāng)閥后壓力大于設(shè)定壓力+啟動(dòng)精度時(shí)，閥門關(guān)閉動(dòng)作，當(dāng)閥后壓力＝設(shè)定壓力+停止精度時(shí)，閥門停止關(guān)閉；

17、泄壓閥：由控制柜根據(jù)反饋的信號(hào)自動(dòng)控制閥門開(kāi)閉；當(dāng)系統(tǒng)壓力＞設(shè)定壓力+啟跳精度時(shí)，閥門開(kāi)啟泄壓，當(dāng)系統(tǒng)壓力≤設(shè)定壓力-回座精度時(shí)，閥門關(guān)閉；

18、流量調(diào)節(jié)閥：由控制柜根據(jù)反饋的流量自動(dòng)控制閥門開(kāi)度；當(dāng)系統(tǒng)流量＞閥門關(guān)閉流量+閥門關(guān)閉流量精度值時(shí)，閥門關(guān)閉節(jié)流，當(dāng)系統(tǒng)流量＝閥門關(guān)閉流量-閥門開(kāi)啟流量精度時(shí)，閥門停止動(dòng)作，當(dāng)系統(tǒng)流量＜閥門開(kāi)啟流量+閥門開(kāi)啟流量精度值時(shí)，閥門開(kāi)啟增流，當(dāng)系統(tǒng)流量＝閥門開(kāi)啟流量+閥門關(guān)閉流量精度時(shí)，閥門停止動(dòng)作。

19、本申請(qǐng)的有益效果：

20、1、可以保障機(jī)組安全，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)減壓閥智能調(diào)壓、穩(wěn)壓，同時(shí)限制系統(tǒng)最大、最小流量及壓力，確保整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

21、2、實(shí)現(xiàn)機(jī)組停機(jī)狀態(tài)下，減小冷卻水流量，達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。

22、3、可以對(duì)系統(tǒng)各冷卻水用戶流量進(jìn)行自動(dòng)分配。

23、前述本申請(qǐng)主方案及其各進(jìn)一步選擇方案可以自由組合以形成多個(gè)方案，均為本申請(qǐng)可采用并要求保護(hù)的方案；且本申請(qǐng)，(各非沖突選擇)選擇之間以及和其他選擇之間也可以自由組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本申請(qǐng)方案后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和公知常識(shí)可明了有多種組合，均為本申請(qǐng)所要保護(hù)的技術(shù)方案，在此不做窮舉。

技術(shù)特征：

1.一種自流減壓供水系統(tǒng)，包括集水井(1)內(nèi)的供水泵(2)，其特征在于：所述的供水泵(2)與減壓總管(3)連通，減壓總管(3)上設(shè)有減壓閥(33)，減壓總管(3)分別與泄壓回水管(4)、流量調(diào)節(jié)回水管連通，泄壓回水管(4)上設(shè)有泄壓閥(41)，流量調(diào)節(jié)回水管分別與回水總管(5)、被冷卻設(shè)備回水管連通，回水總管(5)上設(shè)有第一流量調(diào)節(jié)閥(52)，被冷卻設(shè)備回水管上設(shè)有其他流量調(diào)節(jié)閥和被冷卻設(shè)備，供水泵(2)、減壓閥(33)、泄壓閥(41)、第一流量調(diào)節(jié)閥(52)和其他流量調(diào)節(jié)閥均與控制柜(10)電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自流減壓供水系統(tǒng)，其特征在于：所述的減壓總管(3)上沿流向依次布置有第一隔斷閥(31)、第一壓力傳感器(32)和減壓閥(33)，流量調(diào)節(jié)回水管上沿流向依次布置有第二壓力傳感器(34)和第一溫度傳感器(35)，第一壓力傳感器(32)、第二壓力傳感器(34)和第一溫度傳感器(35)均與控制柜(10)電連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自流減壓供水系統(tǒng)，其特征在于：所述的回水總管(5)上沿流向依次布置有第一流量計(jì)(51)和第一流量調(diào)節(jié)閥(52)，第一流量計(jì)(51)與控制柜(10)電連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自流減壓供水系統(tǒng)，其特征在于：所述的被冷卻設(shè)備回水管包括并聯(lián)的空氣冷卻器回水管(6)、推導(dǎo)軸承回水管(7)、上導(dǎo)軸承回水管(8)和水導(dǎo)軸承回水管(9)均與控制柜(10)電連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自流減壓供水系統(tǒng)，其特征在于：所述的空氣冷卻器回水管(6)上沿流向依次布置有第二流量計(jì)(61)、第二流量調(diào)節(jié)閥(62)、第三壓力傳感器(63)、空氣冷卻器(64)和第二隔斷閥(65)，第二流量計(jì)(61)、第三壓力傳感器(63)和空氣冷卻器(64)均與控制柜(10)電連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自流減壓供水系統(tǒng)，其特征在于：所述的推導(dǎo)軸承回水管(7)上沿流向依次布置有第三流量計(jì)(71)、第三流量調(diào)節(jié)閥(72)、第四壓力傳感器(73)、推導(dǎo)軸承(74)和第三隔斷閥(75)，第三流量計(jì)(71)、第四壓力傳感器(73)和推導(dǎo)軸承(74)均與控制柜(10)電連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自流減壓供水系統(tǒng)，其特征在于：所述的上導(dǎo)軸承回水管(8)上沿流向依次布置有第四流量計(jì)(81)、第四流量調(diào)節(jié)閥(82)、第五壓力傳感器(83)、上導(dǎo)軸承(84)和第四隔斷閥(85)，第四流量計(jì)(81)、第五壓力傳感器(83)和上導(dǎo)軸承(84)均與控制柜(10)電連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自流減壓供水系統(tǒng)，其特征在于：所述的水導(dǎo)軸承回水管(9)上沿流向依次布置有第五流量計(jì)(91)、第五流量調(diào)節(jié)閥(92)、第六壓力傳感器(93)、水導(dǎo)軸承(94)和第五隔斷閥(95)，第五流量計(jì)(91)、第六壓力傳感器(93)和水導(dǎo)軸承(94)均與控制柜(10)電連接。

9.一種自流減壓供水系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1～8任一所述的自流減壓供水系統(tǒng)，包括如下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自流減壓供水系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種自流減壓供水系統(tǒng)及其控制方法。該供水系統(tǒng)包括供水泵，供水泵與減壓總管連通，減壓總管分別與泄壓回水管、流量調(diào)節(jié)回水管連通，流量調(diào)節(jié)回水管分別與回水總管、被冷卻設(shè)備回水管連通。該控制方法采用上述系統(tǒng)，包括：控制器操作某一回路的進(jìn)、出口冷卻水的溫度變化，獨(dú)立操作并發(fā)出該回路被冷卻設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)指令，對(duì)減壓總管、泄壓回水管、回水總管、被冷卻設(shè)備回水管的閥門進(jìn)行控制。本申請(qǐng)的有益效果：保障機(jī)組安全，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)減壓閥智能調(diào)壓、穩(wěn)壓，同時(shí)限制系統(tǒng)最大、最小流量及壓力，確保整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定；實(shí)現(xiàn)機(jī)組停機(jī)狀態(tài)下，減小冷卻水流量，達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)；可以對(duì)系統(tǒng)各冷卻水用戶流量進(jìn)行自動(dòng)分配。

技術(shù)研發(fā)人員：黃鑫,楊升文,劉天雄,景聚樂(lè),任必波,陳正新,孔祥龍,韓林,許鑫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三峽金沙江川云水電開(kāi)發(fā)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15