本發(fā)明涉及冷水機組的，尤其涉及一種蒸氣壓縮冷水機組零負荷運行系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

1、目前，在蒸氣壓縮冷水機組運行的技術(shù)領(lǐng)域，對市場上的主流品牌進行調(diào)研，蒸氣壓縮冷水機組在低冷卻水溫時，卸載能力下限為20%，在高冷卻水溫運行時，最低運行負荷要高于20%。當前，很多工業(yè)、核電項目要求，在滿足冷水出水溫度的前提下，機組需具備0～100%的負荷調(diào)節(jié)能力。為了滿足低負荷運行的要求，各大主機廠家會通過加大熱氣旁通的方法提高機組的卸載能力。

2、針對上述的相關(guān)技術(shù)，申請人發(fā)現(xiàn)采用該方案無法滿足冷水出水溫度的要求，當系統(tǒng)運行壓差低時，針對電機、潤滑油需要氟冷的壓縮機，需要單獨設(shè)置冷媒泵進行強制供液，壓差低會導致主供液管路供液量不足，需要單獨設(shè)置冷媒泵，由于氟利昂易汽化的特點，冷媒泵經(jīng)常出現(xiàn)干磨損壞的情況，導致系統(tǒng)運行穩(wěn)定性較差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種蒸氣壓縮冷水機組零負荷運行系統(tǒng)及控制方法，通過增加冷水和冷卻水的板式換熱器熱交換系統(tǒng)，實現(xiàn)在保證冷水出水溫度的前提下，機組能夠?qū)崿F(xiàn)0%~100%的負荷調(diào)節(jié)，實現(xiàn)零負荷的穩(wěn)定運行。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

3、一種蒸氣壓縮冷水機組零負荷運行系統(tǒng)，包括冷水機組系統(tǒng)和板式換熱器熱交換系統(tǒng)，冷水機組系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機、省功器、熱氣旁通閥、節(jié)流機構(gòu)和控制箱，板式換熱器熱交換系統(tǒng)包括板式換熱器、冷水旁通管路和冷卻水旁通管路。

4、進一步的，所述蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)壓力傳感器、冷水進水溫度傳感器、冷水出水溫度傳感器和客戶端冷水回水溫度傳感器。

5、進一步的，所述冷凝器內(nèi)設(shè)有冷凝壓力傳感器、冷卻水進水溫度傳感器和冷卻水出水溫度傳感器。

6、進一步的，所述節(jié)流機構(gòu)包括電動調(diào)節(jié)閥。

7、進一步的，所述冷水旁通管路包括冷水手動球閥、冷水過濾器、冷水就地壓力表、冷水軟連接、旁通冷水泵和冷水電動球閥。

8、進一步的，所述冷卻水旁通管路包括冷卻水手動球閥、冷卻水過濾器、冷卻水就地壓力表、冷卻水軟連接和旁通冷卻水泵。

9、一種蒸氣壓縮冷水機組零負荷控制方法，包括如下步驟：

10、步驟一：機組開機運行，若冷水出水溫度＞設(shè)定目標值+溫差上限，機組進行加載，若冷水出水溫度＜設(shè)定目標值-溫差下限，機組進行減載；

11、步驟二：若機組減載階段，控制箱根據(jù)壓縮機動態(tài)曲線計算出機組的自身能卸載到的最小負荷，并計算輸出冷水進出水溫差，將計算冷水進出水溫差與實際運行溫差進行比較；

12、步驟三：若計算冷水進出水溫差≥實際運行溫差，板式換熱器熱交換系統(tǒng)投入運行，若冷水進出水計算溫差＜實際運行溫差，板式換熱器熱交換系統(tǒng)不投入運行。

13、進一步的，所述板式換熱器熱交換系統(tǒng)投入運行后，

14、若旁通冷水泵在頻率下限為25hz保持，優(yōu)先讓機組進行減載，若機組已減載到下限，且冷水的出水溫度＜設(shè)定目標值-溫差下限，旁通冷水泵按pid控制進行加頻；

15、若設(shè)定目標值-溫差下限≤冷水的出水溫度≤設(shè)定目標值+溫差上限，旁通冷水泵頻率保持；

16、若冷水的出水溫度＞設(shè)定目標值+溫差上限，旁通冷水泵按pid控制邏輯進行減頻；

17、當頻率減小到25hz，且控制箱中輸出的計算冷水側(cè)進出水溫差＜實際運行溫差，控制箱輸出停用板式換熱器熱交換系統(tǒng)信號，先關(guān)閉旁通冷卻水泵、旁通冷水泵，再關(guān)閉冷水電動球閥。

18、進一步的，若處于機組手動停機、故障停機、水溫暫停階段，為預防冷量損失，需停用板式換熱器熱交換系統(tǒng)，先關(guān)閉旁通冷水泵、旁通冷卻水泵，再關(guān)閉冷水電動球閥。

19、綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案的有益效果是：

20、（1）在機組運行過程中，當實際的負荷需求大于機組的最大卸載能力時，板式換熱器熱交換系統(tǒng)不投入運行，當實際的負荷需求小于機組的最大卸載能力，或者接近零負荷需求時，板式換熱器熱交換系統(tǒng)投入運行，通過增加冷水和冷卻水的板式換熱器熱交換系統(tǒng)，實現(xiàn)在保證冷水出水溫度的前提下，機組能夠?qū)崿F(xiàn)0%~100%的負荷調(diào)節(jié)，實現(xiàn)零負荷的穩(wěn)定運行；

21、（2）在負荷調(diào)節(jié)過程中，機組優(yōu)先依次通過減小吸氣量、降頻等減載措施降低運行負荷，當機組的負荷輸出仍大于需求負荷時，再通過開熱氣旁通閥降低系統(tǒng)運行壓比，讓壓縮機可以繼續(xù)卸載，直至機組達到自身調(diào)節(jié)的極限低負荷，當負荷需求仍小于機組的極限低負荷時，最后啟用板式換熱器熱交換系統(tǒng)，進一步降低負荷，甚至達到0負荷運行不停機，通過優(yōu)化調(diào)節(jié)和控制順序，使機組在全周期的運行期間均處于最佳的節(jié)能效果；

22、（3）板式換熱器的選型要結(jié)合壓縮機的實際卸載能力，在高冷卻水溫、低冷卻水溫時分別進行選型計算，取兩者中的大值，并建議留有1.2倍的換熱余量選擇板式換熱器，板式換熱器型號確定后，匹配對應的旁通冷水泵、旁通冷卻水泵，為了增加負荷的調(diào)節(jié)能力，保證冷水出水溫度，旁通冷水泵采用變頻水泵，板式換熱器的出口增加冷水電動球閥。

技術(shù)特征：

1.一種蒸氣壓縮冷水機組零負荷運行系統(tǒng)，其特征在于：包括冷水機組系統(tǒng)和板式換熱器熱交換系統(tǒng)，冷水機組系統(tǒng)包括蒸發(fā)器(1)、冷凝器(3)、壓縮機(2)、省功器(4)、熱氣旁通閥(5)、節(jié)流機構(gòu)和控制箱(7)，板式換熱器熱交換系統(tǒng)包括板式換熱器(8)、冷水旁通管路(9)和冷卻水旁通管路(10)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸氣壓縮冷水機組零負荷運行系統(tǒng)，其特征在于：所述蒸發(fā)器(1)內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)壓力傳感器(11)、冷水進水溫度傳感器(12)、冷水出水溫度傳感器(13)和客戶端冷水回水溫度傳感器(14)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸氣壓縮冷水機組零負荷運行系統(tǒng)，其特征在于：所述冷凝器(3)內(nèi)設(shè)有冷凝壓力傳感器(31)、冷卻水進水溫度傳感器(32)和冷卻水出水溫度傳感器(33)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸氣壓縮冷水機組零負荷運行系統(tǒng)，其特征在于：所述節(jié)流機構(gòu)包括電動調(diào)節(jié)閥(6)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸氣壓縮冷水機組零負荷運行系統(tǒng)，其特征在于：所述冷水旁通管路(9)包括冷水手動球閥(91)、冷水過濾器(92)、冷水就地壓力表(93)、冷水軟連接(94)、旁通冷水泵(95)和冷水電動球閥(96)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸氣壓縮冷水機組零負荷運行系統(tǒng)，其特征在于：所述冷卻水旁通管路(10)包括冷卻水手動球閥(101)、冷卻水過濾器(102)、冷卻水就地壓力表(103)、冷卻水軟連接(104)和旁通冷卻水泵(105)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項所述的一種蒸氣壓縮冷水機組零負荷控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種蒸氣壓縮冷水機組零負荷控制方法，其特征在于：所述板式換熱器熱交換系統(tǒng)投入運行后，

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種蒸氣壓縮冷水機組零負荷控制方法，其特征在于：若處于機組手動停機、故障停機、水溫暫停階段，為預防冷量損失，需停用板式換熱器熱交換系統(tǒng)，先關(guān)閉旁通冷水泵(95)、旁通冷卻水泵(105)，再關(guān)閉冷水電動球閥(96)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種蒸氣壓縮冷水機組零負荷運行系統(tǒng)及控制方法，屬于冷水機組的技術(shù)領(lǐng)域，包括冷水機組系統(tǒng)和板式換熱器熱交換系統(tǒng)，冷水機組系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機、省功器、熱氣旁通閥、節(jié)流機構(gòu)和控制箱，板式換熱器熱交換系統(tǒng)包括板式換熱器、冷水旁通管路和冷卻水旁通管路。在機組運行過程中，當實際的負荷需求大于機組的最大卸載能力時，板式換熱器熱交換系統(tǒng)不投入運行，當實際的負荷需求小于機組的最大卸載能力，或者接近零負荷需求時，板式換熱器熱交換系統(tǒng)投入運行，通過增加冷水和冷卻水的板式換熱器熱交換系統(tǒng)，實現(xiàn)在保證冷水出水溫度的前提下，機組能夠?qū)崿F(xiàn)0%~100%的負荷調(diào)節(jié)，實現(xiàn)零負荷的穩(wěn)定運行。

技術(shù)研發(fā)人員：朱翠,馮林平,李秀麗,白正彬,范繼衛(wèi),朱紀臣
受保護的技術(shù)使用者：頓漢布什（中國）工業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28