一种带有发电机的冷凝塔及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冷凝塔领域，特别是一种带有发电机的冷凝塔及控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，现有的冷却塔有两种，一种是通过电动机驱动的风机抽风，达到冷却的目的的冷却塔。另一种是通过水力驱动的风机抽风，达到冷却目的的冷却塔。对于第二种冷却塔，由于水力是利用抽水泵将水抽到塔顶的富余扬程驱动水轮机得到的，故对水轮机的转速和扭矩不好控制，若利用刹车或利用分流调节来调整进水口水流的大小和方向从而实现对水力的调节又或利用调整进水口水流冲击水轮机叶片的不同位置来调节水轮机的转速和扭矩，都不能够充分的利用抽水泵的富余扬程。例如专利号为CN 201546867 U的专利，就是利用通过调节水流的大小和方向实现对水轮机的转速和扭矩的控制。此专利就存在对抽水泵的富余扬程利用不充分的问题。
【发明内容】
[0003]为了解决上述【背景技术】中现有技术的缺点，本发明提供一种带有发电机的冷凝塔及控制方法。
[0004]本发明的技术方案为:
一种带有发电机的冷凝塔，包括塔体，抽水管，抽水泵，控制中心，辅助电机，风机，水轮机，发电机和蓄电池；塔体是一个由壳体围护而成且供待冷却水冷却的腔体，待冷却水中设有温度传感器，该温度传感器与塔体外控制中心通过导线连接；抽水管与塔体的底部相连并连通塔体内的待冷却水，抽水管上设有抽取塔体内的待冷却水的抽水泵，抽水管的出水口与设置在塔体顶部的水轮机的的进水口相连，抽水管的出水口内设有测量抽水管的出水口内待冷却水的流量与压力的流量传感器和压力传感器，流量传感器和压力传感器通过导线和塔体外控制中心连接；水轮机的上部串联有抽取塔体内的空气的风机，水轮机上部的输出轴与风机的转轴串联；风机的上部转轴串联有辅助电机；风机上设有测量风机转速的速度传感器，所述的速度传感器与塔体外控制中心通过导线连接；水轮机的下部串联有发电的发电机，该发电机的磁体为电磁铁，其磁通量可以调节；发电机与控制中心通过导线连接；发电机与塔体外的蓄电池的输入端通过导线连接，蓄电池的输出端和辅助电机通过导线连接，蓄电池的输出控制开关和控制中心连接，蓄电池的输出由控制中心控制。
[0005]控制中心内设置待冷却水的两个温度线，分别为第一温度线和第二温度线；其中第一温度线的值大于第二温度线的值，控制中心通过待冷却水中的温度传感器测得待冷却水的温度。
[0006]一种带有发电机的冷凝塔的控制方法:
第一步:开始时，辅助电机和发电机都不工作，发电机的磁体的磁通量为零；仅由抽水泵的富余扬程驱动水轮机带动风机转动；当控制中心通过待冷却水中的温度传感器测得待冷却水的温度值位于第一温度线的值和第二温度线的值之间，保持冷却塔的工作方式不变；
第二步:当控制中心通过待冷却水中的温度传感器测得待冷却水的温度值低于第二温度线的值，控制中心控制发电机的磁体的磁通量增大，发电机开始工作发电并将得到的电能储存到蓄电池中；发电机的磁体的磁通量保持增大，直到控制中心通过待冷却水中的温度传感器测得待冷却水的温度值位于第一温度线的值和第二温度线的值之间，保证当前磁体的磁通量不变，发电机持续发电；
第三步:当控制中心通过待冷却水中的温度传感器测得待冷却水的温度值高于第一温度线的值时或抽水管的出水口内流量传感器和压力传感器测得待冷却水的流量与压力减低，，控制中心先检测发电机的磁体的磁通量的大小，I)若磁体的磁通量不为零，则控制中心先控制发电机的磁体的磁通量减小，减少发电量和水轮机的转动阻力，直到控制中心通过待冷却水中的温度传感器测得待冷却水的温度值位于第一温度线的值和第二温度线的值之间，保证当前磁体的磁通量不变，发电机持续发电；若发电机的磁体的磁通量减小到零时，待冷却水中的温度仍高于第一温度线的值，则控制中心控制蓄电池向辅助电机输电，启动辅助电机加快风机的转速降低待冷却水的温度，直到待冷却水中的温度位于第一温度线的值和第二温度线的值之间，当待冷却水中的温度再次低于第二温度线的值时，控制中心关闭辅助电机；回到第一步；2)若磁体的磁通量为零，则控制中心控制蓄电池向辅助电机输电，启动辅助电机加快风机的转速降低待冷却水的温度，直到待冷却水中的温度位于第一温度线的值和第二温度线的值之间，当待冷却水中的温度再次低于第二温度线的值时，控制中心关闭辅助电机；回到第一步。
[0007]本发明的有益效果为:
本发明不仅充分利用了抽水泵的富余扬程，实现了对水轮机的转速和扭矩和风机的转速的自动控制。还在冷却塔低效率运行时，利用水轮机的富余扭矩储存发电，在冷却塔高效率运行时，需要辅助电机加快风机转速时提供电源，从而实现了对抽水泵的富余扬程的高效利用。
【附图说明】
[0008]图1为带有发电机的冷凝塔的整体结构简图；
图2为带有发电机的冷凝塔控制方法的流程图。
[0009]其中，I为塔体，2为抽水管，3为抽水泵，4为控制中心，5为辅助电机，6为风机，7为水轮机，8为发电机，9为蓄电池。
【具体实施方式】
[0010]一种带有发电机的冷凝塔，包括塔体1，抽水管2，抽水泵3，控制中心4，辅助电机5，风机6，水轮机7，发电机8和蓄电池9。塔体I是一个由壳体围护而成且供待冷却水冷却的腔体，待冷却水中设有温度传感器，该温度传感器与塔体I外控制中心4通过导线连接。抽水管2与塔体I的底部相连并连通塔体I内的待冷却水，抽水管2上设有抽取塔体I内的待冷却水的抽水泵3，抽水管2的出水口与设置在塔体I顶部的水轮机7的的进水口相连，抽水管2的出水口内设有测量抽水管2的出水口内待冷却水的流量与压力的流量传感器和压力传感器，流量传感器和压力传感器通过导线和塔体I外控制中心4连接。水轮机7的上部串联有抽取塔体I内的空气的风机6，水轮机7上部的输出轴与风机6的转轴串联。风机6的上部转轴串联有辅助电机5。风机6上设有测量风机6转速的速度传感器，所述的速度传感器与塔体I外控制中心4通过导线连接。水轮机7的下部串联有发电的发电机8，该发电机8的磁体为电磁铁，其磁通量可以调节。发电机8与控制中心4通过导线连接。发电机8与塔体I外的蓄电池9的输入端通过导线连接，蓄电池9的输出端和辅助电机5通过导线连接，蓄电池9的输出控制开关和控制中心4连接，蓄电池9的输出由控制中心4控制。
[0011]将控制中心4设置待冷却水的两个温度线，分别为第一温度线和第二温度线。其中第一温度线的值大于第二温度线的值，控制中心4通过待冷却水中的温度传感器测得待冷却水的温度，在流程图中，待冷却水的温度为t，第一温度线的值为t2，第二温度线的值为tl，第一温度线的值t2和第二温度线的值tl为设置的值，为了使待冷却水的温度t测定的值准确，使用PID的测定方法测取待冷却水的温度t。在过程控制中，按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器(亦称PID调节器)是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点；而且在理论上可以证明，对于过程控制的典型对象“一阶滞后+纯滞后”与“二阶滞后+纯滞后”的控制对象