專利名稱：空氣冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與以空氣為冷卻介質(zhì)的熱交換系統(tǒng)有關(guān)，尤其與火力發(fā)電廠汽輪機乏汽的空氣冷卻器有關(guān)。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和國民生活水平的提高，電能消耗呈逐年增長趨勢，電力的供求矛盾越來越突出。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國可供開發(fā)的水電資源越來越少，煤電是主要的發(fā)展方向。由于煤炭運輸費用較高，國家鼓勵建立坑口電站以降低煤炭運輸成本。然而，我國的煤炭資源多處于缺水地區(qū)，由于水資源的日益 短缺，利用冷空氣替代冷卻水通過金屬表面直接冷凝汽輪機乏汽的空冷島式火電廠，正在世界各地尤其是中國日益興起?，F(xiàn)有的空冷島式火電廠利用空氣冷凝汽輪機乏汽的關(guān)鍵設(shè)備稱為空冷島，主要是直接空冷，汽輪機乏汽直接進入空冷器中進行冷凝。這種冷卻方式可以不用冷卻水，但需要通過電動風機鼓風或引風帶走汽化潛熱，電能耗較大。已有的風能發(fā)動機由于風力不穩(wěn)定，作為空冷器的動力源不能保證火力發(fā)電廠穩(wěn)定運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，可利用風能作為能源之一，節(jié)約電力，運行穩(wěn)定的空氣冷卻器。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的
本發(fā)明空氣冷卻器，風筒6內(nèi)從上到下依次安裝有第一冷空氣風機3、第二冷空氣風機5和翅片管束8，第一冷空氣風機3與風能動力機傳動連接，第二冷空氣風機5與變頻電機10傳動連接，變頻電機10與變頻器11連接，變頻器11與PLC控制器12連接，第一冷空氣風機3有轉(zhuǎn)速傳感器4與PLC控制器12連接，翅片管束8的出口集管上有溫度傳感器7與PLC控制器12連接。所述風能動力機為臥式風能動力機1，其漿葉與風迎角調(diào)節(jié)機構(gòu)14連接，風迎角調(diào)節(jié)機構(gòu)14的液壓站電磁閥電源繼電器與PLC控制器12連接。所述風能動力機為立式風能動力機2。所述PLC控制器12為CPU313C，其第一輸入端子連接轉(zhuǎn)速傳感器，第二輸入端子連接溫度傳感器，其輸出端子接變頻器，其開關(guān)量輸出端子接風迎角調(diào)節(jié)機構(gòu)的液壓站電磁閥電源繼電器，所述溫度傳感器為PtlOO鉬熱電阻，所述轉(zhuǎn)速傳感器為頂08—06NPS — ZW1，所述變頻器為MICR0MASTER430。本發(fā)明包括風能驅(qū)動風機單元、電動風機單元、翅片管束、風筒、支架和自動控制單元，風能驅(qū)動風機單元包括臥式或立式風能動力機、傳動機構(gòu)和風機。臥式風能動力機包括動力槳葉及其主軸，動力槳葉的風迎角可以調(diào)節(jié)，以便在風力過大時限制風能動力機最大轉(zhuǎn)速，傳動機構(gòu)將動力傳給冷空氣風機槳葉，通過風機槳葉使空氣獲得能量而流動，電動風機單元包括電動機、傳動機構(gòu)和另一臺風機，電動機通過皮帶傳動或直接傳動帶動另一臺冷空氣風機槳葉，通過風機槳葉使空氣獲得能量而流動，翅片管束包括入口集管、翅片換熱管和出口集管，作為換熱設(shè)備使冷空氣帶走汽輪機乏汽或熱工藝介質(zhì)的熱量，風筒是一個整體或多段連接構(gòu)成一體的圓筒或其它形狀的筒體，起到引風的作用，支架用于固定翅片管束，電動風機單元，風能驅(qū)動風機單元和風筒，自動控制單元至少包含一個溫度傳感器、一個轉(zhuǎn)速傳感器、一個PLC控制器、一個變頻器和一個動力槳葉風迎角調(diào)節(jié)機構(gòu)，根據(jù)翅片管束管內(nèi)出口介質(zhì)的溫度調(diào)節(jié)或中斷電動風機的風量，根據(jù)風能驅(qū)動風機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)風能動力機槳葉的風迎角以限制風機的最大轉(zhuǎn)速。本發(fā)明的有益效果當風力足夠大時，完全停止電動風機單元的操作，使系統(tǒng)的冷空氣引風完全靠風能驅(qū)動風機完成，幾乎不耗電；當風力不足時，啟動電動風機單元，通過變頻器調(diào)節(jié)使其非全速運轉(zhuǎn)，兩臺引風機串聯(lián)運行以彌補風能驅(qū)動風機引風的不足，減少電能消耗；當無風時，電動風機單元全速運轉(zhuǎn)，此時空冷系統(tǒng)與傳統(tǒng)空冷島無異。所述系統(tǒng)可以節(jié)約電能，并保證空冷系統(tǒng)穩(wěn)定運行，不受風力大小的干擾。另外，根據(jù)熱負荷的大小，可將多個所述系統(tǒng)并聯(lián)使用，排成陣列，靈 活改變傳熱量。因此，系統(tǒng)具有節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、運行穩(wěn)定、配置靈活和無環(huán)境污染的特點。本發(fā)明特別適合在水資源短缺、風能資源豐富的地區(qū)使用，具有節(jié)水、降低能耗而又能保證系統(tǒng)穩(wěn)定操作的特點。本發(fā)明的優(yōu)點
I.不需要循環(huán)冷卻水，可代替換熱器、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)和體積龐大、造價昂貴的冷卻水塔，有效節(jié)約水資源和降低建造成本。2.利用風力替代或部分替代電力推動冷空氣流動實現(xiàn)熱交換,節(jié)約電力消耗。3.本發(fā)明可在風力變化的情況下穩(wěn)定運行，保證火力發(fā)電廠穩(wěn)定運行。4.本發(fā)明采取了有效措施以防止風能動力機長期超速轉(zhuǎn)動，可長期安全運行。5.本發(fā)明可多套并聯(lián)配置使用，根據(jù)換熱量大小調(diào)節(jié)配置本發(fā)明的數(shù)量適應(yīng)要求。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖之一。圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖之二。在圖I和圖2中包括有
I—臥式風能動力機2—立式風能動力機3—冷空氣風機
4-轉(zhuǎn)速傳感器5-冷空氣風機6-風筒
7——溫度傳感器8——翅片管束9——帶傳動機構(gòu)
10——變頻電動機11——變頻器12——PLC控制器
13—齒輪傳動機構(gòu)14—風迎角調(diào)節(jié)機構(gòu)
具體實施例方式 實施例I :
本發(fā)明利用風能、電能聯(lián)合驅(qū)動風機的空氣冷卻器如圖I所示，它包括臥式風能動力機1，臥式風能發(fā)動機I的風迎方向固定，其動力槳葉安裝在主軸上，風迎角調(diào)節(jié)機構(gòu)14安裝在動力槳葉上，齒輪傳動機構(gòu)13將臥式風能動力機I的主軸與所述的冷空氣風機3的主軸相連接，變頻電動機10通過帶傳動機構(gòu)9與冷空氣風機5相連接,臥式風能發(fā)動機I、冷空氣風機3、風筒6、轉(zhuǎn)速傳感器4、冷空氣風機5、溫度傳感器7、翅片管束8、變頻電動機10和齒輪傳動機構(gòu)13均安裝在機架上，翅片管束8至少有4片，安裝在風筒底部側(cè)面，其入口集管與汽輪機乏汽出口相連，出口集管與鍋爐給水槽相連，風筒安裝在翅片管束的上面，冷空氣風機5安裝在風筒的中下部，冷空氣風機3安裝在冷空氣風機5的上面。使用時，從汽輪機乏汽出口出來的乏汽進入翅片管束8的入口集管，再通過翅片管內(nèi)流到出口集管，流經(jīng)翅片管時與管外冷空氣間壁換熱被冷凝，實現(xiàn)熱量交換，冷凝液通過出口集管流到鍋爐給水槽。翅片管外空氣的流動的推動力由冷空氣風機提供，在風力足夠大的情況下，由臥式風能動力機I獲得風能，并通過齒輪傳動機構(gòu)13將其傳遞給冷空氣風機3，由其推動空氣從系統(tǒng)底部掠過翅片管束再沿風筒6流動，從上部排出，此時冷空氣風機5沒有運行；當風力不足時，傳熱量下降，翅片管束出口集管的流體溫度升高，信號被溫度傳感器7檢測到后傳給PLC控制器12，由調(diào)PLC控制器12運算后發(fā)出指令給變頻器11，改變變頻電動機10輸入頻率，啟動 和調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速，變頻電動機通過帶傳動機構(gòu)9驅(qū)動冷空氣風機5以補充冷空氣流動推動力的不足；當無風時，冷空氣風機5全速運轉(zhuǎn)，推動冷空氣流動；當風力過大使冷空氣風機3轉(zhuǎn)速過大時，由轉(zhuǎn)速傳感器4把測量到的轉(zhuǎn)速信號傳送給PLC控制器12，由PLC控制器12運算后發(fā)出指令給風迎角調(diào)節(jié)機構(gòu)14，調(diào)節(jié)動力槳葉的風迎角以降低其轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)冷空氣風機3的轉(zhuǎn)速。風迎角調(diào)節(jié)機構(gòu)見專利“帶液壓迎角調(diào)節(jié)槳葉的風力發(fā)電機”(專利公開號CN1037950A)，調(diào)節(jié)機構(gòu)利用液壓控制槳葉的風迎角。PLC控制器可選用德國西門子S7-300的CPU313C CPU模塊，其DI、D0、AI和AO的數(shù)量足以滿足控制要求。轉(zhuǎn)速傳感器可選用接近開關(guān)，具體選用德國SICK接近開關(guān)，型號為M08-06NPS-ZW1，可產(chǎn)生電壓脈沖信號，接入CPU313C CPU模塊的頻率計數(shù)通道(2號腳DI+0. 0)，由PLC控制器計算出冷空氣風機3的轉(zhuǎn)速。臥式風能動力機轉(zhuǎn)速的控制。根據(jù)冷空氣風機3是否超過額定轉(zhuǎn)速，由CPU313C(PU模塊的開關(guān)量輸出端子DO輸出開關(guān)信號，通過繼電器接通或斷開電源，從而驅(qū)動液壓站的三位四通電磁換向閥使風迎角調(diào)節(jié)機構(gòu)的液壓油換向流動或保壓不流動，從而調(diào)節(jié)或保持風能動力機槳葉的風迎角，達到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的。溫度傳感器采用PtlOO鉬熱電阻，其信號可直接接入CPU313C CPU模塊的AI4通道，由PLC控制器計算出翅片管束出口流體的溫度。冷空氣風機5轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。根據(jù)翅片管束出口流體的溫度是否達到規(guī)定值，由CPU313C CPU模塊的模擬量輸出端子AO輸出4 20mA的標準信號到變頻器(型號為MICR0MASTER 430系列)的Ain2通道(10號和11號腳)，再由變頻器控制變頻電機轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)冷空氣風機5的轉(zhuǎn)速。實施例2
本實施例如圖2所示,它與實施例一不同之處在于,本實施例包括立式風能動力機2,所述的立式風能發(fā)動機2的動力槳葉安裝在主軸上，其主軸通過聯(lián)軸器與所述的冷空氣風機3的主軸相連接。所述的立式風能動力機2帶有離心式自動限速功能，不需要限速自動控制功能部分。所述的立式風能發(fā)動機見專利“百葉折疊式風能發(fā)動機”(專利申請?zhí)朇N87100263A)，調(diào)節(jié)機構(gòu)利用離心塊產(chǎn)生的離心力傳動，調(diào)節(jié)其槳葉開度，因此可通過調(diào)節(jié)離心塊的重量來調(diào)節(jié)其的最 高轉(zhuǎn)速。
權(quán)利要求
1.空氣冷卻器，其特征在于風筒(6)內(nèi)從上到下依次安裝有第一冷空氣風機(3)、第二冷空氣風機(5)和翅片管束(8)，第一冷空氣風機(3)與風能動力機傳動連接，第二冷空氣風機(5 )與變頻電機(10 )傳動連接，變頻電機(10 )與變頻器(11)連接，變頻器(11)與PLC控制器(12)連接，第一冷空氣風機(3)有轉(zhuǎn)速傳感器(4)與PLC控制器(12)連接，翅片管束(8 )的出口集管上有溫度傳感器(7 )與PLC控制器(12 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣冷卻器，其特征在于所述風能動力機為臥式風能動力機(I )，其漿葉與風迎角調(diào)節(jié)機構(gòu)(14)連接，風迎角調(diào)節(jié)機構(gòu)(14)的液壓站電磁閥電源繼電器與PLC控制器(12)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣冷卻器，其特征在于所述風能動力機為立式風能動力機(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣冷卻器，其特征在于所述PLC控制器(12)為CPU313C，其第一輸入端子連接轉(zhuǎn)速傳感器，第二輸入端子連接溫度傳感器，其輸出端接變頻器，其開關(guān)量輸出端子接風迎角調(diào)節(jié)機構(gòu)的液壓站電磁閥電源繼電器，所述溫度傳感器為PtlOO鉬熱電阻，所述轉(zhuǎn)速傳感器為頂08— 06NPS — ZW1，所述變頻器為MICR0MASTER430。
全文摘要
本發(fā)明為空氣冷卻器，解決已有空氣冷卻器耗電能多，不能穩(wěn)定利用風能作為動力源的問題，風筒(6)內(nèi)從上到下依次安裝有第一冷空氣風機(3)、第二冷空氣風機(5)和翅片管束(8)，第一冷空氣風機(3)與風能動力機傳動連接，第二冷空氣風機(5)與變頻電機(10)傳動連接，變頻電機(10)與變頻器(11)連接，變頻器(11)與PLC控制器(12)連接，第一冷空氣風機(3)有轉(zhuǎn)速傳感器(4)與PLC控制器(12)連接，翅片管束(8)的出口集管上有溫度傳感器(7)與PLC控制器(12)連接。
文檔編號F28B9/00GK102767971SQ20121028304
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者施明菊, 章麗華 申請人:四川省簡陽空冷器制造有限公司