冷却控制

关键词： 冷却 散热 发射机 运行

冷却控制（精选十篇）

冷却控制 篇1

发射机高电压、大电流、高功率, 运行中会产生大量的热量, 为了保证设备有效、正常的运行, 必须保证发射机所处的工作环境, 而发射机工作环境的好坏主要是取决于发射机的冷却系统。发射机本身采用了相应的冷却方式散热, 但常常因空间环境温度高, 冷凝器散热效果不佳, 导致发射机水温过高而不能正常工作。

我台地处高原, 气候干燥, 外部周边环境破坏严重, 飞沙肆意、粉尘满天, 空气中弥漫着浓烈的沙尘味。发射机吹入尘土风, 特别是露在机箱外的四单元调制模块等元器件, 随时吸附上灰尘, 对发射机的清洁、检修维护次数频繁且任务相当繁重, 也很难保持洁净。灰尘给高温的放大器件及附属电路造成极大的危害, 不但影响发射机的正常运行, 还降低放大器件、电路的效率和使用寿命。在2013 年的年底, 我台新安装了通风冷却控制系统, 该系统的系统功能、技术指标和稳定性都达到了技术要求, 对机房环境的空气质量和机器的冷却效果都有非常明显的改善。

2 通风冷却控制系统组成

通风冷却控制系统即水洗风系统。就是在五单元冷凝器室的后面新建造两简易房, 里面分别安装风量为70000m3/h和50000m3/h的变频风机的水洗风系统两机组。它们主要由风机 (送风机、排风机、过滤风机、冷暖风机) 、滤尘袋、风阀 (新风阀、混风阀、排风阀、回风阀、直通阀、旁通阀) 、风通道、水泵、水槽及水循环系统和控制装置等组成。线路上还装有温度过高、过低报警装置。5 万机组对冷凝器室吹风冷却, 每部机器的冷凝器都对应一个管道风口连接, 直接进行热交换。7 万机组对机房后厅的主机箱、围栏内的调制模块、变压器等四单元元器件进行通风冷却。

3 通风冷却控制系统的循环系统

通风循环系统分外循环和内循环两系统。外循环系统是指将室外的空气经过处理送入机房室内, 并将机器产生的热量排出。内循环系统是将机器产生的热量利用达到取暖。外界温度高、空气干燥的夏季, 开启外循环系统, 启用水泵。冬季时启用内循环, 将冷凝器和机器排出的热量利用, 从而提高室内温度达到冬季取暖。室内和户外的空气流通经过墙上的新风口进行置换, 新风口上安装有滤尘网, 户外的新鲜空气经过负压方式吸入室内时会自动除尘和过滤。

4 通风冷却控制系统的操作控制

通风冷却控制系统的操作控制有就地和远程控制。在控制面板上, 可以对5 万、7 万两机组分别进行就地手动开启或停用控制。面板上还排列着各风阀转换开关和相应的操作按键, 每一开关都有“开”、“关”、“停”三个档位。采用就地控制时, 则在这面板上倒动相应的转换开关进行控制操作。远程计算机操作界面安放在就地控制面板上和机房控制桌两处。当“就地/ 远程”转换开关倒在“远程”位置上, 在控制桌计算机界面操作非常方便。

根据夏、冬季节和室、内外温度的不同, 开启或关闭相应的内、外循环系统。夏季高温时, 开启外循环系统并启用水泵, 相应的排风阀、直通阀打开, 室外的干燥、粉尘、高温的自然空气通过风机、水泵, 对空气进行水洗、过滤、温度调节, 最后通过风通道把新鲜洁净、湿润低温的空气送入到机房室内, 将冷凝器和机器产生的大量热量通过排风口排出, 从而达到机器降温、除尘的目的。冬季低温时, 开启内循环系统, 打开回风阀, 利用机器产生的热量和冷凝器排出的热风回送到大厅、办公室和学习室等, 从而提高室内温度达到冬季取暖。

还可根据温度的高低, 调节风机频率的高低来控制风量的大小。 也可根据各部机器温度的不同, 灵活控制各风阀的开闭和开闭大小来控制风量。

通风系统可实时监测和控制全机房的温度、湿度等环境参数。本系统进风风道口安装有温度传感器和PLC辅助控制器, 在计算机上设置好温度点, 可实现对各风阀的开闭和风机启停的自动控制, 自动调节通风冷却设备的控制功能, 具备无人参与条件下的全自动运行能力。

5 通风冷却系统作用

通风冷却控制系统投入使用后, 不仅为安全播出创造了条件, 也进一步提高了机房自动化水平。起到了降温、除尘的作用, 对机房全年的干湿度、温度和空气质量要求都起到了显著的效果。即机房内部环境空气质量得以明显改善, 保证了发射机进风空气洁净、低温, 确保了机器正常稳定、安全有效运行, 又大大减轻了发射机检修维护量, 还减少了产生静电的偶然性, 提高了环境对人体的舒适度。

6 通风冷却系统维护

夏天飞虫较多, 水洗风机组室内由于风机的强力, 吸入空气的同时, 也吸进大量的飞虫。用于水循环的储水槽的水也宜于有害菌类的繁殖, 造成风有腥臭异味。使用时间长了, 滤尘袋会附上大量的沙尘, 水幕、水板上形成严重的水垢, 造成水流不畅。所以要经常打扫水洗风室内卫生, 勤清洁水槽、更换里面的水, 定期冲洗滤尘袋、水幕、水板等。

7 改进建议

从使用、维护过程中发现, 提出自己的建议:水洗风室进风口装上能防止飞虫吸入的滤网, 提高室内卫生清洁度;底板上嵌入下水出口, 方便排出清洁后污水;水槽加盖遮光, 避免飞虫、灰尘落入, 减少有害细菌繁殖和水蒸发, 节约水资源。

8 结束语

冷却塔噪声分析及控制措施 篇2

关键词：冷却塔 噪声 治理措施

近年来，随着经济的不断发展，高层建筑的不断发展，冷却塔一般安装在高层楼宇的楼上或者6-8层露台平台上，而主要的噪声为风机噪声、塔体振动噪声和淋水噪声等。因此，我们需要对进风口进行检测，当排风口噪声达到在65db（a）以上，叠加冷却塔塔体噪声和落水噪声后，在冷却塔1m处的噪声级一般会达到78-83db（a）。噪声对高层建筑的客户以及周围居民区危害较大，妥善处理好冷却塔噪声对周围环境的影响问题已成为环保综合治理的热点。冷却塔噪声源分析

冷却塔是一种热交换设备，它的声源有三方面：其一是风机噪声，主要分为散热风机的机械噪声和风机进排气空气动力性噪声，特性为低频。其二是水泵、配管和阀门引起的塔体振动，从而产生辐射噪声。其三是冷凝器的布水系统和收水系统产生的落水噪声。

冷却塔风机噪声频谱一般呈低频性，而典型的淋水噪声频谱特性呈宽频带。但是实际测得冷却噪音的频率较低，因此很多人认为冷却塔的主要噪声是风机噪声。[1]

1.1 冷却塔风机噪声 安装在冷却塔上部的风机主要是逆向抽出的，以此来达到降温的目的[2]。而风机的高速旋转会产生空气动力性噪声，旋转中的多个叶片作用于气流，然后引起气压和运动速度呈脉动变化产生的，其旋转部件的不平衡会导致结构发生振动，从而产生振动噪声。

1.2 冷却塔落水噪声 冷却塔的循环水从上部喷淋管流下，经过自由落体会产生冲击噪声，与落水速度的平方成正比，与撞击水面的四次方成反比[3]。

1.3 冷却塔塔体噪声 冷却塔塔体机械的噪声主要来源于机器部件的振动。机器的零件都会在工作中发生弹性变形，然后产生振动。具有弹性的机械部件将振动能量传播到辐射表面时，就会经过空气传播出去，形成机械噪声。

塔噪声的频率成分较复杂，噪声在各频段的能量都较大，且以低频成分为主。根据冷却塔噪声频率特性分析，以及噪声的质量控制标准，通过声学计算消声量、隔声量，提出了通过设置消声器、声屏障等方式实现对冷却塔噪声污染进行综合治理。

冷却塔噪声控制方案

基于对酒店冷却塔的现场测试与分析，在不影响冷却塔散热的前提下，通过声学计算，提出了其冷却塔噪声综合治理方案：①在轴流风机出口设置消声器，可以有效阻止噪声能量的传播。②对冷却塔原有导流帽进行吸声处理，在不影响风量的情况下，有效吸收透射的噪声能量。③冷却塔周围设置吸-隔组合式声屏障，确保所有噪声敏感点都处于声屏障的声影区内。④在轴流风机进风口设置百叶式吸声结构，在保证冷却塔散热的同时，有效阻止噪声能量向外传播。⑤根据现场的实际情况，本设计中所有的降噪设施都需要进行防尘、防潮处理。

冷却塔风机消声器的设计

冷却塔主要的噪声源就是风机，而且噪声频率以低频为主。根据实际情况，我们可以通过在风机出口处加消声器达到降噪的目的。我们常说的消声器主要是阻性消声器、抗性消声器和排空消声器三大类。而消声器的设计主要包括以下几个方面：①消声片半厚度。吸声材料大多数选用的是超细的玻璃棉、玻璃纤维丝和毛毡等材料，为了能够计算出消声片的厚度，则需要根据共振频率的常数关系。②气流通道截面面积。气流通道的宽度减少，就会提高消声器的消声量，缩小消声器的几何尺寸，因此，在不能降低流速的情况下，气流通道总截面积等都会与之相连接。③消声器长度l。根据片式消声器消声量计算公式：δl=a（α）?■。δl――消声器的消声量；l――消声器长度；消声器进口端的噪声源主要是从出口段发出来的，因此出口端的噪声频谱由gb3096-93《城市区域环境噪声标准》中2类标准要求确定。

声屏障设计

由于冷却塔轴流风机的出风口安装排气消声器，阻断了噪声的路径，因此为了保证冷却塔能够很好地散热，不能对其进行封闭式隔声处理。为此，我们采用设置组合式声屏障的方法阻止噪声能量传播。其特点设计如下：①为了保证所有噪声敏感点处于屏障的屏蔽区，从而获得最佳去噪效果，需要根据科学的计算得出。②声屏障下面以隔声设计为主，同时考虑到声波的绕射，声屏障顶端1m采用吸-隔组合式结构，以获得最佳的降噪效果。吸-隔组合式声屏障吸声壁体选用宽频带组合式吸声板；隔声壁体采用双层板隔声结构，外层设置阻尼隔声板，内层设置中阻尼隔声材料，两层隔声材料间留有2-3mm空气层。③在声屏障的风机进风口处设置折板式吸声结构，以便在保证冷却塔散热的前提下获得最佳的去噪效果。

结论

伊兰特轿车冷却风扇为何控制异常 篇3

1凸轮轴位置

发动机气门由凸轮驱动，凸轮集成在凸轮轴上。凸轮轴与曲轴同步，凸轮轴上每个凸轮的位置均可用对应的曲轴位置来表示。因为各凸轮之间的相对位置是固定不变的，所以只要知道任意1个凸轮的位置，其他凸轮的位置便随之确定。通常以1缸进气凸轮的位置作为所有凸轮的基准位置，并称其为凸轮轴位置。

曲轴从活塞上止点位置开始，每转2圈为发动机的1个工作循环，在此循环内每个气缸分别做功1次，每个凸轮对应活塞行程都经过吸气，压缩，做功和排气4个阶段。因为在同1个工作循环内，曲轴自身无法区分2圈的先后次序，这会使曲轴位置，凸轮轴位置和活塞行程之间的关系出现混乱。为此，我们将凸轮轴转过的1圈划分成4个阶段(图1)，分别对应活塞的4个行程。这样，凸轮轴位置数据中除了包含位置信息外，还应包含对应活塞行程的信息。

2凸轮轴位置传癌器信号

综上所述，在发动机运转过程中，控制单元既要知道每个凸轮在某一时刻的位置，又要知道同一时刻该凸轮所对应的活塞行程。凸轮轴位置传感器正是用来完成这一任务的。

凸轮轴位置传感器由信号轮和位置传感器组成(图2)。其中信号轮为码盘结构，所谓码盘就是利用信号发生器轮齿的非对称结构来产生脉冲编码。当凸轮轴信号发生器轮齿与曲轴信号发生器齿圈的缺齿在时序上接近时，产生编码1——凸轮处于做功阶段，反之，它们在时序上远离时，产生编码2——凸轮处于进气阶段。这样一来，上面提到过的混乱局面便始终不会出现。

通常以凸轮轴位置传感器脉冲信号的下降沿代表凸轮轴的相位，并将其作为某一阶段的起点。以凸轮轴相位为基准，又将凸轮轴相位变换成做功、排气、吸气和压缩4个阶段相位，每个阶段相位之间相差180°。这里要注意区分凸轮轴相位与配气相位这2个概念，前者表示凸轮轴的位置，后者表示气门的开闭时序。虽然它们都用曲轴位置来表示，但却属于不同的概念。

故障案例：

故障现象：一辆2006年产北京现代伊兰特1.8手动挡轿车，行驶里程22万km。用户反映该车行驶中冷却风扇持续高速，与其他同型车相比，噪声明显偏大。为此，该车已更换过大量与冷却风扇控制部分有关的零件，但问题始终未能解决。

检查分析：维修人员试车，发现该车发动机水温正常，但高、低速冷却风扇常转。路试观察，发动机水温未见上升趋势。出现这种现象有2种可能性，一是发动机确实需要加大散热量，二是冷却风扇控制失灵。

首先检查冷却风扇的控制部分。仔细观察发现，该车的水温传感器，制冷系统管路压力传感器、风扇继电器和发动机控制线束等都被更换过。显然继续在冷却风扇的控制部分花费时间已经没有必要了，应把检查的重心偏向第一种可能性。那么发动机产生的热量是否真的过高呢？由于发动机水温指示正常，所以这一判断一时还难以做出。

于是，迅速转人对发动机运行数据的分析。首先关闭空调，以排除制冷系统压力对冷却风扇控制的影响。通过故障诊断仪读取发动机数据流。观察数据可以看出发动机水温正常(图3)，但发动机控制单元的确发出了高、低速冷却风扇运转的控制指令。这说明故障的起因是控制指令出现了问题，并非指令的执行部分存在故障。

在水温正常，空调关闭的情况下，冷却风扇高转不止，这显明发动机虽然温度暂时不高，但很可能存在着某种过热的趁势。难道是发动机本身工作异常吗?进一步查看发动机数据(图4)，氧传感器工作状态、怠速控制状态、进气压力和发动机负荷都无明显异常。其中发动机负荷为20％，说咀其不存在异常的运转阻力，也就是说机械部分基本正常。

再查看与混合气有关的数据(图5)，其中燃油修正量无论是长期值还是短期值都十分理想，说明喷油控制准确。不过当查看下帧数据时(图6)，维修人员意识到这里存在着异常情况。从数据看出，3.4缸存在着爆震趋势，这2缸的点火提前角已经分别被推迟了1.5°。推测如果发动机长时间存在爆震趋势，那么燃烧室表面的温度势必会迅速升高。为避免缸盖部分出现过热，冷却风扇持续高转是台乎情理的。那么接下来要找到产生爆震趋势的原因。

继续观察该帧数据，看到1组与凸轮轴位置有关的数据，而这些数据在此之前的数据分析中并未特别关注过。在这种情况下，有必要查明它们的含义。从“凸轮轴适应”可以看出，每个数据之间相差180。+显然这组数据代表凸轮轴的阶段相位。接下来要确定数据项编号与相位的对应关系。凸轮轴阶段相位按照从小到大的顺序，依次为做功行程排气行程，进气行程和压缩行程。按自适应值与实际值大小相反的规律，数据项编号与相位的对应关系应为“#4”对应做功行程，“#3”对应排气行程，“#2”对应进气行程，“#1”对应压缩行程。而“#1“的相位为120°，那么所有阶段相位的位置便都确定下来了。将数据减去自适应值后，凸轮轴的阶段相位分别为“#1”(压缩)——0°，“#2”(吸气)——-180°、“#3”(排气)——-360°和“#4”(做功)——-540°。

凸轮轴“枷”相位(做功)不是0。而是-540°，从这一点上来看，数据显然存在异常。正常相位应为“#1”(压缩)——540。“#2”(吸气)——360°，“#3”(排气)——180。和“#4”(做功)——0°。仔细观察凸轮轴位置传感器，发现其信号轮齿的宽度为90°，换算威曲轴位置传感器的角度是180°。而这恰好是-540°与-720°(上一工作循环的起点)的差值，说明凸轮轴相位的错误与凸轮轴轮齿信号的波形存在着某种联系。

查看凸轮轴位置传感器信号(图7)，波形正常，排除了凸轮轴位置传感器故障的可能性。如果继续坚持凸轮轴相位出错的判断，那么就要假设发动机控制单元内部作为信号输入端的运算放大器失效(例如击穿失效)。因为这会使实际送到信号处理器的信号出现反相，所谓反相是指信号原来的高电平变成了低电平，而原来的低电平变威了高电平。

为证实这推测，特意将反相后的凸轮轴位置传感器信号置于信号时序图中进行分析(图8)。发动机控制单元是以凸轮轴位置传感器信号的下降沿来确定凸轮轴相位的。由图可见，如果信号反相，那么当前工作循环内信号的下降沿正好移到上一工作循环的-540°位置。这一分析结果与之前的假设完全吻合，它支持了维修人员按照上述思路继续进行分析。

由于发动机是以720。为周期循环往复工作的，所以可将前一工作循环加上720°变为当前工作循环来进行观察。这样一来，该车凸轮轴阶段相位变为“#1”(压缩)——720°、“#2”(吸气)——540°、“#3”(排气)——360°和“#4”(做功)——180°，可以看出所有阶段相位都推迟了180°。但凸轮轴的实际位置并不会因为凸轮轴信号相位的错位而改变，这样凸轮轴位置传感器的信号相位将始终不能与凸轮轴实际相位相吻合。

发动机控制单元按照推迟180。的阶段相位控制喷油器的喷油，那么按照凸轮的实际位置恰好是在活塞的压缩行程进行喷油(图9)。1缸喷油器喷油时，1缸的活塞处于压缩行程，进气门是关闭的，燃油不能进入1缸，喷油器喷出的燃油只能绕道进入活塞处于进气行程的3缸。以此类推，每缸的喷油器都不能将燃油直接喷入相应的气缸，只能绕道而行，而且雾化的燃油绕行路径还不尽相同。由于在此过程中雾化的燃油受到了不必要的加热和挥发，这样，它造成个别缸出现爆震趋势在所难免。

根据以上数据分析，判断该车发动机控制单元失效。

故障排除：更换发动机控制单元，反复试车，确认故障现象消失。此时观察发动机的数据流(图10)。凸轮轴位置传感器信号的“#1”相位变为660°，减去其自适应值120°，恰好为540°，说明凸轮轴信号相位与凸轮轴实际相位相符。再观察爆震学习值，所有气缸的爆震学习值都变为0°，发动机运转完全正常。

回顾总结：在实际故障诊断过程中，不是所有的数据和信号都能直接获得或测量的。在这种情况下，有必要做一些台理的假设，并通过现有的数据来验证这些假设。如果通过数据分析，假设被证明是威立的，那么就会产生新的诊断思路。但要注意，切不可用零件替换的方法来证明假设。只要正确运用逻辑推理和判断，充分尊重原始数据，绝大多数故障都是可以借助数据分析得出诊断结果的。

冷却塔塔筒施工质量控制技术 篇4

宁波市垃圾焚烧厂项目位于小港镇枫林,是宁波市重点工程,它旨在解决该市环境问题,是提高人民生活质量的实事工程。整个厂区主要由主厂房、综合楼、冷却塔及其他附属设施等组成。作为工程重要构筑物的冷却塔,总高45 m,淋水面积750 m2,为双曲线型现浇筒壁结构。由于冷却塔高度较高,而且外形呈双曲线形,最大半径为15.999 m,最小半径为8.92 m,筒壁从300 mm～1 200 mm逐渐减小,从而提高了模板工程、支撑系统以及混凝土施工的难度。

2 施工质量项目检查状况

根据施工方案及施工图,对+3.00 m～+6.6 m壁筒进行了检查,分以下3个项目。

2.1 保证项目

1)混凝土所用的水泥、水、骨料、外加剂符合规范要求,除水外其他材料均有出厂合格证和试验报告。

2)混凝土配合比原材料的计量、搅拌、养护和施工缝处理符合施工规定的要求。

3)混凝土试块强度按数理统计方法评定,结果符合要求。

2.2 基本项目

主要有蜂窝、孔洞、露筋和夹渣4种质量问题,检查情况见表1。

2.3 允许偏差项目

允许偏差项目检查情况见表2。

2.4 不合格点数统计

不合格点数统计情况见表3。

3 主要影响因素分析

针对施工质量检查状况的统计,由表3得到主要缺陷是轴线位移和标高(每节)超标。经项目部QC小组开会讨论及现场确定,对这两个主要质量问题的特性分析,共查找出22个影响因素,确定了12个主要因素,如表4所示。

4 质量控制措施

根据表4主要影响因素的归类分析,决定从思想工作、技术工作以及组织工作三方面着手确定质量控制保证体系,采取的相应措施如表5所示。

5 整改效果

根据表5的整治措施,继续对上部塔筒结构进行施工,每一段都进行检查,如表6所示。

由表6可知,各项检查指标评定全部达到目标要求,模板和混凝土分项工程实测目测合格率达到93%,每节标高及半径误差均小于5 mm,上下节接缝严密、顺直,冷却塔塔筒主体结构施工质量明显提高,达到各方面要求。

6结语

本工程对冷却塔塔筒施工质量项目进行了检查和分析,确定了主要影响因素和相应对策,使后续结构的施工质量明显提高,不仅确保了施工合同的“钱江杯”要求,而且积累了一定经验,并为以后类似工程施工提供宝贵经验。

摘要：在对冷却塔塔筒施工质量不同项目检查状况了解的基础上,分析了影响质量问题的主要因素,并从思想工作、技术工作以及组织工作三方面着手确定了质量控制保证体系,保证了塔筒结构的施工质量。

冷却控制 篇5

变冷却器控制系统

王浩，讲稿分类：运行专业 基本功能

机组调速器油压装置控制系统能实现压油装置油泵的自动启/停和自动补气功能。盘型阀油压装置控制系统能实现压油装置油泵的自动启/停。主变冷却器控制系统能完成三台单相变冷却器及相关附属设备的自动和手动控制。各辅机控制系统组成及控制原理

2.1 机组调速器油压装置控制系统

2.1.1 系统组成

官地水电站调速器油压装置控制系统共有4套，每套有2个动力屏和1个控制屏，屏柜安装在水轮机层机礅旁。布置图如下：

图1 调速器油压装置控制系统屏柜布置图 调速器油压装置采用PLC控制，控制对象包括2台110kW大油泵、1台22kW小油泵、3个油泵出口组合阀和自动补气装置。

调速器油压装置控制系统有2回AC 380V电源和1回DC 220V电源。2回AC 380V电源分别取自机旁动力盘Ⅰ、Ⅱ段。大泵采用一回AC 380V作为动力电源，小泵采用双电源供电，两路电源分别取自两回主交流电源进线，通过配置的双电源切换开关，实现双路电源的自动投切。2台大泵的C相为开关电源装置PS1提供两路220V交流电源（互为备用），DC 220V为开关电源装置PS2提供一路直流电源，开关电源输出两路24V直流电供PLC使用。

控制柜内装有满足调速器油压装置控制所需的所有控制、保护设备和电机启动设备，主要包括自动空气开关、电动机软启动器、双电源切换开关、AC220V/DC24V开关电源、DC220V/DC24V开关电源、PLC、继电器、防雷设备、模拟信号隔离器、指示灯、操作控制开关等设备。

现地控制屏装有10.4”彩色液晶（触摸）显示屏，显示设备运行状态信号，各种报警信号，各模拟量实测值（压力油罐的油位值和油压值、回油箱的油位值），电机的运行时间和动作次数。现地控制屏上还设有运行状态监视灯，监视设备运行状态、主要报警信号等。2.1.2 控制方式及作用

调速器油压装置控制系统的现地手动、自动控制方式选择切换开关设在现地柜上；切换开关设有“自动”、“切除”、“手动”三档。将控制方式选择切换开关置于“自动”控制方式时，调速器油压装置控制系统按照PLC程序自动控制相关控制对象的启/停。正常运行情况下，各控制对象均设置在“自动”控制方式。当切换开关设置于“切除”位置时，相应控制对象退出运行。将控制方式选择切换开关置于“手动”运行时，在现地控制柜上通过按钮直接启/停油泵，并闭锁自动控制命令的输出。

PLC根据压力油罐的油压完成三台油泵的启/停控制。当油罐油压低于工作泵启动压力时（主油泵启动压力5.8MPa，辅助油泵启动压力6.1MPa），自动启动工作泵；若压力继续降低至备用泵启泵压力（5.5MPa）或检测到工作泵故障时，发出油泵故障报警，并自动启动备用油泵；当油压降低到事故低油压整定值5.0MPa时，压力开关动作，压力开关空接点作用于发电机停机回路，启动紧急落门停机流程并报警；当油压恢复到正常油压6.3MPa时，停止工作油泵和备用油泵，如油泵或PLC故障，不能按要求停止油泵运行，油压继续上升到油压过高整定值6.5MPa时，发出油压过高报警信号。

每台油泵启动时，油泵出口组合阀内的先导电磁阀带电，使得油泵出口油直接回到回油箱，实现空载启动，延时后先导电磁阀失电，油泵电机出口建压完成。当油泵操作切换开关置于“手动”控制方式时，可通过按钮手动直接启/停油泵。当某台油泵故障时，应将其切换开关置于“切除”位置，拉开对应主回路开关。

当压力罐油位上升至上限并且油压低于额定值时，打开自动补气阀向压力罐补气。当压力罐油压上升至额定值以上或油位降低至下限，则自动补气阀关闭，停止补气。补气开始压力6.0MPa，补气停止压力6.3MPa。

现地控制屏通过MB+口与计算机监控系统通信，将切换开关位置状态、电机运行状态和故障报警信号（包括电机故障、PLC故障、软启动器故障、电源故障、传感器故障、主/备切换等）以及各模拟量实测值，以及泵的运行时间和动作次数的统计结果通过MB+口上送计算机监控系统。事故低油压采用两只压力开关独立上送。2.1.3 控制原理

调速器#1油泵电机控制系统图：

图2 调速器油压装置控制系统#1油泵电机回路图

当1SA切至自动时，接点1、2接通，-1KA2在软启动器无故障时是闭合的，当PLC控制的-K1触点接通时，-1KA线圈得电，-1KA触点接通，使得-1KM线圈得电，1KM触点闭合，1KA1线圈得电，接触器控制的主回路接通，实现油泵电机的自动启动，1KM触点闭合，油泵出口组合阀内的先导电磁阀带电，使得油泵出口油直接回到回油箱，实现空载启动，延时后先导电磁阀失电，油泵电机出口建压完成；当1SA切至手动时，接点3、4接通，-1KA2在软启动器无故障时是闭合的，按下-SB11按钮时，-1KA线圈得电，软启动器回路中的-1KA触点接通，同时自保持回路中的-1KA触点接通，实现油泵电机的手动启动。2.1.4 运行注意事项

3.1.4.1 控制屏上的复归按钮短按复归报警信号，长按恢复出厂设置。3.1.4.2 回油箱有油混水监测装置。

3.1.4.3 事故低油压发停机信号，极低油位不停机。

3.1.4.4 控制系统检修时PLC仅靠一块电池供电，如电池无电将造成程序丢失。2.1.5 常见运行操作

3.1.5.1 将控制把手切至手动时，按下启动/停止按钮可对油泵进行启停操作。3.1.5.2 短按复归按钮可对报警信号进行复归。

3.1.5.3 控制系统检修时，检查油泵停止后，将3个油泵控制把手切至切除，将动力屏内的双电源转换开关切至“断电O”位置，拉开机旁盘上两个动力电源开关，拉至检修位置，拉开机旁直流馈电屏调速器油压装置控制系统电源开关。2.2 盘型阀油压装置控制系统 2.2.1 系统组成

官地水电站盘型阀油压装置设置了一套自动控制系统，采用PLC控制，控制对象为2台22kW油泵，能完成油压装置的现地自动和手动控制及电机保护。

盘型阀油压装置控制系统有2回AC 380V电源和1回DC 220V电源。每台泵采用一回AC 380V作为动力电源，电机采用常规电磁式启动。2台泵的C相为开关电源装置PS1提供两路220V交流电源（互为备用），DC 220V为开关电源装置PS2提供一路直流电源，开关电源输出两路24V直流电供PLC使用。

控制柜内装设满足油压装置控制所需的所有控制、保护设备，主要包括自动空气开关、接触器、热继电器、开关电源、PLC、继电器、防雷设备、模拟信号隔离器、指示灯、操作控制开关等。

现地控制屏装有10.4”彩色液晶（触摸）显示屏，显示设备运行状态信号，各种报警信号，各模拟量实测值（压力油罐的油位值和油压值、回油箱的油位值），电机的运行时间和动作次数。现地控制屏上还设有运行状态监视灯，监视设备运行状态、主要报警信号等。2.2.2 控制方式及作用

盘型阀油压装置控制系统的现地手动、自动控制方式选择切换开关设在现地柜上；切换开关设有“自动”、“切除”、“手动”三档。将控制方式选择切换开关置于“自动”控制方式时，盘型阀油压装置控制系统按照PLC程序自动控制相关控制对象的启/停。当切换开关设置于“切除”位置时，相应控制对象退出运行。将控制方式选择切换开关置于“手动”运行时，在现地控制柜上通过按钮直接启/停油泵、开/关组合阀。

PLC通过油罐压力开关和油罐压力变送器来控制油泵电机的启动和停止。当油罐油压低于工作泵启动压力时，自动启动工作泵；若压力继续降低至备用泵启泵压力或检测到工作泵故障时，应发出油泵故障报警，并自动启动备用油泵；当油压继续降低到低油压报警整定值时，发出油压过低报警信号；当油压恢复到正常油压时，停止工作油泵和备用油泵，如油泵或PLC故障，不能按要求停止油泵运行，油压继续上升到油压过高整定值时，发出油压过高报警信号。当回油箱液位降低至低液位时（现场整定）自动停泵并发液位低报警，回油箱液位过高时发液位过高报警信号。

现地控制屏通过MB+口与计算机监控系统通信，将切换开关位置状态、电机运行状态和故障报警信号（包括电机故障、PLC故障、电源故障、传感器故障、主/备切换等）以及各模拟量实测值，以及泵的运行时间和动作次数的统计结果通过MB+口上送计算机监控系统。

2.2.3 控制原理

盘型阀#1油泵电机控制系统图：

图3 盘型阀油压装置控制系统#1油泵电机回路图 当1SA切至自动时，接点1、2接通，当PLC控制的-K1触点接通时，-1KA线圈得电，-1KA触点接通，使得-KM1线圈得电，-KM1触点闭合，接触器控制的主回路接通，实现油泵电机的自动启动，同时1KM线圈得电，1KM触点闭合，油泵出口组合阀内的先导电磁阀带电，使得油泵出口油直接回到回油箱，实现空载启动，延时后先导电磁阀失电，油泵电机出口建压完成；当1SA切至手动时，接点3、4接通，按下-SB11按钮时，-1KM线圈得电，自保持回路中的-1KM触点接通，接触器控制的主回路接通，同时1KM线圈得电，1KM触点闭合，油泵出口组合阀内的先导电磁阀带电，使得油泵出口油直接回到回油箱，实现空载启动，延时后先导电磁阀失电，油泵电机出口建压完成。2.2.4 运行注意事项

2.2.4.1 控制屏上的复归按钮短按复归报警信号，长按恢复出厂设置。2.2.4.2 盘型阀油压装置控制系统没有自动补气功能。2.2.4.3 根据与设计沟通，正常时自动控制方式不投入。

2.2.4.4 控制系统检修时PLC仅靠一块电池供电，如电池无电将造成程序丢失。2.2.5 常见运行操作

3.2.5.1 将控制把手切至手动时，按下启动/停止按钮可对油泵进行启停操作。3.2.5.2 短按复归按钮可对报警信号进行复归。

3.2.5.3 控制系统检修时，检查盘型阀压油装置已泄压排油，补气装置已退出，检查油泵停止后，将2个油泵控制把手切至切除，拉开油泵动力电源开关，拉至检修位置，拉开控制系统直流电源开关。2.3 主变冷却器控制系统 2.3.1 系统组成

官地水电站主变冷却器控制系统共有4套，每套有1个动力屏和1个控制屏。控制对象为主变冷却器油泵A、B、C 3相，每相各4台，共12台。主变冷却器控制系统能完成每个机组段内三套主变冷却器及相关附属设备的自动和手动控制以及电机的保护，确保主变压器的正常运行。

盘柜布置图如下：

图4 盘型阀油压装置控制系统屏柜布置图 主变冷却器的动力电源采用AC 380V双电源供电，柜内配置双电源切换开关，实现主回路失电时自动投入备用电源回路的功能。主变冷却器控制系统动力柜#1电源取自相应的机旁动力盘Ⅰ段，#2电源取自机旁动力盘Ⅱ段；控制柜有1路AC 220V电源，1路DC 220V电源。DC 220V电源取自主变洞直流母线。

柜内装有满足主变冷却器所需的所有控制、保护设备，主要包括自动空气开关、双电源切换开关、开关电源、PLC、接触器、热继电器、继电器、电流变送器（主变高压侧CT信号）、电压变送器（主变低压侧母线PT信号）、防雷设备、模拟量信号隔离器、指示灯、操作控制开关等设备。

现地控制屏装设10.4”彩色液晶（触摸）显示屏，显示设备运行状态信号，各种报警信号，各模拟量实测值（如总管压力、主变低压侧电压、主变运行负荷等），电机的运行时间和动作次数，以及进行设定和修改整定值。2.3.2 控制方式及作用

控制方式分为自动、切除、手动，控制方式选择切换开关设在控制屏上，控制方式选择切换开关置于“自动”控制方式时，主变冷却器随主变的状态自动投切，即主变运行时投入主变冷却器，主变停运时退出主变冷却器。控制方式选择切换开关置于“手动”时，在现地控制柜上通过启/停切换开关投切主变冷却器。

PLC能自动统计每台冷却器的运行时间和启动次数，正常情况下，冷却器均设置为“自动”控制方式，并根据运行时间或启动次数在启停冷却器过程中自动轮换工作和备用冷却器，实现4台冷却器互为备用的功能，并且当工作方式自动切换时，自动发出信号。

现地控制屏通过MB+口与计算机监控系统通信，将切换开关位置状态、电机运行状态和故障报警信号（包括电机故障、PLC故障、电源故障、传感器故障、主/备切换等）以及各模拟量实测值，以及泵的运行时间和动作次数的统计结果通过MB+口上送计算机监控系统。主变共设两只油面温度计及一只绕组温度计，控制屏只采集每只温度计中的模拟量信号和两个控制接点开关，报警接点及跳闸接点信号由主变端子箱直接接至LCU。2.3.3 控制原理

当主变带电时自动投入一台冷却器运行。每台变压器的4个油泵电机根据主变油温信号自动投退。当主变油温达到45℃时或监测到主变带电后自动投入主用油泵；主变油温达到55℃时，自动投入辅助油泵；油温继续上升至65℃或主变负荷超过设定值并经延时，则投入备用油泵，并同时报警，发主变油温过高告警信号；油温降低至55℃以下或主变负荷低于设定值并经延时，自动退出备用油泵和辅助油泵；当主变退出运行后，所有冷却器自动退出运行；当工作冷却器出现故障时，包括油流中断、水流中断、泄漏、油泵电机故障，经延时如故障仍未解除，切除故障冷却器，自动投入备用冷却器运行。其中油流中断、水流中断、泄露延时60s，油泵电机故障延时200ms。变压器带电出现冷却器全停故障或两台以上冷却器故障时延时5s发冷却器故障信号；冷却器全停20分钟后若油温达75℃，立即发事故跳闸信号；冷却器全停60分钟后不论主变油温多少，直接发事故跳闸信号。2.3.4 运行注意事项

2.3.4.1 控制屏上的复归按钮短按复归报警信号，长按恢复出厂设置。

2.3.4.2 控制系统检修时PLC仅靠一块电池供电，如电池无电将造成程序丢失。2.3.4.3 SA控制把手控制全部泵运行方式。

2.3.5 常见运行操作

2.3.4.4 将控制把手切至手动时，操作启动/停止切换开关可对油泵进行启停操作。2.3.4.5 控制系统检修时，将控制把手切至切除，将动力屏内的双电源转换开关切至“断电O”位置，拉开机旁盘两个动力电源开关，拉至检修位置，拉开控制系统直流电源开关。

参考资料：

1，中鼎辅机控制设备原理接线图。

冷却控制 篇6

（1.同济大学汽车学院，上海 201804；2.一汽客车（无锡）有限公司，无锡 214177；3.山东大学，济南 250100）

内燃机诞生百余年来，其基本功能结构变化不大。尤其是冷却系统，在近几十年中一直未有重大突破。传统内燃机冷却系统是根据系统最大散热需求来设计和标定的。事实上冷却系统仅有3%~5%的时间在理想状态下运行［2］，发动机长期在过冷状态下运行。时至今日，这种基于系统最大需求设计和标定的冷却系统已经难以满足刻不容缓的节能环保需求和适应日益严苛的排放法规。因此，兼顾发动机性能的同时来减少系统耗功，是发动机冷却系统未来提高与发展的方向。

本文借助于AMESim软件，以某客车冷却系统为基础，首先校核了不同行驶工况下该系统的散热能力是否满足设计需求；然后研究了系统与不同风扇匹配后，风扇的耗功情况；最后分析了该系统在使用电磁温控式冷却风扇和硅油离合风扇代替机械式定传动比冷却风扇后的耗功改善情况。

1 冷却风扇的不同驱动形式

1.1 冷却系统热交换基本公式

散热器中的气—液热交换公式为：

式中：Q1为大循环传热量；m1为内部冷却液的质量流；Cp为内部冷却液的比热容；△T1为内部冷却液的温差；m1′为外部冷却空气的质量流；Cp1′为外部冷却空气的比热容；△T1′为外部冷却空气的温差。

1.2 定传动比机械式冷却风扇

传统冷却风扇一般置于散热器之后，由驱动水泵和发电机的同一根V带传动。发电机启动时，风扇随之启动，吸进空气使其通过散热器，以增强散热器的散热能力，加速冷却液的冷却。

由于传统风扇直接与发动机连接，风扇转速与发动机转速成对应的关系，在低速高负荷工况时，会因为风量不足而导致发动机过热；反之，在高速低负荷情况下，发动机过度被冷却是常见的现象。

某车辆公路实测结果表明，气温10℃~20℃时，90%的行驶时间内，风扇无需工作；气温0℃~10℃时，风扇的工作时间仅为 5%［3］。

为避免发动机过热或过冷现象频繁发生，各种能够改变风扇转速的驱动装置和控制策略应运而生（见图1）。

系统热平衡公式为：

1.3 硅油离合式风扇与电磁温控式冷却风扇

硅油离合式风扇主要通过感温元件，确定进入离合器硅油的量，并利用硅油的粘性将动力输出给风扇使其转动。

液力驱动型风扇是通过水温传感器、ECU发出控制信号，通过比例阀调节系统油压，实现由马达及风扇转速调节。

电磁离合式冷却风扇的关键在于温控电磁离合器。电磁离合器是利用线圈通电时电磁产生的吸力，吸引衔铁盘压紧摩擦片以实现扭矩的传递，使风扇工作。断开电路后，衔铁盘与摩擦片分离，风扇空转。一般电磁离合器内部有大小不同的线圈，通过通电后产生不同的吸合力来使风扇可以空转、低速运转及高速运转。

电动风扇是由电动机直接驱动风扇，可以根据发动机温度和负荷的不同来改变风扇转速。因重型汽车风扇耗功较大，而电动风扇驱动功率受蓄电池的限制，故电动风扇很少运用在重型汽车上。

2 模型建立和冷却系统散热能力分析

某客车柴油机冷却系统（见图2）使用机械式传动方式来驱动水泵，并且匹配定转速比机械式风扇。

2.1 冷却系统建模

发动机基本参数如表1所示。使用AMESim软件建立发动机冷却系统仿真计算模型，模型如图3所示。

表1 发动机基本参数

2.2不同工况下系统冷却能力分析

客车长期在低速高负荷的情况下行驶，若遇到夏季高温天气，极易发生“开锅”现象，对此需要对极端热工况进行校核。

因此，本文基于额定转速下的目标发动机冷却系统，分别针对冬季（气温0℃）、春秋季（气温20℃）和夏季（气温45℃）三种不同的气候条件下，发动机负荷与车速对系统散热能力的影响。

系统仿真工况如表2所示，工况1~工况3分别代表车辆在低速、中速及高速行驶的情况。目标冷却系统的基本参数如表3所示。

仿真结果如图4~图6所示。根据图4~图6可以看出：所有工况的发动机出口处冷却液温度皆低于设计要求的103℃，该系统在高温低速高负荷的行驶条件下，系统内冷却液温度也只有99.4℃。所以，该系统满足设计需求，发动机不会“开锅”。

表2 仿真工况

表3 冷却系统基本参数

当系统工作温度不变而车辆行驶速度提高时，20%负荷工况下的冷却液温度几乎不变；100%负荷工况下的冷却液温度下降明显；50%工况下的冷却液温度变化介于两者之间。

当系统工作温度与系统负荷皆不变的情况下，车辆行驶速度由低速提高到中速时冷却液温度下降的程度要高于车辆行驶速度由中速提高到高速时冷却液温度下降的程度。

不同的环境温度对系统散热能力的影响也很大，0℃与20℃时系统内冷却液温度随车速、负荷变化而改变的程度要小于45℃时冷却液温度相应的改变程度。

系统的热负荷决定了发动机向冷却系统传递的热量，车辆行驶速度一定程度上影响了冷却空气的流量，而系统工作温度影响的则是冷却空气的进气温度。

从仿真结果可以看出，当系统处于低温低负荷热状态时，行驶速度的改变对冷却液温度影响很小，冷却液温度很低，系统与发动机处于过冷状态。

同时，当系统内冷却液温度过低时，该温度很接近节温器设定的开启与闭合大循环的温度，就会产生如图7所示的节温器振荡现象。此时节温器不停开启与闭合，系统无法稳定工作，长期如此会降低节温器的工作寿命。

根据初步仿真结果分析和判断，该系统的散热能力满足系统最大冷却需求，在极端高热状况下不会发生发动机过热的现象。但是，系统使用的是定传动比机械式风扇与机械式水泵，当车辆在同一转速行驶时，风扇和水泵的转速不随系统温度及热负荷的改变而发生相应的变化。这也就造成了目标车辆在其他普通热状况和低热状况行驶时，风扇和水泵提供的冷却介质流量很大，发动机长期过冷，且会产生节温器振荡现象。

3 采用不同驱动方式的冷却风扇匹配分析

从厂商处了解到：系统使用的机械式风扇共有 5 种转速（1 800 r/min；2 100 r/min；2 400 r/min；2 700 r/min；3 000 r/min）可以选择。为防止系统过热，原系统选择了转速最大的那一挡。

现结合初步仿真结果中发现的系统过冷及节温器振荡的问题，对剩余4个风扇转速进行进一步匹配计算。

3.1 风扇与水泵的耗功

通常对冷却系统而言，系统所消耗的功率主要表现为水泵和风扇所消耗的功率。

水泵所消耗的功率计算公式［5］为：

式中：Nw为水泵消耗的功率；qvw为水泵流量；pw为水泵泵水压力；ηw为水泵总效率。

风扇所消耗的功率计算公式［5］为：

式中：Na为风扇消耗的功率；qva为风扇流量；pa为风扇的供气压力；ηa为风扇总效率。

其中，水冷式冷却系统空气通道的阻力，也就是风扇的供气压力一般为［5］：式中：△pR为散热器的阻力；△pL为除散热器外所有空气通道的阻力，对一般的汽车，△pL=（0.4~1.1）△pR。

3.2 不同工况下风扇的匹配分析

本文选择了如表4所示的四种工况，分别代表了该系统的低速高负荷、低速低负荷、高速高负荷和高速低负荷四种不同的行驶工况。

表4 不同转速风扇仿真工况

不同转速的风扇特性曲线见图8，图8显示了风扇在风扇转速为1 800 r/min、2 100 r/min、2 400 r/min和2 700 r/min时风扇的流量与静压的关系曲线。

针对系统在四种工况对应四种不同风扇情况下的散热能力和耗功进行仿真计算，结果如图9~图11所示。

根据此仿真结果可以看出，当系统处于低速高负荷行驶工况时，提高风扇转速可以有效降低系统内冷却液的温度；而当系统处于低速低负荷、高速高负荷和高速低负荷等行驶工况时，风扇转速的提高对系统内冷却液温度影响不大，但此时，系统冷却风扇耗功会相应增加。

同时，当系统处于低速高负荷工况时，若风扇转速降低（1 800 r/min、2 100 r/min），系统内的冷却液温度会超过系统设计要求所规定的103℃，发动机过热，此情况需要注意并避免。

因为系统采取的是定转速比机械式水泵，当发动机为额定转速2 300 r/min，水泵转速不变，因此在仿真结果中水泵耗功几乎不变，皆为1.5 kW。

系统的换热量如表5所示。根据表5中小循环散热量 （数值上等于发动机散入冷却系统的热量与冷却空气带走的热量的差值）、节温器开度设定（见图12）及通过系统大小循环的冷却液流量值（见图13）可以看出：除了低速高负荷工况之外，提高冷却空气流动速度已经无法降低冷却液温度；在高速低负荷工况下，因为系统内冷却液温度低于或刚刚接近节温器设定的开启温度，冷却液基本上通过小循环散热，通过系统大循环的冷却液流量极少。因此，此时应当降低风扇转速，以提高冷却液的温度，增加流入大循环的冷却液流量，并减少冷却风扇的耗功。

表5 不同转速下系统与风扇匹配仿真结果

综上所述，该系统冷却风扇与系统匹配不合理。

3.3 风扇不同驱动方式匹配分析

为解决之前仿真过程中发现的风扇匹配问题，采用两款不同的驱动方式，即硅油离合器（见图14）和电磁离合器（见图15）。仿真工况如表6所示，两款离合器参数如表7和表8所示。

表6 不同车速及负荷的加速仿真工况

表7 硅油离合器控制策略

表8 电磁离合器控制策略

仿真结果如图16、图17所示。采用硅油离合式风扇和电磁离合式风扇后的冷却系统相对于原系统在风扇耗功方面有了较大的改善，特别是低负荷情况下，系统风扇耗功下降更为明显。挡位更多的电磁离合方案相比较硅油离合方案在耗功方案也有着自己的优势。

4 结论

（1）根据某客车的冷却系统结构，建立了发动机冷却系统仿真模型。

（2）根据系统在不同温度、速度及负荷下行驶时，系统内冷却液的温度来分析系统散热能力。

（3）针对系统在不同工况下匹配不同转速的风扇运行的情况，进一步分析了系统风扇和水泵的耗功，认为原设计系统大部分时间冷却过度，风扇与系统匹配不佳。

（4）经过计算得到：改变风扇控制策略可以有效降低系统风扇耗功；风扇挡位越多，风扇耗功降低越明显。

［1］倪计民.汽车内燃机原理 ［M］.上海：同济大学出版社，1997.

［2］ F.Melzer，U.Hesse，G.Rocklage and M.Schmitt Thermomanagemant［C］.SAE，1999，01：0238.

［3］廉昭，张凤岩，朱政.东风EQ-140型汽车电磁风扇离合器的研制［J］.北京：东北林业学报，1984，12（3）：111-123.

［4］吴海荣，郭新民.发动机冷却系统设计参数的确定［J］.农业化研究，2007：223-224.

［5］杨连生.内燃机设计［M］.北京：中国农业出版社，1981.

［6］王金华，孙长亮.发动机冷却系统的选型［J］.工程机械与维修，2008：152-153.

［7］Jimin Ni，Wanying Yu，Xiuyong Shi，et al.Optimization of Combination among Key Components at Air Side in Vehicle Thermal Management System ［C］.2010 International Conference on System Science，Engineering Design and Manufacturing Informatization （ICSEM 2010），Yichang，2010：310-313.

［8］GU Ning，NI Jimin.Simulation of Engine Cooling System Based on AMESim［C］.the Second International Conference on Information and Computing Science （ICIC2009），Manchester，2009：117-120.

车载冷却风扇智能控制系统设计 篇7

近年来,随着汽车发动机的设计逐步趋向小型化、轻量化和高升功率化,以及涡轮增压、缸内直喷等技术的广泛采用,发动机的工作温度明显增高,对冷却系统提出了更严格的要求。汽车发动机的冷却有空气冷却和液体冷却2种方式,目前最常用的是液体冷却。液体冷却的基本原理是利用冷却液在循环系统中的流动带走发动机产生的多余热量,再通过散热器进行散热,同时控制冷却风扇在一定条件下启动,给散热器强制补风,实现发动机的适度冷却。因此,冷却风扇的控制技术直接影响着整个冷却系统的实际效率和性能。

随着汽车智能化程度的与日俱增,应用在汽车上的ECU模块数量也成倍增加,对车载网络总线提出了更高要求。FlexRay是继CAN、LIN等网络总线技术后的新一代高速串行通信的车载总线,其具备更快的数据速率,更灵活的通信方式以及较好的容错运算能力,可以很好地满足现代车载控制系统的强实时需求[1,2]。

为提高汽车发动机冷却系统的性能,本文提出一种车载冷却风扇智能控制系统设计方案。该系统采用ARM 7微处理器LPC2478作为控制核心,配合新型FlexRay车载网络总线技术,实现了对冷却风扇的实时、高效控制[3]。

1 系统结构设计

在FlexRay的设计思想中,汽车的各个功能模块均构成独立的节点,通过不同网络拓扑结构构成完整的车内网络。FlexRay总线支持总线型、星型和混合型3种网络拓扑结构[4]。结合不同的拓扑结构,总线还可设置为单通道结构或双通道结构,实际可衍生出多种总线结构,如双通道总线结构、双通道单星型总线结构、单通道级联星型网络拓扑结构、单通道混合型网络拓扑结构等。其中双通道总线结构是FlexRay总线拓扑中的一种最典型结构,它具备的冗余通信信道能较好地适应车载网络的分布式控制,在提高传输速率的同时能有效避免网络冲突,充分保证了数据传输的可靠性。因此,车载冷却风扇智能控制系统采用双通道总线结构,如图1所示。

系统中各节点间通过FlexRay双总线网络实现数据交换,其中发动机控制(Powertrain Control Module,PCM)节点及其他节点实现对发动机压力、转速等关键数据的在线监测,冷却风扇智能节点根据外部各节点的多种参数与多点测量的温度数据优化输出控制[5]。

2 冷却风扇智能节点设计

冷却风扇智能节点主要由主控制器LPC2478、双风扇驱动模块、多点测温模块、FlexRay通信控制器MFR4310、FlexRay总线驱动器TJA1082等构成,如图2所示。系统工作时,主控制器通过多点测温模块获得环境、进气和冷却系统的温度数据,利用FlexRay总线与PCM节点等通信,以获得其他实时参数;依据发动机工况采用PWM信号控制双风扇模块的无极调速,实时调整风扇工作状态。系统具备故障、保护等多种特殊模式,真正实现了对冷却风扇的智能化控制。

MFR4310包含2个完全独立的FlexRay通道A/B、128个有效载荷为254 B的信息缓冲器、2个可配置接收先进先出(FIFO)消息缓冲器等部件,同时支持10 Mbit/s的双通道高速串行通信,完全满足FlexRay2.1标准[6]。在工作状态下,MFR4310通过访问TJA1082的输入/输出管理模块、收发模块及发送器实现对物理层数据的收发和管理,同时配合总线失效检测、温度检测、唤醒等模块实现总线的超负荷保护、节能降耗等功能。图2中,TxEN是MFR4310的请求数据信号,TxD、RxD分别是数据发送、接收信号。当总线上出现一个传输给本节点的帧数据时,总线驱动器先将接收到的物理电平信号转换为串行信号,然后将其传送给MFR4310;当MFR4310需要发送数据到总线时,过程则相反。

3 系统软件设计

车载冷却风扇智能控制系统软件由物理层和应用层的软件构成。物理层软件即FlexRay总线驱动程序,主要完成模块的初始化工作,具体包括节点的通用接口配置、FlexRay总线通信控制器配置、中断使能与优先级配置等,程序流程如图3所示。

应用层软件建立在物理层正确通信的基础上,总线上各节点实现的功能不同,应用层软件也不同。应用层软件即主程序,主要完成多点测温模块控制,温度、压力及转速等数据的综合处理,双风扇模块的PWM控制等,程序流程如图4所示。

在车载实验平台测试了系统性能,结果表明,由LPC2478、MFR4310、TJA1082等模块构成的车载冷却风扇智能控制系统简洁实用,在FlexRay总线下能够很好地实现多节点间数据的读写和传输,具备较高的实时性和可靠性。同时,采用多路参数复合的线性控制信号,提升了发动机冷却系统控制的时效性和精确度。

摘要：为提高汽车发动机冷却系统的性能,结合新型FlexRay车载网络总线技术,提出了一种车载冷却风扇智能控制系统的设计方案。该系统采用多参数复合的线性控制信号,即同时采集冷却系统温度数据和发动机工作状态参数,由MCU综合处理后输出PWM控制信号,实现了对冷却风扇的实时、高效控制。测试结果表明,该系统能够很好地实现多节点间数据的读写和传输,具备较高的实时性、可靠性和精确度。

关键词：发动机冷却,冷却风扇,智能控制,FlexRay总线

参考文献

[1]宋雪桦,路敏,袁银男,等.基于FlexRay的线控转向系统设计[J].计算机工程,2012,38(10):27-30.

[2]姚江云,孔峰,吴方圆.FlexRay车载网络管理数据调度的研究[J].自动化仪表,2011,32(12):43-46.

[3]邓义斌,黄荣华,王兆文,等.发动机电控冷却系统建模设计与优化[J].农业机械学报,2011,42(1):31-34,38.

[4]何磊.基于FlexRay总线的线控转向系统双电机控制方法研究[D].长春:吉林大学,2011:39-49.

[5]何春鸣.汽车发动机冷却风扇控制技术评析[J].上海汽车,2009(7):37-40.

冷却塔的噪声控制分析 篇8

人们长时间处于噪声刺激中, 可导致听觉、神经系统、心肺功能等不同程度地受到损害。近年来, 随着建筑业的快速发展, 各种建筑设备的噪声扰民问题逐渐凸显, 特别是冷却塔因其安装位置一般距离居民区较近而成为投诉最多的噪声源之一。遗憾的是, 目前冷却塔的降噪措施并非行之有效, 如声屏障对于低频波的绕射无能为力, 隔声罩会阻碍气流流动导致热湿交换不良, 对宽频噪声吸声效果差等, 这使得冷却塔的噪声控制受到人们的重视。

本文根据实际测量数据分析冷却塔的噪声来源、声场分布和频带特性, 制定相应的吸声、隔声和消声的综合降噪方案, 同时考虑现场实际情况, 所有降噪设施都进行了防尘、防潮处理并满足设备相应的风量和温度要求。

2 冷却塔噪声特性分析。

开式冷却塔是空调系统常用的冷却设备。当冷却塔循环水通过旋转的喷淋管喷出, 通过填料层自上而下滴落时, 安装在冷却塔上部的风机将空气由下而上逆向抽出, 空气和水直接接触, 靠水的蒸发吸热达到降温冷却的目的。

冷却塔的噪声源主要包括风机的空气动力噪声、机械噪声和落水噪声。该工程的冷却塔噪声源主要有如下特点:

1) 距离轴流风机管口 (风机出口处) 1m处的A声级噪声值达到91dB, 这是由于空气在冷却塔顶导流管内产生湍流和摩擦, 激发的压力扰动产生噪声, 同时桨叶与空气作用产生振动向外辐射噪声。因此初步判定风机的空气动力噪声是主要声源。

2) 风机的机械噪声主要是由于风机旋转部件的不平衡导致结构发生振动从而引起塔体表面辐射噪声。由于风机支架与塔体之间安装了减振器, 机械噪声不是主要因素。

3) 冷却塔的循环水经填料层自由下落到落水槽所产生冲击噪声的强度与落水速度的平方成正比。测量的结果表明落水的A声级噪声达到了73d B, 这属于冷却塔需治理的噪声源之一。

3 降噪方案。

根据噪声来源、声场分布和频带特性, 提出如下降噪方案:1) 在轴流风机出风口设置阻性消声器, 有效阻止噪声能量的传播;2) 为保证冷却塔的散热, 不能对其进行封闭式隔声处理, 为此设置组合式声屏障来阻止下部噪声能量的传播;3) 为有效减少噪声声波的绕射, 在冷却塔底部设置吸声隔声组合式声屏障吸收低频噪声;4) 在冷却塔中部设置阻尼隔声板和宽频带组合式吸声材料, 提高中低频吸声效果;5) 落水的高频噪声用超细玻璃棉材料吸收。考虑到现场实际情况, 方案中的所有降噪设施都进行了防尘、防潮处理, 同时不影响冷却塔的通风和散热功能。

3.1 组合式声屏障设计。

为保证所有噪声敏感点都在声屏障的声影区内, 从而获得最佳的降噪效果, 根据现场情况和声学计算, 确定声屏障有效高度为3m。声屏障采用宽频带组合吸声结构和阻尼隔声板的组合式结构, 其中宽频带组合式吸声结构的吸声特性曲线如图1所示。

尼隔声板主要由3部分组成:隔声板、阻尼涂层和约束层。采用这种结构不仅能够有效阻断噪声能量的传播, 而且能够避免罩板受噪声声波激励出现共振现象。

3.2 导流消声器设计。

消声器大致分为3类:阻性消声器、抗性消声器和排空消声器。其中, 阻性消声器是利用设置在管道内的吸声材料或吸声结构使沿管道传播的噪声不断地被吸收, 从而达到消声的目的。由于阻性消声器的阻力较小, 各类风机噪声多以中、高频为主, 含低频成分少, 而阻性消声器恰对中高频噪声具有较好的消声效果, 所以选用阻性消声器。

现有的阻性消声器包括直管式、复合式、片式、盘式和折板式等几种方式, 其中片式消声器具有消声量大, 阻力较小, 导流效果和安装灵活的特点, 因此选择在风机出口处安装片式消声器。同时, 考虑到噪声特点, 在设计时特别选用了宽频吸声材料。

3.2.1 消声片半厚度D。

由于冷却塔的噪声频谱带很宽, 而多孔吸声材料的特性是在中、高频具有很高的吸声系数, 而对低频噪声吸声系数相对较低, 如果只用单一的多孔吸声材料很难达到理想的降噪效果, 所以在本设计中消声片选用宽频带吸声结构贴附。根据共振频率与消声片半厚度D (m) 相乘为常数的关系, 以密度为20kg/m3的超细玻璃棉为例, 计算如下:

式 (1) , (2) 中f2为消声频率下限, 这里取125Hz;Ω为fr和f2间的倍频程数, Ω=4/3。fr=fr×2Ω=125HZ×24/3=315HZ所以消声片半厚度为D=40HZ·m/315HZ=0.13。

3.2.2 气流通道宽度。

气流通道宽度a减少, 可提高消声器消声量, 缩小消声器几何尺寸, 但通道内流速增加, 导致气流再生噪声提高和压力损失增大, 消声器动力性能变坏, 因此, 气流通道截面面积的设计必须以实际情况来确定, 在不需要减小流速的情况下, 气流通道总截面积等于与它相连接的管子截面面积。根据工程设计实践, 通道半宽度a/2与消声片半厚度D之比宜取0.5~2, 考虑到该工程的实际情况, 取两者之比为1.0。

3.2.3 消声器长度l。

片式消声器消声量的计算公式为

(3) 式中△L为消声器的A声级噪声消声量, 取30d B;l为消声器长度, m;A (α) 为消声系数。

(4) 式中α为壁面垂直入射时的吸声系数。

在消声器的出口和进口, 气流再生噪声也是个必须考虑的因素, 它会使消声量的提高收到限制, 当吸声层材料蚕蛹超细玻璃棉时, 通道中气流再生噪声LA由下式确定;

LA=10+60lgυ (5) 式中为气流速度, m/s。根据冷却塔参数, 取=5.43m/s, 则气流再生A声级噪声为54d B, 满足消声要求。为了减小消声器的长度, 在消声片内加入宽频带组合式吸声板增强吸声效果, 这样可以缩短消声器的长度。

结论:

1冷却塔的噪声源主要是风机产生的噪声和落水的噪声, 表现出明显的宽频带噪声特性, 因此单一的隔声或吸声无法得到良好的降噪效果。只有在分析了噪声源和频带特性之后才能制订相应的降噪措施。

2消声器设计应综合考虑消声量、阻力, 尽量不影响冷却塔的通风散热功能, 并能够防尘防水。

3片式消声器的消声片具有导流效果, 经实际测量, 风机出口消声器的局部阻力和沿程阻力几乎可忽略不计。

摘要：本文分析了冷却塔噪声特性, 提出了可行的降噪方案, 供大家参考。

关键词：冷却塔,噪声控制,消声器

参考文献

冷却控制 篇9

控制冷却技术作为实现钢铁材料组织细化的重要技术手段, 已成为现代轧制生产中不可缺少的工艺技术。

控制冷却技术从20世纪60年代发展到现在, 已有压力喷射冷却、层流冷却、喷淋冷却、板湍流冷却、水幕冷却以及水-气喷雾冷却等多种类型。

目前, 1780热连轧机组轧制的热轧带钢的冷却, 多采用的是带钢管层流冷却和高压喷嘴冷却相组合的方式。带钢冷却具有变形强化和相变强化的综合作用, 既能提高带钢强度, 又能改善带钢的韧性和塑性。热轧带钢控制冷却的目的, 是为了改善钢材的组织状态, 提高带钢强度, 改善带钢综合力学性能, 缩短冷却时间, 提高轧机生产能力, 防止因不均匀变形造成的带钢扭曲和弯曲变形, 还可以减少带钢表面氧化铁皮的生成。带钢管层流冷却的工作原理就是让带钢表面覆盖一层最佳厚度的水层, 然后利用热交换原理, 使带钢迅速冷却到卷取温度。

层流冷却装置布置如图1所示。

层流冷却系统依据带钢钢种、规格、温度、速度等工艺参数的变化, 对冷却的物理模型进行预设定, 并对适应模型更新, 从而控制冷却集管的开闭, 调节冷却水量, 实现带钢冷却温度精确控制。通常层流冷却装置分为主冷却段和精调段。典型的冷却方式有:前段冷却、后段冷却、均匀冷却和两段冷却。某钢厂炉卷轧机层流冷却区有2l组冷却集管, 上下互相对应, 分别位于轧机输出辊道的上、下方, 在每组集管后都安装有侧喷吹扫装置, 其中前15组为粗调段, 后6组为精调段, 精调段主要用于反馈控制。温度检测装置由位于轧机机后、层流冷却辊道入口、层流冷却辊道出口的3个高温计组成, 其中轧机后和层流冷却辊道入口的高温计检测值用于层流冷却模型的设定计算和前馈控制。

1 层流冷却系统的主要数学模型

卷曲温度对带钢的金相组织影响很大, 是决定成品带钢的加工性能、物理性能的重要工艺参数之一。卷取温度控制, 本质上是热连轧带钢生产中的轧后控制冷却, 而影响产品质量的主要因素是冷却开始和终了的温度、冷却速度以及冷却的均匀程度。当实际卷取温度超出要求范围时, 带钢的组织性能就会变差, 所以保证热轧带钢卷取温度保持在规定的目标范围内, 提高卷取温度控制精度一直是热连轧领域关注的重要问题。卷取温度应在670℃以下, 约为600~650℃。在此温度段内, 带钢的金相组织已定型, 可以缓慢冷却, 而缓慢冷却对减小带钢的内应力也是有利的。过高的卷取温度, 将会产生粗晶组织及碳化物的积聚, 导致力学性能变坏, 以及产生坚硬的氧化铁皮, 使酸洗困难。如果卷取温度过低, 一方面使卷取困难, 且有残余应力存在, 容易松卷, 影响成品带钢的质量;另一方面, 卷取后没有足够的温度使过饱和的碳氮化合物析出, 影响轧材性能。因此, 将带钢卷取温度控制在由钢的内部金相组织所确定的范围内, 是带钢质量的一项关键控制措施。

通常带钢从精轧机末机架出口到卷取机入口的冷却过程如图2所示, Tf为终轧温度, Tc为卷取温度, Tf和Tc的温度范围由所生产带钢的钢种和规格确定。

在带钢轧后冷却过程中, 带钢经历了空冷、水冷、再空冷等热交换过程, 基本数学模型为带钢空冷过程中的温度场计算模型 (空冷温降模型) 、带钢水冷过程中的温度场计算模型 (水冷温降模型) , 并由此可导出实际使用的前馈和反馈等控制模型。

钢板层流冷却过程的传热主要有辐射传热、钢板向冷却水的传热、钢板向空气传热以及轧辊导热等。由于层流冷却过程的传热比较复杂, 影响钢板终冷温度的因素较多, 所以建立精确的过程预报模型对提高钢板冷却温度的控制精度非常重要。在层流冷却过程中, 钢板的传热过程主要包括空冷和水冷两部分, 空冷是指钢板在空气中向周围环境散热的降温过程, 其传热以辐射为主;水冷是指钢板向喷淋至其表面的冷却水传热的降温过程。由于较厚规格的钢板其内部和上下表面之间在冷却过程中存在较大的温差, 所以要考虑钢板内部的热传导, 才能比较精确地计算钢板冷却过程中的平均温度。

1.1 辐射传热模型

带钢的热辐射损失是由于其上表面和下表面将热量辐射到周围的环境, 用Stefan-Boltzmann公式计算:

式中, Qpiece为带钢的辐射热;εpiece为带钢的热辐射系数;Tsurround为环境温度;Tsur为带钢的表面温度。

1.2 热传导有限差分模型

采用有限差分法计算热传导过程中的内部热量传递, 公式:

式中, Qi→i+1为从第i点到第i+1点的热流量比率;Ai→i+1为从第i点到第i+1点的热传导的面积;Ti为第i节点的温度;d为从第i点到第i+1点的距离。

1.3 水冷对流传热模型

钢板和冷却水接触造成的热量损失是钢板上下表面冷却水的对流传热造成的, 假设钢板所有的热量损失全部转移到了冷却水中, 则损失的热量Q可以由牛顿对流方程计算:

式中, Qw为冷却水带走的热量;hw是冷却水的传热系数, 与钢板表面节点的平均温度、冷却水流量等因素密切相关, 是一个比较复杂的难以直接确定的系数, 需要在现场根据实测数据加以分析来确定;Aw为钢板和冷却水的接触面积;Tw为冷却水的绝对温度。

1.4 前馈控制模型

前馈控制模型的数学公式:

式中, NFF为前馈控制的喷水数量;Pi为预设定喷水数量;Ri为带钢速度影响系数;v为带钢速度, m/s;vs为带钢轧制基准速度 (根据带钢厚度由插值法求出) , m/s;α1为终轧温度对卷取温度影响系数;α2为水温补偿系数;TFA为精轧温度目标值;TFS为带钢精轧出口的标准温度值 (根据带钢厚度由插值法求出) ;TCA为带钢卷取的目标温度;TCAS为带钢卷取目标温度的标准值 (根据带钢厚度由插值法求出) ;△T为卷取目标温度的修正值;Q为综合传热系数;h为带钢厚度, mm。

2 层流冷却控制系统的控制模型

层流冷却控制模型的设定计算是根据带钢的终轧出口温度、速度、厚度和工艺所确定的目标冷却温度、目标冷却速率的要求确定相应的冷却集管的开启组数, 使终冷温度尽可能地接近工艺所要求的目标冷却温度。层流冷却控制系统如图3所示。根据目标冷却温度的要求, 首先计算从轧机出口到热矫直机前高温计处钢板的空冷温降, 得到水冷必须达到的冷却量, 以集管组为单元, 令钢板在前一集管组的出口温度等于其进入后一集管组的入口温度, 反复利用水冷预测模型进行计算, 直到计算得到的终冷温度和目标冷却温度的偏差在允许范围内。在层流冷却控制系统中, 维持带钢段温度有2个主要的控制回路:

(1) 在数学模型的基础上, 根据精轧机传送的输入数据, 即温度、速度、厚度等计算出为使卷取温度达到目标值所需的喷水区长度 (预设定部分) 。当板带经过冷却区入口的测量点FDT时, 根据板带精轧出口的实测温度、厚度及速度, 计算出为使卷取温度达到目标值所需的喷水区长度的增加值。这部分为前馈补偿。

(2) 为了提高控制精度, 控制系统中还应有修正控制, 即反馈控制, 通过调节冷却水的流量来修正测量温度的误差, 以弥补前馈控制的不足。

因此, 该系统是一个前馈-反馈控制系统。

将上述数学模型应用到某钢厂生产中, 以带钢7k09134h3为例, 钢种Q345E, 厚度为24mm, 设定终轧温度854℃, 目标温度650℃, 对其控制并采样数据, 控制效果曲线如图4。目标温度与实测卷取温度误差控制在±10℃内, 取得了良好的效果, 控制精度较高。

3 自抗扰PID控制技术

为了克服控制系统存在的干扰, 将自抗扰算法应用于热轧带钢层流冷却控制系统, 据用户反映起到了良好的应用效果。自抗扰控制系统由跟踪微分器 (TD) , 扩张状态观测器 (ESO) 和非线性反馈组成。

自抗扰控制是非线性PID控制技术的新发展, 它把系统的模型摄动作用当作内扰, 将其和系统的外扰一起作为系统总的扰动加以补偿, 它不需要被控对象和扰动的精确数学模型, 对复杂的非线性不确定对象有很强的控制能力。

仿真和实际应用结果 (如图5所示) 显示, 自抗扰算法可以控制大时滞调节装置, 具有无超调、稳态精度高等优点, 使层流冷却控制系统的性能得到最大的发挥。

4 实际应用

某钢厂炉卷轧机的控制冷却控制系统2005年8月正式投人生产后, 钢板水冷后的终冷度可控制在目标温度±20℃之内, 合格率由原来的8l%提高到96.4%。系统运行稳定可靠, 冷却效果明显。

摘要：以某1780mm热连轧机层流冷却系统为对象, 建立层流冷却控制模型, 并在实际使用中对影响其控制精度的一些因素进行分析。

关键词：热轧带钢,层流冷却系统,卷曲温度,控制策略

参考文献

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[3]张树堂.21世纪轧钢技术的发展[J].轧钢, 2001, 18 (1) :3-6

[4]陶永华, 尹怡欣, 葛芦生.新型PID控制及其应用[M].北京:机械工业出版社, 1998:1-7

[5]邵裕森, 巴筱云.过程控制系统及仪表[M].北京:机械工业出版社, 2005:204-210

蒸发冷却器出口温度自动控制 篇10

1 工艺过程及主要设备

在转炉吹氧过程中,转炉烟气经汽化冷却烟道冷却, 冷却后烟气温度为800～1 000 ℃。烟气进入蒸发冷却器后,系统根据转炉烟气的含热量精确控制喷水量,用蒸汽将水完全雾化,使烟气冷却至200 ℃左右,此时,约有50%的粗粉尘沉降并通过链式输灰机、灰斗等装置送至灰仓,冷却后烟气进入圆筒型电除尘器,再经电除尘器处理后,烟气含尘量在10 mg/m3以下。如果蒸发冷却器出口烟气温度高于350 ℃,将不允许转炉烟气进入电除尘器,转炉就不能正常生产,如果蒸发冷却器出口烟气温度低于150 ℃,粗粉尘在沉降过程中会变湿,不仅产生稀泥,而且影响电除尘器的正常使用。所以蒸发冷却器温度自动控制系统是干法除尘系统的核心控制部分,它不仅关系到除尘效果与煤气回收率,而且关系到转炉的正常生产。

系统主要构成及简要流程如图1所示。根据工艺对象的特点,构成串级控制系统,串级控制系统方块图如图2所示,它有两个闭环系统:副环为流量自稳定系统,主环为温度控制系统。

2 控制原理及控制算法

蒸发冷却器出口温度控制功能如图3所示。

2.1 高选或断偶选择控制模块功能

当蒸发冷却器入口或出口的两支热电偶均正常时,自动选择高的温度值用于控制,当蒸发冷却器入口或出口的一支热电偶发生断偶故障时,自动选择好的热电偶测得的温度值用于温度控制,以保证转炉正常生产。

T1—蒸发冷却器入口温度1测量仪;T2—蒸发冷却器入口温度2测量仪;T3—蒸发冷却器出口温度1测量仪;T4—蒸发冷却器出口温度2测量仪;FV1—冷却水切断阀;FV2—蒸汽切断阀;FT— 冷却水电磁流量计;FCV— 冷却水流量调节阀

2.2 优化系数的设定

K1,K2系数的作用是把温度控制器的输出限定在一定的合理范围,温度控制器的输出在0～100%之间,该输出的变化反映了蒸发冷却器出口温度实时变化趋势。如果设定K1=0.75,K2=0.5,那么温度控制器的输出就限定在50%～125%之间,通过K1,K2修定后的温度PI控制器值的输出变化不仅能反映蒸发冷却器出口温度实时变化趋势,而且在同一种工况下,下一级流量控制器的流量设定值的变化范围就被限定在1～2.5倍之间;如果不经过K1,K2系数的处理,下一级PI控制器的流量设定值的变化范围将很大,喷水流量的控制品质就较差,喷水流量的控制品质将直接影响温度自动控制系统。本控制系统中的K3是喷水流量设定值的转换因数,其实际意义是将转炉煤气的热值转换为喷水流量设定值的关键因数。可以结合现场调试情况对该系数进行修正。以达到更佳的控制效果。

K1,K2—优化系数;K3—喷水流量设定值优化系数;T1～ T4—T1～T4测量仪的温度

2.3 控制器的运算速度设定

串级控制系统的控制器的运算速度对被控对象的控制品质的影响也较大,通过K1,K2系数的优化,温度控制器的运算速度可以设定较快,以提高温度控制的响应速度。流量控制器的运算速度可以设定较慢,以利于温度控制的稳定。

2.4 过程控制特点

蒸发冷却器温度控制系统属于典型的间歇式串级温度自动控制系统,其核心是吹氧过程的转炉烟气温度自动控制。当转炉氧气顶吹开始时,蒸发冷却器的蒸汽切断阀自动打开,当蒸发冷却器的入口温度高于设定温度时,蒸发冷却器的喷水切断阀自动打开;在流量控制器的初时开度下(50%)喷水20 s,稳定喷水20 s后,FIC控制器启动比例、积分控制;经过一个控制周期后,TIC控制器启动比例、积分控制。当转炉氧气顶吹结束并且蒸发冷却器的出口温度低于设定温度时,蒸发冷却器的喷水切断阀自动关闭,FIC控制器钝化,FIC控制器的输出保持在50%。蒸发冷却器的喷水切断阀关闭30 s后自动关闭蒸发冷却器的蒸汽切断阀。

3 应用效果