[实用新型]冷却塔风机自动除冰控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及寒冷区冷却塔风机自动除冰系统。 

背景技术

在钢铁冶金行业中，冷却塔是循环水处理系统中必不可少的热交换设备。然而在寒冷地区，特别是在冬季，冷却塔运行前其风机结冰现象严重，给安全生产和操作维护都带来许多困难。在我国寒冷地区，当地每年冰冻期可达到5个多月，最低温度达到零下40℃。进入冬季，在冷却塔进风口百叶窗上结冰严重，使整个百叶窗形成冰帘，几乎封闭了进出风口，导致进出风进风面积减小，进出风量减小，影响塔的冷却效果，另外冰帘在电机运行中可能甩出，还存在严重的安全隐患。为了保证冷却塔的正常运行及冷却效果，通常的办法是让操作工人进行凿冰，但在凿冰过程中有可能连同百叶窗一起损坏，造成了人力、物力的极大浪费。在最冷的时候，甚至还会使填料结冰，填料结冰后，影响填料的效率，也影响了塔的冷却效果。更有甚者，结冰以后所增加的冰的荷重，可能会造成冷却塔结构上变形、坍塌。目前市场上常见的冷却塔防冰方法有安装防冻管、喷淋管等方法，但这都需要增加冷却塔的施工、运行和维护成本。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种冷却塔风机自动除冰控制系统，通过本系统能在寒冷气候下为冷却塔自动除冰，且运行和维护成本低。 

本实用新型所采用的技术方案是：包括双速电机、MCC控制柜和PLC；三相动力电源接至双速电机，其动力电路上还通过电流互感器接至MCC控制柜，MCC控制柜上接有现场操作箱，整个控制系统还接有PLC。 

本实用新型的优点：当使用本控制系统后，仅需在HMI上选定自动除冰工作模式(实际效果可通过设定风机反转时间来现场调整)，系统便可消除冰冻所造成的各种影响。本套系统的应用既避免了人为凿冰可能对设备造成的损坏，节省了人力物力，还能防止冰冻对设备造成一系列影响。和市场上其他技术相比，本方案简单易行，除冰效果较为明显，有效解决了冬季独有冷却塔严重结冰的情况，提高了冷却塔自身运行的可靠性。 

附图说明

图1是动力回路电路图。 

图2是运行控制电路图。 

图3是状态和指示电路图。 

图4是PLC系统I/O(输入输出)点配置图。当在HMI(人机界面)上进行操作时，通过PLC的输入输出点来完成对电机状态的监视和和启停控制。 

本系统实现了双速电机的高速运行、低速运行、低速反转运行三种运行方式，并可在现场操作箱和HMI(人机界面)上进行启停操作。图中，M：双速电机；Q：断路器；K：接触器及中间继电器；F：热继电器；T：电流互感器；S：选择开关及按钮；H：指示灯；PA：电流 表。 

图5是工作原理流程图。通过计时程序，不管风机原来处于何种工作状态，可定期让冷却塔风机自动切换至低速反转运行，除冰完成后自行返回至原运行状态。 

具体实施方式

使用冷却塔的目的是降低塔内水的温度。平时使用时通过风机正转抽取塔内温度较高的空气，经过接触传热和蒸发散热，空气中的热量被带走，水温也随之降低。而这些热量也正是我们除冰系统所需热量的来源，当风机反转时，塔内高温的空气不是被直接抽走，而是被风力压下向四周扩散，热风会经过百叶窗排到塔外，类似采用电吹风对塔内冰柱进行吹扫，从而达到良好的除冰效果，可去除冷却塔内生成的冰帘。本自动除冰控制系统采用双速电机配合带双速及反转功能的电气控制回路，通过相应的控制程序，使冷却塔风机能够完成自动除冰的任务。 

图1～4为机旁不进机系统双速电机动力回路和控制回路电路图，可以满足冷却塔风机3种运行方式：a.高速运行 b.低速运行 c.低速反转运行。高速运行和低速运行可产生不同大小的风量来降低水温，而低速反转则是除冰专用。 

冷却塔自动除冰控制系统，主要由电气控制回路和自动控制程序两部分组成： 

(1)电气控制回路：是整个系统的硬件环境。如附图所示，根据热交换的要求，冷却塔风机一般采用双速电机，分高速和低速。在此电机为双速电机的基础上，我们设计出带有高速运行、低速运行、低速反转运行功能的电气控制回路，同时可满足机旁、集中操作的功能切换。 

其包括双速电机、MCC(Motor Control Center，电机控制中心)控制柜、PLC(可编程逻辑控制器)柜、HMI(人机界面)、现场操作箱。