CN107702744A - 一种冷却塔塔周进风的测点布置方法及监测系统 - Google Patents

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周扬
邹健
史月涛
何锁盈
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
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    • G—PHYSICS
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    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种冷却塔塔周进风的测点布置方法及监测系统。其中，冷却塔塔周进风的测点布置方法，所述冷却塔为轴对称结构，该方法包括：在冷却塔塔周等间距布置风速及风向测点；在塔周每个风速及风向测点处，按照不同高度安装至少三层的风速风向传感器。本发明能够完成不同环境风速下的相关参数的在线测试及监测，即本系统不受环境风速大小的限制。

Description

一种冷却塔塔周进风的测点布置方法及监测系统
技术领域
本发明属于能源与动力工程领域，尤其涉及一种冷却塔塔周进风的测点布置方法及监测系统。
背景技术
冷却塔作为冷端系统的主要设备之一，冷却塔性能的好坏在很大程度上影响发电厂的经济性和稳定性。冷却塔的低效率将会使循环水的温度升高，而循环水温的升高将使凝汽器的真空降低，汽轮机组的工作效率下降，从而导致设备的出力降低，使发电的煤耗量增加，影响了机组的热效率。
作为轴对称的几何结构，无风环境侧风工况下，大型冷却塔周向进风均匀。侧风环境下，侧风破坏了塔周的轴对称进风规律，使得迎风面风速增大，侧风面风速急剧降低，背风面很难有环境风进入塔内，冷却塔的周向进风不均匀，导致塔内不同半径处的通风不均，即不同位置处的传热传质性能有较大差异，总体冷却性能恶化。
因此，亟需一种一种冷却塔塔周进风的测点布置方法及监测系统来获取冷却塔四周不同位置和高度处的风速和风向分布规律，并揭示塔周进风与环境侧风的相应关系，可从源头上监控冷却塔的进风状况，并实现监测数据的远距离传输，在监控终端(电厂控制室或厂房办公室)实时显示数据，为冷却塔传热传质性能的研究奠定理论基础。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种冷却塔塔周进风的测点布置方法，其在塔周不同位置和不同高度处布置风速风向传感器，实时监控不同环境侧风下的冷却塔的周向进风规律及风向分布规律，并实现运行管理人员对冷却塔周向进风状况的实时监控。
本发明的一种冷却塔塔周进风的测点布置方法，所述冷却塔为轴对称结构，该方法包括：
在冷却塔塔周等间距布置风速及风向测点；
在塔周每个风速及风向测点处，按照不同高度安装至少三层的风速风向传感器。
进一步的，风速及风向测点的数量至少为四个，且风速及风向测点距离塔周1-3m。
进一步的，在塔周每个风速及风向测点处固定一支架，风速风向传感器按照相应高度安装在支架上。
进一步的，当在塔周每个风速及风向测点处，按照不同高度安装三层的风速风向传感器时，三层风速风向传感器的高度关系满足以下条件：
1m<H1<0.3H，且0.3H<H2<0.5H，且0.5H<H3<H；
其中，三层风速风向传感器距离地面的高度分别为H1、H2和H3，H1<H2<H3；H为所测试冷却塔的进风口高度，单位为米。
本发明的第二目的是提供一种冷却塔塔周进风的监测系统。
本发明的一种冷却塔塔周进风的监测系统，包括数据采集系统，所述数据采集系统用于采集上述所述的冷却塔塔周进风的测点布置方法而布置的冷却塔塔周进风的测点处的风速和风向信息。
进一步的，该系统还包括数据传输系统，所述数据传输系统包括中心主站及与中心主站相连的中继器，中心主站与数据采集系统相连。
进一步的，中心主站与数据采集系统通过Zigbee网络相连。
进一步的，所述中继器还与监控终端相连。
进一步的，所述中心主站还与报警器相连。
进一步的，所述中心主站还与云端服务器相连，所述云端服务器与移动终端相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)由于造成大型冷却塔内部不同区域通风量不均匀、气水间传热传质过程恶化的根本原因是侧风导致的冷却塔周向进风不均匀，本发明能够实时监测大型冷却塔塔周各方位不同高度处的进塔风速及进塔风向，从源头研究侧风条件下大型冷却塔的冷却性能变化规律。
(2)本发明能够完成不同环境风速下的相关参数的在线测试及监测，即本系统不受环境风速大小的限制。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是塔周进风测点布置的侧面图。
图2是塔周进风测点布置的俯视图。
图3是测点安装支架示意图。
图4是冷却塔塔周进风的监测系统示意图。
其中，1.风速及风向测点；2.冷却塔塔筒；3.进风口；4.支架；5.风速传感器；6.风向传感器。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明的冷却塔包括湿式冷却塔、高位收水冷却塔及部分空冷塔。
本发明的冷却塔几何结构为轴对称。
为全方位地测试其周向各进风口处的进塔风速和风向，本发明的一种冷却塔塔周进风的测点布置方法，包括：
在冷却塔塔周等间距布置风速及风向测点，如图1和图2所示；
在冷却塔塔筒2的塔周每个风速及风向测点1处，按照不同高度安装至少三层的风速风向传感器。
风速风向传感器包括风速传感器5和风向传感器6。
其中，风速及风向测点的数量至少为四个，且风速及风向测点距离塔周1-3m。
风速及风向测点的数量最多不限，具体测点数可根据现场情况而定。
其中，风速及风向测点距离塔周1-3m的好处是：可在不影响冷却塔进风口处正常进风及冷却塔维修改造工作的基础上准确地测试冷却塔周向进风参数。
具体地，如图3所示，在塔周每个风速及风向测点处固定一支架4，风速传感器5和风向传感器6按照相应高度安装在支架4上。
如图1所示，当在塔周每个风速及风向测点处，按照不同高度安装三层的风速风向传感器时，三层风速风向传感器的高度关系满足以下条件：
1m<H1<0.3H，且0.3H<H2<0.5H，且0.5H<H3<H；
其中，三层风速风向传感器距离地面的高度分别为H1、H2和H3，H1<H2<H3；H为所测试冷却塔的进风口3高度；单位为米。
当在塔周每个风速及风向测点处，按照不同高度安装其他多层的风速风向传感器时，个层风速风向传感器的高度关系均按照实际预设要求进行设置。
本发明使用基于Zigbee技术的无线数据传输系统，此数据传输方式可实现实时同步采集数据，并具有抗干扰能力强、组网灵活的特点。
如图4所示，各测点处的风速风向传感器将实时参数转化为标准电流信号，电流信号通过有线传输至安装于塔周附近的数据采集设备，数据采集设备采集电流信号并通过无线传输给相匹配的中心主站，中心主站将无线信号转发至中继器，后由中继器将实时数据远传至电厂控制室或厂房办公室，实现在监控终端的实时显示。
所述监测系统包括数据采集系统、数据传输系统和监控终端，如图4所示。
数据采集系统包括布置在塔周的风速风向传感器、信号传输线及相匹配的数据采集设备。
数据传输系统由数据采集设备、中心主站及中继器组成。
实时监测系统由终端系统及电厂监控系统(监控终端)组成。终端系统将接受到的数据处理后输入已嵌入在电厂监控系统(如DCS、SIS等)内的湿式冷却塔参数监测模块，实现工作人员对湿式冷却塔实时冷却性能参数在监控终端(电厂控制室或厂房办公室)的实时监测。
在具体实施中，中心主站还与报警器相连。
中心主站还与云端服务器相连，所述云端服务器与移动终端相连。
由于造成大型冷却塔内部不同区域通风量不均匀、气水间传热传质过程恶化的根本原因是侧风导致的冷却塔周向进风不均匀，本发明能够实时监测大型冷却塔塔周各方位不同高度处的进塔风速及进塔风向，从源头研究侧风条件下大型冷却塔的冷却性能变化规律。
本发明能够完成不同环境风速下的相关参数的在线测试及监测，即本系统不受环境风速大小的限制。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种冷却塔塔周进风的测点布置方法，其特征在于，所述冷却塔为轴对称结构，该方法包括：
在冷却塔塔周等间距布置风速及风向测点；
在塔周每个风速及风向测点处，按照不同高度安装至少三层的风速风向传感器。
2.如权利要求1所述的冷却塔塔周进风的测点布置方法，其特征在于，风速及风向测点的数量至少为四个，且风速及风向测点距离塔周1-3m。
3.如权利要求1所述的冷却塔塔周进风的测点布置方法，其特征在于，在塔周每个风速及风向测点处固定一支架，风速风向传感器按照相应高度安装在支架上。
4.如权利要求1所述的冷却塔塔周进风的测点布置方法，其特征在于，当在塔周每个风速及风向测点处，按照不同高度安装三层的风速风向传感器时，三层风速风向传感器的高度关系满足以下条件：
1m<H1<0.3H，且0.3H<H2<0.5H，且0.5H<H3<H；
其中，三层风速风向传感器距离地面的高度分别为H1、H2和H3，H1<H2<H3；H为所测试冷却塔的进风口高度，单位为米。
5.一种冷却塔塔周进风的监测系统，其特征在于，包括数据采集系统，所述数据采集系统用于采集如权利要求1-4中任一项所述的冷却塔塔周进风的测点布置方法而布置的冷却塔塔周进风的测点处的风速和风向信息。
6.如权利要求5所述的冷却塔塔周进风的监测系统，其特征在于，该系统还包括数据传输系统，所述数据传输系统包括中心主站及与中心主站相连的中继器，中心主站与数据采集系统相连。
7.如权利要求6所述的冷却塔塔周进风的监测系统，其特征在于，中心主站与数据采集系统通过Zigbee网络相连。
8.如权利要求6所述的冷却塔塔周进风的监测系统，其特征在于，所述中继器还与监控终端相连。
9.如权利要求6所述的冷却塔塔周进风的监测系统，其特征在于，所述中心主站还与报警器相连。
10.如权利要求6所述的冷却塔塔周进风的监测系统，其特征在于，所述中心主站还与云端服务器相连，所述云端服务器与移动终端相连。
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