CN108692580A - 基于百叶窗挡风板的电站直接空冷机组自动防冻装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于百叶窗挡风板的电站直接空冷机组自动防冻装置。该装置包括测温线缆、温度测点、数据监测处理单元、自动执行机构以及百叶窗挡风板。百叶窗挡风板安装于空冷风机入风口，若干条测温线缆布置于翅片散热管束的出风面侧，每条测温线缆上等距离内置三个温度测点并与数据监测处理单元的一个输入通道相连。当任一温度测点显示温度过低时，数据监测处理单元立即判断出具体位置，通过自动执行机构关闭对应空冷单元的百叶窗挡风板，切断冷空气。该装置具有结构简单、成本低廉、行程时间短、阻风效果显著等优点，能有效解决空冷岛翅片散热管束冬季冻结的难题，并可降低冬季背压1KPa左右，提高机组热经济性1%～2%。
Description
技术领域
本发明涉及直接空冷机组空冷岛冬季自动防冻装置，适用于严寒地区的火力发电厂空冷岛防冻领域，也可以应用在其它相关或类似领域。
背景技术
我国三北地区富煤缺水，为解决水资源短缺问题，众多大容量直接空冷机组应运而生，目前，我国直接空冷机组装机容量超过2亿千瓦，最大单机容量为华电灵武电厂1000MW超超临界直接空冷机组。与常规湿冷机组相比，直接空冷机组可节水70%以上，大大地缓解了我国水资源短缺的问题。但直接空冷机组受环境影响极大，运行中出现了诸多问题，其中最主要问题之一就是北方严寒地区的空冷岛冻结难题，并且随着电源过剩，大容量直接空冷机组不可避免地要参与调峰，低负荷时的冻结问题愈发突出，严重地威胁了机组的安全稳定运行。
为避免空冷岛冻结，不得不较大地提高运行背压，留有足够的防冻裕度，严重地牺牲了机组的热经济性，采取的相应手段有降低风机转速或停运部分风机、逆流区风机反转回暖、关闭蒸汽蝶阀增加其它列空冷岛热负荷等，然而这些方法降低了机组的热经济性。冬季运行中，有时即使采取以上措施，空冷岛仍有冻结风险，例如，严寒天气，即使空冷风机全部停运，通过冷空气与空冷单元翅片散热管束的自然对流换热，空冷岛翅片换热管束也可能冻结，因此，隔绝冷空气至关重要。在隔绝冷空气方面，采用的方法有：在翅片散热管束表面覆盖保温层，但该方法繁琐，不易反复实施；在空冷风机入风口安装卷帘门或折叠网，该方法能有效隔绝冷空气，但卷帘门和折叠网行程时间长；在翅片散热管束出风口以及四周布置挡风板，同样可有效隔绝冷空气，但投资多，施工量大，且无有效准确的测温手段；如能将精准的测温系统与简单快捷的隔风手段联系起来，并实现冻结风险自动识别、挡风板的自动开合操作，将能更有效地起到空冷岛的防冻效果，并能进一步降低机组背压运行，提高机组的热效率。
发明内容
要解决的技术问题。
本发明的目的在于克服现有的技术缺陷，能够及时、快速、准确地发现空冷岛冻结的风险及其相应位置，自动迅速地关闭对应空冷单元的百叶窗挡风板，隔绝冷空气，避免空冷岛冻结；同时尽可能降低空冷机组的冬季运行背压，提高机组的热效率。
具体的技术方案。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：所述的每个空冷单元两侧的翅片散热管束出风面侧各布置3条测温线缆；所述的测温线缆布置于翅片散热管束垂直高度的1/4、1/2和3/4处，每条测温线缆水平布置，且等距离内置3个温度测点，基本全范围覆盖整个空冷单元；所述的每条测温线缆与对应列空冷岛的数据监测处理单元的相应入口数据通道相连，将每个所述的温度测点采集的测温数据传到数据监测处理单元；所述的数据监测处理单元通过数据到达时间以及不同的数据通道精准判断出每一个数据的来源；当检测到有较低温度，可能发生冻结风险时，向所述的自动执行机构发送关闭指令；驱动电机通过与第一片百叶窗挡风板挡板的中轴相连，带动其旋转关闭，其它百叶窗挡风板挡板通过曲轴连杆随第一片百叶窗挡风板挡板同步旋转关闭，切断冷空气，进而保证翅片散热管束不冻结。
有益效果。
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：测温线缆覆盖面广，空冷岛的测温几乎无盲点；数据监测处理单元能及时准确发现哪些空冷单元存在冻结风险，并第一时间向相应的自动执行机构发送关闭指令；空冷风机入风口百叶窗挡风板结构简单、工程施工量小、成本低、行程时间短、关闭迅速、隔绝效果显著；并且驱动电机功率小、电耗低，传动机构结构简单，能实现百叶窗挡风板的360°旋转；所以，该装置能有效降低冬季直接空冷机组的背压，并且极大降低了冻结风险。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是测温线缆的布置且与数据监测处理单元的连接图。
图3是温度测点沿测温线缆的布置图。
图4是百叶窗挡风板的结构示意图。
图5是曲轴连杆的局部示意图。
图6是驱动电机的局部示意图。
1蒸汽分配管道、2翅片散热管束、3凝结水汇集管道、4空冷风机、5导流罩、6百叶窗挡风板、7测温线缆、8驱动电机、9传动机构、10数据监测处理单元、11数据输入通道、12电气连接线、13百叶窗挡风板挡板、14曲轴、15连杆、16温度测点。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述。
空冷汽轮机的排汽经(1)蒸汽分配管道进入到相应空冷单元的(2)翅片散热管束中，蒸汽在(2)翅片散热管束中被(4)空冷风机经(5)导流罩引入的空气冷却，放热凝结成水流入(3)凝结水汇集管道，进而回到排汽装置的热井中，完成工质循环。当环境温度低于0℃，翅片散热管束中的凝结水可能发生冻结，阻塞蒸汽流通，进而加重蒸汽的冻结，致使翅片散热管束的完全冻结，发生膨胀、扭曲、变形，甚至损坏，当环境温度极低时，即使空冷风机全部停转，依靠冷空气与翅片散热管束的自然对流换热，也可能发生凝结水的冻结风险。
每个空冷单元两侧的(2)翅片散热管束的出风面各布置三条(7)测温线缆，(7)测温线缆沿翅片散热管束的垂直高度水平布置，分别位于1/4、1/2和3/4的垂直高度处，并且每条(7)测温线缆等距离内置有3个(16)温度测点。每条(7)测温线缆均通过(12)电气连接线与(10)数据监测处理单元的一个(11)数据输入通道连接，将每个(16)温度测点采集的数据传送到(10)数据监测处理单元，(10)数据监测处理单元通过数据到达的时间和(11)数据输入通道，精确地判断数据的位置。
当任一(16)温度测点出现低温，可能发生冻结风险时，(10)数据监测处理单元迅速准确地判断出可能发生冻结的(2)翅片散热管束所处的位置，经分析判断后，向自动执行机构发送关闭指令，自动执行机构通过(8)驱动电机，使第一片(13)百叶窗挡风板挡板旋转，第一片(13)百叶窗挡风板挡板通过另一侧的(9)传动机构，由(14)曲轴和(15)连杆带动其它(13)百叶窗挡风板挡板一起旋转，迅速完成百叶窗挡风板的关闭操作，使冷空气隔绝，避免了空冷岛(2)翅片散热管束的冻结风险。同时，在保证空冷岛翅片散热管束不冻结的情况下，该装置可尽量降低机组背压，减少了防冻裕度，提高了机组的热经济性。
Claims (6)
1.一种基于百叶窗挡风板的电站直接空冷机组自动防冻装置，包括：测温线缆、温度测点、数据监测处理单元、自动执行结构以及百叶窗挡风板，其特征在于，在每个空冷单元两侧翅片散热管束的出风面侧各布置三条测温线缆，每条测温线缆等距离内置三个温度测点；每条测温线缆均与数据监测处理单元的一个输入通道相连；所述的百叶窗挡风板位于空冷风机入风口侧，百叶窗的开合通过自动执行机构驱动。
2.如权利要求1所述的一种基于百叶窗挡风板的电站直接空冷机组自动防冻装置，其特征在于，每侧翅片散热管束上的三条测温线缆沿翅片散热管束垂直高度均等布置，它们分别布置于翅片散热管束垂直高度的1/4、1/2和3/4处。
3.如权利要求1所述的一种基于百叶窗挡风板的电站直接空冷机组自动防冻装置，其特征在于，所述的自动执行机构包括驱动电机和传动装置；所述的传动装置由曲轴和连杆组成。
4.如权利要求1所述的一种基于百叶窗挡风板的电站直接空冷机组自动防冻装置，其特征在于，每一列空冷散热单元对应一个数据监测处理单元，数据监测处理单元有若干个（大于6个）数据输入通道，其中6个通道与该列空冷散热单元的6个测温线缆通过电气连接线相连，剩余数据输入通道备用。
5.如权利要求2所述的一种基于百叶窗挡风板的电站直接空冷机组自动防冻装置，其特征在于，每条测温线缆直径约为7mm，采用防水设计，且每条测温线缆沿水平方向布置，等距离内置三个温度测点。
6.如权利要求3所述的一种基于百叶窗挡风板的电站直接空冷机组自动防冻装置，其特征在于，所述的百叶窗挡风板的材质为铝合金，每片挡风板挡板的中轴与相应曲轴同心且固定连接，所有曲轴曲柄段向外延伸，且延伸段均与连杆转动连接；驱动电机位于挡风板的另一侧，与第一片挡风板挡板的中轴连接，接收数据监测处理单元的开关指令，带动第一块挡风板挡板旋转，通过曲轴连杆，实现所有挡风板挡板的360°旋转。
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