CN203274955U - 一种空冷防冻监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空冷防冻监测装置，包括主控计算机、有线温度采集器以及内置有传感器的温度监测线缆，所述主控计算机连接多个有线温度采集器，每个有线温度采集器连接多条温度监测线缆，监测线缆位于空冷凝汽器的顺流管束和逆流管束外侧中下部且水平布置，所述主控计算机还连接多个无线温度采集器，每个无线温度采集器连接有多个无线温度传感器。本实用新型利用无线传感系统温度测点分布灵活特点，在逆流上部、顺流边缘或逆流边缘布置无线温度传感器，作为对有线温度监测的补充。构建一个对空冷凝汽器的完善的温度监测体系，监测到空冷系统中所有的防冻部位，发挥最大的防冻效果。

Description

一种空冷防冻监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种发电厂领域，具体是一种对空冷凝结器的防冻情况进行温度检测的设备。 

背景技术

 如图1所示为发电厂空冷凝汽器，空冷是发电厂为了节约水资源而利用空气冷却汽轮机乏汽的一种冷却方式，空冷凝汽器是利用空气冷却汽轮机乏汽的主要换热设备。空冷凝汽器一般呈A型布置方式，A形结构的顶部是来自汽轮机排汽管道的蒸汽，称为蒸汽分配管1，A型结构的下端两侧为凝结水收集管道，称为凝结水联箱3。A型散热结构的两侧是倾斜布置的散热管束2，呈等腰三角结构。一片散热管束由许多根翅片管平行排列组成，一列A型装置由许多片管束组成。为了适应通风风机4的设置，一列A型装置内侧由多个分隔装置，将一列A形散热装置分隔成多个冷却单元，一个单元对应一台通风机。

如图2所示，为了防冻空冷凝汽器的管束采用了顺逆流结构。即从汽轮机排出来的蒸汽经蒸汽分配管进入散热管束内从上向下流动，同时凝结转化的水也从上向下流动，蒸汽与凝结水流动方向相同，这部分管束称为顺流管束5。在顺流管束5没有完全凝结的蒸汽通过凝结水管道进入逆流管束6，逆流管束6内蒸汽从下向上流动，而凝结的水从上向下流动，两者流动的方向相反，在逆流管束6的顶部设有抽空气管道7。1列A形散热装置总是由若干片顺流管束5和一定比例的逆流管束6组成。对于容量较小的机组，逆流管束6集中分布于一个散热单元内，对大型机组逆流管束6分2段分布于2个散热单元或更多的散热单元中。

空冷凝汽器温度场的监测可以单独应用有线温度传感系统以及单独应用无线的温度传感系统，单独应用两种系统中任意一种时，都有其优缺点或适用性问题。

单一的有线温度传感系统应用于空冷凝汽器温度测量时，一般采用特制的温度监测线缆，将多个温度传感器内置在电缆内部，多个传感器通过总线与采集器通讯，向采集器传输数据。这样利用温度监测线缆对空冷凝汽器进行温度监测时极大地节省布线，可以支持数量繁多的传感器而不增加采集用数据传输线缆，解决了传统热电阻或热电偶测温布点繁杂的难题，使空冷凝汽器温度场测量不再困难。但是由于空冷凝汽器逆流管束和顺流管束内部蒸汽流动特性的差异，要求温度测点布置和分布也不相同，对于顺流管束一般要求重点监测中下部，而对于逆流管束往往要求监测上中下全部面积。将温度监测线缆弯折布置可以解决此问题，但是相应在制作温度监测线缆阶段的要求有所提高，现场施工的工作量也会相应加大。

单独采用无线温度传感系统由于成本问题所布置的温度测点较少，达不到对空冷凝汽器监测的效果。无线温度传感器采用电池供电，并且使用的电子器件增多，也增多了无线电磁波的发送和接收部分，因此其可靠性降低，故障率和维护工作量、管理工作量都加大，因此无线温度传感系统应用于空冷岛温度测量时传感器数量受到了限制。

在工业生产领域通常所采用的温度测量技术是利用热电阻和热电偶进行温度测量或在线监测，热电偶和热电阻在工业领域已有广泛的应用基础和相应的规范和标准，测量的可靠性高。但是发电厂空冷系统是一个庞大的设备，以600MW发电机组为例其空冷凝汽器占地可达100×100m的规模。对于如此庞大的设备要实时测量其运行中的温度场则需要大量温度测点，采用传统的热电阻测量方法必须使用许多连线将信号引入采集器，这就造成了安装困难、维护工作量大，最终使得传统测量方法不能用于空冷温度场测量这种大面积测温的场合。

为解决用传统技术对发电厂空冷凝汽器温度场测量的困难，分别出现了“总线型”温度传感器的有线测量方式和基于ZigBee技术的无线传感网络用于发电厂空冷温度场的测量。

有线的“总线型”传感器网络是把许多传感器集成在一个电缆中，各传感器通过一条总线分时传递数据。有线的传感网络可靠性高、成本低，可接入传感器数量众多，而所需要的连线却增加很少，解决了传统型测温方式的难题。

无线的传感网络采集数据不需要连接线，但是需要电池供电。无线传感网络用于发电厂空冷系统温度场测量虽然解决了传统方式连线繁多、安装困难的难题，但是无线测温方式的成本高、可靠性低于有线方式，因此实际中使得这种方式使用的传感器数量受到限制，但是其温度传感器的分布由于完全不受任何连线的影响有较大的灵活性。

无线传感系统主要采用了ZigBee技术。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

将温度传感器监测的数据通过基于ZigBee技术的无线网络传输就是无线温度监测系统。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种冷防冻监测装置，将已有的有线温度监测和采集系统中再引入无线温度采集的部分，构成无线和有线混合的温度传感系统，并且将这样的系统应用于空冷凝汽器的温度场监测。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种空冷防冻监测装置，包括主控计算机、有线温度采集器以及内置有传感器的温度监测线缆，所述主控计算机连接多个有线温度采集器，每个有线温度采集器连接多条温度监测线缆，监测线缆位于空冷凝汽器的顺流管束和逆流管束外侧中下部且水平布置，所述主控计算机还连接多个无线温度采集器，每个无线温度采集器连接有多个无线温度传感器。

进一步，所述无线温度传感器位于所述逆流管束外侧中上部。

进一步，所述无线温度传感器位于所述逆流管束外侧中上部。

进一步，所述无线温度传感器位于所述逆流或顺流管束的两侧边缘。

进一步，所述无线温度传感器位于所述逆流管束和顺流管束的交界处。

进一步，所述无线温度传感器位于两端所述顺流管束的两侧边缘位置。

进一步，所述无线温度传感器多排多列设置。

进一步 ，所述无线温度传感器设有1-5排。

进一步，所述无线温度传感器设有1-50列。

本实用新型达到的技术效果如下： 本实用新型具有有线的“总线型”传感系统可带较多的温度测点的特点，在空冷凝汽器顺流管束和逆流管束下部水平布置温度监测线缆，线缆内分布多点“总线型”温度传感器，利用了有线传感网络成本低、传感器数量多的特点，采用1～5条监测线缆监测空冷管束顺流和逆流部分的中偏下部，使容易冻结的部位得到有效监测，做到测量无盲区。利用无线传感系统温度测点分布灵活的特点，在逆流上部布置无线温度传感器，在逆流管束上部布置1～5排无线温度测点，作为对有线温度监测的补充。这样可以发挥两种监测方式各自的特点，构建一个对空冷凝汽器的完善的温度监测体系，监测到空冷系统中所有的防冻部位，发挥最大的防冻效果。

附图说明

图1为公知的发电厂空冷凝汽器结构示意图；

图2为公知的防冻空冷凝汽器的管束的结构示意图；

图3为本实用新型空冷防冻监测装置结构示意图；

图4为本实用新型空冷防冻监测装置用于330MW机组的结构示意图；

图5为本实用新型空冷防冻监测装置用于660MW机组的结构示意图。

具体实施方式

如图3-图5所示，为本实用新型空冷防冻监测装置结构，包括主控计算机11、有线温度采集器10以及内置有传感器的温度监测线缆8，所述主控计算机11与连接有多个有线温度采集器10，每个有线温度采集器10连接多条温度监测线缆8，温度监测线缆8位于空冷凝汽器的顺流管束和逆流管束6外侧中下部且水平布置，主控计算机11连接多个无线温度采集器19，每个无线温度采集器9连接有多个无线温度传感器12。

无线温度传感器12位于逆流管束6外侧中上部，或者位于逆流或顺流管束的边缘，或者逆流管束和顺流管束的交界处，或者位于两端顺流管束的侧面边缘位置，无线温度传感器12呈多排多列设置。根据工程需要，无线温度传感器12设有1-5排或1~50若干列。下面以不同功率机组为例进行说明：

如图4所示，330MW机组1列A形散热装置共有5个单元组成，其中第三单元为逆流管束6，第一、二、四、五为顺流管束。从凝结水联箱与翅片管连接处算起向上每间隔1.5m处布置1根温度监测线缆8，总共布置2根温度监测线缆8，温度监测线缆8中内置若干温度传感器，实现有线方式的温度监测，覆盖顺流管束和逆流管束范围。从第2根温度监测线缆开始向上每间隔1.5米布置一排无线温度传感器12，总共布置3排无线温度传感器12，每排有4个无线温度传感器12，无线温度传感器12仅覆盖逆流管束区域。

如图5所示，660MW机组1列A形散热装置单侧面共有38片管束组成，其中第二单元与第六单元中单侧面各有2片管束为逆流管束6，其余34片为顺流管束。从凝结水联箱与翅片管连接处算起向上1m处布置第1根温度监测线缆8，再间隔1.2m布置第2根温度监测线缆8，再间隔1.8m布置第3根温度监测线缆8，总共水平布置3根温度监测线缆8。温度监测线缆8内置多个温度监测测点，根据需要等距或不等距间隔均可。从第3根温度监测线缆8开始向上每间隔2m布置1排无线温度传感器12，总共布置两排无线温度传感器12，每排包含8个测点，分别分布在两个逆流管束区，每个逆流区域每排分配4个无线温度传感器12。逆流管束6左右的无线温度传感器12，靠近与顺流交界的位置布置，同时在顺流区域第3根温度监测线缆向上间隔1m和2m布置两排无线温度传感器12，向下间隔1m布置1排无线温度传感器12，总共布置3排无线温度传感器12，尽头的顺流管束的无线温度传感器12分别靠近边缘位置和顺逆流管束之间交界的位置布置，位于中间的顺流管束的无线温度传感器12，靠近顺逆流管束交界的位置布置，顺流管束的中间也布置1列无线温度传感器12。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种空冷防冻监测装置，包括主控计算机、有线温度采集器以及内置有传感器的温度监测线缆，所述主控计算机连接多个有线温度采集器，每个有线温度采集器连接多条温度监测线缆，监测线缆位于空冷凝汽器的顺流管束和逆流管束外侧中下部且水平布置，其特征在于，所述主控计算机还连接多个无线温度采集器，每个无线温度采集器连接有多个无线温度传感器。

2.如权利要求1所述的空冷防冻监测装置，其特征在于，所述无线温度传感器位于所述逆流管束外侧中上部。

3.如权利要求1所述的空冷防冻监测装置，其特征在于，所述无线温度传感器位于所述逆流或顺流管束的两侧边缘。

4.如权利要求1所述的空冷防冻监测装置，其特征在于，所述无线温度传感器位于所述逆流管束和顺流管束的交界处。

5.如权利要求1所述的空冷防冻监测装置，其特征在于，所述无线温度传感器位于两端所述顺流管束的两侧边缘位置。

6.如权利要求1-5任一项所述的空冷防冻监测装置，其特征在于，所述无线温度传感器多排多列设置。

7.如权利要求6所述的空冷防冻监测装置，其特征在于，所述无线温度传感器设有1-5排。

8.如权利要求6所述的空冷防冻监测装置，其特征在于，所述无线温度传感器设有1-50列。

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