CN205538005U - 一种直接空冷凝汽器温度场在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种直接空冷凝汽器温度场在线监测系统，采用L型分支温度监测线缆和水平温度监测线缆的组合布置方式，包括多条监测线缆、多个采集器、通讯线缆和主控机，其中，所述多条监测线缆中的一条或多条监测线缆分别与所述多个采集器中的一个采集器电连接，多个所述采集器分别通过所述通讯线缆与所述主控机电连接；并且其中，所述多条监测线缆包括多条第一监测线缆和多条第二监测线缆，所述多条第一监测线缆中的至少一条所述第一监测线缆上设置有所述多条第二监测线缆中的至少一条所述第二监测线缆，所述多条第一监测线缆均水平设置，所述多条第二监测线缆均呈L型分布。

Description

一种直接空冷凝汽器温度场在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及空冷系统温度监测技术领域，尤其涉及直接空冷凝汽器温度场在线监测技术领域。

背景技术

现有技术下的冷却系统主要有两种：湿冷系统和空冷系统，湿冷系统即水冷却系统，需要大量的冷却水；而空冷系统即空气冷却系统，空冷系统的冷却能力虽小于湿冷系统，但是空冷系统比湿冷系统节约水资源90％以上。在我国的华北、东北、西北地区煤炭资源丰富，但水资源十分匮乏，空冷系统尤其适用于这里的火力发电机组。

汽轮机低压缸的乏汽通过排汽管道被引到汽轮机房外空冷平台上的直接空冷凝汽器处，然后通过带有翅片的换热管束与轴流风机送来的冷空气进行热交换，使换热管束内的蒸汽凝结成水进入集水管，再通过凝结水泵返回锅炉供水系统。

空冷凝汽器在冬季运行时，由于散热面积较大，同时换热初始温差也很大，换热管束的散热能力比夏季明显增强，极易出现因过冷产生冰冻现象。特别是随着负荷和环境温度降低，换热管束内部的蒸汽分布开始呈不均匀状态，也造成换热管束的温度分布不均匀，如果凝结水过冷，极容易发生冻结。目前火电厂使用的解决方案包括：1)派人进行人工巡检，但是其工作环境恶劣，劳动强度大，效率低下，而且人工巡检不能到实时监控，无法及时根据现场情况进行实时调整；2)提高机组的运行背压，使机组呈高背压运行态，通过增加空冷凝汽器的进汽量来提高换热管束的防冻能力，但是这样会直接造成直接空冷凝汽器的性能低下，进而造成整个空冷系统的冷却效果下降，发电机组出力和风机耗能增加、煤耗增加，从而导致机组的运行经济性和安全性明显降低。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型旨在解决上面描述的问题。本实用新型的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的温度场在线监测系统。具体地，本实用新型提供能够实时监测直接空冷凝汽器换热管束的温度状况的在线监测系统。

本实用新型提供了一种直接空冷凝汽器温度场在线监测系统，所述直接空冷凝汽器温度场在线监测系统包括多条监测线缆、多个采集器、通讯线缆和主控机，其中，所述多条监测线缆中的一条或多条监测线缆分别与所述多个采集器中的一个采集器电连接，多个所述采集器分别通过所述通讯线缆与所述主控机电连接；并且其中，所述多条监测线缆包括多条第一监测线缆和多条第二监测线缆，所述多条第一监测线缆中的至少一条所述第一监测线缆上设置有所述多条第二监测线缆中的至少一条所述第二监测线缆，所述多条第一监测线缆均水平设置，所述多条第二监测线缆均呈L型分布。

其中，所述多条第二监测线缆位于直接空冷凝汽器的逆流管束的外表面。

其中，所述多条监测线缆中的每条监测线缆中均封装有多个温度传感器。

其中，在直接空冷凝汽器第一侧的外表面设置有两条互相平行的所述第一监测线缆：第一条第一监测线缆和第二条第一监测线缆，在直接空冷凝汽器第二侧的外表面也设置有两条互相平行的所述第一监测线缆：第三条第一监测线缆和第四条第一监测线缆。

其中，所述第一条第一监测线缆位于所述第二条第一监测线缆的下方，其间距为2～4m，所述第一条第一监测线缆与直接空冷凝汽器第一侧的外表面的底边之间的距离为1～2m；所述第三条第一监测线缆位于所述第四条第一监测线缆的下方，其间距为2～4m，所述第三条第一监测线缆与直接空冷凝汽器第二侧的外表面的底边之间的距离为1～2m。

其中，所述第二监测线缆与所述第一监测线缆相连的一端的长度为2～4m。

其中，所述多个温度传感器均为数字温度传感器DS18B20。

其中，所述通讯线缆为RS485通讯电缆。

本实用新型提供的直接空冷凝汽器温度场在线监测系统采用L型分支温度监测线缆和水平温度监测线缆的组合布置方式，温度测量范围广，运行操作方便，有效提高工程监测效率，并且其安装和维护简单、易行。该监测系统采用封装式温度传感器进行监测，能够承受高压清洗水的冲击，检测精度高，而且安装维护方便，运行可靠，达到以下有益效果：

(1)通过监测间接空冷凝汽器的温度场，帮助判断空气侧流动的不均匀性，避免机组运行背压过高，造成风机电耗过大，影响运行安全；

(2)当环境空气温度低于0℃时，通过监测换热管束外侧管壁温度，判断换热管束内部的散热状态，可以帮助判断换热管束内是否结冰；

(3)结合机组背压、凝结水温度等数据，对散热器管束出口的热空气最低温度作出规定，并与凝结水温度相关联，可实现空冷系统防冻预警，在换热管束冻结前采取相应的防护措施；

(4)该温度场在线监测系统能够有效解决冬季运行人员巡检工作量，实时、直观地为运行人员提供准确的数据，以供作出运行情况的判断，并及时采取相应的措施；

(5)该温度场在线监测系统在夏季可以指导运行人员优化运行，判断管束外壁的积灰程度，适时冲洗，实现节能、节水。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本实用新型的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性地示出了本实用新型的直接空冷凝汽器温度场在线监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本实用新型公开了一种在A型直接空冷凝汽器上实施的温度场在线监测系统，通过在直接空冷凝汽器的外侧设置温度监测线缆实现温度场的在线监控，并且在逆流管束的外表面加设L型分支监测线缆，用以重点监测易发生冻结的逆流管束的外壁温度，避免由于内部介质温度过低致使管束冻结，并导致的设备运行障碍。

下面结合附图，对根据本实用新型所提供的直接空冷凝汽器温度场在线监测系统进行详细描述。

图1示出了根据本实用新型的直接空冷凝汽器温度场在线监测系统的一种实施例的结构示意图。参照图1所示，该直接空冷凝汽器温度场在线监测系统包括多条监测线缆1、多个采集器2、通讯线缆3和主控机4，其中，多条监测线缆1中的一条或多条监测线缆1分别与多个采集器2中的一个采集器2电连接，多个采集器2分别通过通讯线缆3与主控机4电连接。多条监测线缆1所监测到的数据通过多个采集器2和通讯线缆3传输至主控机4后，经由数据分析和处理软件进行分析处理，并通过曲线或者图表的形式显示出来，以供运行人员直观观察和判断。

其中，多条监测线缆1包括多条第一监测线缆11和多条第二监测线缆12，多条第一监测线缆1中的至少一条第一监测线缆11上设置有多条第二监测线缆12中的至少一条第二监测线缆12，多条第一监测线缆11均水平设置，多条第二监测线缆12均呈L型分布。

具体地，多条第一监测线缆11可以遍布直接空冷凝汽器5的外表面，用以监测直接空冷凝汽器5的整体温度变化；多条第二监测线缆12则位于直接空冷凝汽器5的逆流管束51的外表面，用于重点监测逆流管束51的外壁温度。

根据本实用新型的直接空冷凝汽器温度场在线监测系统，多条监测线缆1中的每条监测线缆1中均封装有多个温度传感器10。将温度传感器10封装在监测线缆1中，实现封装测量，并且能够承受高压清洗水的冲击，安装与维护方便，运行可靠。多个温度传感器10分组封装，每组对应一个采集器2进行连接，其监测到的数据分组传输至主控机4进行处理。

一般情况下，直接空冷凝汽器的顺流管束的温度分布是自上而下温度逐渐降低，而逆流管束的温度分布正好相反，自上而下是温度逐渐升高；而且逆流管束在低温环境下运行时极易发生冻结，因此，温度监测点的分布直接影响空冷凝汽器的温度场监测准确度。

如图1所示，在本实施例中，直接空冷凝汽器5第一侧501的外表面设置有两条互相平行的第一监测线缆11：第一条第一监测线缆111和第二条第一监测线缆112；在直接空冷凝汽器5第二侧的外表面也设置有两条互相平行的第一监测线缆11：第三条第一监测线缆113和第四条第一监测线缆114；第一条第一监测线缆111、第二条第一监测线缆112、第三条第一监测线缆113和第四条第一监测线缆114均位于直接空冷凝汽器5的侧面的下部，重点监测顺流管束的低温区的温度变化。

其中，第一条第一监测线缆111位于第二条第一监测线缆112的下方，其间距为2～4m，第一条第一监测线缆111与直接空冷凝汽器5第一侧501的外表面的底边之间的距离为1～2m；第三条第一监测线缆113位于第四条第一监测线缆114的下方，其间距为2～4m，第三条第一监测线缆113与直接空冷凝汽器5第二侧502的外表面的底边之间的距离为1～2m。

在实际布置过程中，根据直接空冷凝汽器5的大小以及实际需要，可以设置更多条的第一监测线缆11，并且相邻第一监测线缆11之间的垂直距离可以根据实际情况的不同而不同，例如，可以设置为更小的间距，如1.8m。

另外，根据本实用新型的温度场在线监测系统，在顺流管束与逆流管束51的交界处，设置呈L型分布的第二监测线缆12。第二监测线缆12经过一次L型的折弯布置，可以从顺流管束与逆流管束51的交界处到达逆流管束51的中上部，即逆流管束51的低温区，实现逆流管束51的低温区的实时温度监测。

在本实施例中，每个逆流管束51上只设置了一条L型的第二监测线缆12，还可以根据实际情况的不同而设置多条第二监测线缆12对逆流管束51或者其他重点部位的温度进行重点监测，并且第二监测线缆12的排布方式还可以是Z型、H型、工字型等其它形式，主要以实现重点部位重点监测为目的，确保直接空冷凝汽器5在冬季低温环境下运行不冻结，保障空冷机组的安全运行。

具体地，第二监测线缆12与第一监测线缆11相连的一端的长度可以为2～4m，以便第二监测线缆12能够到达逆流管束51的低温区，特殊情况下也可以为其他长度来满足对逆流管束51的低温区温度的准确监测，例如，还可以设置为5～6m。另外，L型的第二监测线缆12与第一监测线缆11相平行的一端的长度通常与逆流管束51的排布宽度相适应，进而根据实际情况进行选择设置，以进一步地完整监测逆流管束51的低温区温度变化。

本实用新型利用封装式温度传感器实时测量直接空冷凝汽器5的易冻结部位的外壁温度，能够对空冷凝汽器逆流和顺流管束及每列端部容易冻结的部位进行重点监测，发挥最大的防冻效果。同时，提供空冷凝汽器换热能力评价、热风回流状况评估、空冷凝汽器积灰厚度评估，及时为运行调整以及冬季防冻措施的制定提供可靠的理论参考依据。本实用新型的直接空冷凝汽器温度场在线监测系统，密封性能好，能够承受高压清洗水的冲击，测量精度高，而且安装与维护方便、运行可靠。

需要指出的是，综合传感器的成本、测量精度、可替代性等因素考虑，本实用新型的监测系统中的温度传感器10采用单总线式数字温度传感器，例如，多个温度传感器10可以均选择为数字温度传感器DS18B20。

示例性地，通讯线缆3可以选择为RS485通讯电缆。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种直接空冷凝汽器温度场在线监测系统，其特征在于，所述直接空冷凝汽器温度场在线监测系统包括多条监测线缆(1)、多个采集器(2)、通讯线缆(3)和主控机(4)，其中，所述多条监测线缆(1)中的一条或多条监测线缆(1)分别与所述多个采集器(2)中的一个采集器(2)电连接，多个所述采集器(2)分别通过所述通讯线缆(3)与所述主控机(4)电连接；

并且其中，所述多条监测线缆(1)包括多条第一监测线缆(11)和多条第二监测线缆(12)，所述多条第一监测线缆(1)中的至少一条所述第一监测线缆(11)上设置有所述多条第二监测线缆(12)中的至少一条所述第二监测线缆(12)，所述多条第一监测线缆(11)均水平设置，所述多条第二监测线缆(12)均呈L型分布。

2.如权利要求1所述的直接空冷凝汽器温度场在线监测系统，其特征在于，所述多条第二监测线缆(12)位于直接空冷凝汽器(5)的逆流管束(51)的外表面。

3.如权利要求1所述的直接空冷凝汽器温度场在线监测系统，其特征在于，所述多条监测线缆(1)中的每条监测线缆(1)中均封装有多个温度传感器(10)。

4.如权利要求1所述的直接空冷凝汽器温度场在线监测系统，其特征在于，在直接空冷凝汽器(5)第一侧(501)的外表面设置有两条互相平行的所述第一监测线缆(11)：第一条第一监测线缆(111)和第二条第一监测线缆(112)，在直接空冷凝汽器(5)第二侧的外表面也设置有两条互相平行的所述第一监测线缆(11)：第三条第一监测线缆(113)和第四条第一监测线缆(114)。

5.如权利要求4所述的直接空冷凝汽器温度场在线监测系统，其特征在于，所述第一条第一监测线缆(111)位于所述第二条第一监测线缆(112)的下方，其间距为2～4m，所述第一条第一监测线缆(111)与直接空冷凝汽器(5)第一侧(501)的外表面的底边之间的距离为1～2m；所述第三条第一监测线缆(113)位于所述第四条第一监测线缆(114)的下方，其间距为2～4m，所述第三条第一监测线缆(113)与直接空冷凝汽器(5)第二侧(502)的外表面的底边之间的距离为1～2m。

6.如权利要求1或2所述的直接空冷凝汽器温度场在线监测系统，其特征在于，所述第二监测线缆(12)与所述第一监测线缆(11)相连的一端的长度为2～4m。

7.如权利要求3所述的直接空冷凝汽器温度场在线监测系统，其特征在于，所述多个温度传感器(10)均为数字温度传感器DS18B20。

8.如权利要求1所述的直接空冷凝汽器温度场在线监测系统，其特征在于，所述通讯线缆(3)为RS485通讯电缆。