CN214173013U - 空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置包括：布置在空冷凝汽器的顺流区下部和逆流区下部的第一测温线缆；迂回布置的位于第一测温线缆上方的安装有测温元件的第二测温线缆；自上而下斜向布置在所述逆流区内部的第三测温线缆；第二测温线缆与第三测温线缆交错，斜向布置的第三测温线缆上的测温元件之间的距离小于迂回布置的第二测温线缆的相邻两排线缆的间距。本实用新型在使用中，通过比较第三测温线缆相邻两测温元件测量值的差别以确定温度转变界面位置，并以此作为空冷凝汽器工作状态的判断依据，提高了判断的准确度及可靠性，能够对空冷凝汽器运行状态进行准确监测，指导风机优化运行，发挥节能和防冻的作用。

Description

空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置

技术领域

本实用新型涉及火力发电，特别是涉及一种空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置。

背景技术

直接空冷燃煤发电机组具有很好的节水效果，在我国干旱地区得以广泛应用。但是，受空气冷却能力所限，直接空冷机组凝汽器面积很大，以600MW机组为例，其凝汽器翅片管投影面积大约15000平方米，如此巨大的面积，带来的问题是运行人员需要足够多的热工测点才能全面了解其运行状态，进而通过空冷风机加以调节；很显然这在工程上是做不到的。目前在役的直接空冷机组，通常根据汽轮机排汽压力、排汽装置真空、每列A型塔进汽温度(1个)、每列A型塔凝结水温度(1～2个)、每列A型塔抽气温度(1～2个)等少数热工数据判断凝汽器工作状态。上述参数均位于空冷凝汽器入口侧或出口端，且均为内部工质参数，无法直接、准确地反映凝汽器本身的工作状态。因而，实际运行中，因缺乏有效的运行状态监测手段为风机控制提供反馈信息，导致空冷机组在非高温季风机运行是不经济的，存在很大的节能空间，对空冷岛冬季防冻也非常不利。

为加强对空冷凝汽器工作状态的监测，部分机组在凝汽器管束逆流区迂回布置测温电缆，以测量逆流区内多个温度测点的温度值，并以此作为凝汽器管束换热状态或运行状态的判断依据。该布置方式力求测量凝汽器管束出口空气真实温度并作为凝汽器运行状态的依据，但是，由于逆流区内需要布置很多测点，且无法保证事先预埋在电缆中的众多测点在电缆安装完毕以后能处于同等的位置和外部条件，不可避免的存在部分测点与管束金属管壁直接接触、部分测点与管束换热翅片接触、部分测点恰好位于管束翅片出口空气通道处，因此测量数据的准确度无法保证，测量数据无法完全真实地反映凝汽器管束工作状态。由于空冷凝汽器出口空气温度随环境温度和负荷变化范围很大，数量众多的测量值无法直接用于空冷风机闭环控制，而数十台空冷风机又不可能由运行人员根据所测量的温度逐一进行调节。

近年来，基于道尔顿定律、空冷凝汽器传热原理以及蒸汽冷凝过程温度变化规律的以温度转变界面为特征参量的空冷凝汽器状态监测理论得到应用，其中ZL201921931391.3、ZL201921921596.3、ZL201921921117.8、ZL201921920802.9等专利公开了以温度转变界面位置衡量空冷凝汽器工作状态，并通过测量空冷凝汽器换热后的出口界面风温或金属温度，获得凝汽器管束内蒸汽的凝结状态，捕捉温度转变界面的位置。CN111637762A提出一种依据温度转变界面位置实现空冷风机闭环控制的方法和系统，实现了空冷风机频率随时跟踪机组负荷、环境条件的变化而变化的闭环自动控制。但实际应用中遇到的问题是：由于空冷凝汽器逆流区相邻两排测点间距离较大(1.5～2m)，导致温度转变界面位置的不确定性或者误差偏大，风机自动控制存在盲区，或者出现过调导致的反复调节现象。而缩减相邻两排测点间距离，又会导致横向测温线缆条数太多，影响冲洗或通风量。

因此，在不大幅度增加测点数量和测温线缆长度的情况下，如何通过测点布置方案的优化，缩小测点向下游之间的距离，使温度转变界面位置更精确，对空冷风机稳定调节具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可以提高捕捉温度转变界面位置的准确性和可靠性，同时不会增加更多测点和测温线缆的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，包括：

布置在空冷凝汽器的顺流区下部和逆流区下部的安装有测温元件的第一测温线缆；

迂回布置的位于第一测温线缆上方的安装有测温元件的第二测温线缆；

至少一根自上而下斜向布置在所述逆流区内部的安装有一系列测温元件的第三测温线缆；

第二测温线缆与第三测温线缆交错，斜向布置的第三测温线缆上的测温元件之间的距离小于迂回布置的第二测温线缆的相邻两排线缆的间距；

斜向布置的所述第三测温线缆中的测温元件，用于捕捉空冷凝汽器温度转变界面的位置，逆流区横向迂回布置的所述第二测温线缆上的测温元件，用于测量第三测温线缆无法触及的位置的温度，以辅助捕捉温度转变界面位置；所述第一测温线缆用于捕捉顺流区下部的温度转变界面位置。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，第二测温线缆横跨空冷凝汽器的逆流区和两侧顺流区且靠近逆流区。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，所述第一测温线缆在整个顺流区下部与凝结水联箱的距离小于所述第一测温线缆在逆流区下部与凝结水联箱的距离，所述第一测温线缆呈拱形布置。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，斜向布置的所述第三测温线缆有多条，多条第三测温线缆相互平行或交叉。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，斜向布置的第三测温线缆与凝结水联箱间的夹角在30～90℃之间。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，所述第二测温线缆只在逆流区内部布置，两侧不进入顺流区。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，所述第三测温线缆全部位于逆流区内或部分位于逆流区内且另一部分位于顺流区内。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，所述第一测温线缆中位于逆流区的测温元件标高与顺流区的测温元件标高一致，第一测温线缆平直布置。

本实用新型的技术方案，在逆流区内自上而下斜向布置至少一根内部安装有间距较小的测温元件的测温线缆；迂回布置测温线缆；在整个顺流区和逆流区下部布置测温线缆。本实用新型在使用中，通过比较第三测温线缆相邻两测温元件测量值的差别以确定温度转变界面位置，并以此作为空冷凝汽器工作状态的判断依据，提高了判断的准确度及可靠性，能够对空冷凝汽器运行状态进行准确监测，指导风机优化运行，发挥节能和防冻的作用。

附图说明

图1为本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置的第一种实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置的第二种实施例的结构示意图。

图中标号：

1-进汽管；2-第一测温线缆；3-第二测温线缆；4-第三测温线缆；5-测温元件；6-抽气管；7-温度转变界面；81-第二顺流区；82-第一顺流区；9-逆流区；10-凝结水联箱。

具体实施方式

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，包括：

布置在空冷凝汽器的顺流区下部和逆流区下部的安装有测温元件的第一测温线缆；

迂回布置的位于第一测温线缆上方的安装有测温元件的第二测温线缆；

至少一根自上而下斜向布置在所述逆流区内部的安装有一系列测温元件的第三测温线缆；

第二测温线缆与第三测温线缆交错，斜向布置的第三测温线缆上的测温元件之间的距离小于迂回布置的第二测温线缆的相邻两排线缆的间距；

斜向布置的所述第三测温线缆中的测温元件，用于捕捉空冷凝汽器温度转变界面的位置，逆流区横向迂回布置的所述第二测温线缆上的测温元件，用于测量第三测温线缆无法触及的位置的温度，以辅助捕捉温度转变界面位置；所述第一测温线缆用于捕捉顺流区下部的温度转变界面位置。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，第二测温线缆横跨空冷凝汽器的逆流区和两侧顺流区且靠近逆流区。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，所述第一测温线缆在整个顺流区下部与凝结水联箱的距离小于所述第一测温线缆在逆流区下部与凝结水联箱的距离，所述第一测温线缆呈拱形布置。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，斜向布置的所述第三测温线缆有多条，多条第三测温线缆相互平行或交叉。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，斜向布置的第三测温线缆与凝结水联箱间的夹角在30～90℃之间。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，所述第二测温线缆只在逆流区内部布置，两侧不进入顺流区。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，所述第三测温线缆全部位于逆流区内或部分位于逆流区内且另一部分位于顺流区内。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，所述第一测温线缆中位于逆流区的测温元件标高与顺流区的测温元件标高一致，第一测温线缆平直布置。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，所述第二测温线缆以只在逆流区内部布置，也可以两侧进入顺流区。

本实用新型的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其中，所述第二测温线缆可以省去。

本实用新型的技术方案，在逆流区内自上而下斜向布置至少一根内部安装有间距较小的测温元件的测温线缆；横跨逆流区迂回布置测温线缆；在整个顺流区和逆流区下部布置测温线缆。本实用新型在使用中，通过比较第三测温线缆相邻两测温元件测量值的差别以确定温度转变界面位置，并以此作为空冷凝汽器工作状态的判断依据，提高了判断的准确度及可靠性，能够对空冷凝汽器运行状态进行准确监测，指导风机优化运行，发挥节能和防冻的作用。

本实用新型的技术方案，用于捕捉直接空冷机组空冷凝汽器温度转变界面，在空冷凝汽器逆流区自上而下斜向布置测温元件，跨越凝汽器逆流区及顺流区水平迂回布置测温元件，贯穿顺流区下部及逆流区下部布置测温元件，其中逆流区斜向布置的测温元件间距较小，比较相邻两标高处测温元件测量结果的差值，或者比较相邻两标高处逆流区测温元件实测温度值与顺流区测温元件实测温度的差值，并以此确定空冷凝汽器温度转变界面的位置在前述两相邻标高之间。因斜向布置的测温元件沿标高方向距离很小，所以本实用新型的技术方案大幅度提高了温度转变界面位置的准确性和可靠性，同时不会增加更多测点和测温线缆。

空冷凝汽器包括至少一个凝汽器管束逆流区及设于凝汽器管束逆流区两侧的凝汽器管束顺流区。

在逆流区自上而下斜向布置至少一根内部装有测温元件的第三测温线缆；逆流区与两侧顺流区之间迂回布置有测温线缆(内部装有测温元件)；重要一点：第三测温线缆内测温元件间距显著小于迂回布置的第二测温线缆之间的间距(目的在于提高捕捉到的温度转变界面位置的准确性)；第三测温线缆2条及以上时，可以相互平行也可以不平行；第二测温线缆的测温元件可以跨越逆流区和顺流区布置，也可以只在逆流区布置；第三测温线缆与凝结水联箱间的夹角30～90度，也就是说第三测温线缆可以倾斜布置也可以沿逆流区翅片管轴向布置；第一测温线缆布置于顺流区和逆流区下部，距凝结水联箱0.10m至2.5m区域；第一测温线缆途经逆流区下部时，可以与顺流区测温线缆保持同样高度，也可以高于顺流区测温线缆高度，呈拱形布置；

当只有一根第三测温线缆时，通过比较其内部所有测温元件测量值，当某处上游(相对于翅片管内蒸汽流动方向)测温元件测量值明显高于其下游(相对于翅片管内蒸汽流动方向)测温元件测量值时，便确定温度转变界面位于该处；并以此处为中心，向两侧横向扩展至整个逆流区，确定温度转变界面位置；当布置有两根以上的第三测温线缆时，用同样方法确定各测温线缆的温度分界面位置，然后将各位置连线并横向扩展至整个逆流区，从而确定温度转变界面位置；第二测温线缆的测量值用于测量第三测温线缆上测量元件无法测量位置的温度信息，辅助第三测温线缆确定温度转变界面位置；当第一测温线缆上测温元件测量值接近于环境温度时，便确定温度转变界面出现在顺流区下部。

前述环境温度可以用抽气温度代替。

还可以将测量值与蒸汽温度进行比较，当第一测温线缆内测温元件测量值显著低于蒸汽温度时，确定温度转变界面在顺流区下部；当逆流区第二测温线缆或第三测温线缆上的某些测温元件测量值显著低于蒸汽温度时，则确定温度转变界面位于其中最上游测量元件的上游，但不超过其相邻测温元件位置。

斜向布置的第三测温线缆中的测温元件，用于捕捉空冷凝汽器温度转变界面的位置；第三测温线缆上某处上游(相对于翅片管内蒸汽流动方向)测温元件测量值普遍高于该处下游(相对于翅片管内蒸汽流动方向)测温元件测量值时，则认为温度转变界面位于二者之间，并将转变界面拓展到整个逆流区宽度。

斜向布置的第三测温线缆可以只有1条，也可以布置多条；布置2条及以上时，可以相互平行，也可以不平行甚至交叉。

斜向布置的第三测温线缆，与凝结水联箱间的夹角在30～90℃之间。

逆流区横向迂回布置的第二测温线缆上的测温元件，用于测量斜向布置测温线缆无法触及的位置的温度，以辅助捕捉温度转变界面位置。

第一测温线缆用于捕捉顺流区下部的温度转变界面位置，当第一测温线缆顺流区上测点测得温度值与环境温度接近时，认为温度转变界面位于顺流区下部。

顺流区包括第一顺流区、第二顺流区及第三顺流区，逆流区包括第一逆流区及第二逆流区，第一顺流区、第一逆流区、第二顺流区、第二逆流区、第三顺流区顺序布置。

进一步的，第二测温线缆可以只在逆流区内部布置，两侧不进入顺流区。

进一步的，第三测温线缆可以全部位于逆流区内，也可以部分位于逆流区内、另一部分位于顺流区。

进一步的，第一测温线缆中位于逆流区的测温元件，标高可以与顺流区测温元件标高一致，整个第一测温线缆平直布置。

借由上述方案，通过第三测温线缆上所有测温元件的测量值，按温度较高和较低直接空冷机组空冷凝汽器管束内蒸汽凝结分界面识别装置，通过跨越凝汽器管束逆流区及顺流区布置迂回管束，测量同一高度逆流区及顺流区温度测点的温度差值，并以此作为凝汽器管束内蒸汽的凝结状态的判断依据，提高了判断的准确度及可靠性，能够对空冷凝汽器运行状态进行准确检测，发挥节能和防冻的作用。

实施例一

如图1所示，空冷凝汽器内包括至少一个空冷凝汽器逆流区9及其两侧的凝汽器第一顺流区82和第二顺流区81，在逆流区9内自上而下斜向布置至少一根内部安装有一系列测温元件的第三测温线缆4；在横跨逆流区和两侧顺流区靠近逆流区的位置迂回布置与前述斜向测温线缆交错的安装有测温元件的第二测温线缆3；在整个顺流区下部和逆流区下部布置安装有测温元件的第一测温线缆2；斜向布置第三测温线缆4上的测温元件之间的距离小于迂回布置的第二测温线缆3相邻两排线缆的间距；第一测温线缆2在整个第一顺流区82和第二顺流区81下部与凝结水联箱10的距离明显小于其在逆流区9下部与凝结水联箱10的距离，整条测温线缆呈拱形布置；

本实施例中，斜向布置的第三测温线缆4中的测温元件5，用于捕捉空冷凝汽器温度转变界面7的位置；第三测温线缆4某处上游(相对于翅片管内蒸汽流动方向)测温元件5测量值普遍高于该处下游(相对于翅片管内蒸汽流动方向)测温元件测量值时，则认为温度转变界面位于二者之间，并将转变界面横向拓展到整个逆流区宽度；本实施例中，第三测温线缆4由两条相互平行的线缆衔接而成，中间连接部分可以设置测温元件，也可以不设测温元件；2条斜向布置的测温线缆4在逆流区同一标高附近各有一个测温元件5；在本实施例过程中，两条测温线缆分别确定各自的温度转变界面位置，然后将二者连线并横向拓展至整个逆流区9，进而确定整个逆流区9的温度转变界面7的位置；

本实施例中，斜向布置的第三测温线缆4，上端点与下端点的垂直距离7.5米、水平距离2.22m；与凝结水联箱间的夹角在30～90℃之间；

本实施例中，逆流区横向迂回布置的第二测温线缆上的测温元件，用于测量斜向布置测温线缆无法触及的位置的温度，以辅助捕捉温度转变界面位置；相邻两排测温元件测量值差别较大时，确定温度转变界面7位于该相邻两排测量元件之间，进而再根据第三测量线缆4上各测温元件的测量值确定分界面7更精确的位置；

本实施例中，第一测温线缆2用于捕捉顺流区下部的温度转变界面位置，当第一测温线缆2位于顺流区下部一段上的测点测得的温度值与环境温度接近时，认为温度转变界面位于顺流区下部。

实施例二

如图2所示，本实施例中的第三测温线缆4还可以采用图2所示的水杯型布置方式，上部水平部分也同样布置测温元件；其余测温元件和测温线缆布置方式与图1相同；

借由上述方案，通过第三测温线缆4上所有测温元件5的测量值，按温度较高和较低直接空冷机组空冷凝汽器管束内蒸汽凝结分界面识别装置，通过跨越凝汽器管束逆流区及顺流区布置迂回管束，测量同一高度逆流区及顺流区温度测点的温度差值，并以此作为凝汽器管束内蒸汽的凝结状态的判断依据，提高了判断的准确度及可靠性，能够对空冷凝汽器运行状态进行准确检测，发挥节能和防冻的作用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其特征在于，包括：

布置在空冷凝汽器的顺流区下部和逆流区下部的安装有测温元件的第一测温线缆；

迂回布置的位于第一测温线缆上方的安装有测温元件的第二测温线缆；

至少一根自上而下斜向布置在所述逆流区内部的安装有一系列测温元件的第三测温线缆；

第二测温线缆与第三测温线缆交错，斜向布置的第三测温线缆上的测温元件之间的距离小于迂回布置的第二测温线缆的相邻两排线缆的间距；

斜向布置的所述第三测温线缆中的测温元件，用于捕捉空冷凝汽器温度转变界面的位置，逆流区横向迂回布置的所述第二测温线缆上的测温元件，用于测量第三测温线缆无法触及的位置的温度，以辅助捕捉温度转变界面位置；所述第一测温线缆用于捕捉顺流区下部的温度转变界面位置。

2.根据权利要求1所述的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其特征在于，第二测温线缆横跨空冷凝汽器的逆流区和两侧顺流区且靠近逆流区。

3.根据权利要求2所述的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其特征在于，所述第一测温线缆在整个顺流区下部与凝结水联箱的距离小于所述第一测温线缆在逆流区下部与凝结水联箱的距离，所述第一测温线缆呈拱形布置。

4.根据权利要求3所述的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其特征在于，斜向布置的所述第三测温线缆有多条，多条第三测温线缆相互平行或交叉。

5.根据权利要求4所述的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其特征在于，斜向布置的第三测温线缆与凝结水联箱间的夹角在30～90℃之间。

6.根据权利要求1所述的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其特征在于，所述第二测温线缆只在逆流区内部布置，两侧不进入顺流区。

7.根据权利要求5所述的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其特征在于，所述第三测温线缆全部位于逆流区内或部分位于逆流区内且另一部分位于顺流区内。

8.根据权利要求7所述的空冷凝汽器温度转变界面捕捉装置，其特征在于，所述第一测温线缆中位于逆流区的测温元件标高与顺流区的测温元件标高一致，第一测温线缆平直布置。

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