CN216791679U - 一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统，包括循环水泵、超声波流量计、凝汽器和间冷塔。由于间冷塔大部分的上塔总管不具备较长距离直管段，难以在总管上安装超声波流量计测量总流量，本系统通过超声波流量计测量间冷塔各个扇段上塔支管的流量加权求和获得间冷塔上塔冷却水总流量，该结构设置使得在各扇段的上塔水管一般具有较长直管段，且扰动小，该形式测量出来的流量更为准确。通过测量各个扇段的流量还能及时发现扇段的流量是否存在不均匀问题，是否会影响间冷塔的防冻及冷却效果。

Description

一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统

技术领域

本实用新型属于燃煤机组节能降耗技术领域，具体涉及一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统。

背景技术

大部分北方的机组冷却方式采用空冷岛或者间冷塔，间冷塔采用自然通风来冷却循环水。间冷塔由于只能利用对流换热，所以冷却效果不如湿冷的自然通风冷却塔，间冷塔对于环境温度的变化反应更加敏感，对间冷塔的热力性能的准确及时掌握是十分重要的。间冷塔主要通过翅片带走热量使循环水温降低，需要保证翅片管的清洁。大部分电厂基本在新机投产后对间冷塔进行考核试验获得热力性能之后，后续很少再关注间冷塔的热力性能。使用过程中，会根据背压和一定的经验，来判断间冷塔的冷却效果，从而决定清洗或者做改造。但是在这个过程中可能会因为一些其他因素影响电厂专工的判断，进入间冷塔热负荷的变化、凝汽器真空的测量不准确，冷却水流量的偏差等因素都会直接影响间冷塔的热力性能。间冷塔单一的一次性能试验的结果并不能让技术人员全面判断间冷塔的性能，该结果不能说明间冷塔是设计缺陷还是运行因素导致的性能变化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统，以实现间冷塔各个扇段的冷却能力及冬季防冻效果精准掌握，实现间冷塔全寿命周期性能记录和管理，及时发现和解决相关的问题，保持间冷塔处于最佳运行状态。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统，包括循环水泵，循环水泵的出水端连接有凝汽器，凝汽器的出水端通过上塔总管连接有间冷塔，间冷塔的冷却水出水端通过回水管和循环水泵连接；

所述间冷塔中设置有储水箱，围绕储水箱设置有若干个扇形段；每一个扇形段的两个侧边均设置有一个上水支管，每一个上水支管上设置有一个超声波流量计。

本实用新型的进一步改进在于：

优选的，所述扇形段等分设置。

优选的，所述上塔总管上设置有入口压力表，回水管上设置有出口压力表。

优选的，所述上塔总管上设置有第一铂电阻温度计，回水管上设置有第二铂电阻温度计。

优选的，所述凝汽器在喉部设置有两个绝压表。

优选的，每一个扇形段的进风口和出风口均设置有第四铂电阻温度计。

优选的，所述扇形段的进风口设置有上下两个第四铂电阻温度计；所述扇形段的出风口设置有上下两个第四铂电阻温度计。

优选的，间冷塔的进风口设置有第三铂电阻温度计，所述第三铂电阻温度计和间冷塔进风口的垂直距离为5m。

优选的，间冷塔的进风口设置有大气压力表，大气压力表和间冷塔进风口的垂直距离为5m。

优选的，所述凝汽器前设置有两个循环水泵。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型公开了一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统，包括循环水泵、超声波流量计、凝汽器和间冷塔。由于间冷塔大部分的上塔总管不具备较长距离直管段，难以在总管上安装超声波流量计测量总流量，本系统通过超声波流量计测量间冷塔各个扇段上塔支管的流量加权求和获得间冷塔上塔冷却水总流量，该结构设置使得在各扇段的上塔水管一般具有较长直管段，且扰动小，该形式测量出来的流量更为准确。通过测量各个扇段的流量还能及时发现扇段的流量是否存在不均匀问题，是否会影响间冷塔的防冻及冷却效果。通过机组在投产时同步加装该系统，及时发现设计上的缺陷，了解间冷塔的最初性能，然后保持全寿命周期的在线监测间冷塔性能，保持间冷塔处于最佳运行状态。通过机组在投产时同步加装该系统，及时发现设计上的缺陷，了解间冷塔的最初性能，然后保持全寿命周期的在线监测间冷塔性能，保持间冷塔处于最佳运行状态。

进一步的，间冷塔的进出水冷却水温采用高精度铂电阻来测量，保证测量温度的准确性。

进一步的，通过间冷塔冷却水进出水压力的差值，可以计算间冷塔水阻，如果过大，说明间冷塔冷却管束内存在堵塞物。

进一步的，传统测量凝汽器压力都采用真空表计的测量，该结构设计会造成一些错误，因为最终判断凝汽器的压力是否处于较佳的状态还是要通过大气压力来换算成绝压，而大气压力是一个瞬时变量，所以采用真空泵测量压力会不直观且容易带来误差。本系统采用绝压表来测量凝汽器的压力值，避免换算的误差。

进一步的，在间冷塔的每个扇段都安装上下两层的进、出风温度测量铂电阻，获得准确的进、出风温度值，同时能监测不同扇段的进、出风温度，对各个扇段的冷却能力及冬季防冻效果能更精准的掌握，有利于及时采取响应的措施。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构图；

图2为扇形段布置的结构示意图；

图3为间冷塔进风口和出风口的温度计布置图。

其中：1、A循环水泵；2、B循环水泵；3、凝汽器；4、第一凝汽器压力绝压表；5、第二凝汽器压力绝压表；6、入口压力表；7、第一铂电阻温度计；8、间冷塔；9、出口压力表；10第二铂电阻温度计；11、第一超声波流量计；12、第二超声波流量计；13、第三超声波流量计；14、第四超声波流量计；15、储水箱；16、第三铂电阻温度计；17、大气压力表；18、第四铂电阻温度计；19-扇形段。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

附图1为本实用新型的系统示意，结合图1进一步详细说明。

凝汽器3前设置有A循环水泵1和B循环水泵2，冷却水回水在A循环水泵1和B循环水泵2前分为两个分支，分别通过A循环水泵和B循环水泵加压后汇流，再分为两路，进入凝汽器3中。凝汽器3中在喉部设置有两块绝压表，分别是第一凝汽器压力绝压表4和第二凝汽器压力绝压表。凝汽器3的出水端上塔总管和间冷塔8连接，上塔总管设置有第一入口压力表6和第一铂电阻温度计 7，间冷塔8通过回水管将冷却水排出，优选的，该回水管和A循环水泵1和B 循环水泵2连通。回水管上设置有第二出口压力表9和第二铂电阻温度计10。

参见图2，间冷塔8的储水箱15设置在间冷塔8的轴线上，围绕储水箱15 周向设置有若干个扇形段19，相邻的扇形段19之间通过一个上水支管分开，即一个扇形段19的两侧设置有一个上水支管。如下图2所示，为示例之一，该示例中设置有四个扇形段19，每一个扇形段19的边部设置有一个上水支管，冷却水通过四个上水支管进入储水箱15中，分别是上水支管一、上水支管二、上水支管三和上水支管四，每一个上水支管上设置有一个超声波流量计；上水支管一上设置有第一超声波流量计11、上水支管二上设置有第二超声波流量计12、上水支管三上设置有第三超声波流量计13、上水支管四上设置有第四超声波流量计14。

参见图3，间冷塔8中的每一个扇段的进风口安装有上下两个第一铂电阻18，出风口安装有上下两个第一铂电阻18。在间冷塔8进风口设置有第三铂电阻温度计16，第三铂电阻温度计16和间冷塔8进风口之间的垂直距离为5m；在间冷塔 8进风口设置有大气压力表17，大气压力表17和间冷塔8进风口之间的垂直距离为5m。

上述装置的工作原理为：

循环冷却水进入到A循环水泵1和B循环水泵2进行升压，冷却水从凝汽器3的A、B两侧分别进入到凝汽器3，通过在凝汽器3喉部加装两块绝压表，分别是第一凝汽器压力绝压表4和第二凝汽器压力绝压表，两个绝压表测量凝汽器3的绝对压力，避免了采用真空表测量的误差和不直观。冷却水在进入凝汽器 3冷却完低压缸排汽之后，冷却水温升高，需要进入间冷塔8冷却之后再返回两个循环水泵循环使用。通过间冷塔上水支管一的第一超声波流量计11、间冷塔上水支管二的第二超声波流量计12、间冷塔上水支管三上的第三超声波流量计13 及间冷塔上水支管上的第四超声波流量计14测量各个扇段的冷却水上塔流量；通过安装在间冷塔8上塔总管上的间冷塔冷却水入口压力表6测量间冷塔8冷却水入口压力，通过安装在间冷塔8上塔总管上的间冷塔冷却水入口铂电阻温度计 7测量间冷塔8的入口水温，通过安装在间冷塔8回水管上的间冷塔冷却水出口压力表9测量间冷塔8的冷却水出口压力，通过安装在间冷塔8回水管上的间冷塔冷却水出口铂电阻温度计10测量间冷塔出口水温。在间冷塔的每个扇段都安装上下两层的测量间冷塔进风口布置的进、出风温度测量第一铂电阻18，获得准确的进、出风温度值，通过布置在离间冷塔进风口5m处的第三铂电阻温度计16 测量环境温度，通过布置在离间冷塔进风口5m处的大气压力表17测量大气压力。所有这些测量值的信号都通过通信电缆传输到电子间，通过分布采集系统全部进入DCS数据库，然后接入SIS系统，在SIS系统进行计算分析，实现在线监测。

将上述测量值通过分布采集系统全部进入DCS数据库，然后接入SIS系统，在SIS系统里完成计算和分析，实现了间冷塔分扇段热力性能及防冻效果的在线监测和管理，全寿命周期掌握间冷塔的运行状态，减少不必要的改造、冲洗和外委试验，防止间冷塔因为天气剧变导致的间冷塔相关设备冻坏。

1.1进口空气温度

t_a,m—进口空气温度，℃；

n—进口空气温度测点数量；

t_a,i—每个进口空气温度测点测量值，℃。

1.2 10m高度(H_W)处的环境风速(W_W)

测量风速(W_M)换算为10m高度(H_W＝10)处的风速(W_W)：

W_W—10m高度(H_W＝10)处的环境风速，m/s；

W_M—试验工况下测量风速，m/s；

H_W—为10m；

H_M—测量风速处高度，m；

1.3试验工况设计散热量

Q_g＝Q^*+ΔQ_a+ΔQ_b

式中Q_g─试验工况设计散热量；

Q^*─试验ITD时，在设计性能曲线(设计空气温度和大气压)上的散热量；

dQ_a/dt_a─空气温度修正系数；

t_an─设计空气温度；

t_a,c─试验工况空气温度；

dQ_b/dP_b─大气压力修正系数；

P_bn─设计大气压力；

P_bm─试验工况大气压力。

1.4空冷系统冷却能力

试验工况测量的冷却能力：

试验工况设计冷却能力：

ITD_m＝t_c,m-t_a,c.

Q_m─试验工况测量散热量；

Q_g─试验工况设计散热量；

投运效果

采用间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统，可以获得实时的间冷塔热力性能，同时通过分扇段的流量及进出风温度实时测量，可以实时获得间冷塔在冬季的防冻策略，既保证防冻又可在相对较低的背压下运行。实现间冷塔全寿命周期内的精细管理，及时提出维护或者改造的建议，保证间冷塔高效运行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统，其特征在于，包括循环水泵，循环水泵的出水端连接有凝汽器(3)，凝汽器(3)的出水端通过上塔总管连接有间冷塔(8)，间冷塔(8)的冷却水出水端通过回水管和循环水泵连接；

所述间冷塔(8)中设置有储水箱(15)，围绕储水箱(15)设置有若干个扇形段(19)，相邻两个扇形段(19)共用一个侧边；每一个侧边上设置有一个上水支管，每一个上水支管上设置有一个超声波流量计。

2.根据权利要求1所述的一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统，其特征在于，所述扇形段(19)等分设置。

3.根据权利要求1所述的一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统，其特征在于，所述上塔总管上设置有入口压力表(6)，回水管上设置有出口压力表(9)。

4.根据权利要求1所述的一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统，其特征在于，所述上塔总管上设置有第一铂电阻温度计(7)，回水管上设置有第二铂电阻温度计(10)。

5.根据权利要求1所述的一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统，其特征在于，所述凝汽器(3)在喉部设置有两个绝压表。

6.根据权利要求1所述的一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统，其特征在于，每一个扇形段的进风口和出风口均设置有第四铂电阻温度计(18)。

7.根据权利要求6所述的一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统，其特征在于，所述扇形段的进风口设置有上下两个第四铂电阻温度计(18)；所述扇形段的出风口设置有上下两个第四铂电阻温度计(18)。

8.根据权利要求1所述的一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统，其特征在于，间冷塔(8)的进风口设置有第三铂电阻温度计(16)，所述第三铂电阻温度计(16)和间冷塔(8)进风口的垂直距离为5m。

9.根据权利要求1所述的一种间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统，其特征在于，间冷塔(8)的进风口设置有大气压力表(17)，大气压力表(17)和间冷塔(8)进风口的垂直距离为5m。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的间冷塔热力性能及分扇段防冻效果在线监测系统，其特征在于，所述凝汽器(3)前设置有两个循环水泵。

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