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间接空冷机组冷端温度场监测及优化控制系统

1、概述

       间接空冷机组冷端温度场监测及优化控制系统主要包括:冷却三角迎风面散热器管束表面温度和冷却三角回水温度的监测、基于监测数据对间冷系统防冻保护和背压(或回水温度)控制的闭环优化控制。通过机组冷端的闭环控制优化,提高间接空冷机组冬季运行的安全性和经济性。

       间接空冷机组冷端温度场监测及优化控制系统在间冷系统冷却三角迎风面散热器表面

       和冷却三角回水管安装大量的温度传感器,监测的温度数据以通讯的方式通过采集器传输到后台服务器,服务器处理后的数据以通讯的方式传输到DCS控制系统显示、报警及逻辑组态实现优化闭环控制功能。间接空冷机组冷端温度场监测在线监测系统主要通过冷却三角迎风面散热管束和冷却三角回水的温度监测来实现,在空冷系统冷却三角内迎风面散热器表面上安装温度测量传感器,在冷却三角回水管安装温度传感器,并采集间冷塔百叶窗风速、温湿度等外部环境参数。处理后的数据经通讯送至DCS控制系统进行显示、报警及组态,基于空冷岛散热器表面温度场及各冷却三角回水温度进行百叶窗及循环水泵变频的闭环控制。通过机组的冷端优化,全面提升间接空冷机组冬季运行的安全性和经济性。

2、间接空冷机组增加温度场监测监测系统的必要性

       间接空冷机组在冬季运行时,循环水流速低、冷却三角水量分配不均、百叶窗开度不合理等因素会导致散热器局部过冷,管束容易发生冰冻。间冷散热器管束发生冰冻后果非常严重,一旦个别管束因为冰冻破损,循环水外漏将会导致散热器大面积发生冰冻事故,造成严重的经济损失。所以有必要全面监测散热器管束的表面温度分布状态,及时发现散热器局部过冷现象并采取措施,避免发生冰冻事故。

       由于间冷散热器构造比较特殊,散热器管束内水温无法直接测量。而且空冷系统传统配置的测点只有整个扇区回水温度和少量散热器表面温度测点,不能全面客观的反映每个冷却三角散热器内循环水的温度状态,百叶窗自动调节只能以扇区为单位整体调节,缺乏针对性,影响机组运行经济性;空冷系统传统配置的测点而且很难监测到散热器局部过冷,防冻保护起不到有效的作用,影响空冷系统的安全性。

       因此,间接空冷机组很有必要配置温度场监测及优化控制系统,保证机组冬季运行的安全性和经济性。

环境风引起的涡流和穿透现象                     空冷散热器不同扇区的温度分布
 

冷却三角内部迎风侧热成像图                       冷却三角散热器冻伤现场图

3、间接空冷机组温度场监测监测及优化控制系统构成
       间接空冷机组冷端温度场监测及优化控制系统的监测信号采用光缆进行传输,系统安全可靠,主要包括4个部分:温度传感器、智能前端采集器、数据监测及处理服务器、DCS优化控制模块。

       系统主要有4部分组成,包括:数字式温度传感器,智慧前端采集器,数据传输及处理服务器,DCS优化控制模块。

4、系统作用
       实时监测及报警,指导运行。
       防冻保护闭环优化控制,强化空冷系统防冻保护,保证机组冬季运行安全性,提高经济性。
       背压闭环优化控制,提高机组运行的经济性和稳定性。

5、温度监测说明 
       空冷机组冷端温度场监测及优化控制系统的测点布置原则:根据项目实际情况和测量分析,并结合以往多个项目数据和经验,将温度传感器合理布置在间冷塔每个冷却三角散热器迎风面,全面并有效监测冷却三角表面温度分布。例如,以往多个项目经验表明间冷塔冷却三角散热器迎风面的外侧1/3和内侧1/3区域为低温区;塔内温度由中心向四周,温度逐渐降低;冷却三角中部区域风力最大,无回暖情况;冷却三角迎风面散热器的中下部温度最低,容易出现冻伤情况,尤其是靠近百叶窗外侧的散热管束。

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