直接空冷平臺溫度場在線監控系統的製作方法
2023-09-18 13:30:35 1
專利名稱：直接空冷平臺溫度場在線監控系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在線監控系統，特別是涉及一種適用於火電廠直接空冷系統空冷平臺的在線監控系統。
背景技術：
近年來火電廠直接空冷機組在北方得到大量應用，單機容量也從幾萬千瓦發展到六十萬千瓦，甚至一百萬千瓦，工程實踐中積累了寶貴的運行經驗，空冷系統的控制技術日益成熟。但是根據目前直接空冷機組的運行情況來看，直接空冷系統的運行控制還有許多突出的技術問題亟待解決。直接空冷發電廠的空冷散熱器進出口溫度都是不作測量的。空冷散熱器雖然龐大、複雜，但是歸根結底它是一個換熱器，根據換熱器的理論、傳熱機理， 冷、熱流體進出口溫度測量是換熱器運行、調整、換熱效果評價的基礎，沒有這些數據，換熱器運行效果的評價只能是根據其它特徵估量。雖然目前火電廠直接空冷機組經過多年摸索積累了一套經驗，使得生產管理可以正常運行。但是不能實時監測空冷平臺的溫度場變化，則不能及時做好空冷散熱器的防凍、空冷散熱器表面積灰監測和提高機組的迎峰度夏能力、解決大風影響及熱風回流導致機組跳間問題等。這些問題不能妥善解決，必將會嚴重影響空冷系統運行的安全性和經濟性。所以對空冷散熱器進出口溫度實施監測是非常必要的。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種利用現場總線技術FCS防止空冷散熱器逆流管束凍結、及時監測空冷散熱器表面積灰程度和實時判斷熱風回流，從而提高機組運行的安全性和經濟性的直接空冷平臺溫度場在線監控系統。本實用新型的目的由如下技術方案實施，一種直接空冷平臺溫度場在線監控系統，其包括總線式溫度傳感器、總線電纜和總線控制器，其中在空冷散熱器每個空冷散熱器單元進口設有一個所述總線式溫度傳感器，在空冷散熱器每個空冷散熱器單元出口處設有至少一個所述總線式溫度傳感器，其中在空冷散熱器每個空冷散熱器單元進口處的所述總線式溫度傳感器通過一根所述總線電纜與所述總線控制器連接，在空冷散熱器每個空冷散熱器單元出口處的所述總線式溫度傳感器通過另外至少一根所述總線電纜與所述總線控制器連接。即所述總線式溫度傳感器分別測量空冷散熱器每個空冷散熱器單元進出、口空氣溫度，然後通過所述總線電纜將溫度數據上傳至所述總線控制器，由各個空冷散熱器單元進、出口空氣實時溫度組成直接空冷平臺溫度場，通過所述總線控制器軟體對溫度場數據進行分析、處理。所述總線式溫度傳感器採用標準的現場總線通訊協議，專用於室外空氣溫度測量的傳感器。所述總線電纜採用屏蔽雙絞線銅芯電纜或者採用光纖。[0008]所述光纖採用多模光纖或單模光纖。所述總線控制器為直接空冷控制系統DCS的DPU，內置總線協議晶片或外加總線協議通訊模塊。當總線式溫度傳感器與總線控制器的總線協議不同時，連接所述總線式溫度傳感器和所述總線控制器的所述總線電纜上還設有協議轉換器。本實用新型的優點在於1、利用測得的空冷平臺溫度場數據計算出空冷機組或空冷散熱器單元的最佳溫升值和真空值，為運行調整提供依據，實現空冷風機節能運行；2、利用空冷平臺溫度場數據計算出空冷機組或局部空冷散熱器單元的端差值，根據每個單元端差值變化情況判斷空冷散熱器的積灰嚴重程度，制定最優化的清洗方案；3、通過空冷平臺溫度場數據可判斷是否發生了熱風回流及其熱風回流率大小，及時掌握流場變化。特別是熱風回流率的計算能提前定量地反應熱風回流發生的嚴重程度，在DCS上報警，及時提醒運行人員在影響到汽輪機運行之前及時做出反應，提前幹預，進行預知性調節，避免停機、 停爐或甩負荷等安全事故的發生；4、北方地區冬季寒冷，運行中容易造成個別空冷散熱器局部結冰。根據空冷平臺溫度場的實時數據可提前預測哪組空冷散熱器存在凍結的可能， 以採取相應的防凍控制調節措施，如空冷風機停運，逆流風機倒轉等；5、直接空冷自控系統中背壓的設定值通常是由機組的負荷和環境溫度決定的。但常規DCS中背壓的設定值不能充分反應空冷平臺溫度場變化對機組背壓的影響，根據空冷平臺溫度場的實時數據可以優化DCS控制系統的背壓設定值；6、根據每組空冷散熱器單元的進出口溫度變化趨勢調節對應變頻風機轉速；以更好地滿足背壓設定值；7、冬季正常運行時，在逆流空冷散熱器管束內的上端可能會結霜(水蒸汽變成固態時形成的鬆散冰顆粒)，這是由於該部位有不可凝物存在而出現過冷現象。如果這種狀況持續一段時間，可能導致逆流空冷散熱器管束內的上端逐漸堵塞，妨礙不可凝物的抽出。利用空冷平臺溫度場的實時數據優化逆流空冷散熱器管束的回暖程序，以防止不可凝物的出現，防止空冷散熱器管束凍結。
圖1為總線式溫度傳感器採用PR0FIBUS-DP總線技術的300MW直接空冷機組中一列空冷散熱器的直接空冷溫度場在線監控系統示意圖。圖2為總線式溫度傳感器採用PR0FIBUS-PA總線技術的300MW直接空冷機組中一列空冷散熱器的直接空冷溫度場在線監控系統示意圖。空冷散熱器單元1，空冷散熱器2，空冷散熱器單元出口 3，空冷散熱器單元進口 4， 總線式溫度傳感器5，總線電纜6，DCS總線控制器7，DPWPA連結器8。
具體實施方式
實施例1 以300MW直接空冷機組為例說明直接空冷平臺溫度場在線監控系統的具體布置方案。每臺300MW直接空冷機組共6列空冷散熱器2，每列空冷散熱器2共5個空冷散熱器單元1。一種直接空冷平臺溫度場在線監控系統，其包括總線式溫度傳感器5、總線電纜6 和DCS總線控制器7，在每列空冷散熱器2的每個空冷散熱器單元進口 4設有1個總線式溫度傳感器5，在每列空冷散熱器2的每個空冷散熱器單元出口 3左側設有1個總線式溫度傳感器5，在每列空冷散熱器2的每個空冷散熱器單元出口 3右側設有1個總線式溫度傳感器 5，其中，在每列空冷散熱器2的每個空冷散熱器單元進口 4處的總線式溫度傳感器5通過一根進口處總線電纜6與DCS總線控制器7連接，在每列空冷散熱器2的每個空冷散熱器單元出口 3右側的總線式溫度傳感器5通過一根出口右側總線電纜6與DCS總線控制器7 連接，在每列空冷散熱器2的每個空冷散熱器單元出口 3左側的總線式溫度傳感器5通過一根出口左側總線電纜6與DCS總線控制器7連接。這樣，每列空冷散熱器2需要三根總線電纜6，1臺300麗直接空冷機組共需要十八根總線電纜6。每個空冷散熱器單元進口及出口左右側的總線式溫度傳感器5分別測量每個空冷散熱器單元進、出口空氣溫度，然後通過總線電纜6將溫度數據上傳至DCS總線控制器7， 由各個空冷散熱器單元進、出口空氣實時溫度組成直接空冷平臺溫度場，通過DCS總線控制器軟體對溫度場數據進行分析、處理。總線式溫度傳感器5採用標準的現場總線通訊協議-PR0FIBUS-DP總線技術。DCS總線控制器7為直接空冷控制系統DCS的DPU，內置總線協議晶片，採用 PR0FIBUS-DP總線技術。總線式溫度傳感器5與DCS總線控制器7的總線協議相同，總線電纜6直接連接到DCS總線控制器7上。實施例2 以300MW直接空冷機組為例說明直接空冷溫度場在線監控系統的具體布置方案。每臺300MW直接空冷機組共6列空冷散熱器2，每列空冷散熱器2共5個空冷散熱器單元1。一種直接空冷平臺溫度場在線監控系統，其包括總線式溫度傳感器5、總線電纜6 和DCS總線控制器7，在每列空冷散熱器2的每個空冷散熱器單元進口 4設有1個總線式溫度傳感器5，在每列空冷散熱器2的每個空冷散熱器單元出口 3右側設有1個總線式溫度傳感器5，其中，在每列空冷散熱器2的每個空冷散熱器單元進口 4處的總線式溫度傳感器5 通過一根進口處總線電纜6與DCS總線控制器7連接，在每列空冷散熱器2的每個空冷散熱器單元出口 3右側的總線式溫度傳感器5通過一根出口右側總線電纜6與DCS總線控制器7連接，進口處總線電纜6和出口右側總線電纜6上設有DP\\PA連結器10。這樣，每列空冷散熱器2需要兩根總線電纜6，1臺300麗直接空冷機組共需要十二根總線電纜6，六個DP\\PA連結器10。每個空冷散熱器單元進口及出口右側的總線式溫度傳感器5分別測量每個空冷散熱器單元進、出口空氣溫度，然後通過總線電纜6將溫度數據上傳至DCS總線控制器7，由各個空冷散熱器單元進、出口空氣實時溫度組成直接空冷平臺溫度場，通過DCS總線控制器軟體對溫度場數據進行分析、處理。總線式溫度傳感器5採用PR0FIBUS-PA總線技術，通過DP\\PA連結器10轉換成 PR0FIBUS-DP總線技術，然後採用總線電纜6將數據上傳至DCS總線控制器7。DCS總線控制器7為直接空冷控制系統DCS的DPU，內置總線協議晶片，採用 PR0FIBUS-DP總線技術。
權利要求1.一種直接空冷平臺溫度場在線監控系統，其特徵在於，其包括總線式溫度傳感器、 總線電纜和總線控制器，其中在空冷散熱器每個空冷散熱器單元進口設有一個所述總線式溫度傳感器，在空冷散熱器每個空冷散熱器單元出口處設有至少一個所述總線式溫度傳感器，其中在空冷散熱器每個空冷散熱器單元進口處的所述總線式溫度傳感器通過一根所述總線電纜與所述總線控制器連接，在空冷散熱器每個空冷散熱器單元出口處的所述總線式溫度傳感器通過另外至少一根所述總線電纜與所述總線控制器連接。
2.根據權利要求1所述的一種直接空冷平臺溫度場在線監控系統，其特徵在於，所述總線式溫度傳感器採用標準的現場總線通訊協議，專用於室外空氣溫度測量的傳感器。
3.根據權利要求1所述的一種直接空冷平臺溫度場在線監控系統，其特徵在於，所述總線電纜採用屏蔽雙絞線銅芯電纜或者採用光纖。
4.根據權利要求3所述的一種直接空冷平臺溫度場在線監控系統，其特徵在於，所述光纖採用多模光纖或單模光纖。
5.根據權利要求1所述的一種直接空冷平臺溫度場在線監控系統，其特徵在於，所述總線控制器為直接空冷控制系統DCS的DPU，內置總線協議晶片或外加總線協議通訊模塊。
6.根據權利要求1-5任意所述的一種直接空冷平臺溫度場在線監控系統，其特徵在於，當總線式溫度傳感器與總線控制器的總線協議不同時，連接所述總線式溫度傳感器和所述總線控制器的所述總線電纜上還設有協議轉換器。
專利摘要一種直接空冷平臺溫度場在線監控系統，其包括總線式溫度傳感器、總線電纜和總線控制器，其中在空冷散熱器每個空冷散熱器單元進口設有一個所述總線式溫度傳感器，在空冷散熱器每個空冷散熱器單元出口處設有至少一個所述總線式溫度傳感器，其中在空冷散熱器每個空冷散熱器單元進口處的所述總線式溫度傳感器通過一根所述總線電纜與所述總線控制器連接，在空冷散熱器每個空冷散熱器單元出口處的所述總線式溫度傳感器通過另外至少一根所述總線電纜與所述總線控制器連接。優點在於，能及時判斷空冷散熱器的積灰嚴重程度，制定最優化的清洗方案，提前監測熱風回流的發生並計算回流率的大小提高空冷運行的經濟性和安全性。
文檔編號F28F27/00GK202092508SQ20112019190
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月31日 優先權日2011年5月31日
發明者劉豐, 國建剛, 楊大為, 田振宇, 賈傑, 趙春玉 申請人:內蒙古電力勘測設計院