1. Wprowadzenie i tło
W regionach ubogich w wodę szybko rozwinięto i powszechnie przyjęto jednostki bezpośredniego chłodzenia powietrzem (ACC) i pośredniego chłodzenia powietrzem (ACT). Jednakże, ponieważ systemy chłodzone powietrzem wymieniają ciepło bezpośrednio z otaczającą atmosferą, na ich wydajność operacyjną znaczący wpływ mają środowiskowe warunki pogodowe. W szczególności ryzykozamarzanie i pękanie wiązki rurpodczas mroźnej zimy, a takżewysokie przeciwciśnienie i recyrkulacja gorącego powietrza (HAR)podczas upalnego lata stwarzają poważne zagrożenie dla bezpiecznej i ekonomicznej pracy elektrowni.
Tradycyjne metody pomiaru temperatury opierają się głównie na ograniczonej liczbie zlokalizowanych na ścianach czujników temperatury lub ręcznych okresowych kontrolach, co utrudnia monitorowanie pola temperatury w czasie rzeczywistym o wysokiej rozdzielczości na dużych obszarach. W ostatnich latach, wraz z postępem w technologii czujników IoT, obrazowania termowizyjnego w podczerwieni i przemysłowej komunikacji szerokopasmowej, pojawiły się nowe technologie pomiaru temperatury – reprezentowane przezSystem kabli do cyfrowego pomiaru temperatury o wysokiej gęstościiSystem inspekcji termowizyjnej montowany na szynie-pojawiły się. Technologie te zapewniają solidne wsparcie techniczne w zakresie precyzyjnego działania, wczesnego ostrzegania przed zamarzaniem i optymalizacji wydajności systemów chłodzonych powietrzem.
2. Podstawowe problemy operacyjne systemów chłodzonych powietrzem
2.1 Zagrożenia i mechanizmy zamarzania zimą
Układy chłodzone powietrzem są bardzo podatne na miejscowe przechłodzenie i zamarzanie w okresie zimowym. Do kluczowych przyczyn i obszarów podatnych zalicza się:
Obszary podatne na zamarzanie
Dolna część rur wymiennika ciepła o przepływie równoległym (współprądowym) (gdzie gromadzi się kondensat) i górna część rur wymiennika ciepła o przepływie przeciwprądowym (przeciwprądowym) (gdzie zmniejsza się objętość pary, a nieskraplające się gazy skraplają się/sublimują w lód).
Niski przepływ pary i warunki niskiego obciążenia
Gdy przepływ pary wchodzącej do układu chłodzonego powietrzem jest zbyt mały, a obciążenie rozpraszaniem ciepła jest zbyt małe, nie można uniknąć miejscowych temperatur ujemnych, nawet jeśli wszystkie wentylatory są wyłączone i stosowana jest wentylacja naturalna.
Nierównomierna dystrybucja powietrza w wentylacji naturalnej
Pod wpływem wiatrów otoczenia i czynników strukturalnych, nierówny przepływ powietrza po stronie powietrza łatwo powoduje miejscowe przechłodzenie. Ogólnie,Jednostki z przepływem przeciwprądowym zamarzają łatwiej niż jednostki z przepływem równoległym, IJednostki peryferyjne/krawędziowe zamarzają łatwiej niż jednostki wewnętrzne.
2.3 Osad popiołu i pyłu na wiązkach wymienników ciepła
Podczas długotrwałej pracy na powierzchni rur żebrowanych gromadzi się kurz i zanieczyszczenia, pogarszając wydajność wymiany ciepła. Bez dokładnych danych dotyczących rozkładu temperatury trudno jest ocenić lokalny poziom zanieczyszczeń i zaplanować terminowe czyszczenie wysokociśnieniowe.
2.4 Konflikt pomiędzy bezpieczną eksploatacją a ekonomicznym przeciwciśnieniem
Aby zapobiec zamarzaniu podczas uruchamiania, wyłączania lub pracy przy niskim obciążeniu, tradycyjne strategie operacyjne zazwyczaj wymuszają, aby przeciwciśnienie turbiny utrzymywało się na poziomie powyżej 15 kPa. Ta konserwatywna strategia poświęca podciśnienie turbiny i wydajność wytwarzania energii, uniemożliwiając pracę układu chłodzonego powietrzem w najbardziej ekonomicznym zakresie przeciwciśnienia.
3. Funkcje i wartość aplikacyjna nowych technologii pomiarowych
1. Połączenie wczesnego ostrzegania i ochrony przed zamarzaniem: Monitorując temperaturę powietrza wylotowego i temperaturę ścian rur wiązek rozpraszania ciepła przy dużej gęstości, w połączeniu z danymi dotyczącymi przeciwciśnienia, temperatury kondensatu i stopnia przechłodzenia, ustalane są dolne progi temperatury wylotowego gorącego powietrza w celu proaktywnego wdrożenia interwencji zapobiegających zamarzaniu.
2. Monitorowanie i regulacja HAR: Monitorowanie w czasie rzeczywistym temperatury powietrza wlotowego umożliwia obliczenie współczynnika recyrkulacji gorącego powietrza. Operatorzy mogą dokonać korekt predykcyjnych, zanim HAR wpłynie na pracę turbiny, redukując wymuszone przestoje, wyłączenia kotłów lub zrzuty obciążenia.
3. Ocena zabrudzeń i wskazówki dotyczące czyszczenia: Charakterystyki rozkładu pola temperatury są wykorzystywane do oceny lokalnej i ogólnej czystości wymienników ciepła, wyznaczając ukierunkowane operacje mycia wodą pod wysokim ciśnieniem.
4. Optymalizacja przeciwciśnienia i oszczędność energii: Kompleksowe monitorowanie pola temperatury kompensuje niedociągnięcia tradycyjnych wskaźników różnicy temperatur na terminalach i wzrostu temperatury. Prowadzi operatorów, jak bezpiecznie obniżyć przeciwciśnienie i zwiększyć podciśnienie, oszczędzając energię i zmniejszając zużycie.
4. Rozwiązanie do cyfrowego pomiaru temperatury o dużej gęstości
4.1 Układ przestrzenny i układ siatki
| Scenariusz zastosowania | Typ struktury | Zasady rozmieszczenia kabli i punktów pomiarowych |
| Skraplacz chłodzony bezpośrednio powietrzem (ACC) | Konstrukcja chłodząca typu A |
Kable ułożone pionowo co1 mpo obu stronach; punkty temperatury rozmieszczone poziomo w godz960 mminterwały; każdy panel odprowadzający ciepło wyposażony w dedykowany kolektor temperatury. |
| Wieża pośrednio chłodzona powietrzem (ACT) | Wymiennik ciepła Delta chłodzenia |
Kable ze zintegrowanymi czujnikami cyfrowymi ułożone pionowo co1 mwzdłuż struktury delty chłodzącej. |
4.2 Charakterystyka techniczna kabla
Ochrona fizyczna i konstrukcja opancerzona: Zbudowany z wewnętrznej rurki ochronnej z drutu stalowego i owinięty gumową osłoną klasy przemysłowej, która jest odporna na wysokie napięcie, temperaturę, korozję, wodoodporność i trudnopalność. Wysoka rozciągliwość i odporność na zużycie w trudnych warunkach zewnętrznych na dużych wysokościach.
Dane techniczne czujnika: Zintegrowane, precyzyjne cyfrowe czujniki temperatury typu bus o zakresie pomiarowym-55 stopni do +125.0 stopnii dokładność±0,5 stopnia.
4.4 Oprogramowanie Serwera i Przetwarzanie Danych
Przetwarzanie o dużej wydajności: Pojedynczy serwer obsługuje do1 000 000 punktów temperaturowychi 256 jednoczesnych połączeń klientów, pobierających ponad 20 000 rekordów na sekundę.
Raportowanie wielowymiarowe: Szybko agreguje i analizuje dane dotyczące temperatury, generując raporty zmianowe, dzienne, tygodniowe, miesięczne, kwartalne i roczne.
System ostrzegania o wizualizacji kodowanej kolorami:
- 30 stopni do 60 stopni: Wyświetlane na zielono (wartości normalne);
- Poza zakresem 30 stopni – 60 stopni: Wyświetlane na czerwono (wartości alarmowe);
- Powyżej 126 stopni: Wyświetlane w kolorze fioletowym (wartości przekroczenia temperatury).