1、概述
間接空冷機組冷端溫度場監測及優化控制系統主要包括:冷卻三角迎風面散熱器管束表面溫度和冷卻三角回水溫度的監測、基于監測數據對間冷系統防凍保護和背壓(或回水溫度)控制的閉環優化控制。通過機組冷端的閉環控制優化,提高間接空冷機組冬季運行的安全性和經濟性。
間接空冷機組冷端溫度場監測及優化控制系統在間冷系統冷卻三角迎風面散熱器表面
和冷卻三角回水管安裝大量的溫度傳感器,監測的溫度數據以通訊的方式通過采集器傳輸到后臺服務器,服務器處理后的數據以通訊的方式傳輸到DCS控制系統顯示、報警及邏輯組態實現優化閉環控制功能。間接空冷機組冷端溫度場監測在線監測系統主要通過冷卻三角迎風面散熱管束和冷卻三角回水的溫度監測來實現,在空冷系統冷卻三角內迎風面散熱器表面上安裝溫度測量傳感器,在冷卻三角回水管安裝溫度傳感器,并采集間冷塔百葉窗風速、溫濕度等外部環境參數。處理后的數據經通訊送至DCS控制系統進行顯示、報警及組態,基于空冷島散熱器表面溫度場及各冷卻三角回水溫度進行百葉窗及循環水泵變頻的閉環控制。通過機組的冷端優化,全面提升間接空冷機組冬季運行的安全性和經濟性。
2、間接空冷機組增加溫度場監測監測系統的必要性
間接空冷機組在冬季運行時,循環水流速低、冷卻三角水量分配不均、百葉窗開度不合理等因素會導致散熱器局部過冷,管束容易發生冰凍。間冷散熱器管束發生冰凍后果非常嚴重,一旦個別管束因為冰凍破損,循環水外漏將會導致散熱器大面積發生冰凍事故,造成嚴重的經濟損失。所以有必要全面監測散熱器管束的表面溫度分布狀態,及時發現散熱器局部過冷現象并采取措施,避免發生冰凍事故。
由于間冷散熱器構造比較特殊,散熱器管束內水溫無法直接測量。而且空冷系統傳統配置的測點只有整個扇區回水溫度和少量散熱器表面溫度測點,不能全面客觀的反映每個冷卻三角散熱器內循環水的溫度狀態,百葉窗自動調節只能以扇區為單位整體調節,缺乏針對性,影響機組運行經濟性;空冷系統傳統配置的測點而且很難監測到散熱器局部過冷,防凍保護起不到有效的作用,影響空冷系統的安全性。
因此,間接空冷機組很有必要配置溫度場監測及優化控制系統,保證機組冬季運行的安全性和經濟性。
環境風引起的渦流和穿透現象 空冷散熱器不同扇區的溫度分布
冷卻三角內部迎風側熱成像圖 冷卻三角散熱器凍傷現場圖
3、間接空冷機組溫度場監測監測及優化控制系統構成
間接空冷機組冷端溫度場監測及優化控制系統的監測信號采用光纜進行傳輸,系統安全可靠,主要包括4個部分:溫度傳感器、智能前端采集器、數據監測及處理服務器、DCS優化控制模塊。
系統主要有4部分組成,包括:數字式溫度傳感器,智慧前端采集器,數據傳輸及處理服務器,DCS優化控制模塊。
4、系統作用
實時監測及報警,指導運行。
防凍保護閉環優化控制,強化空冷系統防凍保護,保證機組冬季運行安全性,提高經濟性。
背壓閉環優化控制,提高機組運行的經濟性和穩定性。
5、溫度監測說明
空冷機組冷端溫度場監測及優化控制系統的測點布置原則:根據項目實際情況和測量分析,并結合以往多個項目數據和經驗,將溫度傳感器合理布置在間冷塔每個冷卻三角散熱器迎風面,更大范圍并有效監測冷卻三角表面溫度分布。例如,以往多個項目經驗表明間冷塔冷卻三角散熱器迎風面的外側1/3和內側1/3區域為低溫區;塔內溫度由中心向四周,溫度逐漸降低;冷卻三角中部區域風力最大,無回暖情況;冷卻三角迎風面散熱器的中下部溫度最低,容易出現凍傷情況,尤其是靠近百葉窗外側的散熱管束。