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(一)直接空冷機組冷端溫度場監測及優化控制系統

1概述

直接空冷機組冷端優化控制系統通過空冷散熱管束的溫度場監測實現，在空冷島散熱器表面安裝溫度測量傳感器，同時采集空冷島風速等周邊的環境參數，在數據服務器中處理溫度數據及環境參數。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，基于散熱器溫度場進行空冷風機的閉環控制。通過機組的冷端優化控制，全面提升直接空冷機組運行的安全性和經濟性。

2直接空冷機組增加溫度場監測系統的必要性

直接空冷技術在國內電廠的運行中遇到的一些問題，如：夏季背壓高、冬季防凍壓力大、風機運行方式不合理、背壓設定缺乏根據等。直接空冷凝汽器在室外露天布置，在寒冷的冬季運行時，尤其在機組啟、停過程期間以及夜間深度調峰或低負荷運行等汽輪機排汽量較少的工況下，空冷島散熱器溫度場易發生不均勻現象，容易造成局部凍結，導致機組發生異常或停機，給企業帶來了嚴重的經濟損失。空冷系統現有溫度測點數據無法全面反映空冷島溫度狀態，為防止散熱器凍結，運行廠普遍采取提高機組背壓的運行方式，大大降低了發電機組的運行經濟性。               

3直接空冷機組冷端溫度場監測及優化控制系統構成

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。系統圖如下：

直接空冷機組冷端溫度場監測及優化控制系統圖

3.1直接空冷機組冷端溫度場監測及優化控制系統作用

系統根據機組負荷和冷端參數的變化，在風機耗電和機組出力之間尋優得到機組最佳背壓并投入閉環控制，提高機組運行的經濟性。

系統實時監測散熱管束溫度，減少運行人員巡檢力度，保證機組冬季安全可靠運行，并實現空冷風機的閉環控制，在保證散熱器不發生凍結的前提下降低機組背壓，實現機組的安全經濟運行。

通過布置在空冷島四周的風速風向儀、氣壓計等儀器的測量數據結合散熱器入口空氣溫度測量數據等準確判斷熱風回流現象，防止熱風回流導致跳機現象。

通過在空冷島內布置溫濕度測點，實現空冷島噴霧增濕系統的實時在線控制和優化。

通過在散熱器空氣進出口側布置風速儀，在線監測散熱器積灰狀態。

3.2服務器軟件主要功能

3.2.1 服務器數據處理及顯示功能

后臺數據處理軟件包括以下功能：

1）電子地圖：直觀的查看測溫點所在位置，準確定位低溫點。

2）實時報警：查看實時報警情況，可迅速對故障分析處理。

3）實時報表：實時查看當前數據，保存，打印實時數據報表。

4）歷史數據查詢：軟件使用監測數據硬盤，可保存1年內的所有數據，方便分析數據。提供歷史數據報表，方便做記錄。便于查詢總結報警信息，分析研判運行狀態。

3.2.2 服務器與DCS系統通訊功能

通過溫度場監測后臺服務器的一個串口（轉485）經過DCS的通訊管理機將數據傳輸至DCS系統（適用于在DCS系統上實時顯示測點溫度數據），規約為MODBUS-RTU標準規約。

還可以通過溫度場監測后臺服務器的雙串口（轉485）通過兩個DCS通訊卡件（具有冗余）將數據傳輸至機組DCS系統（進行組態，實現基于溫度數據的空冷風機閉環控制）。規約MODBUS-RTU標準規約。             

3.5 基于溫度場監測的優化控制系統

以直接空冷機組溫度場分布狀態為依據，結合空冷機組凝結水溫度、抽真空管道不凝氣體溫度、風機電流和頻率等相關參數，實現空冷系統優化運行的閉環控制，自動調節風機轉速，在防凍的基礎上降低運行背壓，實現空冷機組安全性和經濟性的統一。

優化背壓控制邏輯里設置優化背壓投切開關，在滿足優化背壓投入的條件下，可以人工投退優化背壓邏輯，以實現優化背壓值和人工設定背壓值之間的轉換，在未投入優化背壓值之前邏輯按照人工設定的背壓值進行PID運算。

風機調速優化的方案是在原有控制邏輯的基礎上，不改動原有的風機控制邏輯，不參與風機的啟動停止等動作控制，完全按照原有的控制邏輯執行，防凍保護、回暖等功能仍舊保留，不做改動，只是在原有的風機調速邏輯中增加一個低溫報警信號的判斷，并設置其優先級低于任何的風機控制指令。

防凍邏輯在原PID調速輸出后（風機模擬量指令輸出前）增加一步邏輯判斷，判斷溫度檢測系統是否有低溫報警信號；當溫度監測系統沒有低溫報警信號時，風機仍按照原有邏輯指令運行；當溫度監測系統有低溫報警信號時，以最低轉速為目標逐級下調。