空冷凝汽器温度场在线监测系统 科技信息部 2014年7月 空冷凝汽器温度场在线监测系统 科技信息部 2014年7月

目录 一、集团公司先期使用情况 二、效益测算 三、关键设备或技术 四、技术原理 五、推广方案 六、其它注意事项 七、适用标准

工作 一、集团公司先期使用情况 集团公司系统内山西大唐国际云冈热电有限责任公司最先使用空冷在线温度监测系统，本成果是根据云冈热电的实际使用和工程建设经验整理而来：云冈热电一期2×200MW机组为直接空冷供热机组，于2003年投产。由于冬季供热空冷系统热负荷过小，造成空冷凝汽器管束防冻难度较大。2010年云冈热电在空冷凝汽器上安装了在线温度监测系统，每台机组的空冷散热器和抽空气管上共布置2316个温度测点，形成了直观的温度场监视系统，减小了以往空冷系统操作存在盲目性，为空冷系统运行调整、防冻、节能提供了依据，取得了良好的效果，具体情况如下：

工作 （一）系统结构： 4

工作 在每列A型空冷散热器组件外侧上、中、下布置三排温度测点，每排测点水平布置，用以监测吸热后出口的热空气温度，每个一体化的总线式测温元件接入一台采集器，然后上传至显示系统。温度测点的分布如下： 空冷岛监测总温度测点数：2316个； 空冷系统出口空气温度测点数：2304个； 逆流顶部抽空气管道温度测点数：12个； 分配到每列A形组件外侧温度测点数：192个； 分配到每个单元外侧温度测点数：48个； 5

工作 二、效益测算 空冷凝汽器温度场在线监测系统，采用先进的智能化测温技术，利用总线型网络结构，能够实现对大面积温度场的实时在线监测，解决了采用热电偶、热电阻布线繁杂、安装困难等缺点，测温设备成本、安装成本及维护成本方面都有显著的降低，而系统的可靠性方面又有显著提高，应用前景广阔有示范效果。 （一）安全方面：空冷散热器在线温度监测系统的使用，降低了冬季空冷散热器冰冻的可能性，提高了运行人员的工作效率，保证了设备的安全运行； 6

工作 （二）经济方面：以云冈电厂为例，通过温度监测每个冬季期避免防冻一次，减少设备损失1%，则可获效益约50万元；在温度监测系统的指导下，通过合理冲洗清理积灰、优化调整、冬季降低背压、夏季合理使用尖峰冷却等，可降低背压1kPa，按节约0.5—1g标煤/kWh计算，每年至少可获经济效益50万元，共计100万元； （三）社会效益：由于传统热电偶和热电阻测温技术的限制，目前尚不能对像空冷岛如此大面积温度场进行监测。本项目实现对整个空冷岛的测温，是空冷岛运行及监测技术的一次重大技术进步，有示范效果，推动了电力科学技术的进步和发展。 7

工作 三、关健设备和技术 在线温度监测系统，包括测温电缆、数据采集器、主控计算机、软件传输器件等。一体化测温元件采用智能化、网络化测温，以区别于传统的热电偶、热电阻测温技术，解决原有技术在现场实施困难，以降低采购成本、安装成本和维护成本，并提高系统运行可靠性。合理的安装使得现场安装结构简单明了，避免对原有流动场和温度场产生干扰，发挥监测系统的功效。 温度传感器范围：-55─+125℃，误差小于0.5℃，整个系统可扩展性强，测点上限数量不限，整个系统寿命15年，一体化测温元件设计寿命5年。 8

工作 四、技术原理 相对于传统的测温方法，此系统采用了网络化测温技术：就是采集器与采集器之间采用总线方式传输数据，传感器与传感器之间也用总线方式传输数据，两层总线结构构成传感网络。总线式测温元件采用测温芯片作为感应元件，数据传输采用总线方式，总线电缆或传感器外径可做的很小，且线路长短不会对测量精度产生任何影响，相对于传统测温方法解决了热电偶、热电阻测温方式布点繁杂、成本高、运行可靠性低的问题。 9

工作 五、推广方案 （一）实施前的准备 1、直接空冷机组运行情况调查，包括冬季运行防冻情况、夏季尖峰时段运行情况； 2、空冷散热器系统调查，包括空冷散热器型式、散热面积、散热器表面积、布置方式、系统原有测点和电缆布置情况； 3、机组负荷情况调查；包括年运行小时、负荷率。 10

工作 （二） 实施方案 1、空冷散热器系统加装温度在线监测装置，包括测温电缆、数据采集器、主控计算机、软件传输器件等，根据现场情况采用合理的布置方式； 2、温度监测方案：测温电缆布设方案选择，布置在A形冷却三角外侧或内侧，分几层布置应根据电厂实际情况和空冷散热器结构选择布置方式； 3、温度测点布置方式选择，根据空冷散热器的结构尺寸、表面积、投资情况等选择合理的布置方式； 4、根据需求设置系统功能，包括温度预警、历史趋势对比记录、打印等。 5、安装方法：测温电缆需要永久固定在空冷系统上，并且不妨碍换热器翅片的清洗维护。 11

工作 以云冈热电为例说明空冷散热器在线温度监测系统的布置方案： 测温电缆仅布设在A形冷却三角外侧，分上、中、下布置，如下图示： 冷却三角内侧暂不设置测温电缆。根据云冈热电机组的情况，每片管束宽度2.775米，每个单元单侧4个管束组成，每列A型组件有4个单元共计16个管束。为适应管束的宽度，每根测温电缆在每个管束间设置安排2个温度测点，即在2.775米内分布2个测点，平均1.381米布置一个测温点。在每根44米测温电缆上总共分布32个测点。 12

工作 测温电缆的安装位置见下图： 13

工作 （三）运行与监督 通过空冷散热器在线温度监测系统能够达到监测空冷管束级别局部过冷的效果，对于管束中不凝气体、流场不均、流量分配不均等造成空冷系统冻结可能性时，能够发出预报警的信息，在不冻结的前提下提高凝汽器的运行真空，指导运行人员操作，实现节能降耗。 实现空冷岛温度分布的在线采集、监测、分析的功能、并作出报警、对比、历史记录等处理。 14

工作 六、注意事项 （一）由于系统数据量庞大，宜设置独立的数据采集传输系统，避免系统数据直接上传至机组DCS中； （二）温度数据采集系统若布置在室外空冷岛，需采取防水、防锈、防盗措施； （三）布点方案应简单明了，避免对原有流动场和温度场产生干扰，室外测温元件应防水防尘； 15

工作 七、适用标准 GB50217-2007 《电力工程电缆设计规范》 GBJ63-90 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》 HG/T20511-2000 信号报警﹑ 联锁系统设计规定 HG/T20513-2000 仪表系统接地设计规定 HG/T20514-2000 仪表及配线伴热和绝热保温设计规定 HG/T20508-2000 控制室设计规定 HG/T20509-2000 仪表供电设计规定 DL/T 5344-2006 电力光纤通信工程验收规范 DL/T 5404-2007 电力系统同步数字系列(SDH)光缆通信工程设计技术规定 16

工作 感谢各位！ 17