1. Inleiding en achtergrond
In gebieden met waterschaarste zijn eenheden voor directe luchtkoeling (ACC) en indirecte luchtkoeling (ACT) snel ontwikkeld en algemeen toegepast. Omdat luchtgekoelde systemen echter rechtstreeks warmte uitwisselen met de omgevingsatmosfeer, worden hun operationele prestaties aanzienlijk beïnvloed door weersomstandigheden. Met name het risico vanbuizenbundel bevriest en barsttijdens koude winteromstandigheden, maar ookhoge tegendruk en heteluchtrecirculatie (HAR)tijdens hete zomeromstandigheden een ernstige bedreiging vormen voor de veilige en economische exploitatie van energiecentrales.
Traditionele temperatuurmeetmethoden zijn meestal afhankelijk van een beperkt aantal gelokaliseerde wandtemperatuursensoren of handmatige periodieke inspecties, waardoor het moeilijk wordt om realtime temperatuurveldmonitoring met hoge resolutie over grote oppervlakken te realiseren. Dankzij de vooruitgang op het gebied van IoT-sensortechnologie, infrarood-warmtebeeldvorming en industriële breedbandcommunicatie zijn de afgelopen jaren nieuwe technologieën voor temperatuurmeting – vertegenwoordigd door deDigitaal kabelsysteem voor temperatuurmeting met hoge dichtheiden deOp rails gemonteerd inspectiesysteem voor thermische beeldvorming-zijn ontstaan. Deze technologieën bieden krachtige technische ondersteuning voor een fijnmazige werking, vroegtijdige waarschuwingen tegen bevriezing en prestatie-optimalisatie van luchtgekoelde systemen.
2. Belangrijkste operationele pijnpunten van luchtgekoelde systemen
2.1 Risico's en mechanismen van bevriezing in de winter
Luchtgekoelde systemen zijn zeer kwetsbaar voor plaatselijke onderkoeling en bevriezing tijdens de winter. Belangrijke redenen en gevoelige gebieden zijn onder meer:
Gevoelige bevriezingsgebieden
Het onderste gedeelte van parallelle stroom (gelijkstroom) warmtewisselaarbuizen (waar condensaat zich ophoopt) en het bovenste gedeelte van tegenstroom (tegenstroom) warmtewisselaarbuizen (waar het stoomvolume afneemt en niet-condenseerbare gassen condenseren/sublimeren tot ijs).
Lage stoomstroom en lage belastingsomstandigheden
Wanneer de stoomstroom die het luchtgekoelde systeem binnenkomt te klein is en de warmtedissipatiebelasting te laag is, kunnen plaatselijke temperaturen onder het vriespunt niet worden vermeden, zelfs als alle ventilatoren zijn gestopt en natuurlijke ventilatie wordt gebruikt.
Ongelijkmatige luchtverdeling bij natuurlijke ventilatie
Onder invloed van omgevingswinden en structurele factoren veroorzaakt een ongelijkmatige luchtstroom aan de luchtzijde gemakkelijk plaatselijke overkoeling. Algemeen,tegenstroomeenheden bevriezen gemakkelijker dan parallelstroomeenheden, Enrand-/randeenheden bevriezen gemakkelijker dan binneneenheden.
2.3 As- en stofvervuiling op warmtewisselaarbundels
Tijdens langdurig gebruik hopen stof en vuil zich op op het oppervlak van lamellenbuizen, waardoor de warmteoverdrachtsprestaties worden aangetast. Zonder nauwkeurige gegevens over de temperatuurverdeling is het moeilijk om de plaatselijke vervuilingsniveaus te evalueren en een tijdige hogedrukreiniging te plannen.
2.4 Conflict tussen veilige bedrijfsvoering en economische tegendruk
Om bevriezing tijdens het opstarten, uitschakelen of bij lage belasting te voorkomen, dwingen traditionele bedrijfsstrategieën doorgaans de tegendruk van de turbine af om boven de 15 kPa te blijven. Deze conservatieve strategie offert het turbinevacuüm en de efficiëntie van de energieopwekking op, waardoor wordt voorkomen dat het luchtgekoelde systeem in het meest economische tegendrukbereik werkt.
3. Functies en toepassingswaarde van nieuwe meettechnologieën
1. Antivrieskoppeling voor vroegtijdige waarschuwing en bescherming: Door de uitlaatluchttemperatuur en buiswandtemperatuur van warmtedissipatiebundels met hoge dichtheid te monitoren, gecombineerd met gegevens over tegendruk, condensaattemperatuur en onderkoelingsgraad, worden ondergrenstemperatuurdrempels voor uitgaande warme lucht vastgesteld om antivriesinterventies proactief te implementeren.
2.HAR-bewaking en -aanpassing: Real-time monitoring van de inlaatluchttemperatuur maakt berekening van de recirculatiesnelheid van de warme lucht mogelijk. Operators kunnen voorspellende aanpassingen maken voordat HAR de werking van de turbine beïnvloedt, waardoor gedwongen uitschakelingen, keteluitschakelingen of belastingafschakeling worden verminderd.
3. Evaluatie en reinigingsrichtlijnen voor vervuiling: Temperatuurveldverdelingskarakteristieken worden gebruikt om de lokale en algehele reinheid van warmtewisselaars te evalueren, waardoor doelgerichte waswerkzaamheden met water onder hoge druk worden begeleid.
4. Tegendrukoptimalisatie en energiebesparing: Uitgebreide temperatuurveldmonitoring compenseert de ontoereikendheid van de traditionele metingen van temperatuurverschillen en temperatuurstijgingen. Het begeleidt operators om de tegendruk veilig te verlagen en het vacuüm te vergroten, waardoor energiebesparing en verbruiksvermindering worden bereikt.
4. Kabeloplossing voor digitale temperatuurmeting met hoge dichtheid
4.1 Ruimtelijke indeling en rasterindeling
| Toepassingsscenario | Structuurtype | Lay-outregels voor kabels en meetpunten |
| Directe luchtgekoelde condensor (ACC) | A-frame koelstructuur |
Kabels verticaal gerangschikt1 maan beide zijden; temperatuurpunten horizontaal op afstand van elkaar960 mmintervallen; elk warmtedissipatiepaneel is uitgerust met een speciale temperatuurcollector. |
| Indirecte luchtgekoelde toren (ACT) | Koelende Delta-warmtewisselaar |
Kabels met geïntegreerde digitale sensoren zijn verticaal aangelegd1 mlangs de afkoelende deltastructuur. |
4.2 Technische kenmerken van de kabel
Fysieke bescherming en gepantserd ontwerp: Gebouwd met interne beschermende buizen van staaldraad en omwikkeld met een rubberen omhulsel van industriële kwaliteit die hoogspanningsbestendig, temperatuurbestendig, corrosiewerend, waterdicht en vlamvertragend is. Zeer trek- en slijtvast voor zware buitenomgevingen op grote hoogte.
Sensorspecificaties: Geïntegreerde uiterst nauwkeurige digitale temperatuursensoren van het bustype met een meetbereik van-55 graden tot +125.0 gradenen een nauwkeurigheid van±0,5 graad.
4.4 Serversoftware en gegevensverwerking
Verwerking met hoge capaciteit: Een enkele server ondersteunt maximaal1.000.000 temperatuurpuntenen 256 gelijktijdige clientverbindingen, waarmee meer dan 20.000 records per seconde worden opgehaald.
Multidimensionale rapportage: Verzamelt en analyseert snel temperatuurgegevens en genereert ploegen-, dag-, week-, maand-, kwartaal- en jaarverslagen.
Kleurgecodeerd visualisatie-waarschuwingssysteem:
- 30 graden tot 60 graden: Weergegeven in groen (normale waarden);
- Buiten bereik van 30 graden –60 graden: Rood weergegeven (alarmwaarden);
- Boven 126 graden: Weergegeven in paars (waarden voor te hoge temperatuur).