一种发电厂空冷凝汽器温度场测量装置的制作方法

本发明属于发电厂温度测量技术领域，具体涉及一种发电厂空冷凝汽器温度场测量装置。

背景技术：

发电厂空冷系统是指利用环境空气冷却汽轮机排汽的装置，利用空气冷却带走热量并使汽轮机排出的乏汽凝结为水的管束及其配套装置称为空冷凝汽器；冷却管束是由散热元件组成，典型的散热元件主要有三种:一是大口径热浸锌椭圆钢管绕椭圆翅片管，三排管布置；二是热浸锌大直径椭圆钢管套矩形钢翅片双排管布置；三是大直径扁钢管钎焊铝蛇形翅片管或扁钢管上热浸锌钢翅片，单排管布置，多个散热元件排列组合成一体，构成一片冷却管束。

发电厂空冷凝汽器分直接空冷和间接空冷两种方式。目前，间接空冷系统采用对进口水温和出口水温进行测量；直接空冷系统采用对配汽管道和凝结水联箱的出口温度进行测量；以上两种空冷系统对凝汽器周围空气温度都没有直接测量，使得对空冷系统换热性能、热回流状况等缺少实时监测手段，对空冷系统运行调节、冬季防冻等缺少了直接有效的控制依据。

现有技术中，普遍采用热电偶、热电阻、感温电缆等测温方式，由于存在温度监测点多、系统复杂、布线成本高、维修困难、存在安全隐患等诸多不利因素，使对发电厂空冷系统周围空气温度测量的广泛应用存在诸多限制。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述不足，提供一种发电厂空冷凝汽器温度场测量装置，采用测温光缆的合理布设，结合分布式光纤测温主机，实现了对发电厂空冷凝汽器温度场的测量。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种发电厂空冷凝汽器温度场测量装置，包括空冷散热器组件、测温光缆、分布式光纤测温主机及上位机，测温光缆设置在空冷散热器组件内侧及外侧，每根测温光缆上分布有多个测温传感器，测温光缆通过光缆接续部件与分布式光纤测温主机连接，分布式光纤测温主机通过通讯接口(网口、RS485及继电器干接点)与上位机连接；测温光缆既用于传输光脉冲信号，又接收反射回来的携带温度场信息的光信号，测温光缆上的测温传感器用于感知分布在测温光缆周围的连续空间的温度信息；分布式光纤测温主机发射光脉冲信号到测温光缆，通过接收和检测测温光缆反射回来的携带温度场信息的光信号，得到测温光缆周围温度场的变化信息。

按上述方案，空冷散热器组件的内侧及外侧翅片管束的表面至少设置一根测温光缆。

按上述方案，空冷散热器组件内侧距翅片管束表面0.1-1m距离处至少设置一根测温光缆或空冷散热器组件外侧距翅片管束表面0.1-1m距离处至少设置一根测温光缆。

按上述方案，空冷散热器组件内侧、距翅片管束表面0.1-1m距离处以及空冷散热器组件外侧、距翅片管束表面0.1-1m距离处均至少设置一根测温光缆。

按上述方案，空冷散热器组件的内侧、距翅片管束表面0.1-1m距离处以及空冷散热器组件外侧翅片管束的表面均至少设置一根测温光缆。

按上述方案，空冷散热器组件内侧的检修步道上以及空冷散热器组件外侧翅片管束的表面均至少设置一根测温光缆。

按上述方案，空冷散热器组件长度方向上直线水平设置一根测温光缆或空冷散热器组件翅片管束的表面蛇形设置或矩形波设置一根测温光缆。

按上述方案，测温光缆上相邻测温传感器(测温点)之间空间直线距离不大于1m(各测温传感器之间可以等距的，也可以是不等距的，根据测温场需要进行不同间距的设置)。

按上述方案，所述分布式光纤测温主机的单通道测量距离不小于5km，最长测量时间不大于15s，不多于4通道，空间分辨率小于等于2m，定位精度小于等于1m，预留网口、串口、USB、继电器干接点接口，实现现场设备联动；分布式光纤测温主机还包含声光报警指示模块，用于按照报警算法对温度场信息进行判断，并对温度信息进行显示、存储、记录、历史查询

按上述方案，测温光缆采用双层铠装结构，外层设置环保阻燃PVC或LSZH护套，抗拉力不小于100N，长期工作温度范围-40℃～85℃，短期情况下-60℃～85℃。

本发明的工作原理：测温光缆用于传输光信号，测温光缆上的测温传感器用于感知分布在测温光缆周围的连续空间的温度信息；分布式光纤测温主机，发射光脉冲信号到测温光缆，通过接收和检测测温光缆反射回来的携带温度场信息的光信号，得到测温光缆周围温度场的变化信息，分布式光纤测温主机依据相应的报警算法对监测点处的测温传感器的温度进行判断，达到临界设定温度时进行预报警或报警，实现了对发电厂空冷凝汽器温度场的监测；分布式光纤测温主机通过网口、RS485及继电器干接点等方式与上位机或后端控制系统进行级联，便于实现现场设备联动，实现对空冷系统运行调节、冬季防冻等的智能控制，具有对温度信息进行显示、存储、记录、历史查询等功能。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、采用本发明的测量装置进行测量，适宜大面积、高空间分辨率场合使用，解决了空冷系统面积大、空气侧温度监测点多、测量困难的现状；

2、本发明采用分布式光纤测温主机通过连接测温光缆组成了一个智能的探测器，对报警区域长度及报警点进行整体编程，根据不同的实际应用，不同的报警点及区域长度可调整到符合实际状况，可实时显示光缆的温度轨迹，报警信号会突出显示，包括光缆受损点实际位置的确定，提高了对发电厂空冷凝汽器温度场的温度测量的智能化程度；

3、本发明采用了测温光缆进行温度探测，单根5公里的光缆可以覆盖一台600MW级发电机组的两列凝汽器的正、背面(每列凝汽器的外形尺寸约长80米，宽13米，高10米)，通过安装支撑件将测温光缆固定在凝汽器翅片管束表面，安装方便，简化了布线，降低了成本，并且提高了可靠性；

4、采用本发明进行温度测量，能够做到对测温光缆的灵活布设，也能根据测温的需要而布设不同测温点间距的测温光缆，相邻温度监测点之间空间直线距离不大于1m，使得对温度的测量不会存在死角，实现对凝汽器表面空气温度厂准确全面的实时监测；

5、采用本发明有利于评价空冷系统的换热效果，对空冷系统的维护起指导作用，达到了节约能量的效果；可在自然风吹袭空冷系统平台时及时发现热回流及评价热回流的严重程度，以便积极采取应对措施；还可以在冬季有效预防空冷系统结冰，及时调整风机逆流回暖防冻。

附图说明

图1为本发明的发电厂空冷凝汽器温度场的单组测量装置连接示意图；

图2为本发明中两组空冷散热器组件内、外侧均设置测温光缆的实施例图；

图3为本发明中两组空冷散热器组件内、外侧距翅片管束0.1-1m距离处均设置测温光缆的实施例图；

图4为本发明中两组空冷散热器组件外侧设置测温光缆、两组空冷散热器组件内侧的检修步道上设置测温光缆的实施例图；

图中，1-空冷散热器组件，2-翅片管束，3-测温光缆，5-分布式光纤测温主机，6-检修步道，7-上位机。

具体实施方式

下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明所述的发电厂空冷凝汽器温度场的测量装置，包括空冷散热器组件1、测温光缆3、分布式光纤测温主机5及上位机7，测温光缆3设置在空冷散热器组件1内侧及外侧，每根测温光缆3上布设若干测温传感器4，测温光缆3及测温传感器4通过光缆接续部件与分布式光纤测温主机5连接，分布式光纤测温主机5通过通讯接口(网口、RS485及继电器干接点)与上位机7连接。

空冷散热器组件1的内侧及外侧翅片管束2的表面至少设置一根测温光缆3。或者空冷散热器组件1内侧距翅片管束2表面0.1-1m距离处至少设置一根测温光缆3或空冷散热器组件1外侧距翅片管束2表面0.1-1m距离处至少设置一根测温光缆3。或者空冷散热器组件1内侧、距翅片管束2表面0.1-1m距离处以及空冷散热器组件1外侧、距翅片管束2表面0.1-1m距离处均至少设置一根测温光缆3。或者空冷散热器组件1的内侧、距翅片管束2表面0.1-1m距离处以及空冷散热器组件1外侧翅片管束2的表面均至少设置一根测温光缆3。或者空冷散热器组件1内侧的检修步道6上以及空冷散热器组件1外侧翅片管束2的表面均至少设置一根测温光缆3。或者空冷散热器组件1长度方向上直线水平设置一根测温光缆3或空冷散热器组件1翅片管束2的表面蛇形设置或矩形波设置一根测温光缆3。

测温光缆3上相邻测温传感器4(测温点)之间空间直线距离不大于1m，各测温传感器4之间可以等距的，也可以是不等距的，根据测温场需要进行不同间距的设置。

测温光缆3的长度等于或略小于空冷散热器组件1的长度。

分布式光纤测温主机5，发射光脉冲信号到测温光缆3，通过接收和检测测温光缆3反射回来的携带温度场信息的光信号，得到测温光缆3周围温度场的变化信息，按照特定的报警策略进行预警、报警，实现了对发电厂空冷凝汽器温度场的监测；分布式光纤测温主机5通过网口、RS485及继电器干接点等方式与上位机7或后端控制系统进行级联，实现对空冷系统运行调节、冬季防冻等的智能控制。

分布式光纤测温主机5，单通道测量距离不小于5km，最长测量时间不大于15s，不多于4通道，空间分辨率小于等于2m，定位精度小于等于1m，带有声光报警指示，方便了解运行状态，预留网口、串口、USB、继电器干接点等多种接口，便于实现现场设备联动，按照相应的报警算法对温度场信息进行判断，具有预报警或报警的功能，具有对温度信息进行显示、存储、记录、历史查询等功能。

测温光缆3用于传输光信号，测温光缆3上的测温传感器4用于感知分布在测温光缆3周围的连续空间的温度信息，测温光缆3采用双层铠装结构，环保阻燃PVC或LSZH护套，具有柔软、抗拉、韧性好，便于施工布放的特点，抗拉力不小于100N，长期工作温度范围-40℃～85℃，短期情况下-60℃～85℃。

测温传感器4具有温度监测功能，分布式光纤测温主机5依据相应的报警算法对监测点处的测温传感器4的温度进行判断，达到临界设定温度时进行预报警或报警。

本发明的测量装置通过1台4通道分布式光纤测温主机，外接4条5km测温光缆3搭建系统，可以实现对一台600MW级发电机组的八列凝汽器空气侧温度的测量。

实施例1，如图1所示，利用测温光缆3顺着空冷散热器组件1的内、外侧分别布设若干根测温光缆3，将测温光缆3与分布式光纤测温主机5连接起来，再将分布式光纤测温主机5与上位机7相连接。测量时，通过测温光缆3上的每个测温传感器4即测温点感应到温度的变化，分布式光纤测温主机5将温度信息解调出来，进行显示、存储、记录、报警、历史查询等；上位机7实时查询分布式光纤测温主机5上传的温度和报警信息，最终实现实现对空冷系统运行调节、冬季防冻等的智能控制。

实施例2，以600MW发电机组为例，如图2所示，该发电机组共有8排空冷散热器组件1(图2中只显示出2排)，每排空冷散热器组件1有7台风机，每排空冷散热器组件1的长度约80米，在空冷散热器组件1的2个翅片管束2的内侧、外侧表面布设测温光缆3，每个翅片管束2表面来回布设两行测温光缆3，共布设4个面的测温光缆3，1个空冷散热器组件1只需要1根测温光缆3，测温光缆3的长度与空冷散热器组件1有同样的长度，测温光缆3每1米内置一个温度传感器4(即测温点)，将测温光缆3及温度传感器4与分布式光纤测温主机5连接，分布式光纤测温主机5与上位机7连接，即能实现对该机组的8排空冷散热器组件1的全部测量，上位机7上所显示的测量数据即能实现对整个发电机组的空冷散热器组件1上的温度状况进行正确评估，从而实现其换热效果的评价、热回流状况、空冷系统的运行调整、冬季防冻的处理等。

实施例3，如图3所示，本实施例基本与实施例2相同，所不同的是，测温光缆3的布设时，将测温光缆3设置在空冷散热器组件1内侧及外侧距翅片管束2的0.1-1m的距离，优选距离为1m。

实施例4，如图4所示，测温光缆3贴近空冷散热器组件1的外侧两边布置，在空冷散热器组件1内侧布置2条等距或不等距测温传感器4(测温点)的测温光缆3，测温光缆3安装于空冷散热器组件1内的检修步道6的侧面或下侧，用卡子或扎带固定。

通过本发明的装置实现对发电厂的空冷散热器组件进行测温，具有现场敷设施工简单、组网方便、测量精度高、维护成本低廉的有益效果，为发电厂的空冷系统换热效果的评价、热回流状况、空冷系统的运行调整、冬季防冻的处理等提供了更好更直接的依据。

应当理解的是，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。对本领域技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进或变换都应包含在本发明所要求的保护范围内。