1. Giới thiệu và bối cảnh
Ở những khu vực khan hiếm nước, các thiết bị làm mát không khí trực tiếp (ACC) và làm mát không khí gián tiếp (ACT) đã nhanh chóng được phát triển và áp dụng rộng rãi. Tuy nhiên, do hệ thống làm mát bằng không khí trao đổi nhiệt trực tiếp với không khí xung quanh nên hiệu suất vận hành của chúng bị ảnh hưởng đáng kể bởi điều kiện thời tiết môi trường. Đặc biệt, nguy cơ xảy rabó ống đóng băng và vỡtrong điều kiện mùa đông lạnh giá, cũng nhưáp suất ngược cao và tuần hoàn không khí nóng (HAR)trong điều kiện mùa hè nắng nóng, gây nguy hiểm nghiêm trọng đến việc vận hành an toàn và kinh tế của các nhà máy điện.
Các phương pháp đo nhiệt độ truyền thống chủ yếu dựa vào một số lượng hạn chế cảm biến nhiệt độ trên tường cục bộ hoặc kiểm tra định kỳ thủ công, gây khó khăn cho việc giám sát trường nhiệt độ có độ phân giải cao, thời gian thực trên diện tích bề mặt lớn. Trong những năm gần đây, với những tiến bộ trong công nghệ cảm biến IoT, hình ảnh nhiệt hồng ngoại và truyền thông băng rộng công nghiệp, các công nghệ đo nhiệt độ mới - tiêu biểu làHệ thống cáp đo nhiệt độ kỹ thuật số mật độ caovàHệ thống kiểm tra hình ảnh nhiệt gắn trên đường ray- đã xuất hiện. Những công nghệ này cung cấp hỗ trợ kỹ thuật mạnh mẽ cho hoạt động chi tiết, cảnh báo sớm chống đóng băng và tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống làm mát bằng không khí.
2. Điểm yếu khi vận hành cốt lõi của hệ thống làm mát bằng không khí
2.1 Rủi ro và cơ chế đóng băng mùa đông
Hệ thống làm mát bằng không khí rất dễ bị làm mát cục bộ và đóng băng trong mùa đông. Những lý do chính và các lĩnh vực dễ bị tổn thương bao gồm:
Khu vực đóng băng dễ bị đóng băng
Phần dưới của ống trao đổi nhiệt dòng song song (đồng dòng) (nơi tích tụ nước ngưng) và phần trên của ống trao đổi nhiệt dòng ngược (ngược dòng) (nơi thể tích hơi giảm và khí không ngưng tụ ngưng tụ/thăng hoa thành băng).
Lưu lượng hơi thấp và điều kiện tải thấp
Khi luồng hơi đi vào hệ thống làm mát bằng không khí quá nhỏ và tải tản nhiệt quá thấp, không thể tránh khỏi nhiệt độ dưới 0 cục bộ ngay cả khi tất cả quạt đã dừng và sử dụng thông gió tự nhiên.
Phân phối không khí không đồng đều trong thông gió tự nhiên
Bị ảnh hưởng bởi gió xung quanh và các yếu tố cấu trúc, luồng không khí không đều ở phía không khí dễ gây ra tình trạng quá lạnh cục bộ. Nói chung là,các thiết bị ngược dòng đóng băng dễ dàng hơn các thiết bị dòng chảy song song, Vàcác thiết bị ngoại vi/cạnh dễ đóng băng hơn các thiết bị bên trong.
2.3 Tro và bụi bẩn trên các dàn trao đổi nhiệt
Trong quá trình hoạt động lâu dài, bụi và mảnh vụn tích tụ trên bề mặt ống vây, làm giảm hiệu suất truyền nhiệt. Nếu không có dữ liệu phân bổ nhiệt độ chính xác thì rất khó để đánh giá mức độ tắc nghẽn cục bộ và lên lịch làm sạch áp suất cao kịp thời.
2.4 Mâu thuẫn giữa Vận hành An toàn và Áp lực Ngược về Kinh tế
Để ngăn chặn tình trạng đóng băng trong quá trình khởi động, tắt máy hoặc vận hành ở mức tải thấp, các chiến lược vận hành truyền thống thường buộc áp suất ngược của tuabin phải duy trì ở mức trên 15 kPa. Chiến lược thận trọng này làm giảm hiệu suất chân không và phát điện của tuabin, ngăn hệ thống làm mát bằng không khí hoạt động trong phạm vi áp suất ngược tiết kiệm nhất.
3. Chức năng và giá trị ứng dụng của công nghệ đo lường mới
1.Liên kết bảo vệ và cảnh báo sớm chống đóng băng: Bằng cách theo dõi nhiệt độ không khí thoát ra và nhiệt độ thành ống của các bó tản nhiệt ở mật độ cao, kết hợp với dữ liệu về áp suất ngược, nhiệt độ ngưng tụ và mức độ hạ nhiệt, ngưỡng nhiệt độ giới hạn thấp hơn cho không khí nóng thoát ra được thiết lập để chủ động thực hiện các biện pháp can thiệp chống đóng băng.
2. Giám sát và điều chỉnh HAR: Giám sát thời gian thực nhiệt độ không khí vào cho phép tính toán tốc độ tuần hoàn không khí nóng. Người vận hành có thể thực hiện các điều chỉnh mang tính dự đoán trước khi HAR tác động đến hoạt động của tuabin, giảm tình trạng ngừng hoạt động cưỡng bức, dừng lò hơi hoặc sa thải phụ tải.
3. Hướng dẫn đánh giá và làm sạch vết bẩn: Đặc điểm phân bố trường nhiệt độ được sử dụng để đánh giá độ sạch cục bộ và tổng thể của bộ trao đổi nhiệt, hướng dẫn các hoạt động rửa nước áp suất cao mục tiêu.
4. Tối ưu hóa áp suất ngược & Tiết kiệm năng lượng: Giám sát trường nhiệt độ toàn diện bù đắp cho sự thiếu hụt của các số liệu chênh lệch nhiệt độ đầu cuối truyền thống và mức tăng nhiệt độ. Nó hướng dẫn người vận hành giảm áp suất ngược và tăng chân không một cách an toàn, đạt được mục tiêu bảo toàn năng lượng và giảm tiêu thụ.
4. Giải pháp cáp đo nhiệt độ kỹ thuật số mật độ cao
4.1 Bố cục không gian và bố trí lưới
| Kịch bản ứng dụng | Loại cấu trúc | Quy tắc bố trí cho cáp và điểm đo |
| Bình ngưng làm mát bằng không khí trực tiếp (ACC) | Cấu trúc làm mát khung chữ A |
Các dây cáp được bố trí theo chiều dọc1 mở cả hai bên; các điểm nhiệt độ cách nhau theo chiều ngang tại960 mmkhoảng thời gian; mỗi tấm tản nhiệt được trang bị một bộ thu nhiệt độ chuyên dụng. |
| Tháp làm mát bằng không khí gián tiếp (ACT) | Bộ trao đổi nhiệt Delta làm mát |
Cáp có cảm biến kỹ thuật số tích hợp được bố trí theo chiều dọc mỗi1 mdọc theo cấu trúc delta làm mát. |
4.2 Đặc tính kỹ thuật của cáp
Bảo vệ vật lý & Thiết kế bọc thép: Được chế tạo với ống bảo vệ dây thép bên trong và được bọc trong vỏ cao su cấp công nghiệp có khả năng chịu điện áp cao, chịu nhiệt độ, chống ăn mòn, chống thấm nước và chống cháy. Có độ bền kéo cao và chống mài mòn cho môi trường khắc nghiệt ngoài trời ở độ cao lớn.
Thông số cảm biến: Cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số loại bus tích hợp có độ chính xác cao với phạm vi đo là-55 độ đến +125.0 độvà độ chính xác của± 0,5 độ.
4.4 Phần mềm máy chủ và xử lý dữ liệu
Xử lý công suất cao: Một máy chủ duy nhất hỗ trợ tối đa1.000.000 điểm nhiệt độvà 256 kết nối máy khách đồng thời, truy xuất hơn 20.000 bản ghi mỗi giây.
Báo cáo đa chiều: Nhanh chóng tổng hợp và phân tích dữ liệu nhiệt độ, tạo báo cáo ca, hàng ngày, hàng tuần, hàng tháng, hàng quý và hàng năm.
Hệ thống cảnh báo trực quan được mã hóa màu:
- 30 độ đến 60 độ: Hiển thị màu xanh lá cây (giá trị bình thường);
- Ngoài phạm vi 30 độ –60 độ: Hiển thị màu đỏ (giá trị cảnh báo);
- Trên 126 độ: Hiển thị màu tím (giá trị quá nhiệt).