1. مقدمه و پیشینه
در مناطق کم آب، واحدهای خنک کننده مستقیم هوا (ACC) و خنک کننده هوای غیرمستقیم (ACT) به سرعت توسعه یافته و به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند. با این حال، از آنجایی که سیستم‌های خنک‌کننده با هوا مستقیماً با اتمسفر محیط تبادل گرما می‌کنند، عملکرد عملیاتی آن‌ها به طور قابل‌توجهی تحت تأثیر شرایط آب و هوایی محیطی قرار می‌گیرد. به ویژه، خطرانجماد و ترکیدن بسته نرم افزاری لولهدر شرایط سرد زمستان و همچنینفشار برگشتی بالا و چرخش هوای گرم (HAR)در شرایط گرم تابستان، عملکرد ایمن و اقتصادی نیروگاه ها را با خطر جدی مواجه می کند.
روش‌های سنتی اندازه‌گیری دما عمدتاً بر تعداد محدودی از سنسورهای دمای دیوار موضعی یا بازرسی‌های دوره‌ای دستی تکیه می‌کنند، که دستیابی به نظارت میدانی دمایی با وضوح بالا در زمان‌های واقعی را در سطوح بزرگ دشوار می‌کند. در سال‌های اخیر، با پیشرفت‌هایی در فناوری حسگر اینترنت اشیا، تصویربرداری حرارتی مادون قرمز، و ارتباطات پهن‌باند صنعتی، فناوری‌های جدید اندازه‌گیری دما که توسطسیستم کابلی اندازه گیری دمای دیجیتال با چگالی بالاوسیستم بازرسی تصویربرداری حرارتی روی ریل- پدید آمده اند. این فناوری ها پشتیبانی فنی قوی برای عملیات ریزدانه، هشدارهای اولیه ضد یخ زدگی و بهینه سازی عملکرد سیستم های خنک کننده با هوا ارائه می دهند.
2. نقاط درد عملیاتی اصلی سیستم های خنک کننده با هوا
2.1 خطرات و مکانیسم های انجماد زمستانی
سیستم‌های خنک‌کننده با هوا در فصل زمستان به شدت در برابر سرمایش و یخ زدگی موضعی آسیب‌پذیر هستند. دلایل اصلی و مناطق مستعد عبارتند از:
مناطق مستعد یخبندان
بخش پایینی لوله‌های مبدل حرارتی با جریان موازی (هم‌جریان) (جایی که میعانات انباشته می‌شود) و بخش بالایی لوله‌های مبدل حرارتی ضد جریان (مقابل جریان) (جایی که حجم بخار کاهش می‌یابد و گازهای غیر قابل تراکم متراکم/تعید به یخ می‌شوند).
جریان بخار کم و شرایط بار کم
هنگامی که جریان بخار ورودی به سیستم خنک‌کننده هوا بسیار کم است و بار اتلاف گرما بسیار کم است، حتی اگر تمام فن‌ها متوقف شوند و از تهویه طبیعی استفاده شود، نمی‌توان از دمای زیر صفر موضعی جلوگیری کرد.
توزیع نابرابر هوا در تهویه طبیعی
جریان هوای ناهموار در سمت هوا تحت تأثیر بادهای محیطی و عوامل ساختاری به راحتی باعث خنک شدن بیش از حد موضعی می شود. به طور کلی،واحدهای جریان مخالف راحت تر از واحدهای جریان موازی منجمد می شوند، وواحدهای جانبی/لبه راحت تر از واحدهای داخلی منجمد می شوند.
2.3 رسوب خاکستر و گرد و غبار در بسته های مبدل حرارتی
در طول عملیات طولانی مدت، گرد و غبار و زباله بر روی سطح لوله های پره دار جمع می شوند و عملکرد انتقال حرارت را مختل می کنند. بدون داده های دقیق توزیع دما، ارزیابی سطوح رسوب موضعی و برنامه ریزی به موقع تمیز کردن فشار بالا دشوار است.
2.4 تضاد بین عملیات ایمن و فشار برگشتی اقتصادی
برای جلوگیری از یخ زدگی در هنگام راه اندازی، خاموش شدن، یا عملیات کم بار، استراتژی های عملیاتی سنتی معمولاً فشار برگشتی توربین را بالاتر از 15 کیلو پاسکال نگه می دارند. این استراتژی محافظه کارانه خلاء توربین و راندمان تولید برق را قربانی می کند و از عملکرد سیستم خنک کننده با هوا در مقرون به صرفه ترین محدوده فشار برگشتی خود جلوگیری می کند.
3. توابع و ارزش کاربردی فن آوری های اندازه گیری جدید
1.پیوند حفاظتی و هشدار اولیه ضد انجماد: با نظارت بر دمای هوای خروجی و دمای دیواره لوله بسته‌های اتلاف گرما در چگالی بالا، همراه با داده‌های مربوط به فشار معکوس، دمای میعانات و درجه خنک‌کننده فرعی، آستانه‌های دمایی با حد پایین‌تر برای هوای گرم خروجی ایجاد می‌شوند تا مداخلات ضد یخ‌زدگی را به طور فعال اجرا کنند.
2.HAR نظارت و تنظیم: نظارت بر زمان واقعی دمای هوای ورودی امکان محاسبه نرخ گردش مجدد هوای گرم را فراهم می کند. اپراتورها می‌توانند تنظیمات پیش‌بینی‌کننده را قبل از تأثیر HAR بر عملکرد توربین، کاهش خاموش شدن اجباری، سفرهای دیگ بخار یا کاهش بار انجام دهند.
3. ارزیابی رسوب و راهنمایی تمیز کردنویژگی های توزیع میدان دما برای ارزیابی تمیزی موضعی و کلی مبدل های حرارتی، هدایت عملیات شستشوی آب با فشار بالا مورد استفاده قرار می گیرد.
4.بهینه سازی فشار پس زمینه و صرفه جویی در انرژی: پایش میدان دما جامع ناکافی بودن تفاوت دمای پایانه سنتی و معیارهای افزایش دما را جبران می کند. اپراتورها را راهنمایی می کند تا با خیال راحت فشار برگشتی را کاهش دهند و خلاء را افزایش دهند و به حفظ انرژی و کاهش مصرف دست پیدا کنند.
4. راه حل کابل اندازه گیری دمای دیجیتال با چگالی بالا
4.1 چیدمان فضایی و آرایش شبکه
| سناریوی کاربردی | نوع ساختار | قوانین چیدمان برای کابل و نقاط اندازه گیری |
| کندانسور مستقیم هوا خنک (ACC) | ساختار خنک کننده A-Frame |
کابل ها به صورت عمودی مرتب شده اند1 mدر هر دو طرف؛ نقاط درجه حرارت با فاصله افقی در960 mmفواصل هر پانل اتلاف حرارت مجهز به یک جمع کننده دمای اختصاصی است. |
| برج هوا خنک غیر مستقیم (ACT) | مبدل حرارتی خنک کننده دلتا |
کابل‌هایی با حسگرهای دیجیتال یکپارچه به صورت عمودی قرار گرفته‌اند1 mدر امتداد ساختار دلتای خنک کننده |
4.2 ویژگی های فنی کابل
حفاظت فیزیکی و طراحی زرهی: ساخته شده با لوله محافظ سیم فولادی داخلی و پیچیده شده در یک غلاف لاستیکی صنعتی که در برابر ولتاژ بالا، مقاوم در برابر دما، ضد خوردگی، ضد آب و مقاوم در برابر شعله است. بسیار کششی و مقاوم در برابر سایش برای محیط های خشن بیرون از ارتفاع بالا.
مشخصات سنسور: سنسورهای دمای دیجیتال نوع اتوبوس با دقت بالا یکپارچه با محدوده اندازه گیری-55 درجه تا +125.0 درجهو دقتی از± 0.5 درجه.
4.4 نرم افزار سرور و پردازش داده ها
پردازش با ظرفیت بالا: یک سرور واحد تا1,000,000 نقطه دماو 256 اتصال همزمان مشتری، بازیابی بیش از 20000 رکورد در ثانیه.
گزارش دهی چند بعدی: به سرعت داده‌های دما را جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل می‌کند، گزارش‌های تغییر روزانه، هفتگی، ماهانه، فصلی و سالانه را ایجاد می‌کند.
سیستم هشدار تصویری با کد رنگی:
- 30 درجه تا 60 درجه: با رنگ سبز نمایش داده می شود (مقادیر عادی).
- خارج از محدوده 30 درجه تا 60 درجه: با رنگ قرمز نمایش داده می شود (مقادیر زنگ).
- بالای 126 درجه: با رنگ بنفش نمایش داده می شود (مقادیر دمای بیش از حد).