01空冷島（塔）出現的問題
在缺水的北方地區空冷機組得到了迅速的發展，但在其運行過程中，空冷系統冬季防凍是空冷機組冬季運行的一個很重要的問題。

由于蒸汽提前凝結在順流管束下部和逆流管束上部都容易出現低溫區，管束下端凝結水流量增多，無論順流管束還是逆流管束都容易在管束下部出現凍結現象。雖然逆流管束的上部隨著凝結過程完成蒸汽量減少，同時凝結水量也減少，但是不凝氣體含有的水蒸汽凝華仍有可能形成絮狀結冰，堵塞翅片管的流通面積。空冷系統容易產生結冰的部位是順流換熱管束的下部和逆流換熱管束的上部。

造成空冷散熱器結冰的主要原因有：進入空冷系統蒸汽流量太小，散熱負荷太低，即使風機全部停運采用自然通風的方式，也不能避免局部出現低溫；自然通風的方式下，很容易造成空冷島空氣的流動不均勻，因此局部過冷就會造成管束局部結冰，通常逆流單元比順流單元更容易結冰，空冷島邊緣處的單元比內部單元更容易結冰。

空冷系統運行中還有一些其它問題，如：夏季背壓高，背壓設定缺乏根據，在機組啟、停過程期間以及夜間或低負荷運行等汽輪機排汽量較少的工況下，空冷系統散熱器易發生配汽不均勻現象，為保證空冷散熱器防凍以及安全運行，通常需要將機組背壓控制在15KPa以上，使空冷島不能在最經濟的背壓區間運行。

02空冷島（塔）測溫的作用

2.1 防凍預警

利用空冷系統溫度場監測裝置，通過監測溫度場幫助判斷空氣側流動的不均勻性，迼成局部過冷的情況，幫助判斷蒸汽側在小流量情況流量分配不均造成局部過冷的情況，當環境空氣溫度低于0℃后，通過監測散熱管束出口空氣溫度，間接判斷管束的散熱狀態，可以達到幫助判斷管束內是否結冰的可能性，結合背壓、凝結水溫度、過冷度等數據，對散熱器管束出口熱空氣的低溫度作出規定，并與凝結水溫度作關聯，可以實現空冷系統防凍預警，在空冷管束凍結前采取相應的防凍措施。

2.2 監測熱風回流現象

空冷島受自然風影響流場容易發生混亂，經空冷系統加熱過的空氣又回到空冷系統入口被空冷風機重新吸入，發生熱風回流現象，通過監測空冷散熱器入口空氣溫度，可以幫助判斷發生熱回流的程度，并計算熱回流率，通過監測空冷溫度場判斷熱回流現象發生時，在熱回流影響到汽輪機之前操作人員及時做出反應，進行預知性調節，減少停機、停爐或甩負荷。

2.3 監測空冷散熱管束積灰污染

空冷散熱器容易積灰影響換熱，通過溫度場監測制定合理的高壓沖洗方案，評價散熱器局部和整體潔凈程度并指導清洗操作。

2.4 優化空冷運行

空冷凝汽器和濕冷凝汽器一樣，也存在端差、溫升等評價空冷凝汽器運行的小指標，利用空冷溫度場監測裝置，可以彌補這一缺陷，空冷系統龐大，空氣流動場和蒸汽側流量分配都容易造成不均勻，通過監測空冷系統溫度場，為運行人員調節提供依據，可以在機組運行的前提下，減少背壓，增加真空，實現節能降耗，優化空冷運行的目的。


03測溫電纜在空冷島（塔）上的應用

3.1 測溫電纜在空冷島上的應用
 

空冷島示意圖

在A型散熱塔兩側垂直高度方向每隔一米布置一根測溫電纜，水平方向每隔960mm安置一個測溫點。每一組散熱片安裝一臺溫度采集器，數據總線電纜連接所有的采集器，通過RS485接口連接至網絡通訊箱，轉成光纖信號通過光纖進行遠距離傳輸至控制室，由數據處理服務器，進行處理和顯示。
 

空冷島測溫系統圖空冷島測溫系統圖
 

測溫電纜采用鋼絲制護管，外面用耐高壓、耐溫、防腐蝕、防水、阻燃的工業級橡膠護套中安裝數字式溫度傳感器的電纜，溫度測量范圍-55℃～+125.0℃，精度±0.5℃。高強度，抗拉耐磨。

空冷島散熱塔測溫電纜布置圖

3.2 測溫電纜在空冷塔上的應用

在空冷塔冷卻三角散熱器上布置內置測溫傳感器的測溫電纜，垂直高度方向每隔一米布置一根測溫電纜。測溫電纜連接至采集箱，通過RS485接口連接至網絡通訊箱，轉成光纖信號通過光纖進行遠距離傳輸至控制室，由數據處理服務器進行處理和顯示。
 

空冷塔測溫系統圖

3.3 服務器軟件簡介

服務器軟件處理及顯示功能，可以匯總、分析管理所有溫度數據，快速建立所需的班報表、日報表、周報表、月報表、季報表和年報表，單個服務器支持高達100萬點、256個并發客戶同時存儲和檢索數據、每秒檢索單個變量超過20000 條記錄的強大功能，準確顯示測溫點位置，溫度范圍30-60℃顯示綠色為正常值，不在此范圍顯示紅色。高于126℃顯示紫色。
 

實時顯示報警系統軟件
 

04軌道平臺熱成像測溫在空冷島（塔）上的應用


4.1 軌道平臺熱成像測溫在空冷島上的應用

在空冷島散熱器上端安裝固定支架，并在固定支架上安裝導軌，導軌上安裝可移動的智能小車，小車上裝有自動對焦鏡頭的在線式熱成像儀。實現對直冷機組散熱器溫度信息的采集。

小車每移動到兩組 A 型塔中間控制熱成像儀旋轉一周對空冷島散熱器溫度進行采集，熱成像儀采集的溫度信息通過光纖傳輸到遠程數據服務器。通過熱紅外分析軟件對實時采集的熱像進行處理、記錄和報警。

空冷島軌道平臺熱成像儀在線測溫系統圖

4.2 軌道平臺熱成像測溫在空冷塔上的應用

沿空冷塔三角散熱器布置一圈軌道，長度約 490米，高度24米，軌道與塔壁用支架支撐固定，軌道平臺系統分三段接入，搭載3套在線式雙光熱成像儀。每套小車每行走10米對散熱設備做垂直掃描運動。分段進行視頻監測和散熱器溫度數據的采集，并通過電力載波方式和監測中心的數據服務器通訊。每套系統行走長度160米，巡查一次的時間在16分鐘左右。

 

空冷塔軌道平臺熱成像儀在線測溫系統圖

4.3 紅外測溫軟件簡介

系統軟件對不同工況下的散熱片表面溫度進行數據分析，分析結果可以按不同 時間段、不同工況進行查詢，通過溫度異常報警及時提醒工作人員，保證機組安全。
 

系統軟件實時工作圖

工作界面分三部分，上半部分是軌道機器人的視頻和熱成像的圖像顯示信息，右側是軌道機器人的功能控制。控制方式分為手動和自動模式，點擊可切換。選擇自動模式時，軌道機器人 按設置程序運行；選手動模式時，手動控制軌道機器人的前進，后退，圖標圓綠點為當前軌道機器人所在位置，充電站是始發站，當前進時3號位紅點紅點閃爍，當倒退時1號位紅點閃爍，閃爍頻率1hz。

下半部分顯示熱成像儀采集的間冷塔散熱器對應點溫度數值。
 

系統軟件溫度值實時顯示圖

4.4 軌道平臺通訊方式

采用基于SH-PLC（智能寬帶電力線載波通信）技術的電力載波方式，采用OFDM調制解調，通過軌道平臺的2條銅制平行導軌進行傳輸，傳輸距離可達到1.5公里，最大傳輸速率可以達到 240Mbps。可以同時傳輸視頻信號、熱成像信號、RS485信號。