一、項目背景
隨著我國用電需求大幅度增長的需要，近年建設了許多大型火力發電廠，并且采用了高參數大容量的機組。為了應對北方嚴重缺水的局面，許多大機組都采用了直接空氣冷卻的凝汽器，我們通常簡稱為“空冷凝汽器”。空冷凝汽器的運行與濕冷塔的濕冷系統相比有很大的不同，在經濟性、安全性方面都有特別的要求，并且對汽輪機的運行也造成很大的影響。因此，能夠對直接空冷系統進行大面積溫度場的在線監測，能夠很好的分析空冷系統的特性以及對汽輪機的影響，是保證機組穩定、經濟、安全運行的有效的輔助手段。
空冷系統分類
直接空冷系統（系統亦稱為ACC系統）和間接空冷系統。間接空冷系統指混合式凝汽器的間接空冷系統（海勒式間接空冷系統）和具有表面式凝汽器間接空冷系統（哈蒙式間接空冷系統）及其它。
1、直接空冷系統（系統亦稱為ACC系統）——系利用機械通風使汽輪機排汽直接在翅片管式空冷凝汽器中凝結，一般由大管徑排汽管道、空冷凝汽器、軸流冷卻風機和凝結水泵等組成；
2、帶表面式凝汽器的間接空冷系統——亦稱哈蒙系統，由表面式凝汽器、空冷散熱器、循環水泵以及充氮保護系統、循環水補充水系統、散熱器清洗等系統與空冷塔構成。該系統與常規的濕冷系統基本相仿，不同之處是用空冷塔代替濕冷塔，用密閉式循環冷卻水系統代替敞開式循環冷卻水系統，循環水采用除鹽水
空冷機組容易出現的問題
不論是直接空冷系統（系統亦稱為ACC系統）還是間接空冷系統，在實際使用中，隨著環境的變化，都會有著一些的問題，大概歸結有如下幾點：
1 、空冷凝汽器的防凍
2 、大風影響
3 、熱風再回流
4 、空冷凝汽器表面積灰
二、空冷設備溫度場在線監測系統的作用
1、實現防凍預警
①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，空冷管束內結冰，不但容易凍壞空冷翅片管，造成泄漏，更嚴重的是危及汽輪機的安全運行。
②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。特別是三排管繞片管束，更容易出現凍結現象。
③造成空冷散熱器結冰的主要原因是，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。
④造成空冷散熱器結冰的另一個原因是，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。
⑤利用空冷系統溫度場監測裝置，通過監測全空冷島的溫度場，幫助判斷空氣側流動的不均勻性，造成局部過冷的情況。
⑥通過監測溫度場，幫助判斷蒸汽側在小流量情況下流量分配不均造成局部過冷的情況。
⑦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，間接判斷管束內部的散熱狀態，可以達到幫助判斷管束內是否結冰的可能性。
⑧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、監測熱風回流現象
①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。
②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。
③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，避免停機、停爐或甩負荷。
- 監測空冷散熱管束積灰污染情況，指導清洗操作
空冷散熱器容易積灰，影響換熱效果。空冷系統夏季對積灰污染等影響非常敏感，通過溫度場監測制定合理的高壓沖洗方案，評價沖洗效果，評價散熱器局部和整體潔凈程度。
4、優化空冷運行
①空冷凝汽器和濕冷凝汽器一樣，也存在端差、空氣溫升等評價空冷凝汽器運行的小指標。但是由于測量的困難，當前不對空冷凝汽器端差進行考核，這是目前空冷系統運行管理的一個盲點，不利于節能。利用空冷溫度場監測裝置，可以彌補這一缺陷。
②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必要的依據，可以在保證機組安全運行的前提下，大限度地降低背壓，提高真空，實現節能降耗，優化空冷運行的目的。
四、空冷溫度場在線監測系統概述
空冷島的散熱片溫度監測由于測量組件的安裝、供電、網絡通信連接等難題一直困擾著眾多電廠和空冷島生產廠家。在尋求解決方案的過程中，無線測溫初被確認為一種方案，但由于無線測溫的不穩定性及供電時間受限（至多半年）的致命缺陷，該方案經過眾多專家的論證被否定了。
針對這一難題，我公司積極探索，在有線和無線之間尋求一種*平衡，開發的溫度采集器，很好地解決了空冷島溫度場的監視實施方案。
溫度采集器的測溫傳感器采用總線方式，傳感器不需要現場焊接，不破壞原有結構，集成在一條總線上，緊貼測量面，解決了安裝難題。每條傳感器總線集成1-64個溫度傳感器，總線采用防水、防腐設計，能抗強紫外線長期照射，安裝使用方便。溫度采集器供電采用24VDC總線供電方式，通信接口采用RS485總線。溫度采集器把采集到的溫度數據可以通過RS485總線傳輸給中繼器，或直接給軟件系統進行數據處理。
空冷凝汽器溫度場在線監測裝置是通過特制的測溫電纜在線測量每個空冷單元進、出口空氣溫度，通過前置器、總線電纜將溫度數據上傳至上位機，由各個空冷單元進、出口空氣實時溫度組成整個空冷單元機組的實時溫度場，通過上位機軟件對實時溫度場數據的分析、處理，預防空冷散熱器被凍，優化空冷機組背壓調節，判斷空冷散熱器積灰污染程度，提前預知熱風回流的發生并計算回流率的大小，節約運行成本，提高空冷運行的安全性和經濟性。
1、空冷溫度場在線監控系統方案、配置與性能
空冷凝汽器溫度場熱像儀在線監測裝置是通過特制的測溫電纜在線測量每個空冷單元進、出口空氣溫度，通過前置器、總線電纜將溫度數據上傳至上位機，由各個空冷單元進、出口空氣實時溫度組成整個空冷單元機組的實時溫度場，通過上位機軟件對實時溫度場數據的分析、處理，預防空冷散熱器被凍，優化空冷機組背壓調節，判斷空冷散熱器積灰污染程度，提前預知熱風回流的發生并計算回流率的大小，節約運行成本，提高空冷運行的安全性和經濟性。
在整個空冷溫度場紅外熱像儀在線監控系統中，現場測點的布置是個關鍵性問題。我們既要考慮測點分布的覆蓋面，又要考慮測點分布的安全性，同時也要考慮施工的便利。測點覆蓋面不廣，無法檢測漏點，整個測溫系統的價值無從考慮；同一個側面逆流部分比較容易受凍，逆流部分測點的要相對集中。一根測溫電纜上測點太集中，一旦有故障，系統安全無法保障。測點分布不合理，施工也會帶來不便。
使用空冷島溫度場在線監測系統后的效果
1、能夠讓工作人員更直觀的以數據方式，了解空冷設備各項運行數據，以及空冷設備周圍自然環境數據。
2、通過溫度數據變化，有效的降低了換熱管束凍結的風險，預防了積灰導致的散熱不均，排除了因清洗過頻造成的工作量大的問題，從而節約了勞動力和大量水資源。
3、對工作人員進行熱風回流提醒，幫助工作人員進行預知性調節，避免停機、停爐或甩負荷。