恶劣环境下关键设备的“安全眼”

　　使用FLIR红外热像仪实现对空冷岛的实时远程监控

　　北方地区由于干旱少水，发电机组的选择在发电系统中显得尤其重要，而空冷系统不仅是大型火电厂的核心设备，也是“富煤少水”地区或干旱地区建设火力发电厂的最佳选择。通过红外成像技术可实时了解空冷系统的工作状态，对于及时发现、处理、预防重大事故的发生可以起到非常关键而有效的作用，给平时养护工作带来了极大便利。

　　在我国，70%的电力供应依靠火力发电，由于北方某些地区独特的资源优势，最近几年火电装机容量持续增长，为了减少对水资源的依赖和响应国家的节能环保政策，空气冷却系统(空冷岛)在火力发电厂的应用越来越普及。

　　空冷系统是大型火电厂的核心设备，也是较为复杂的换热系统，主要包括空冷凝汽器、空气供应系统、翅片管清洗系统。由于北方某些地区干旱少水，工作环境恶劣，翘片管束时常出现密封度下降或冻裂等现象。这些故障现象均可通过红外成像方式远程检测出来，给平时养护工作带来极大便利，同时也可以通过红外成像技术实时了解翘片管表面温度场分布，监测空冷凝汽器温差温升变化，可以实时了解空冷系统的工作状态。

　　选取最佳安装点

　　北京必创科技股份有限公司是Flir自动化产品的有力合作伙伴，必创科技与红外热像仪全球领导厂商FLIR，为中国北方地区一家电厂空冷岛提供了一套非常有吸引力的监测方案，在空冷岛翘片管束背风面壁面(图一)，通过红外成像仪检测翘片管束温度场，红外热成像仪布成线阵结构，由四台FLIR A310热成像仪组成，采用广角镜头，可以覆盖整个空冷岛A字斜面。四台FLIR A310热成像仪安装在空冷岛的清洗装备支架上，清洗支架可以沿导轨方向移动，从而可以完成对整个斜面上所有翘片管束壁面温度场监测。

 

　　空冷散热器翅片管束。

 

　　图一：四台红外成像仪FLIR A310安装在空冷岛翘片管束背风面壁面

　　FLIR A310热成像仪内置的广角镜头，实时自动对焦，可监控翘片管束壁面温度差和特定环境的临界状态，其包含的红外探测器能够生成320 x240像素的全辐射热像，清晰呈现50 mK的温度差，并且FLIR A310具有报警和控制外部设备的数字输出，数据能通过TCP IP或以太网进行传输。

　　“FLIR A310采用美国最先进的Indigo探测器，温度灵敏度可达0.05℃，且一年365天24小时不间断监控，工作状态稳定，不会发生死机停机故障，这为客户减少了很多人力和时间成本。”必创科技产品部经理沈唯真如是说。

　　关键技术的保障

　　因该系统在夏天工况下需长时间工作在80℃左右温度下，红外热成像仪必须要考虑冷却问题，因此FLIR A310的壳体冷却与控制系统是保障该监测方案顺利实施的一项关键技术，需要非标设计定制完成，采用电子式冷却方式开发制作而成。包括不锈钢壳体部分、半导体致冷单元、专用远程控制单元等几部分组成。该套系统具有较好的抗腐蚀能力，能在高温多尘腐蚀性气体较多的环境中使用，适应的环境温度为-40℃ 至+120℃。具有如下特点：

　　1) 结构简洁，无机械运动、无磨损、运行可靠、维护方便。

　　2) 冷却速度快，其冷却速度可通过调节工作电流来控制。

　　3) 体积小、重量轻，可大大节约面积。

　　4) 不使用制冷剂，制冷效果好，不污染环境。

　　四台FLIR A310红外热成像仪安装在特制的自冷却壳体内，接入现场控制箱。现场控制箱与千兆网交换机之间使用光纤通讯。交换机与服务器安装在区域监控中心的网络机柜中。系统可以在监控中心内通过计算机软件系统完成红外图像采集与分析，同时可以完成远程控制功能，还可以经过电厂内部局域网与远程监控中心连接起来，实现红外监控数据共享和报警监控等功能，系统按多级组网的方式，形成大规模的监控网络(图二)。

 

　　图二：四台FLIR A310红外热成像仪安装系统构架