1. はじめにと背景
水不足地域では、直接空冷 (ACC) および間接空冷 (ACT) ユニットが急速に開発され、広く採用されています。ただし、空冷システムは周囲の大気と直接熱を交換するため、その動作パフォーマンスは環境気象条件に大きく影響されます。特に、次のようなリスクが考えられます。チューブ束の凍結と破裂寒い冬の条件下だけでなく、高い背圧と熱風再循環 (HAR)夏の暑い状況では、発電所の安全かつ経済的な運転に重大な脅威をもたらします。
従来の温度測定方法は、限られた数の局所的な壁温度センサーや手動による定期検査に依存していることが多く、広い表面積にわたってリアルタイムで高解像度の温度フィールド監視を実現することが困難でした。近年、IoTセンサー技術や赤外線サーマルイメージング、産業用ブロードバンド通信の進歩に伴い、高密度デジタル温度測定ケーブル システムそしてレール取り付け型熱画像検査システム-が現れました。これらのテクノロジーは、きめ細かい操作、凍結防止の早期警告、空冷システムのパフォーマンスの最適化に対する強力な技術サポートを提供します。
2. 空冷システムの主要な運用上の問題点
2.1 冬季凍結のリスクとメカニズム
空冷システムは、冬季の局所的な過冷却や凍結に対して非常に脆弱です。主な理由と影響を受けやすい領域は次のとおりです。
凍結しやすい地域
並流（並流）熱交換器管の下部セクション（凝縮水が蓄積する場所）と向流（向流）熱交換器管の上部セクション（蒸気量が減少し、非凝縮性ガスが凝縮/昇華して氷になる場所）。
低蒸気流量および低負荷条件
空冷システムに流入する蒸気流量が少なすぎて放熱負荷が低すぎる場合、すべてのファンを停止して自然換気を行っても局所的な氷点下は避けられません。
自然換気における不均一な空気分布
周囲の風や構造的要因の影響を受け、空気側の空気の流れが不均一になると、局所的な過冷却が発生しやすくなります。一般的に、逆流ユニットは平行流ユニットよりも凍結しやすい、 そして周辺/エッジユニットは内部ユニットよりもフリーズしやすい.
2.3 熱交換器バンドル上の灰と粉塵の付着
長期間の使用により、フィン付きチューブの表面に塵や破片が蓄積し、熱伝達性能が低下します。正確な温度分布データがなければ、局所的な汚れレベルを評価し、タイムリーな高圧洗浄をスケジュールすることは困難です。
2.4 安全な操作と経済的なバックプレッシャーの間の矛盾
起動時、停止時、または低負荷運転時の凍結を防ぐために、従来の運転戦略では通常、タービン背圧を 15 kPa 以上に保つことが強制されています。この保守的な戦略はタービンの真空と発電効率を犠牲にし、空冷システムが最も経済的な背圧範囲で動作することを妨げます。
3. 新たな計測技術の機能と応用価値
1.凍結防止早期警報と保護の連携: 高密度の放熱バンドルの出口空気温度と管壁温度を監視し、背圧、凝縮水温度、過冷却度のデータと組み合わせることで、出口熱気の下限温度しきい値が確立され、凍結防止介入を積極的に実行できます。
2.HARの監視と調整: 入口空気温度をリアルタイムで監視することで、熱風の再循環率を計算できます。オペレーターは、HAR がタービンの動作に影響を与える前に予測調整を行うことができ、強制停止、ボイラーのトリップ、または負荷制限を削減できます。
3.汚れ評価と洗浄指導: 温度場分布特性は、熱交換器の局所的および全体的な清浄度を評価するために使用され、対象を絞った高圧水洗浄操作を導きます。
4.背圧の最適化と省エネ: 包括的な温度フィールド監視により、従来の端末の温度差と温度上昇の測定基準の不十分さを補います。オペレータが安全に背圧を下げて真空度を高めることができるように導き、エネルギーの節約と消費量の削減を実現します。
4. 高密度デジタル温度測定ケーブル ソリューション
4.1 空間レイアウトとグリッド配置
| アプリケーションシナリオ | 構造タイプ | ケーブルと測定ポイントのレイアウト ルール |
| 直接空冷コンデンサー (ACC) | Aフレーム冷却構造 |
ケーブルを垂直方向に配置1 m両側に。水平方向に間隔をあけた温度点960 mm間隔。各放熱パネルには専用の温度コレクターが装備されています。 |
| 間接空冷タワー (ACT) | 冷却デルタ熱交換器 |
デジタルセンサーを内蔵したケーブルを縦方向に配置1 m冷却デルタ構造に沿って。 |
4.2 ケーブルの技術的特性
物理的保護と装甲設計: 内部に鋼線保護チューブが組み込まれており、高電圧耐性、耐熱性、耐腐食性、防水性、難燃性を備えた工業グレードのゴム製シースで包まれています。過酷な屋外高地環境に耐える高い引張強度と耐摩耗性。
センサー仕様：測定範囲が500mAの高精度バス型デジタル温度センサーを内蔵-55 度から +125.0 度までと精度±0.5度.
4.4 サーバー ソフトウェアとデータ処理
大容量処理: 単一サーバーは最大でサポートします1,000,000 温度ポイント256 の同時クライアント接続により、1 秒あたり 20,000 件を超えるレコードを取得します。
多次元レポート: 温度データを迅速に集計および分析し、シフト、日次、週次、月次、四半期、および年次レポートを生成します。
色分けされた視覚化アラート システム:
- 30度～60度：緑色で表示（正常値）。
- 30度～60度の範囲外：赤色で表示（警報値）。
- 126度以上：紫色（過熱値）で表示されます。