高位集水冷却塔的塔内性能参数采集测点布设及测试方法技术

本发明专利技术公开了一种高位集水冷却塔的塔内性能参数采集测点布设及测试方法，进行塔内性能参数采集测点布设，采集除水器上方气温、除水器上方风速、填料上方水温、填料下方水温、收水装置上方压力、收水装置下方压力、循环水进塔水温及循环水出塔水温，根据填料上方测点和除水器上方测点的数据显示，评价配水区的热力性能，根据填料上方和填料下方的水温测点数据，评价填料区冷却性能，根据收水装置上方和下方测点测得的压差，评价收水装置的阻力性能，根据出塔水温和填料下方水温，评价小雨区冷却性能，为进一步研究其内部不同区域处的传热传质性能提供方法指导。

Setting and testing method of measuring point of performance parameters in tower of high water cooling tower

The invention discloses a tower performance parameter acquisition sensors and a method for testing high water cooling tower, tower collection performance parameters of sensors, collecting water eliminator above the water eliminator above the air temperature, wind speed, water temperature, water temperature is above the filler filler, water collection device above the pressure, pressure, below the water collecting device the circulating water inlet water temperature and outlet water temperature of circulating water, according to the above point filler and water separator above the measuring point data show that the thermal performance evaluation of water distribution area, according to the temperature of the upper and the lower parts of the filler point data, evaluation of filler cooling performance, according to above and below the water measurement device the differential pressure resistance performance evaluation of water collecting device, according to the water temperature and packing tower below the water temperature, rain cooling performance evaluation, for further study on the internal heat transfer at different regions The mass transfer performance provides guidance.

【技术实现步骤摘要】
高位集水冷却塔的塔内性能参数采集测点布设及测试方法
本专利技术涉及能源与动力工程领域，具体涉及一种高位集水冷却塔的塔内性能参数采集测点布设及测试方法。
技术介绍
冷却塔作为冷端系统的主要设备之一，冷却塔性能的好坏在很大程度上影响发电厂的经济性和稳定性。冷却塔的低效率将会使循环水的温度升高，而循环水温的升高将使凝汽器的真空降低，汽轮机组的工作效率下降，从而导致设备的出力降低，使发电的煤耗量增加，影响了机组的热效率。同时，高位集水冷却塔体积大，无传统湿式冷却塔的雨区，塔内设有收水斜板，导致塔内流动复杂，不同位置处气水比分布不均，不同位置处的温度、风速分布也不均匀。而收水装置处的收水斜板和收水槽会改变塔内空气的流动方向，影响填料下方的空气动力场，给冷却塔带来额外的通风阻力，进而影响整个塔内的温度场分布。尤其是侧风环境下，外界侧风导致高位集水冷却塔的周向进风不均，因此塔内不同半径处的通风不均，即不同位置处的传热传质性能有差异，总体冷却性能恶化。因此，采取先进的测试方法，监测并获取塔内的热力性能和阻力性能参数，以此可准确计算高位集水冷却塔的传热传质性能，对实时跟踪冷端系统的性能，进而监控整个机组的循环热效率具有重大意义，可为下一步高位集水冷却塔的节能改造和优化设计奠定理论基础。已颁发的《DL/T1027-2006工业冷却塔测试规程》中对于冷却塔的热力性能测试部分主要说明了环境气象参数、进出塔空气干湿球温度、进出塔循环水水温等参数的测试方法及要求，存在以下问题：(1)未涉及冷却塔内部各冷却区域(配水区、填料区和小雨区)热力性能参数的测量说明；(2)《DL/T1027-2006工业冷却塔测试规程》中明确提出，所述测试方法仅限于环境风速小于3m/s的工况，而实际冷却塔运行中，环境风速经常大于3m/s。当环境风速大于3m/s，《规程》中的测试方法则不宜使用。(3)《DL/T1027-2006工业冷却塔测试规程》所述测试对象并未涉及高位集水冷却塔，也没有涉及高位集水冷却塔收水槽的阻力特性。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了高位集水冷却塔的塔内性能参数采集测点布设及测试方法，本专利技术基于等面环的原理(等面环原理：将测试区域划分为沿径向分布的数个同心圆环区域，各圆环区域面积相等，具体划分圆环区域数量视现场情况而定)，在不同标高处布置测点，可分别测算高位集水冷却塔配水区、填料区和小雨区的热力性能及收水装置区的阻力特性，并实现在冷却塔附近监控终端的实时显示，能够克服高位集水冷却塔由于塔内气水比分布不均，流场复杂而导致性能参数测量困难的不足。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高位集水冷却塔的塔内性能参数采集测点布设方法，包括以下步骤：布设气温采集测点：在高位集水冷却塔的除水器上方设置多个气温测点，测量各个位置的温度，以得到出塔气温分布；布设水温采集测点：在高位集水冷却塔的填料上、下方，以及循环水进塔和出塔位置处均设置一层水温采集测点，循环水进塔水温测点于配水竖井内呈环形或正方形布置，其余每层的测点呈十字半径布置且测点数量基于等面环原理确定；布设压力采集测点：在收水装置上方和下方布设测点，保证收水装置上方和下方的压力测点垂直布置，以得到上下压差；布设风速采集测点：在高位集水冷却塔的除水器上方设置多个风速测点，测量各个位置的风速，以得到气流速度分布。进一步的，除循环水进塔水温测点外，各性能参数测点按不同标高共布置六层，分别安装在除水器上层、填料上下层、收水装置上下层及收水装置收水槽层，每层沿十字半径布置，各层测点数24-48个，具体数量基于等面环原理计算确定。进一步的，除水器上方分别布置温度测点及风速测点，各处的温度及风速测点均安装在该处的同一支架上，支架固定于除水器上方。进一步的，填料上方布置水温测点，每处水温测点安装固定于收水管内，所述收水管的端部具有一扩口段，扩口段收集喷淋水并保持水温测点完全浸没在水中，收水管上端固定在除水器上，测点端放置于填料上方。进一步的，填料下方布置水温测点，每处水温测点安装固定于竖直收水管内，竖直收水管扩口段可收集经填料冷却过的循环水并保持水温测点完全浸没于水中，竖直收水管固定在填料支撑装置上，测点端紧靠填料下侧。进一步的，按照等面环原理，收水装置上方和下方均布置压力测点，每处压力测点安装压力测量元件，每一测点处的测量元件连接至压差计。进一步的，所述压差计置于收水装置下端。进一步的，循环水进塔水温测点设置多个，沿圆周或正方形周向均匀布置在配水竖井内沿，取所有测点的平均值作为进塔水温。按照等面环原理，循环水出塔水温测点通过支架布置在收水装置收水槽内，测点固定安装于收水装置支架上。进一步的，所有测点的采集数据和信号转化为标准电流信号，电流信号通过有线传输至安装于塔周附近的数据采集设备，数据采集设备采集电流信号并通过无线传输给中心主站。一种高位集水冷却塔的塔内性能测试方法，进行塔内性能参数采集测点布设，采集除水器上方气温、除水器上方风速、填料上方水温、填料下方水温、收水装置上方压力、收水装置下方压力、循环水进塔水温及循环水出塔水温，根据填料上方测点和除水器上方测点的数据显示，评价配水区的热力性能，根据填料上方和填料下方的水温测点数据，评价填料区冷却性能，根据收水装置上方和下方测点测得的压差，评价收水装置的阻力性能，根据出塔水温和填料下方水温，评价小雨区冷却性能。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术提出了高位集水冷却塔内部各性能参数的测量方法，为高位集水冷却塔内部各性能参数分布、进一步研究其内部不同区域处的传热传质性能提供方法指导；(2)本专利技术可分别测算高位集水冷却塔配水区、填料区和小雨区的热力性能及收水装置区的阻力特性，并实现在冷却塔附近监控终端的实时显示，能够克服高位集水冷却塔由于塔内气水比分布不均，流场复杂而导致性能参数测量困难的不足。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1高位集水冷却塔塔内各层测点布置示意图；图2塔内测点布置横截面安装示意图；图3除水器上方某半径上测点布置示意图；图4填料上方水温测点布置示意图；图5填料下方水温测点布置示意图；图6压力测量元件示意图；图7循环水进塔水温测点布置示意图；图8循环水出塔水温测点收水槽内布置示意图；图9数据采集传输系统示意图；图10数据处理软件示意图；其中，1.高位集水冷却塔塔筒；2.除水器上方气温及风速测点；3.填料上方水温测点；4.填料下方水温测点；5.收水装置上方压力测点；6.出塔水温测点；7.收水装置下方压力测点；8.除水器；9.填料；10.收水装置；11.勺型收水管；12.淋水喷头；13.竖直收水管；14.进塔水温测点；15.配水竖井；16.十字走廊；17.收水槽；18.出塔水温测点支架19.信号线。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高位集水冷却塔的塔内性能参数采集测点布设方法，其特征是：包括以下步骤：布设气温采集测点：在高位集水冷却塔的除水器上方设置多个气温测点，测量各个位置的温度，以得到出塔气温分布；布设水温采集测点：在高位集水冷却塔的填料上、下方，以及循环水进塔和出塔位置处均设置一层水温采集测点，循环水进塔水温测点呈环形或正方形布置，其余每层的测点呈十字半径布置且测点数量基于等面环原理确定；布设压力采集测点：在收水装置上方和下方布设测点，保证收水装置上方和下方的压力测点垂直布置，以得到上下压差；布设风速采集测点：在高位集水冷却塔的除水器上方设置多个风速测点，测量各个位置的风速，以得到气流速度分布。

【技术特征摘要】
1.一种高位集水冷却塔的塔内性能参数采集测点布设方法，其特征是：包括以下步骤：布设气温采集测点：在高位集水冷却塔的除水器上方设置多个气温测点，测量各个位置的温度，以得到出塔气温分布；布设水温采集测点：在高位集水冷却塔的填料上、下方，以及循环水进塔和出塔位置处均设置一层水温采集测点，循环水进塔水温测点呈环形或正方形布置，其余每层的测点呈十字半径布置且测点数量基于等面环原理确定；布设压力采集测点：在收水装置上方和下方布设测点，保证收水装置上方和下方的压力测点垂直布置，以得到上下压差；布设风速采集测点：在高位集水冷却塔的除水器上方设置多个风速测点，测量各个位置的风速，以得到气流速度分布。2.如权利要求1所述的一种高位集水冷却塔的塔内性能参数采集测点布设方法，其特征是：除循环水进塔水温测点外，各性能参数测点按不同标高共布置六层，分别安装在除水器上层、填料上下层、收水装置上下层及收水装置收水槽层，每层沿十字半径布置，各层测点数24-48个，具体数量基于等面环原理计算确定。3.如权利要求1所述的一种高位集水冷却塔的塔内性能参数采集测点布设方法，其特征是：除水器上方分别布置温度测点及风速测点，各处的气温及风速测点均安装在该处的同一支架上，支架固定于除水器上方。4.如权利要求1所述的一种高位集水冷却塔的塔内性能参数采集测点布设方法，其特征是：填料上方布置水温测点，每处水温测点安装固定于收水管内，所述收水管的端部具有一扩口段，扩口段收集喷淋水并保持水温测点完全浸没在水中，收水管上端固定在除水器上，测点端放置于填料上方。5.如权利要求1所述的一种高位集水冷却塔的塔内性能参数采集测点布设方法，其特征是：填料下方布置水温测点，每处水温测点安...

【专利技术属性】
技术研发人员：高明，马超群，颜二彬，孙清航，何锁盈，孙奉仲，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37