一种光热塔式吸热器堵管探测应对控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供的一种光热塔式吸热器堵管探测应对控制方法及系统，包括以下步骤：采集光热塔式吸热器的外部环境温度；根据得到的外部环境温度判断光热塔式吸热器是否发生堵管现象，根据判断结果进行消融堵管；本发明专利技术基于温度的实时数据，基于PointNet网络实现对于温度数据的3D动态化显示，提到异常定位的精准度；基于设备的系统参数、环境参数等进行建模，模型预测的精准度提高；采用云存储，便于后期对于异常数据的采集与分析，提高系统的可维护性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种光热塔式吸热器堵管探测应对控制方法及系统


[0001]本专利技术属于熔盐塔式光热发电领域，尤其涉及一种光热塔式吸热器堵管探测应对控方法及制系统。

技术介绍

[0002]目前，太阳能热发电是大规模开发利用太阳能的一个重要技术途径，它通过将太阳能转换成热能，通过热功转换进行发电。
[0003]太阳能塔式发电是太阳能热发电的一种，是通过跟踪太阳运动的定日镜将太阳辐射反射到置于吸热塔上的吸热器上，获得高温传热介质，高温传热流体直接或间接通过热力循环的发电系统。塔式太阳能热发电的设计思想源于20世纪50年代的苏联，发展于80年代，于西班牙，意大利，美国和法国都相继建立塔式太阳能光热电站。
[0004]塔式太阳能热发电系统可实现200～1000的聚光比，吸热器的平均热流密度可达300～1000kW/m2，工作温度可超过1000℃，电站规模可达30～400MWe。根据吸热介质的不同，塔式吸热器可分为熔盐吸热器、水工质吸热器、空气吸热器和固体颗粒吸热器等。
[0005]熔盐塔式技术是利用熔融盐作为传热介质的塔式太阳能热发电技术。定日镜将太阳光反射至吸热器上时，通过吸热器管路内流动的熔盐将热量带走。由于太阳能聚光能流密度非常高且具有不均匀性和不稳定性，若出现太阳光的强度突然减弱或者自然环境突变等情况，会使出口容器或入口容器与管路接口处熔盐温度降低至凝固点，导致熔盐在吸热器管路流动时凝固，堵塞管屏，形成堵管。堵管对吸热器存在重大安全隐患，若发生堵管现象，管路内熔盐不再流动，无法将定日镜反射的太阳能热量带走，局部温度剧烈升高，造成吸热器材料热应力破化，影响吸热器使用寿命。
[0006]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0007](1)目前主要是基于测温部件的方式来测量吸热气表面温度，实现对于堵管现象的评估，检测点相对较少，检测精度不高。
[0008](2)现有的堵管预测的参考的因素较少，模型建模的精准度不高。
[0009](3)现有技术依赖单纯的测温部件进行评估，对于环境、设备等外部因素的影响未作出评估。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种光热塔式吸热器堵管探测应对控制方法及系统，解决了现有技术中存在的上述缺陷。
[0011]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0012]本专利技术提供的一种光热塔式吸热器堵管探测应对控制方法，包括以下步骤：
[0013]采集光热塔式吸热器的外部环境温度；
[0014]根据得到的外部环境温度判断光热塔式吸热器是否发生堵管现象，根据判断结果进行消融堵管。
[0015]优选地，若发生堵管现象时，在进行消融堵管之前，确定堵管现象发生的位置。
[0016]优选地，确定堵管现象发生的位置的具体方法是：
[0017]对所述光热塔式吸热器管道施加电激励并测量得到边界电压序列；
[0018]对测量得到的所述边界电压序列进行处理，获取电导率分布序列；
[0019]根据所述电导率分布序列得到EIT图像；
[0020]根据EIT图像采用最小二乘法计算所述光热塔式吸热器管道结块的最小误差值；
[0021]根据最小误差值确定堵管位置。
[0022]优选地，通过下式计算最小误差值：
[0023]ΔU＝UM
‑
S
·
G；
[0024]其中，ΔU为最小误差值；UM为归一化的测量电压矢量；S为灵敏度矩阵；G为实际的电导率分布矢量。
[0025]优选地，通过定日镜对堵管进行消融。
[0026]一种光热塔式吸热器堵管探测应对控制系统，包括红外摄像机、红外信号处理模块和堵管探测模块，其中，所述光热塔式吸热器的四周和光热塔式吸热器中的每个镜场所处的地面位置均设置有红外摄像机；多个红外摄像机均与红外信号处理模块及堵管探测模块之间通信连接。
[0027]优选地，所述红外摄像机位于光热塔式吸热器的三角点处。
[0028]优选地，所述堵管探测模块连接有云存储。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0030]本专利技术提供的一种光热塔式吸热器堵管探测应对控制系统，基于测温器件与红外摄像机双重数据的认证，提高对于实际场景温度测量的精准度；基于温度的实时数据，基于PointNet网络实现对于温度数据的3D动态化显示，提到异常定位的精准度；基于设备的系统参数、环境参数等进行建模，模型预测的精准度提高；采用云存储，便于后期对于异常数据的采集与分析，提高系统的可维护性。
附图说明
[0031]图1是本专利技术实施例提供的光热塔式吸热器堵管探测应对控制系统结构图。
[0032]图2是本专利技术实施例提供的光热塔式吸热器堵管探测应对控制系统俯视图。
[0033]图3是本专利技术实施例提供的光热塔式吸热器堵管探测应对控制系统数据流图。
[0034]图4是本专利技术实施例提供的堵管位置的计算方法流程图。
[0035]图5是本专利技术实施例提供的通信方法流程图。
具体实施方式
[0036]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0037]基于目前太阳能热发电的广泛普及，光热塔式吸热器的设备检测是目前设备维护的关键任务，其因热量等因素导致的堵管现象时有发生，对于其的精准性的检测并自动化处理是目前研究热点，因此本文提出一种光热塔式吸热器堵管探测应对控制系统。
[0038]如图1所示，本专利技术提供了一种光热塔式吸热器堵管探测应对控制系统，包括：红外摄像机、红外信号处理模块、堵管探测模块和云服务器模块；其中：
[0039]所述红外摄像机设置有多个，多个红外摄像机沿光热塔式吸热器的四周均布，且分布在光热塔式太阳能热发电系统中的每个镜场所处的地面位置。
[0040]多个红外摄像机均与红外信号处理模块及堵管探测模块之间通信连接。
[0041]红外信号处理模块及堵管探测模块均与塔式太阳能热发电系统的镜场控制系统和云服务器之间通信连接。
[0042]当光热塔式镜场工作时，塔式太阳能热发电系统的定日镜将太阳的直射辐射都集中反射于吸热器上，红外摄像机所记录的数据传输到红外信号处理模块及堵管检测模块，红外信号处理模块及堵管探测模块通过分析计算探测堵管现象是否发生，若发生堵管现象则反馈给镜场控制系统，通过对定日镜的控制消融堵管，同时镜场控制系统将数据发送至云服务器，便于后期的设备维护检修等工作的分析。
[0043]如图2所示，该光热塔式吸热器堵管探测应对控制系统俯视图。
[0044]本专利技术实施例提供的红外摄像机位于光热塔式吸热器的三角点处，实现对于其全广角的实时数据的采集。
[0045]本专利技术实施例提供的红外信号处理模块及堵管探测模块利用红外摄像机接收到的数据，与外部的镜场控制系统配合，使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光热塔式吸热器堵管探测应对控制方法，其特征在于，包括以下步骤：采集光热塔式吸热器的外部环境温度；根据得到的外部环境温度判断光热塔式吸热器是否发生堵管现象，根据判断结果进行消融堵管。2.根据权利要求1所述的一种光热塔式吸热器堵管探测应对控制方法，其特征在于，若发生堵管现象时，在进行消融堵管之前，确定堵管现象发生的位置。3.根据权利要求2所述的一种光热塔式吸热器堵管探测应对控制方法，其特征在于，确定堵管现象发生的位置的具体方法是：对所述光热塔式吸热器管道施加电激励并测量得到边界电压序列；对测量得到的所述边界电压序列进行处理，获取电导率分布序列；根据所述电导率分布序列得到EIT图像；根据EIT图像采用最小二乘法计算所述光热塔式吸热器管道结块的最小误差值；根据最小误差值确定堵管位置。4.根据权利要求3所述的一种光热塔式吸热器堵管探测应对控制方法，其特征在于，通过下式计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：马茜溪，赵勇，李铭志，孙丰珂，曹洪伟，孙俪睿，赵凯峰，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：