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前言

空冷岛是电厂空气冷却装置的一个形象称谓,主要由 56 台风机组成,功能为高温蒸汽降温。

  • 空气冷却装置原理是利用自然界的空气来对工艺流体进行冷凝的大型工业用热交换设备。

  • 其进口为汽轮机排汽,出口为凝结水,冷却介质为环境空气。

  • 此装置可以为电厂循环系统节水高于 50%,帮助摆脱受水资源选址的限制。

在经济发展步入新常态化和“两化深度融合”的发展背景下,电力产业亟需改变曾经粗放型的管理模式,引进新技术向着智慧化转型升级。利用物联网、大数据、人工智能等高新技术,构建绿色化、可视化、智能化的智慧电厂,提升电厂运维管控力度。其中,空冷作为电厂不可或缺一部分,智慧空冷也成为智慧电厂发展的关键。

 

效果展示

图扑软件利用自主研发 HT for Web 引擎,数字孪生空冷岛内运作场景,无缝融合 2D、3D 可视化技术,对其展开立体化监控管理。整体采用轻量化建模的方式,多方位直观展示蒸汽分配、通风系统、冷凝过程、蒸汽凝结、冷凝排出等重点流程的运行态势。

空冷智能化管控解决方案取代了繁琐的人工操作模式,不仅降低了安全风险和人为因素带来的数据偏差,还能协助企业优化资源配置,避免陷入成本怪圈。

 

系统分析

蒸汽分配可视化

场景中三维立体的蒸汽分配动画,能形象还原该环节工况运作全流程。随意点击关键设备,展开多视角切换查看,方便运维人员通过不同角度,查看各凝气器单元、管束等设备内部的实时工况。

基于空间、时间、质量等多个维度,对系统内背压、空冷电耗、机组负荷等各项能耗,部署动态监测,为需求部门提供全面客观的数据支持。帮助有效避免类似空冷机组不同凝气器单元的温度差异较大,所导致各单元流量分配不均匀等问题的出现。

图扑软件 HT 引擎实现可交互式的 Web 三维场景,通过鼠标即可进行场景的旋转、平移、缩放操作,还支持触屏设备的单指旋转、双指缩放、三指平移。

 

通风系统可视化

为避免温度或风速所造成的停机事故,图扑软件 3D 可视化系统,将风机运转状态和场站情况信息进行高度集中。实现对空冷风机平台、轴流风机、挡风墙等设备主体运行态势远程遥控监测,达成时刻关注着风向、风速运作形态,确保传热效率的稳定性。

支持后台数据接口与 2D 组态面板绑定,将获取到的场站内风机转速、低温占比、电耗增量、发电功率、背压等数值与优化推荐值。为空冷系统寻找当前工况下最佳背压、节能降碳,提供强有力的数据支撑,协助运维人员科学调节运行参数。

同传统界面相比,图扑满足工业物联网现代化的、高性能的、跨平台(桌面 Mouse /移动 Touch /虚拟现实 VR)的图形展示效果及交互体验。相较于 InTouch/IFix/WinCC 这些传统组态软件,基于 Web 的平台更适合 C/S 向 B/S 转型的大趋势,多元素丰富的可视化组件和支持快捷的数据绑定方式,可用于快速创建和部署。

 

冷凝过程可视化

所谓冷凝过程是指运行过程中,汽轮机做功后的乏汽进入空冷岛冷凝,冷凝后形成的冷凝水进入凝结水收集联箱储存。

图扑软件数字孪生冷凝过程及操纵装置,实现了在数字世界对物理实体状态和运行的全面精准呈现。点击场景中设备零件,浮现相应的属性信息,准确掌握设备内部业务流程、行为逻辑、状态变化等。

根据接入既有海量数据的特定指标,基于图扑丰富的可视化图形组件,按需求进行多方位并行分析。以此清楚掌握生产流程、提高生产过程中的可控性、减少人工干预,从而科学地制定生产计划。

可视化技术不仅能将肉眼所见的对象运用图像描绘真实再现,还能将高性能海量数据接入、萃取、转换,满足实时数据监测的需求。

 

蒸汽凝结可视化

相较于传统静态模拟图式的蒸汽凝结在线监控系统,3D 可视化监控形式能将效果更加生动形象的展现在人眼前,使其内容具有可读性与可控性。

图扑软件 HT 引擎强大的渲染功能,根据实际场景进行高精度仿真蒸汽在翅片管束内流动,及周围环境空气在翅片管外对蒸汽进行冷却等运作工况。实现对设定作业区域实时、全天候、自动化巡视。

同时“透视”排查,也能有效降低凝结水中的腐蚀产物和杂质对空冷原件、热力设备及管道的侵害,保障空冷机组的安全、经济、稳定运行。

 

智能预警

空冷机组凝结水的溶氧浓度与机组的安全、经济运行密切相关。

创建智能预警分析功能,通过实时数据与历史数据,判断设备是否处于稳定状态或呈现恶化趋势,节省查找问题所需的时间。当即将超出临界值时,则立刻触发告警装置,配合诊断并输出所需参数及补救措施。充分改善冬季“局部冻结”与夏季“热风回流”现象的发生。

畅通在线监测、远程遥控、自主调节的内循环,在摆脱复杂人工巡检流程的同时,还为高效清洁运行方式提供可靠数据支撑,帮助高质量提升空冷岛内运行经济。

 

冷凝排出可视化

冷凝排出是乏汽在冷凝管束中被冷却成液态水回收,未冷却的部分被抽气器抽出的过程。

通过匹配感知原件,联动环境感知、综合诊断、自主调控等功能,跟踪分凝气中冷凝水的流向,同步对凝汽器运行压力、空冷岛耗电功率等关键指标,展开综合性监控分析。

图扑软件 HT 依托现场设备数据采集与孪生体分析,以“一张图”形式提供可视化的统一集成式管理,涵盖丰富可视化图表组态工具,高度提升工况现场运转秩序和管理效率,实现数据的共通联动。

 

拥抱“双碳”,共赢未来

空冷岛以其节水、节能、环保等优良属性,被广泛应用于电力、石油、冶金等工业领域。搭配图扑软件智慧空冷可视化解决方案,以网格化提升配置效率,数字化丰富供给,智能化提升产出效能为前提,推进企业内外协同、感知共享、可控分析的管理水平及工作效率,构建具有自优化、自调节、自适应特征的智慧型空冷系统。

随着当前“能耗双控”目标的推行,低碳经济转型已是电力能源行业的必然趋势。通过综合 GIS、大数据、可视化、物联网等先进技术,提高火力发电厂、光伏发电站、风力发电站的运行效率,解决困扰发电行业的深层顽疾。数字化技术的深度应用,打通了数据壁垒,实现数据共享,让电力行业与数字化实现深度融合。

图扑软件通过先进的二维组态和三维组态形式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能、通用层次的软件工具。广泛应用于工业生产、城市园区、电力能源以及工业自动化(HMI/SCADA/MMI)等诸多领域。将目光锁定在诸多产业链瓶颈环节,降低试错成本,缩短投产时间,优化生产运行效率。

更多行业应用实例可以参考图扑软件官网案例链接:https://www.hightopo.com/demos/index.html

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