火力发电冷却塔智能监控
时间：2025-05-16
涉川
一、方案介绍
火力发电厂冷却塔是机组余热散发与循环水冷却的核心设备。为实现对冷却塔运行状态的精准管理，本方案构建基于4G物联网与自动化控制的“冷却塔智能监控系统”，通过传感采集、数据分析、智能调控等手段，对冷却塔温差效率、风机运行状态、水位、水质、风速及振动等进行全方位监控与预警，确保冷却效率最优、设备安全、运行稳定、能耗最小。
火力发电厂冷却塔是机组余热散发与循环水冷却的核心设备。为实现对冷却塔运行状态的精准管理，本方案构建基于4G物联网与自动化控制的“冷却塔智能监控系统”，通过传感采集、数据分析、智能调控等手段，对冷却塔温差效率、风机运行状态、水位、水质、风速及振动等进行全方位监控与预警，确保冷却效率最优、设备安全、运行稳定、能耗最小。
二、监测目标
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实时监测冷却塔进出水温差、风机运行、塔体振动、补水水位
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实现风机启停、电机控制、喷淋泵联动等智能自动化调度
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监测风速、湿度、环境温度，评估环境对冷却效率影响
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实时掌控水质参数如浊度、电导率、pH、防垢剂投加状态
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构建异常预警机制与能效分析体系
三、需求分析
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类型
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具体需求描述
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数据采集
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高频率采集温度、风速、水位、风机状态、振动、水质等
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自动控制
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风机喷淋泵联动启停控制、风量调节、负荷调度
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通信方式
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采用4G无线或工业以太网远传至云平台或中控系统
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远程运维
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运维人员通过PC端/移动端查看数据、接收报警
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效率分析
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分析冷却效率、水温差、能耗，优化运行参数
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安全预警
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风机异常、振动偏大、水位过高/过低、温差异常预警
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四、监测方法
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采用工业级传感器布设于冷却塔进出口、风机、塔体结构等关键点
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多通道PLC采集模拟量/开关量，通过4G DTU上传平台
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控制器联动喷淋泵、风机，按参数设定自动调节
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云平台/SCADA系统数据存储、分析、报警、远程控制
五、应用原理
利用物联网感知+边缘计算+远程通讯技术，冷却塔智能监控系统通过对各关键运行参数的实时采集、联动判断与逻辑分析，驱动设备启停与调节。同时系统可与DCS、EMS系统集成，实现热力发电厂的整体能效管理协同。
利用物联网感知+边缘计算+远程通讯技术，冷却塔智能监控系统通过对各关键运行参数的实时采集、联动判断与逻辑分析，驱动设备启停与调节。同时系统可与DCS、EMS系统集成，实现热力发电厂的整体能效管理协同。
六、功能特点
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支持多种传感器同时接入，统一数据管理
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风机启停控制可设定手动/自动模式切换
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远程查看、控制、报警，手机微信小程序联动告警
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模块化设计，适应各种塔型（自然通风/机械通风）
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可选视频监控、红外热成像识别异常区域
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支持历史数据追溯、能耗统计报表输出
七、硬件清单（主要）
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设备名称
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功能说明
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温度传感器
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冷却塔进出口水温实时监测
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风速传感器
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监测环境风速变化对冷却塔性能影响
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振动传感器
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风机、减速箱、结构件异常振动检测
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液位传感器
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补水水池水位监测，防止干转或溢流
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电机状态模块
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风机运行电流、电压、温度等监测
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水质传感器组
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包括电导率、pH、浊度、硬度等监测模块
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PLC控制器
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实现现场联动控制逻辑
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4G无线主机/DTU
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数据上传云平台，实现远程可视化
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智能电控箱
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包含空气开关、继电器、接触器等控制元件
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八、硬件参数（示例）
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设备
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量程
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精度
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水温传感器
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-20～120℃
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±0.2℃
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风速传感器
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0～60m/s
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±0.3m/s
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液位传感器
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0～5m（水位）
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±0.25% F.S.
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振动传感器
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0～50mm/s（速度）
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±0.5mm/s
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pH传感器
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0～14
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±0.05
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电导率传感器
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0～2000μS/cm
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±1% F.S.
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九、方案实现
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前期调研与塔体结构分析：确认布设点位和设备安装方式
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设备安装与布线：各类传感器、PLC与无线通讯设备就位
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平台接入：系统通过4G联网接入SCADA或云平台，初始化调试
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控制逻辑设置：设定温差阈值、水位上下限、风机启停逻辑等
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联调试运行：实际运行中根据现场调整报警参数与控制策略
十、数据分析
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温差运行趋势分析与冷却效率评估
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风机运行时间、电耗与负荷关系分析
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水位波动与补水泵启动频率统计
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水质指标与冷却塔结垢、腐蚀的关联分析
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运维记录报表自动生成与故障诊断报告输出
十一、预警与决策支持
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类型
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条件示例
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措施建议
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风机异常
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振动>预设阈值或电机温升>90℃
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停机检查、启动备用风机
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冷却效率低
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温差<5℃，并持续超过10分钟
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增加风量、检查水喷淋分布
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水位异常
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水位<20cm或>95cm
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自动补水/停泵
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水质报警
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pH<6或>8、电导率超标
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启动加药泵、调整药剂浓度
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十二、方案优点
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远程监控，无需常驻现场，支持分布式多塔管理
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智能控制，通过算法实现温差自动调节风机功率
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节能降耗，实现风机、电泵按需运行，减少能耗
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设备寿命延长，故障提前预警，减少大修率
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云端数据，支持远程平台接入、微信联动告警
十三、应用领域
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火力发电厂冷却塔系统
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大型工业园区集中供冷/供热系统
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石化、冶金等需循环冷却水场景
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市政集中制冷冷却塔群控
十四、效益分析
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类型
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效益内容
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节能效益
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风机按需运行，平均节电10%~25%
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运维效益
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故障远程预警减少巡检人工，设备维护成本下降20%
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环保效益
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控制水质投药量，防止过度排放，减少环境污染
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经济效益
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提高发电效率，降低运行成本，提升发电企业利润空间
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十五、国标规范
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GB/T 50050-2017 《工业循环冷却水设计规范》
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DL/T 5145-2012 《火电厂热力设备运行规程》
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GB/T 28819-2012 《工业水系统智能控制规范》
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HJ/T 91-2002 《循环冷却水水质监测技术规范》
十六、参考文献
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《火电厂冷却塔运行管理手册》，中国电力出版社
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《智能电厂信息化系统技术研究》，电力科学技术期刊
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《冷却塔能效监测分析方法》，中国电机工程学会资料
十七、案例分享
华能某电厂冷却塔智能化改造项目
通过部署多点水温监测、风速联动调控、PLC远程控制系统，实现全年平均温差提升1.8℃，风机节电约15%，在线检测减少人工巡检成本超35万元，成为集团内冷却塔智慧化运行典范工程。
华能某电厂冷却塔智能化改造项目
通过部署多点水温监测、风速联动调控、PLC远程控制系统，实现全年平均温差提升1.8℃，风机节电约15%，在线检测减少人工巡检成本超35万元，成为集团内冷却塔智慧化运行典范工程。
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