一种用于蒸发冷却设备的运维管理系统

技术领域

本发明涉及蒸发冷却技术领域，具体为一种用于蒸发冷却设备的运维管理系统。

背景技术

蒸发冷却器是以水作为冷却介质的冷却器与冷却塔的组合式换热器，蒸发冷却器把冷却器和冷却塔组合为一体，被冷却的工艺流体在管内流动，水和空气同时在管外流动，管内流体的热量通过管外的水传给空气，达到冷却的目的，空气从蒸发冷却器下部的四周被吸入，从水平布置的传热管束间隙中通过，冷却水用循环水泵从蓄水池吸入并喷淋到填料层上，其中一部分水蒸发，剩余的水汇集到蓄水池中，与补给水一起供循环使用。

在蒸发冷却设备的维护过程中，由于设备蒸发冷却设备的内部运作情况难以直接进行观察，维护人员很难及时发现蒸发冷却设备中存在的问题，致使维护人员的巡检效率较为低下，同时，无论是冷却水的水质管理或是填料层的维护，都需要维护人员参与日常巡检以发现问题，难免存在维护人员主观意识疏忽的情况，直接导致蒸发冷却设备发生故障而停机，影响蒸发冷却设备的正常运行并增加了蒸发冷却设备的维护成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于蒸发冷却设备的运维管理系统，以解决上述背景技术提出的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于蒸发冷却设备的运维管理系统，包括水检模块、填料层分析模块、维护计划模块、数据库和维护终端；

水检模块用于对蒸发冷却设备对应冷却水的水质进行分析，对蒸发设备对应蓄水池中的冷却水进行采样得到冷却水样品，通过酸碱传感器对冷却水样品的酸碱值进行采集，将冷却水样品的酸碱值与预设的酸碱值区间进行匹配，若冷却水样品的酸碱值不属于预设的酸碱值区间，则将蒸发冷却设备对应蓄水池中冷却水的酸碱状态标记为二级酸碱状态，生成水质预警信号，反之则将蒸发冷设备对应蓄水池中冷却水的酸碱状态标记为一级酸碱状态，并对冷却水样品进一步分析得到冷却水样品的水净值，将冷却水样品的水净值与预设的水净值阈值进行对比，若冷却水样品的水净值大于预设的水净值阈值，则判定蒸发冷却设备对应蓄水池中的冷却水标记为污染水，生成水质预警信号，反之则判定蒸发冷却设备对应蓄水池中的冷却水标记为洁净水，生成冷却水的抽检信息；

填料层分析模块包括喷洒系统检测单元和填料层检测单元，将填料层接近雾化喷嘴的表面和填料层接近蓄水池的表面分别记为第一填料面和第二填料面，喷洒系统检测单元用于对第一填料面进行分析得到蒸发冷却设备对应喷洒系统的喷洒匀度，对填料层表面布设若干温测点，通过红外测温仪测量温测点对应的温度，将温测点与预设的温度阈值进行对比，根据对比结果将温测点标记为热点或冷点，将相邻的热点进行连接得到干燥面积，将相邻的冷点进行连接得到积水面积，进一步分析得到喷洒匀度，基于喷洒匀度生成喷洒均匀信号或喷洒非匀信号，填料层检测单元用于对填料层的冷却效果进行分析得到蒸发冷却设备对应填料层的冷效值，按照第一填料面的检测点布设方式对第二填料面布设数量相同的检测点，进一步分析得到蒸发冷却设备对应填料层的冷效值，基于冷效值生成检查信号或保持信号；

维护计划模块用于对水质预警信号、调整信号、喷嘴故障信号和检查信号进行识别，根据识别结果生成相应的维护计划；

数据库用于存储第一填料面的面积、冷却水的抽检信息和填料层的抽检信息；

维护终端用于接收维护计划模块发送的维护计划并进行显示，以及将数据库内存储的冷却水抽检信息和填料层的抽检信息进行显示。

优选地，对蒸发冷却设备对应冷却水的水质进行分析，分析过程如下：

按照设定的采样时刻通过试管对蒸发设备对应蓄水池中的冷却水进行采样得到冷却水样品，通过酸碱值传感器对冷却水样品进行采集得到冷却水样品的酸碱值PH，将冷却水样品的酸碱值与预设的酸碱值区间（ph1,ph2）进行对比，其中，ph1小于ph2，若冷却水样品的酸碱值不属于预设的酸碱值区间，则将蒸发冷却设备对应蓄水池中冷却水的酸碱状态标记为二级酸碱状态，生成水质预警信号，将水质预警信号发送至维护计划模块，若冷却水样品的酸碱值属于预设的酸碱值区间，则将蒸发冷却设备对应蓄水池中冷却水的酸碱状态标记为一级酸碱状态，进一步对冷却水样品进行分析得到冷却水样品的水净值。

优选地，对冷却水样品进行分析，分析过程如下：

按照设定的划分面积将冷却水样品图像划分为上层冷却水样品图像和下层冷却水样品图像，对上层冷却水样品图像中的悬浮物进行特征识别得到上层冷却水样品图像中的悬浮物图像，统计上层冷却水样品图像对应悬浮物图像的面积XFs，对下层冷却水样品图像中的沉淀物进行特征识别得到下层冷却水样品图像中的沉淀物图像，统计下层冷却水样品图像对应沉淀物图像的面积CDs；

将冷却水样品进行过滤后得到过滤样品，通过高清摄像头对过滤样品的图像进行采集得到过滤样品图像，对过滤样品图像布设若干采集点，获取过滤样品图像对应采集点的色彩值，通过求和公式计算过滤样品图像对应采集点的色彩总和值并通过均值计算公式计算得到过滤样品图像的色彩均值

预设色彩值区间为（SC1,SC2），其中，SC1

将冷却水样品的水净值与预设的水净值阈值进行对比，若冷却水样品的水净值大于预设的水净值阈值，则判定蒸发冷却设备对应蓄水池中的冷却水标记为污染水，生成水质预警信号，将水质预警信号发送至维护计划模块，若冷却水样品的水净值小于预设的水净值阈值，则判定蒸发冷却设备对应蓄水池中的冷却水标记为洁净水，采集当前时刻作为冷却水的抽检时刻，将冷却水的抽检时刻、冷却水样品的酸碱值、过滤样品图像的色彩均值和过滤样品的溶解氧值作为冷却水的抽检信息发送至数据库。

优选地，对第一填料面进行分析，分析过程如下：

将填料层接近雾化喷嘴的表面和填料层接近蓄水池的表面分别记为第一填料面和第二填料面，从数据库中获取第一填料面的面积S1，对第一填料面布设若干检测点，通过红外测温仪对检测点进行测量得到检测点对应的温度，将检测点对应的温度分别与预设的第一温度阈值和第二温度阈值进行对比，其中，第一温度阈值小于第二温度阈值，若检测点对应的温度小于预设的第一温度阈值，则将检测点标记为显热点，若检测点对应的温度大于等于预设的第一温度阈值并小于等于预设的第二温度阈值，则将检测点标记为正常点，若检测点对应的温度大于预设的第二温度阈值，则将检测点标记为显冷点；

将相邻的显热点进行连接得到干燥区域，统计干燥区域的面积，获取第一填料面中所有干燥区域的面积并通过求和公式得到总干燥面积GZs，将相邻的显冷点进行连接得到积水区域，统计积水区域的面积，获取第一填料面中所有积水区域的面积并通过求和公式得到总积水面积JSs，根据分析得到蒸发冷却设备对应喷洒系统的喷洒匀度，将蒸发冷却设备对应喷洒系统的喷洒匀度与预设的喷洒匀度阈值进行对比，当蒸发冷却设备对应喷洒系统的喷洒匀度大于预设的喷洒匀度阈值时，生成喷洒非匀信号，当蒸发冷却设备对应喷洒系统的喷洒匀度大于预设的喷洒匀度阈值时，生成喷洒均匀信号；

将喷洒系统的雾化喷嘴依次进行编号，对喷洒非匀信号或喷洒均匀信号进行识别，当识别到喷洒非匀信号时，通过微型流量传感器采集雾化喷嘴在喷嘴检测时长内的喷洒流量，将雾化喷嘴的喷洒流量与预设的喷洒流量进行对比，若雾化喷嘴的喷洒流量小于预设的喷洒流量阈值，则将雾化喷嘴标记为故障喷嘴，生成喷嘴故障信号并获取故障喷嘴的编号，将喷嘴故障信号和故障喷嘴的编号发送至维护计划模块，若雾化喷嘴的喷洒流量大于预设的喷洒流量阈值，将雾化喷嘴标记为正常喷嘴，当所有雾化喷嘴均为正常喷嘴时，生成调整信号，将调整信号发送至维护计划模块。

优选地，对填料层的冷却效果进行分析，分析过程如下：

按照第一填料面的检测点布设方式对第二填料面布设相同数量的检测点，对第一填料面的检测点和第二填料面的检测点进行编号，将第一填料面对应检测点的编号和第二填料面对应检测点的编号相同的两个检测点进行连接得到第一填料面与第二填料面之间相同检测点编号的距离并记为Li，i第一填料面与第二填料面之间相同编号检测点的距离编号，i=1,2,...,n，n的取值范围为正整数；

预设蒸发冷却设备对应蓄水池内的第一液位H1和第二液位H2，H1为蒸发冷却设备对应蓄水池的最高液位，H2为蒸发冷却设备对应蓄水池的最低液位，当蒸发冷却设备对应蓄水池的液位处于第一液位时，采集当前时刻并记为第一液位时刻T1，当蒸发冷却设备对应蓄水池的液位处于第二液位时，采集当前时刻并记为第二液位时刻T2，通过温度传感器对喷洒系统内冷却水的温度和流出涂料层的冷却水对应的温度进行测量得到冷却水的初始温度C1和冷却水的流出温度C2，通过分析得到蒸发冷却设备对应填料层的冷效值LX；

将蒸发冷却设备对应填料层的冷效值与预设的冷效值阈值进行对比，若蒸发冷却设备对应填料层的冷效值小于预设的冷效值阈值，则判定蒸发设备对应填料层的状态为老化状态，生成检查信号，将检查信号发送至维护计划模块，若蒸发冷却设备对应填料层的冷效值大于预设的冷效值阈值，则判定蒸发设备对应填料层的状态为正常状态，生成保持信号，采集当前时刻作为填料层的抽检时刻，将填料层的抽检时刻和蒸发设备对应填料层的状态作为填料层的抽检信息发送至数据库。

优选地，根据识别结果生成相应的维护计划，过程如下：

预设蒸发冷却设备的维护等级为即刻处理级、计划处理级和停机处理级，当识别到水质预警信号时，将维护等级设为即刻处理级，生成维护内容为“水质测试及蓄水池换水”，当识别到调整信号时，将维护等级设为计划处理级，生成维护内容为“调整喷洒系统”，当识别到喷嘴故障信号时，获取故障喷嘴的编号，将维护等级设为计划处理级，生成维护内容为“更换编号为X的雾化喷嘴”，X为故障喷嘴的编号，当识别到检查信号时，将维护等级设为停机处理级，生成维护内容为“清洗或更换填料层”，其中，维护等级的优先级按照从高到低的顺序排序为即刻处理级>计划处理级>停机处理级。

将水质预警信号、调整信号、喷嘴故障信号和检查信号统一称为维护信号，将维护信号、维护内容和维护等级作为维护计划发送至维护人员终端。

本发明的有益效果：

1.本发明通过对冷却水样品的酸碱值对蒸发冷却设备对应蓄水池中冷却水的酸碱状态进行判定，防止冷却水的酸碱值偏高或偏低，对蒸发冷却设备中的金属部件接触造成腐蚀加剧设备的损坏，进一步有效控制冷却水对蒸发冷却设备造成的腐蚀，延长蒸发冷却设备的使用寿命；

2.通过对冷却水样品图像中的悬浮物图像面积和沉淀物图像面积进行统计，快速评估冷却水的污染程度，避免沉淀物和悬浮物的积累会导致雾化喷嘴的堵塞，进一步影响蒸发冷却设备的冷却效率，降低沉淀物和悬浮物导致蒸发冷却设备的维护成本增加的问题；

3.基于第一填料面中的显热点和显冷点判断蒸发冷却设备对应喷洒系统的喷洒匀度，根据喷洒匀度判断喷洒系统对应雾化喷嘴是否出现异常，及时对喷洒系统进行调整或更换雾化喷嘴，从而提高蒸发冷却设备的冷却效果，有益于蒸发冷却设备的正常运行和性能优化；

4.通过蒸发设备对应填料层的冷效值分析填料层的冷却效率是否达到预期，对老化状态的填料层及时进行更换或清洗，保持蒸发冷却设备的正常运行和高效的冷却效果，节约能源和蒸发冷却设备的维护成本，提高蒸发冷却设备的安全性和稳定性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种用于蒸发冷却设备的运维管理系统，包括水检模块、填料层分析模块、维护计划模块、数据库和维护终端。

水检模块用于对蒸发冷却设备对应冷却水的水质进行分析，分析过程如下：

按照设定的采样时刻通过试管对蒸发设备对应蓄水池中的冷却水进行采样得到冷却水样品，通过酸碱值传感器对冷却水样品进行采集得到冷却水样品的酸碱值PH，将冷却水样品的酸碱值与预设的酸碱值区间（ph1,ph2）进行对比，其中，ph1小于ph2，若冷却水样品的酸碱值不属于预设的酸碱值区间，则将蒸发冷却设备对应蓄水池中冷却水的酸碱状态标记为二级酸碱状态，生成水质预警信号，将水质预警信号发送至维护计划模块。

本发明通过对冷却水样品的酸碱值对蒸发冷却设备对应蓄水池中冷却水的酸碱状态进行判定，防止冷却水的酸碱值偏高或偏低，对蒸发冷却设备中的金属部件接触造成腐蚀加剧设备的损坏，进一步有效控制冷却水对蒸发冷却设备造成的腐蚀，延长蒸发冷却设备的使用寿命。

若冷却水样品的酸碱值属于预设的酸碱值区间，则将蒸发冷却设备对应蓄水池中冷却水的酸碱状态标记为一级酸碱状态，按照设定的划分面积将冷却水样品图像划分为上层冷却水样品图像和下层冷却水样品图像，对上层冷却水样品图像中的悬浮物进行特征识别得到上层冷却水样品图像中的悬浮物图像，统计上层冷却水样品图像对应悬浮物图像的面积XFs，对下层冷却水样品图像中的沉淀物进行特征识别得到下层冷却水样品图像中的沉淀物图像，统计下层冷却水样品图像对应沉淀物图像的面积CDs。

本发明通过对冷却水样品图像中的悬浮物图像面积和沉淀物图像面积进行统计，快速评估冷却水的污染程度，避免沉淀物和悬浮物的积累会导致雾化喷嘴的堵塞，进一步影响蒸发冷却设备的冷却效率，降低沉淀物和悬浮物导致蒸发冷却设备的维护成本增加的问题。

将冷却水样品进行过滤后得到过滤样品，通过高清摄像头对过滤样品的图像进行采集得到过滤样品图像，对过滤样品图像布设若干采集点，获取过滤样品图像对应采集点的色彩值，通过求和公式计算过滤样品图像对应采集点的色彩总和值并通过均值计算公式计算得到过滤样品图像的色彩均值

预设色彩值区间为（SC1,SC2），其中，SC1

将冷却水样品的水净值与预设的水净值阈值进行对比，若冷却水样品的水净值大于预设的水净值阈值，则判定蒸发冷却设备对应蓄水池中的冷却水标记为污染水，生成水质预警信号，将水质预警信号发送至维护计划模块，若冷却水样品的水净值小于预设的水净值阈值，则判定蒸发冷却设备对应蓄水池中的冷却水标记为洁净水，采集当前时刻作为冷却水的抽检时刻，将冷却水的抽检时刻、冷却水样品的酸碱值、过滤样品图像的色彩均值和过滤样品的溶解氧值作为冷却水的抽检信息发送至数据库。

本发明通过冷却水样品的水净值将蒸发设备对应蓄水池中的冷却水标记为洁净水或污染水，及时发现冷却水中的污染物或杂质，避免对蒸发冷设备或雾化喷嘴的正常运行产生不利影响，帮助蒸发冷却设备的维护人员进行冷却水的水质管理和维护，延长设备的使用寿命。

填料层分析模块包括喷洒系统检测单元和填料层检测单元，将填料层接近雾化喷嘴的表面和填料层接近蓄水池的表面分别记为第一填料面和第二填料面，喷洒系统检测单元用于对第一填料面进行分析得到蒸发冷却设备对应喷洒系统的喷洒匀度，分析过程如下：

将填料层接近雾化喷嘴的表面和填料层接近蓄水池的表面分别记为第一填料面和第二填料面，从数据库中获取第一填料面的面积S1，对第一填料面布设若干检测点，通过红外测温仪对检测点进行测量得到检测点对应的温度，将检测点对应的温度分别与预设的第一温度阈值和第二温度阈值进行对比，其中，第一温度阈值小于第二温度阈值，若检测点对应的温度小于预设的第一温度阈值，则将检测点标记为显热点，若检测点对应的温度大于等于预设的第一温度阈值并小于等于预设的第二温度阈值，则将检测点标记为正常点，若检测点对应的温度大于预设的第二温度阈值，则将检测点标记为显冷点。

将相邻的显热点进行连接得到干燥区域，统计干燥区域的面积，获取第一填料面中所有干燥区域的面积并通过求和公式得到总干燥面积GZs，将相邻的显冷点进行连接得到积水区域，统计积水区域的面积，获取第一填料面中所有积水区域的面积并通过求和公式得到总积水面积JSs，根据公式PS=(GZs+JSs)/S1计算得到蒸发冷却设备对应喷洒系统的喷洒匀度，将蒸发冷却设备对应喷洒系统的喷洒匀度与预设的喷洒匀度阈值进行对比，当蒸发冷却设备对应喷洒系统的喷洒匀度大于预设的喷洒匀度阈值时，生成喷洒非匀信号，当蒸发冷却设备对应喷洒系统的喷洒匀度大于预设的喷洒匀度阈值时，生成喷洒均匀信号。

将喷洒系统的雾化喷嘴依次进行编号，对喷洒非匀信号或喷洒均匀信号进行识别，当识别到喷洒非匀信号时，通过微型流量传感器采集雾化喷嘴在喷嘴检测时长内的喷洒流量，将雾化喷嘴的喷洒流量与预设的喷洒流量进行对比，若雾化喷嘴的喷洒流量小于预设的喷洒流量阈值，则将雾化喷嘴标记为故障喷嘴，生成喷嘴故障信号并获取故障喷嘴的编号，将喷嘴故障信号和故障喷嘴的编号发送至维护计划模块，若雾化喷嘴的喷洒流量大于预设的喷洒流量阈值，将雾化喷嘴标记为正常喷嘴，当所有雾化喷嘴均为正常喷嘴时，生成调整信号，将调整信号发送至维护计划模块。

本发明基于第一填料面中的显热点和显冷点判断蒸发冷却设备对应喷洒系统的喷洒匀度，根据喷洒匀度判断喷洒系统对应雾化喷嘴是否出现异常，及时对喷洒系统进行调整或更换雾化喷嘴，从而提高蒸发冷却设备的冷却效果，有益于蒸发冷却设备的正常运行和性能优化。

填料层检测单元用于对填料层的冷却效果进行分析得到蒸发冷却设备对应填料层的冷效值，分析过程如下：

按照第一填料面的检测点布设方式对第二填料面布设相同数量的检测点，对第一填料面的检测点和第二填料面的检测点进行编号，将第一填料面对应检测点的编号和第二填料面对应检测点的编号相同的两个检测点进行连接得到第一填料面与第二填料面之间相同检测点编号的距离并记为Li，i第一填料面与第二填料面之间相同编号检测点的距离编号，i=1,2,...,n，n的取值范围为正整数。

预设蒸发冷却设备对应蓄水池内的第一液位H1和第二液位H2，H1为蒸发冷却设备对应蓄水池的最高液位，H2为蒸发冷却设备对应蓄水池的最低液位，当蒸发冷却设备对应蓄水池的液位处于第一液位时，采集当前时刻并记为第一液位时刻T1，当蒸发冷却设备对应蓄水池的液位处于第二液位时，采集当前时刻并记为第二液位时刻T2，通过温度传感器对喷洒系统内冷却水的温度和流出涂料层的冷却水对应的温度进行测量得到冷却水的初始温度C1和冷却水的流出温度C2，通过公式：

计算得到蒸发冷却设备对应填料层的冷效值LX，l为预设的第一填料面与第二填料面之间的初始距离，

将蒸发冷却设备对应填料层的冷效值与预设的冷效值阈值进行对比，若蒸发冷却设备对应填料层的冷效值小于预设的冷效值阈值，则判定蒸发设备对应填料层的状态为老化状态，生成检查信号，将检查信号发送至维护计划模块，若蒸发冷却设备对应填料层的冷效值大于预设的冷效值阈值，则判定蒸发设备对应填料层的状态为正常状态，生成保持信号，采集当前时刻作为填料层的抽检时刻，将填料层的抽检时刻和蒸发设备对应填料层的状态作为填料层的抽检信息发送至数据库。

进一步地，本发明通过蒸发设备对应填料层的冷效值分析填料层的冷却效率是否达到预期，对老化状态的填料层及时进行更换或清洗，保持蒸发冷却设备的正常运行和高效的冷却效果，节约能源和蒸发冷却设备的维护成本，提高蒸发冷却设备的安全性和稳定性。

维护计划模块用于对水质预警信号、调整信号、喷嘴故障信号和检查信号进行识别，根据识别结果生成相应的维护计划，过程如下：

预设蒸发冷却设备的维护等级为即刻处理级、计划处理级和停机处理级，当识别到水质预警信号时，将维护等级设为即刻处理级，生成维护内容为“水质测试及蓄水池换水”，当识别到调整信号时，将维护等级设为计划处理级，生成维护内容为“调整喷洒系统”，当识别到喷嘴故障信号时，获取故障喷嘴的编号，将维护等级设为计划处理级，生成维护内容为“更换编号为X的雾化喷嘴”，X为故障喷嘴的编号，当识别到检查信号时，将维护等级设为停机处理级，生成维护内容为“清洗或更换填料层”，其中，维护等级的优先级按照从高到低的顺序排序为即刻处理级>计划处理级>停机处理级。

将水质预警信号、调整信号、喷嘴故障信号和检查信号统一称为维护信号，将维护信号、维护内容和维护等级作为维护计划发送至维护人员终端。

本发明通过维护信号生成维护计划，使得维护人员能够直观的了解当前蒸发冷却设备中存在的问题以及需要维护的具体内容，避免维护人员浪费大量时间在巡检蒸发冷却设备上，大大加强了维护人员的工作效率。

数据库用于存储第一填料面的面积、冷却水的抽检信息和填料层的抽检信息。

维护终端用于接收维护计划模块发送的维护计划，以及数据库内存储的冷却水抽检信息和填料层的抽检信息。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做种样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。