冷却塔热力性能测试分析软件开发的研究

1、冷却塔热力性能测试分析软件开发的研究中国航空工业规划设计研究院孟凡兵哈尔滨建筑大学方修睦摘要分析了冷却塔测试分析现状及其测试的特点,结台在实际测试中所遇到的具体问题,在总结对大型F 业冷却塔测试经验的基础之上.提出r冷却塔测试分析系统软件的设计方案,并进行了软件开发的研究.科J 步编制了具有较强实用价值的冷却塔测试分析软件。一引言随着改革开放后国民经济的高速增长,现代化工业的工J。越来越集中、大型化.生产需要冷却水用量亦卜计巨大=工业用水中,冷韶水占有很大比重.石油、化工、电力、冶金、帆喊等T业企业中,小州昭逢的水占泣用水量的比例人数如下表:丁业用途(%。门冷却水锅炉房冼涤水空惺水其他电力旦旦

2、1工业生产中采用循环冷击_=水供水方式的增加,使得太、中型工业冷却塔也逐年成倍增加。我国现有几1。万台工业冷却塔在运行,每年还有许多数千吨的新型工业冷却塔投入运行。无论是新型冷茄塔皓研究、开发、投运、调试,还是已运行的冷却塔的人修、改造、运行和监督,均需进行大量的冷却塔删试工作。冷却塔的测试分析及评价工作,不仅仅关系到冷却塔本身的冷却能力是否符合要求的问题,而且关系到工业生产能再正常进行的问题。因此,冷塔的考梭测试分析工作有着极其重要的意义:二冷却塔涮试分析现状以往,我国各工业部门及电力系统,赊对个别冷却塔考核试验或性能试验外,对绝夫多数的冷却塔在投入运行以后不进行考核试验或性能试验。冷却塔的

3、设计能百满足生产需要和冷却塔的运行效果能否达到设汗要求,主要靠运行实践中的观察来判断,不能进行确切的定量分析。近年来,冷却塔技术迅速发展,新的设计计算理论,新型淋水填料及配水装置等相继推广应用于冷却塔的设计中,随着生产管理水平的不断提高,对安全、经济运行的要求也越来越高。为了不断总结设计经验#为工厂的安全经济运行创造条件,有关部门对冷却塔的考核试验和性能试验作了具体规定。从整体上看,往测试数据的整理、计算、分析等方面,目前仍旧采用查图、列表等手工计算方式,工作效率低下,可靠性差,冷却塔测试工作任务非常繁大,获取的第一手数据资料如不能及时验证其可靠性.往往“现测试数据无法应用,从而无法得出正确的

4、测试结论,此种事故在国内屡见不鲜。为解决数据量大.分析与测定不同步的问题.国内有些单位曾编制过一些计算程序,但这些程序不能广泛适用于不同类型、型号各异昀各种冷却塔.计算对只能针对某个冷却塔进行编程.存在着极大的不便,并且严重影响着测试工作效率,目前.国内在冷却塔的测试领域尚未育一完整的冷却塔测试分析软件.因此,开发一种强有力的测试分析计算机软件有着十分重要的意义。针对这一问题本文作者作了冷却塔测试分析软件(LQT开发的研究。三测试分析系统软件的设计方案1一体化测试分析方案提出目前,由于冷却塔测试、计算、分析的手段落后.加上冷却塔测试数据量太大,冷却塔测试分析工作难往分为两步进行:第一步,现场采

5、集数据。由于无法受时对测试的数据进行可靠眭验证,再加上测试现场的复杂性和测试中各种随机因素的影响,数据采集存在一定的盲目性;第二步,后期数据处理分析。采用通常的数据处理分析方法时,不可避免的会带有计算中的误差,在后期数据处理中,一旦发现测试数据错误、数据短缺或数据丢失,只能重新测试,这必将大量人力、物力和财力的浪费。这种分两步走的测试分析方式存在着种种不利之处,鉴于以上问题的存在,本文作者提出了冷却塔一体化测试分析的方案,即:把数据采集、数据可靠性验证和数据的处理分析,在冷却塔所属单位的监督下.庄试验现场一次性完成测试分析工作。州能,借助于相应的冷击=塔测试分析软件(LQT系统,从而使一体化测

6、试分析方案得以实现。2铡试分析系统的设计思想533综合考虑在冷却塔测试中的具体问题咀及测试参数的特点,本文作者将测试分析系统LQT J的设计思想确定为“简明易用,准确快捷的一体化测试分析软件”=“简明易用”.体现_在系统应具备友好的用户界面,界面形式符合常规的用户操作习|贳,目各项功能哦确不致于或尽量避免用户产生歧义和误操作,为用户提供最大的方便。“准确快捷”.体现在对用户编辑时的错误输入的提示和对有效数据的合理筛选,提供准确肯教的可靠结果,在算浩上具备较高运算速度,减小误差和不必要的延误=正如前面文内容所述.“一体化测试分析”目的在于改变以往测试与分析两步走的现状,实现数据采集,数据可靠性检

7、验及处理分析.在试验现场一次性完成测试分析T作。四设计目标l拥有全新的Windows图形用户界面(GUI本立:作者以wIND0ws操作系统作为为平台.借且I于二32位敝牟的VISUALBASIC这优秀n。讹I匕编程丁具.开发具有标准WINDOWS图形界面(GUI风洛的冷却塔测试分析系统(LQT系统。与周尸开始使用本系统时.无需翻逋一篇又一篇的帮助说明书.用户只要曾经使用过其它任何一种WINDOWS环境下的软件.就可以操作自如地使用本测试分析系统软件=2具有方便的菜单管理与形象的工具条控制本测试分折系统的主窗VI控制台面上设有管理方便的标准WINDOWS菜单系统,从而使得复杂的系统得丑了集中控制

8、。另外.每个菜单均设有访问热键,用户即可以通过鼠标操作,也可吼通过键盘操作。形象而又生动的工具条控制图形按扭使得率系统更具特色。工具条上画有示意|生图标或符号,形象地说明了按扭用途.用户可咀通过图形按扭来完成大部,卜工作.从而使得操作变得轻铪、容易、而叉直现、形象。3实现全动志的参数编辑冷却塔的测试工作是一项繁杂的工作,其中主要的一项工作是数据的采集和分类.在实际测试工作甲我们发现,测试参数存在如下特点:(1分散性在冷却塔测试中的参数包括压力、温度、风速、流量等并项诸多参数,每项各自采用相应的仪表,;4试项目非常繁多.位置极为分散,尤其对于大中型冷却塔.体积非常庞大,各个参数按测试的要求不可能

9、实现集中于一处进行布点和采集,因此具有分散性。(2不确定性冷却塔是为生产服务的.根据不同的生产需要,冷却塔的大小是不同的。在测试工作中,需根据冷却塔的大小来确定布点数。因此对于不同类型的冷却塔,布点数是不确定的。同时在测量阀一类型冷却塔时.测量的工况数和每个工况的吾个参数的测量次数也是刁:确定的。以往的大部分计算程序,数据的输八工作是一个很繁重的工作.为创建一个数据文件,用户往往需要先作一番复杂的准备工作.输入数据时必须遵守一定的规程,可能还望对数据的正确|生担负相当的责任如果数据输入过程出现了疏忽,或者日后对数据进行调整,通常是要做好充分准备,对于一些具有复杂关联|生的系统.如果一部分新数据

10、要从中问插入,可能导致丈范围的影响,以至于各个数据文件不得不重新构造t练台考虑测试参数的特点及计算处理过程。车测试分析系统采取全动态编辑模式a本测试分析系统将这部分责任承担于自身。程序对参数的编辑无顺序要求,用户可以任意顺序修改或添加测试参数.根据不同类型、不同太小的冷却塔,可任意改变参数测试的布点数的测量次数,所有的管理、维护工怍及相关调态均由程序自动完成,实现了真正的全动态编辑方式,极大的方便丁用户。本系统的全动态性还表现在,用户可以对输入的参数随时修改,随时计算,因为参数是以模块形式m划分.因此相互之间具有相互独立性,从而使修改的顺序没有前后之分,使得测试工作肯在使用本系统时具有很大的自

11、由度。4具备数据检验、自动报警功能夸冷却塔测试工作者更加头疼的难点之一是:虫u何迅速检测测得的数据准确可靠。由于冷却塔的测试工作是一项非常繁杂的工作,在测试中存在着种种随机因素的影响,与此同时,需要测试的数据又非常繁多,在这种情况下很难保证所测数据的可靠性.非常有必要或急需建立一套快捷方便的数据检验测系统。本冷却塔测试分析系统中实现数据检验自动报警器。系统可咀挟速而又精确地对所测得的数据进行热平衡误差分析.及时地向测试工作者提供数据的可靠性信息,从而使得测试工作达到事半功倍的功效a 5数据报表的生成和直观的图形数据当LQT系统完成数据处理之后,会自动地将凌乱的数据汇总成数据报表,使用户自够方使

12、的查I蛳每个数据的精确值。此外系统设柏一个“历史记录”项.每当处理完一组数据存盘后,系统会自动的j等其载八“历史记录”中,使用户日后能够直洵。534系统除了能够实现自动报表外.还设育折线和柱形数据的图形表示形式。图形数据不但具有直弧、圳J+等特点,而且还便于对数据的分析和比较。6动画模拟功能本文作者把可视化技术引如到本系统中.运用动画技术.把冷却塔系统抽象出来,蛆动画形式.将肆形象地描述在计算机窗口上;通过画面,水和空气的循环一目丁然,币同的水温以不同的颜色表示出来。用户可以通过画面上的按扭开关,随时查看每个设备的名称,以及查看冷却塔的各个运行参数。7容错能力系统应具有较强的容错能力。用户在编

13、辑过程中随时对各种操作进行合法|生和可行性检测.这些榆删不坟发生于动作开始之前.也同样存在于操作进行之中,一旦发现错误.一Z割对其进行处理。程序始终对表统的整体性与正确性进行维护.对币同摸式下的吾种操作进行可行性判盱.币可实现的操作去破预先排除。五系统框架本测试舟析系统可眦粗略划分为心大主要功能:参数动态编辑与智能维护分析系统的用户集成环境数据可靠性抒析报警数据查询与动画显示系统的构成框图如图I所示:图】系统构成框图六LQT的系统结构LQT的535系统的编辑模块主要包括:环境参数、进塔空气干、温球温度、出塔空气干、湿球温度、空气量、进出塔水温、冷却水量等等.各个模块即分散又集中,分散性表现在它

14、41"1面1咀各自独立地进行全动态编辑,集中性表现在可以统一对这些分散模块的参数加毗集中管理。这样就使得用户在运行系统时能够更加得心成手.同时也便于整个系统的自身安全运用的维护。不至于使整个系统轻易误八瘫痪状态。七LQT运行流程LQT的系统运行流程如图3示,用户通过用高层管理的文件系统和塔型管理系统确定好所;则7争塔技工况后,即可开始测试参数的全动态编辑。在用户测试数据时无需去查看丰测试分析系统中所约定测试参数的数量,吲为系统本身是全动态编辑.对测试参数没有特殊布点和数量约定。因此用户拥有极大的测试目由度。用户编辑好自己的测试参数之后.便可通过高层管理中的的运行管理系统.对用户所编辑

15、的制始数据进行可靠性捡测.检验中,一fl发现该组测试数据不准确.系统将自动产生i警,提示用声测试的数制超i JJ规定误差范嗣。产生报警时.用户贬町咀忽略不计继续运行.进一步检查运算结果:也可以对参数进JG"iq-;炙编辑,查找误输或测试不准确参数.修改后可再次除测运行。系统的这一选择功能健用F更具主动扳.以小至于受机器的限制。当系统运行完毕,系统蒋自动起动模拟系统,显示冷却塔动画模拟流程和数据查询图.通过模拟图.用户可方便地查看冷却塔的各部分参数段运行效果等各项参数。此外.用户可咀高层管理来查看结果报表,图形数据,历史记录等等历羽罔霸燃然熟l蕊输出管理划交互鬟l J /,fill、l

16、 盏掘表模堤群/厂l 图形数据廖|曩|l 环境参数毒上麓动画模于cc 。H浪分打印输出参析数蛄压宅记录空气参数余/编果温度参数旆:l 交互霾I 镀豹I 下糜么翻&图3LQT的系统运行流程八系统的控制管理系统启动后,呈现在用户眼前的是LQT系统的控制主屏,如下图4示。控制主屏中包括主菜单系统,工具栏和冷却塔流程模拟示图。1菜单控制系统菜单的划分主要是根据系统中不同的功能而划分,它们之间即互相独立又统一,是一个有机的整体控制机构。每个主菜单项都设有挟捷键,用户除可以用鼠标操作外,还可以运用键盘操作。主菜单各项之间存在着内在约束机制,当系统不九许用户或用户不应该对某项菜单操作时,系统会自动将

17、被约制菜单项变灰,有时当用户用鼠标单击被约制菜单时.系统会发出“嘟、嘟”亩给以警示。这体现丁系统的自我维护功能.以防止用户误操作.从而导致系统出错或使系统陷于瘫痪:从图中可咀看到主控菜单系统包含了九项.分别为:文件、编辑、专家访谈、塔型选择、测试参数、设计参数、故障查询、结果打印和帮助。536图4LQT系统的控制主屏2工具条控制工具条的设置是本测试分析系统的特色之一,它生动、活泼而又形象的外观用户赏心悦目.它直现方便使用户对系统操作自如,下面为工具栏的各项功能.如图5所示:17i0图标注释l1、新建立档5、退出系统9、测试参数凡口13,数据报表17、控制主屏模拟1:圈I2、打开文件6、塔型选择10、进行运算14、线性图形数据18、关闭幢拟流程圈I3、存盘i,设计参数¨,功画摸拟开始15,拄彤图形数据l4、直找文件8、测试时间I2、功画模拟结柬16、所史记录图5工具条九应用范屠LQT系统主要适用于大、中、,J、型工业通风冷却塔的热力性能测试分析任务。LQT系统的整个框架是为各种类型工业玲却塔而设计,具有较强的可扩展性。随着今后皈本的升级,本系统将能适台任何类型的冷却塔测试分析。十总结LQT系统是用于冷却塔测试分析的实用软土,目前开发程度可班完成机械式通风冷帮塔(包括横流塔和逆流型塔的热力性能测试分析任务。系统采用了全动态