凝汽器膠球清洗裝置自動檢測裝置的使用說明

      凝汽器膠球清洗裝置自動檢測裝置的使用說明，針對凝汽器結(jié)垢進(jìn)行膠球清洗過程中容易丟球毀球而導(dǎo)致膠球數(shù)量不足問題，研制出一種能夠自動檢測膠球數(shù)量的自動監(jiān)測裝置，它采用對照式光纖傳感器檢測膠球。將國外的單組測點(diǎn)改為多組測點(diǎn)，這樣就大大的提高了檢測的精確度。其次，原來是多循環(huán)采樣，然后再進(jìn)行繁瑣的計算以找出一個平均值，現(xiàn)將這一過程改為單循環(huán)操作，既節(jié)省了不必要的大量復(fù)雜計算，也使得檢測結(jié)果一目了然。多次試驗(yàn)結(jié)果表明，此凝汽器膠球清洗裝置具有非常好的實(shí)時性和精確度。

      在火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行過程中，由于水質(zhì)及溫度等原因凝汽器管內(nèi)壁會結(jié)出不同程度的污垢，影響凝汽器換熱，造成機(jī)組真空降低，增加發(fā)電煤耗。目前，大多數(shù)電廠對凝汽器的結(jié)垢主要是采用周期性膠球清洗的辦法進(jìn)行處理，即膠球清洗。凝汽器周期性膠球清洗裝置是由收球網(wǎng)、膠球輸送泵、裝球室、控制器、膠球及閥門管路等部件組成的(如圖1所示)。它借助高壓水流的作用將大于凝汽器冷卻管內(nèi)徑的清潔膠球擠過冷卻水管，對冷卻水管進(jìn)行反復(fù)擦洗，清洗凝汽器冷卻水管內(nèi)污垢并帶出雜質(zhì)。從而可以實(shí)現(xiàn)保證凝汽器管內(nèi)壁清潔，延長冷卻管使用壽命、保證汽輪機(jī)真空、提高發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益、保障機(jī)組安全運(yùn)行等目的。而凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)清潔效果能否達(dá)到佳，依賴于膠球個數(shù)是否足量。總是存在這樣那樣的原因?qū)е虑逑催^程中膠球的堵塞，出現(xiàn)丟球現(xiàn)象，這都直接影響了清洗程度及換熱效果。

      目前。國內(nèi)電廠中大都采用定期人工檢查的方法判斷是否需要加球或換球，費(fèi)時費(fèi)力，使得運(yùn)行人員勞動強(qiáng)度增加帶來諸多不便。因此，為提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益以及自動化水平，急需開發(fā)回收膠球自動監(jiān)測系統(tǒng)。

圖1 監(jiān)測凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)安裝位置示意圖

      針對凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)膠球回收率低、回收膠球數(shù)量檢測困難等問題，國外已經(jīng)有研究機(jī)構(gòu)對此進(jìn)行了研究：利用光纖傳感器對膠球進(jìn)行計數(shù)的膠球回收自動監(jiān)測器，并開發(fā)了利用水流速度的變化檢測管道內(nèi)部清洗程度的膠球清洗效果監(jiān)測器。膠球清洗系統(tǒng)進(jìn)行了一系列的內(nèi)部機(jī)械改造，研制出的新型膠球清洗系統(tǒng)，膠球回收率雖然基本上達(dá)到了100％，但其存在的問題是自動檢測膠球的數(shù)量精度不高，只能作為參考值。且兩家公司的產(chǎn)品在我國都是按照整套凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)售賣，購價昂貴。

      在于開發(fā)一種無需更換原膠球清洗系統(tǒng)，可以直接附加在原設(shè)備上的膠球回收自動監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示，它可以自動地監(jiān)測回收膠球的數(shù)量，這樣運(yùn)行人員就可以根據(jù)檢測結(jié)果適時地添加或更換膠球，保證膠球的數(shù)量以及質(zhì)量，以期達(dá)到佳的清洗效果。

1膠球回收自動監(jiān)測系統(tǒng)的硬件配置

      膠球回收自動監(jiān)測系統(tǒng)的硬件配置主要由3部分組成。其一，為數(shù)據(jù)采集裝置，由一段方管兩端焊法蘭以便與膠球沖洗管道連接，在方管對應(yīng)兩側(cè)開孔安裝視窗用以安裝檢測探頭。檢測探頭為4組對照式探頭。用以撲捉管道內(nèi)通過的膠球，記錄其個數(shù)。其二，為數(shù)據(jù)顯示裝置，檢測探頭撲捉到的管道內(nèi)通過的膠球數(shù)量通過光纖傳送給計數(shù)器直觀的顯示出膠球數(shù)量。其三，為收球室，在膠球泵的入口端加一膠球泵，其作用就是此新加的收球室與原有的收球室相配合，使膠球清洗系統(tǒng)內(nèi)膠球在檢測時間段內(nèi)只進(jìn)行一個周期的運(yùn)行以保證不重復(fù)計數(shù)。

2膠球計數(shù)的實(shí)現(xiàn)

      凝汽器膠球清洗裝置采用對照式光纖傳感器，無膠球通過時，光纖傳感器的入射端發(fā)出的光線能夠被接收端接收，如果有膠球通過，光線被遮擋，接收端接收不到光線信號，即發(fā)出1個脈沖信號，該脈沖波信號傳輸?shù)斤@示裝置增加檢測膠球數(shù)，如圖2所示。

      該膠球的回收自動監(jiān)測系統(tǒng)與國外同類設(shè)備的重要區(qū)別在于先將國外的單組測點(diǎn)改為多組測點(diǎn)(如圖2所示)。國外同類設(shè)備是在凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)中膠球所經(jīng)過的管道中間安裝一個檢測探頭，然后經(jīng)過長達(dá)幾個小時的檢測，將所檢測到的膠球的個數(shù)根據(jù)統(tǒng)計學(xué)的理論進(jìn)行分析計算得到一個平均值送給顯示儀表供電廠運(yùn)行人員參考。這樣給出的膠球的個數(shù)是不準(zhǔn)確的。

      因?yàn)槟z球是有一定重量的，雖然它有一定的浮力，但在管道中間由水帶動移動的過程中仍然呈不均勻分布(管道底部通過的膠球遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于上部通過的膠球)，所以雖然統(tǒng)計學(xué)的理論是沒有問題的，但由于實(shí)際情況比較復(fù)雜，終導(dǎo)致給出的結(jié)果還是有相當(dāng)大的誤差。該膠球回收自動監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測裝置吸取了國外同類設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上考慮到實(shí)際情況的復(fù)雜性對設(shè)備進(jìn)行了改造，將原來的一組檢測探頭增加為多組探頭，封住了膠球通過的管道的整個橫截面，使得膠球無論在什么位置通過都可以保證被撲捉到。實(shí)際測試中假設(shè)膠球清洗系統(tǒng)管道中水流的速度為3m／s，換句話說撲捉膠球的頻率大不超過150次／s(遠(yuǎn)大于實(shí)際水流的速度)，該套系統(tǒng)檢測探頭采用光纖光電感應(yīng)器。顯示儀表為智能數(shù)顯計測器。兩種設(shè)備的檢測及顯示速度都遠(yuǎn)大于水流的速度。所以在設(shè)備上保證了不會出現(xiàn)丟漏球的發(fā)生，保證了檢測的精度。其次為了保證在檢測的過程中不重復(fù)計數(shù)，在膠球清洗系統(tǒng)中增加了一臺收球裝置，這樣就可以控制在檢測的過程中膠球只進(jìn)行一個循環(huán)，達(dá)到不重復(fù)計數(shù)的目的。

圖2監(jiān)測系統(tǒng)硬件配置示意圖

3操作流程

      凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)時原收球室新加的收球室都處在開啟狀態(tài)，膠球泵運(yùn)行中。當(dāng)需要進(jìn)行計數(shù)時先將顯示儀表加電預(yù)熱，將原收球室關(guān)閉。經(jīng)過一段時間，此時膠球清洗系統(tǒng)中的膠球全部收到收球室中。關(guān)閉新加的收球裝置，開啟原收球裝置，經(jīng)過一段時間，膠球全部回收到新收球室中，讀取顯示儀表上的記錄即為膠球清洗系統(tǒng)中的膠球個數(shù)。

4結(jié)論與展望

      在電廠實(shí)際的監(jiān)測中，對300個樣本球進(jìn)行多次監(jiān)測。實(shí)驗(yàn)證明，本膠球監(jiān)測系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地判斷并顯示回收膠球的數(shù)量，準(zhǔn)確率大于99．5％，得到了電廠運(yùn)行人員的好評。

      隨著國內(nèi)電廠操作自動化的大幅度提高，技術(shù)改造工作的進(jìn)一步開展，凝汽器清洗膠球回收自動監(jiān)測系統(tǒng)將受到廣泛的關(guān)注和使用，它能明顯地提高發(fā)電機(jī)組的真空，有效地減少汽輪機(jī)排汽損失，降低汽輪機(jī)的汽耗率，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

      由于國內(nèi)一直沒有此類產(chǎn)品，國外進(jìn)121產(chǎn)品價格昂貴，而且國外公司都是成套售賣，造成了極大的資源浪費(fèi)。應(yīng)用本產(chǎn)品時只需作為原膠球清洗系統(tǒng)的附加系統(tǒng)使用，避免了資源浪費(fèi)，大大減少了資金投入。而且降低了運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度。因此，本產(chǎn)品的成功研制填補(bǔ)了國內(nèi)空白，具有很好的市場前景和推廣價值。