凝汽器全自動膠球清洗裝置自動檢測膠球計(jì)數(shù)的實(shí)現(xiàn)及操作流程

    凝汽器全自動膠球清洗裝置自動檢測膠球計(jì)數(shù)的實(shí)現(xiàn)及操作流程。針對凝汽器結(jié)垢進(jìn)行膠球清洗過程中容易丟球、毀球?qū)е履z球數(shù)量不足問題,研制一種能自動檢測膠球數(shù)量的監(jiān)測裝置。裝置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),提高了檢測的精確度;將原多循環(huán)改為單循環(huán)操作,節(jié)省了復(fù)雜的計(jì)算過程。多次試驗(yàn)表明,該裝置具有很好的實(shí)時(shí)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)電廠對凝汽器結(jié)垢主要采用周期性膠球清洗進(jìn)行處理。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(見圖1)。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),實(shí)現(xiàn)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。
     凝汽器全自動膠球清洗裝置系統(tǒng)清潔效果能否達(dá)到佳,依賴于膠球個(gè)數(shù)是否足量。膠球清洗裝置清洗過程中膠球的堵塞丟球直接影響清潔程度及換熱效果。
     目前,國內(nèi)電廠大都采用定期人工檢查判斷是否需要加球或換球,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,增加運(yùn)行人員勞動強(qiáng)度。
圖1監(jiān)測系統(tǒng)安裝位置示意圖
     針對凝汽器全自動膠球清洗裝置系統(tǒng)膠球回收率低、回收膠球數(shù)量檢測困難等問題,國外已有研究機(jī)構(gòu)對此進(jìn)行了研究。2003年,德國研發(fā)了利用光纖傳感器對膠球進(jìn)行計(jì)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)部清洗程度的凝汽器全自動膠球清洗裝置效果監(jiān)測器。2005年,日本公司對原膠球清洗裝置系統(tǒng)進(jìn)行了一系列的內(nèi)部改造,研制出新型膠球清洗裝置系統(tǒng),膠球回收率雖然能達(dá)到99%,但存在自動檢測膠球數(shù)量精度不高等問題。2個(gè)公司的產(chǎn)品在我國都是按整套膠球清洗裝置系統(tǒng)售賣,價(jià)格昂貴。
     為此,開發(fā)了一種無需更換原膠球清洗裝置系統(tǒng),可直接附加在原設(shè)備上的膠球回收自動監(jiān)測系統(tǒng)(如圖1所示)。
     系統(tǒng)可自動監(jiān)測回收膠球的數(shù)量,運(yùn)行人員根據(jù)檢測結(jié)果適時(shí)添加或更換膠球,保證膠球的數(shù)量及質(zhì)量,達(dá)到佳的清洗效果。
1膠球回收自動監(jiān)測系統(tǒng)硬件配置
     膠球回收自動監(jiān)測系統(tǒng)的硬件配置主要有3個(gè)部分組成。①數(shù)據(jù)采集裝置。由一段方管兩端焊法蘭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,監(jiān)測管道內(nèi)通過的膠球,記錄其個(gè)數(shù)。②數(shù)據(jù)顯示裝置。檢測探頭監(jiān)測到管道內(nèi)通過的膠球數(shù)量通過光纖傳送給計(jì)數(shù)器直觀顯示出膠球數(shù)量。③收球室。在膠球泵入口端增加1臺膠球泵,其作用是新增的收球室與原有收球室相配合,使膠球清洗裝置系統(tǒng)內(nèi)膠球在檢測時(shí)間段只進(jìn)行1個(gè)周期運(yùn)行,以保證不重復(fù)計(jì)數(shù)。
2膠球計(jì)數(shù)的實(shí)現(xiàn)
     凝汽器全自動膠球清洗裝置采用對照式光纖傳感器,無膠球通過時(shí),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,發(fā)出1個(gè)脈沖信號。該脈沖信號傳輸?shù)斤@示裝置增加檢測膠球數(shù),如圖2所示。
圖2監(jiān)測系統(tǒng)硬件配置示意圖
     膠球回收自動監(jiān)測系統(tǒng)與國外同類設(shè)備的區(qū)別是將國外的單組測點(diǎn)改為多組測點(diǎn)(見圖2)。
     國外同類設(shè)備是在凝汽器全自動膠球清洗裝置系統(tǒng)中,膠球所經(jīng)過的管道中間安裝1個(gè)檢測探頭,然后經(jīng)過長達(dá)幾小時(shí)的檢測,將所檢測到膠球的個(gè)數(shù)根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論進(jìn)行分析計(jì)算得到一個(gè)平均值送給顯示儀表供電廠運(yùn)行人員參考。這樣給出的膠球個(gè)數(shù)不準(zhǔn)確。因膠球有一定重量,雖然有一定的浮力,但在管道中間由水帶動移動的過程中仍呈不均勻分布(管道底部通過的膠球遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于上部通過的膠球),導(dǎo)致結(jié)果有相當(dāng)大的誤差。
     膠球回收自動監(jiān)測系統(tǒng)在吸收國外同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)際情況將原來的1組檢測探頭增加為4組探頭(按設(shè)定好的距離安裝),封住了膠球通過的管道整個(gè)橫截面,使膠球無論在什么位置通過均可保證被監(jiān)測到。實(shí)際測試中假設(shè)膠球清洗裝置系統(tǒng)管道中水流的速度為3m/s,監(jiān)測膠球的頻率大不超過150次/s(遠(yuǎn)大于實(shí)際水流的速度),系統(tǒng)檢測探頭采用HPX系列光纖光電感應(yīng)器。光纖放大器為HPX-T1型,光纖為FT8-310型。顯示儀表為HB智能雙數(shù)顯計(jì)測器。2種設(shè)備的檢測及顯示速度均遠(yuǎn)大于水流速度,不會出現(xiàn)丟、漏球現(xiàn)象,保證了檢測的精度。為了保證在檢測過程中不重復(fù)計(jì)數(shù),在膠球清洗裝置系統(tǒng)中增加1臺收球室,可以控制在檢測過程中膠球只進(jìn)行1次循環(huán),達(dá)到不重復(fù)計(jì)數(shù)的目的。
3操作流程
     凝汽器全自動膠球清洗裝置系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),原收球室與新增加的收球室均處在開啟狀態(tài)。需要進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)將顯示儀表加電預(yù)熱,原收球室關(guān)閉(將膠球回收到收球室)。經(jīng)過約40min(現(xiàn)場操作規(guī)定),膠球清洗裝置系統(tǒng)中的膠球全部收到收球室。關(guān)閉新增加的收球室(保證膠球只運(yùn)行1個(gè)循環(huán)周期),適當(dāng)開啟原收球室(控制膠球單位時(shí)間內(nèi)少量均勻排出)。經(jīng)過約40min(現(xiàn)場操作規(guī)定),膠球全部回收到新收球室,讀取顯示儀表上的記錄即為膠球清洗裝置系統(tǒng)中的膠球個(gè)數(shù)。
     在電廠實(shí)際監(jiān)測中,對300個(gè)樣本球進(jìn)行多次監(jiān)測,結(jié)果證明膠球監(jiān)測系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確顯示回收膠球的數(shù)量(準(zhǔn)確率大于99.5%)。
     凝汽器清洗膠球回收自動監(jiān)測系統(tǒng)的投入提高了發(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。