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凝汽器全自動膠球清洗裝置自動檢測膠球計數的實現及操作流程

2023/10/16 13:06:16 字體:  瀏覽 69

凝汽器全自動膠球清洗裝置自動檢測膠球計數的實現及操作流程

    凝汽器全自動膠球清洗裝置自動檢測膠球計數的實現及操作流程。針對凝汽器結垢進行膠球清洗過程中容易丟球、毀球導致膠球數量不足問題,研制一種能自動檢測膠球數量的監測裝置。裝置采用對照式光纖傳感器檢測膠球,將國外的單組測點改為多組測點,提高了檢測的精確度;將原多循環改為單循環操作,節省了復雜的計算過程。多次試驗表明,該裝置具有很好的實時性和精確度。
     在火力發電廠發電機組正常運行過程中,由于水質及溫度等原因凝汽器管內壁會結出不同程度的污垢,影響凝汽器換熱,造成機組真空降低,增加發電煤耗。
     目前,大多數電廠對凝汽器結垢主要采用周期性膠球清洗進行處理。凝汽器周期性膠球清洗裝置是由收球網、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徑的清潔膠球擠過冷卻水管,對冷卻水管進行反復擦洗,清洗凝汽器冷卻水管內污垢并帶出雜質,實現凝汽器管內壁清潔、延長冷卻管使用壽命、保證汽輪機真空、提高發電廠經濟效益、保障機組安全運行等目的。
    
凝汽器全自動膠球清洗裝置系統清潔效果能否達到佳,依賴于膠球個數是否足量。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,國內電廠大都采用定期人工檢查判斷是否需要加球或換球,費時費力,增加運行人員勞動強度。
圖1監測系統安裝位置示意圖
     針對
凝汽器全自動膠球清洗裝置系統膠球回收率低、回收膠球數量檢測困難等問題,國外已有研究機構對此進行了研究。2003年,德國研發了利用光纖傳感器對膠球進行計數的膠球回收自動監測器,并開發了利用水流速度的變化檢測管道內部清洗程度的凝汽器全自動膠球清洗裝置效果監測器。2005年,日本公司對原膠球清洗裝置系統進行了一系列的內部改造,研制出新型膠球清洗裝置系統,膠球回收率雖然能達到99%,但存在自動檢測膠球數量精度不高等問題。2個公司的產品在我國都是按整套膠球清洗裝置系統售賣,價格昂貴。
     為此,開發了一種無需更換原膠球清洗裝置系統,可直接附加在原設備上的膠球回收自動監測系統(如圖1所示)。
     系統可自動監測回收膠球的數量,運行人員根據檢測結果適時添加或更換膠球,保證膠球的數量及質量,達到佳的清洗效果。
1膠球回收自動監測系統硬件配置
     膠球回收自動監測系統的硬件配置主要有3個部分組成。①數據采集裝置。由一段方管兩端焊法蘭與膠球沖洗管道連接,在方管對應兩側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,監測管道內通過的膠球,記錄其個數。②數據顯示裝置。檢測探頭監測到管道內通過的膠球數量通過光纖傳送給計數器直觀顯示出膠球數量。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內膠球在檢測時間段只進行1個周期運行,以保證不重復計數。
2膠球計數的實現
    
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,光纖傳感器的入射端發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,發出1個脈沖信號。該脈沖信號傳輸到顯示裝置增加檢測膠球數,如圖2所示。
圖2監測系統硬件配置示意圖
     膠球回收自動監測系統與國外同類設備的區別是將國外的單組測點改為多組測點(見圖2)。
     國外同類設備是在
凝汽器全自動膠球清洗裝置系統中,膠球所經過的管道中間安裝1個檢測探頭,然后經過長達幾小時的檢測,將所檢測到膠球的個數根據統計學的理論進行分析計算得到一個平均值送給顯示儀表供電廠運行人員參考。這樣給出的膠球個數不準確。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遠多于上部通過的膠球),導致結果有相當大的誤差。
     膠球回收自動監測系統在吸收國外同類產品的基礎上,結合實際情況將原來的1組檢測探頭增加為4組探頭(按設定好的距離安裝),封住了膠球通過的管道整個橫截面,使膠球無論在什么位置通過均可保證被監測到。實際測試中假設膠球清洗裝置系統管道中水流的速度為3m/s,監測膠球的頻率大不超過150次/s(遠大于實際水流的速度),系統檢測探頭采用HPX系列光纖光電感應器。光纖放大器為HPX-T1型,光纖為FT8-310型。顯示儀表為HB智能雙數顯計測器。2種設備的檢測及顯示速度均遠大于水流速度,不會出現丟、漏球現象,保證了檢測的精度。為了保證在檢測過程中不重復計數,在膠球清洗裝置系統中增加1臺收球室,可以控制在檢測過程中膠球只進行1次循環,達到不重復計數的目的。
3操作流程
    
凝汽器全自動膠球清洗裝置系統正常運行時,原收球室與新增加的收球室均處在開啟狀態。需要進行計數時將顯示儀表加電預熱,原收球室關閉(將膠球回收到收球室)。經過約40min(現場操作規定),膠球清洗裝置系統中的膠球全部收到收球室。關閉新增加的收球室(保證膠球只運行1個循環周期),適當開啟原收球室(控制膠球單位時間內少量均勻排出)。經過約40min(現場操作規定),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中的膠球個數。
     在電廠實際監測中,對300個樣本球進行多次監測,結果證明膠球監測系統能夠快速、準確顯示回收膠球的數量(準確率大于99.5%)。
     凝汽器清洗膠球回收自動監測系統的投入提高了發電機組的真空,有效地減少汽輪機排汽損失,降低汽輪機的汽耗率,提高了經濟效益。

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