凝汽器全自动胶球清洗装置自动检测胶球计数的实现及操作流程

凝汽器全自动胶球清洗装置自动检测胶球计数的实现及操作流程

    凝汽器全自动胶球清洗装置自动检测胶球计数的实现及操作流程。针对凝汽器结垢进行胶球清洗过程中容易丢球、毁球导致胶球数量不足问题,研制一种能自动检测胶球数量的监测装置。装置采用对照式光纤传感器检测胶球,将国外的单组测点改为多组测点,提高了检测的精确度;将原多循环改为单循环操作,节省了复杂的计算过程。多次试验表明,该装置具有很好的实时性和精确度。
     在火力发电厂发电机组正常运行过程中,由于水质及温度等原因凝汽器管内壁会结出不同程度的污垢,影响凝汽器换热,造成机组真空降低,增加发电煤耗。
     目前,大多数电厂对凝汽器结垢主要采用周期性胶球清洗进行处理。凝汽器周期性胶球清洗装置是由收球网、胶球输送泵、装球室、控制器、胶球及阀门管路等部件组成(见图1)。借助高压水流的作用将大于凝汽器冷却管内径的清洁胶球挤过冷却水管,对冷却水管进行反复擦洗,清洗凝汽器冷却水管内污垢并带出杂质,实现凝汽器管内壁清洁、延长冷却管使用寿命、保证汽轮机真空、提高发电厂经济效益、保障机组安全运行等目的。
     凝汽器全自动胶球清洗装置系统清洁效果能否达到佳,依赖于胶球个数是否足量。胶球清洗装置清洗过程中胶球的堵塞丢球直接影响清洁程度及换热效果。
     目前,国内电厂大都采用定期人工检查判断是否需要加球或换球,费时费力,增加运行人员劳动强度。
图1监测系统安装位置示意图
     针对凝汽器全自动胶球清洗装置系统胶球回收率低、回收胶球数量检测困难等问题,国外已有研究机构对此进行了研究。2003年,德国研发了利用光纤传感器对胶球进行计数的胶球回收自动监测器,并开发了利用水流速度的变化检测管道内部清洗程度的凝汽器全自动胶球清洗装置效果监测器。2005年,日本公司对原胶球清洗装置系统进行了一系列的内部改造,研制出新型胶球清洗装置系统,胶球回收率虽然能达到99%,但存在自动检测胶球数量精度不高等问题。2个公司的产品在我国都是按整套胶球清洗装置系统售卖,价格昂贵。
     为此,开发了一种无需更换原胶球清洗装置系统,可直接附加在原设备上的胶球回收自动监测系统(如图1所示)。
     系统可自动监测回收胶球的数量,运行人员根据检测结果适时添加或更换胶球,保证胶球的数量及质量,达到佳的清洗效果。
1胶球回收自动监测系统硬件配置
     胶球回收自动监测系统的硬件配置主要有3个部分组成。①数据采集装置。由一段方管两端焊法兰与胶球冲洗管道连接,在方管对应两侧开孔安装视窗用以安装检测探头。检测探头为4组对照式探头,监测管道内通过的胶球,记录其个数。②数据显示装置。检测探头监测到管道内通过的胶球数量通过光纤传送给计数器直观显示出胶球数量。③收球室。在胶球泵入口端增加1台胶球泵,其作用是新增的收球室与原有收球室相配合,使胶球清洗装置系统内胶球在检测时间段只进行1个周期运行,以保证不重复计数。
2胶球计数的实现
     凝汽器全自动胶球清洗装置采用对照式光纤传感器,无胶球通过时,光纤传感器的入射端发出的光线能够被接收端接收,如果有胶球通过,光线被遮挡,接收端接收不到光线信号,发出1个脉冲信号。该脉冲信号传输到显示装置增加检测胶球数,如图2所示。
图2监测系统硬件配置示意图
     胶球回收自动监测系统与国外同类设备的区别是将国外的单组测点改为多组测点(见图2)。
     国外同类设备是在凝汽器全自动胶球清洗装置系统中,胶球所经过的管道中间安装1个检测探头,然后经过长达几小时的检测,将所检测到胶球的个数根据统计学的理论进行分析计算得到一个平均值送给显示仪表供电厂运行人员参考。这样给出的胶球个数不准确。因胶球有一定重量,虽然有一定的浮力,但在管道中间由水带动移动的过程中仍呈不均匀分布(管道底部通过的胶球远远多于上部通过的胶球),导致结果有相当大的误差。
     胶球回收自动监测系统在吸收国外同类产品的基础上,结合实际情况将原来的1组检测探头增加为4组探头(按设定好的距离安装),封住了胶球通过的管道整个横截面,使胶球无论在什么位置通过均可保证被监测到。实际测试中假设胶球清洗装置系统管道中水流的速度为3m/s,监测胶球的频率大不超过150次/s(远大于实际水流的速度),系统检测探头采用HPX系列光纤光电感应器。光纤放大器为HPX-T1型,光纤为FT8-310型。显示仪表为HB智能双数显计测器。2种设备的检测及显示速度均远大于水流速度,不会出现丢、漏球现象,保证了检测的精度。为了保证在检测过程中不重复计数,在胶球清洗装置系统中增加1台收球室,可以控制在检测过程中胶球只进行1次循环,达到不重复计数的目的。
3操作流程
     凝汽器全自动胶球清洗装置系统正常运行时,原收球室与新增加的收球室均处在开启状态。需要进行计数时将显示仪表加电预热,原收球室关闭(将胶球回收到收球室)。经过约40min(现场操作规定),胶球清洗装置系统中的胶球全部收到收球室。关闭新增加的收球室(保证胶球只运行1个循环周期),适当开启原收球室(控制胶球单位时间内少量均匀排出)。经过约40min(现场操作规定),胶球全部回收到新收球室,读取显示仪表上的记录即为胶球清洗装置系统中的胶球个数。
     在电厂实际监测中,对300个样本球进行多次监测,结果证明胶球监测系统能够快速、准确显示回收胶球的数量(准确率大于99.5%)。
     凝汽器清洗胶球回收自动监测系统的投入提高了发电机组的真空,有效地减少汽轮机排汽损失,降低汽轮机的汽耗率,提高了经济效益。