凝汽器全自动胶球清洗装置改造方案工作原理及现场要求？

凝汽器全自动胶球清洗装置改造方案工作原理及现场要求？

     凝汽器全自动胶球清洗装置改造方案？通过对火力电厂凝汽器胶球清洗装置系统的自动化改造，采用PLC控制系统的程序分析，阐述PLC在凝汽器胶球清洗系统的性能和优点。
     火力发电厂凝汽式汽轮机在运行中经常会遇到真空逐渐下降的问题，尤其在夏季，凝汽器真空对汽轮机运行的经济性影响较大，如其它条件不变，真空度每变化1%,汽轮机的汽耗率平均变化1%～2%。这不仅使机组能耗上升，影响机组经济性，还会威胁机组安全，严重时还要降低发电负荷。故一般规定：排汽压力升高到0.015MPa时，应降低负荷，排汽压力升高到0.03MPa左右时，应将负荷全部卸完，直至按规定的条件实行故障停机。导致真空下降的主要原因之一是凝汽器铜管内壁的污垢，随着时间的推移逐渐加厚，阻隔了换热。改善方法有停机全面化学清洗或进行凝汽器半面交替清洗、加阻垢剂和胶球清洗等，以提高汽轮机的热效率。
1胶球清洗工作原理及现场要求
     火力电厂凝汽器全自动胶球清洗装置的PLC控制系统可在机组运行过程中不需改变负荷的情况下进行工作，而且有能耗小、效果好、设备简单、操作方便等优点。
     火力电厂凝汽器全自动胶球清洗装置系统如图1所示。密度与水相近的海绵胶球(用天然橡胶或合成树脂制成)装入收装球室后，启动胶球泵可以将胶球用比循环水压力高的水流送入凝汽器水室。胶球直径虽比铜管内径大1～2mm,但因为是多孔柔软的弹性体，很容易被水流带入铜管，并被压缩成卵形。胶球在行进过程中抹去管壁上的污垢，流出管壁时，依靠自身的弹力弹掉表面的污垢，并随循环水流入收装球室，然后被胶球泵重新送入凝汽器。现场既要求保证除垢效果，又要保证收球率，使其不低于90%。
2控制系统软、硬件设计及调试
     (1)选用FX2N-64MR-001PLC为核心组成的火力电厂胶球清洗装置控制系统，改善了以往分离元件控制、系统安全、可靠性差的弱点，在现场实施中图1火力电厂凝汽器胶球清洗系统图
     体现了以下优点：运算器、控制器、存储器3大部件被简化，输入、输出组件功能强。采用了多种用接口，以适应各种工业用途的控制对象。PLC以编程软连接的方式，代替了大量的硬连接电器，从而简化了电路结构，更具有在线修改功能。FX2N-64MR-001具有32个I/O点，可进一步扩充，多可扩至256点。其I/O端的分配情况如图2所示。FX2N-32MR-001在硬件上采用了功能更强大的微处理器，并能增加特殊功能模块或扩展板。此外还采用了隔离、屏蔽等防干扰措施，有较强的自诊断功能，可检测出计算机的CPU、存储器异常及程序错误等。
     (2)火力电厂凝汽器胶球清洗装置的PLC控制，其工作状态可分为反冲洗态、清洗态、收球态及故障。控制系统(主要是执行机构)出现故障应立即采取必要的保护措施同时故障指示灯亮并报警，待运行人员进行必要的维护后，消除设备故障，重新投入运行。
     根据火力电厂运行实际需要，本设计具有手动、自动方式。自动是对热力系统进行由反冲洗(或清洗)状态开始“反冲洗→一次清洗→一次收球→二次清洗→二次收球→反冲洗”的程序控制过程。手动方式主要用于调试维修阶段。反冲洗、清洗及收球时间、次数可根据运行人员要求通过编程器设定。
     基本流程图如图3所示。图中位置反馈信号到达时间是根据设备动作时间确定的，具体根据执行机构结合现场情况进行设定，如开关电动网门、电动阀门的时间为8s,这样设计定时器的时间为9s较合适。
     (3)胶球清洗装置和反冲洗时间根据现场要求通常为几十分钟，甚至几小时，FX2N的PLC定时器T大计数范围为3276.7s,满足不了现场要求。本控制系统采用计数器C与定时器T联合计时的方法，计时范围为3276.7×3276.7s,解决了计时时间问题。由于本胶球清洗装置系统凝汽器是分左右两层结构，在设计程序时先冲洗#1管道，待#1管道冲洗完再冲洗#2管道。
     收球率作为衡量火力电厂凝汽器胶球清洗装置系统的一项重要指标，是设计时必须考虑的问题。导致收球率低的原因主要有：
     ①循环水中杂物多，可以通过改善一、二次滤网来解决；
     ②循环水的压力，可以在胶球冲洗期间增加一台循环水泵运行；
     ③设备缺陷，如胶球经过的地方有死角、盲孔、串缝和回流区、铜管伸出管板过多或管壁有局部压痕，收球网设计不当等，这些在选购安装时应充分考虑；
     ④清洗阀、出口阀、胶球泵的关停次序对收球率也有影响，顺序、时间应结合实际情况进行选定才能达到良好的效果。
     (4)凝汽器胶球清洗装置系统的手动和自动操作。
     ①手动操作。又称为点动操作，即用按钮对系统的各泵、电动阀门的每一种动作进行单独控制。手动操作的状态流程图如图4所示。
     ②自动操作。凝汽器胶球清洗装置系统自动操作状态转移图如图5所示。开机，X6开关选择到自动位置，程序即跳转到自动程序运行。特殊辅助继电器M8002脉冲使初始状态SO置1,用一个上升沿进行清零。按X0起动按钮闭合，配合X4(#1循环水泵出口阀行程开关)或X5(#2循环水泵出口阀行程开关)的状态决定执行哪一条分支来起动哪台循环水泵，进行一次自动胶球清洗。
     2台循环水泵互为备用，汽轮机运行时已有1台循环水泵运行，当需要胶球清洗时，需增加1台循环水泵来增大循环水流量，胶球清洗结束后停止1台循环水泵。在循环水泵启动运行，并开启循环水泵出口电动阀。本系统的电动阀门从开一关(关一开)需时8s,现设计定时器的时间为9s。当TO(T1)达到设定时间则转到下一步状态S22(反冲洗态)。根据要求，反冲洗态设置10min,冲洗态设置1h,收球态设置30min。反冲洗时间到后状态转移到S23,开启#1进出口阀、胶球泵、胶球泵出口阀。9s延时到后状态转移到S24(冲洗态)。冲洗时间到后状态转移到S25(收球态)。收球时间到后再返回状态S24进行二次冲洗。二次冲洗结束状态转移到S26进行#2管道冲洗。#2管道冲洗结束后转到下一步状态S27关#2进出口阀、胶球泵出口阀。状态S28停胶球泵。后由计数器CO或C1的动作选择停哪一台循环水泵，完成一次凝汽器胶球清洗装置。
     本程序具有多重保护，X2为循环水压力传感器开关，X3为胶球泵热继电器开关。当循环水压力不够或胶球泵过载保护时，自动转移到状态S0进行清零复位动作。
     PLCFX?√-64MR-001在我厂凝汽器胶球清洗装置系统中的运行，效果好，节约了人力资源，充分显示出其功能较强、构造简单、可靠性高等特点。系统运行情况良好，状态正常，达到了预期目的。
     在运行过程中发现，现场对电厂凝汽器胶球清洗装置的PLC控制投运是定时定次的，也就是根据热力系统结垢程度定时定次数启动。这样在今后设定一个循环次数就可满足要求。