凝汽器全自動(dòng)膠球清洗裝置改造方案工作原理及現(xiàn)場(chǎng)要求？

     凝汽器全自動(dòng)膠球清洗裝置改造方案？通過對(duì)火力電廠凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的自動(dòng)化改造，采用PLC控制系統(tǒng)的程序分析，闡述PLC在凝汽器膠球清洗系統(tǒng)的性能和優(yōu)點(diǎn)。
     火力發(fā)電廠凝汽式汽輪機(jī)在運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)遇到真空逐漸下降的問題，尤其在夏季，凝汽器真空對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性影響較大，如其它條件不變，真空度每變化1%,汽輪機(jī)的汽耗率平均變化1%～2%。這不僅使機(jī)組能耗上升，影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，還會(huì)威脅機(jī)組安全，嚴(yán)重時(shí)還要降低發(fā)電負(fù)荷。故一般規(guī)定：排汽壓力升高到0.015MPa時(shí)，應(yīng)降低負(fù)荷，排汽壓力升高到0.03MPa左右時(shí)，應(yīng)將負(fù)荷全部卸完，直至按規(guī)定的條件實(shí)行故障停機(jī)。導(dǎo)致真空下降的主要原因之一是凝汽器銅管內(nèi)壁的污垢，隨著時(shí)間的推移逐漸加厚，阻隔了換熱。改善方法有停機(jī)全面化學(xué)清洗或進(jìn)行凝汽器半面交替清洗、加阻垢劑和膠球清洗等，以提高汽輪機(jī)的熱效率。
1膠球清洗工作原理及現(xiàn)場(chǎng)要求
     火力電廠凝汽器全自動(dòng)膠球清洗裝置的PLC控制系統(tǒng)可在機(jī)組運(yùn)行過程中不需改變負(fù)荷的情況下進(jìn)行工作，而且有能耗小、效果好、設(shè)備簡單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
     火力電廠凝汽器全自動(dòng)膠球清洗裝置系統(tǒng)如圖1所示。密度與水相近的海綿膠球(用天然橡膠或合成樹脂制成)裝入收裝球室后，啟動(dòng)膠球泵可以將膠球用比循環(huán)水壓力高的水流送入凝汽器水室。膠球直徑雖比銅管內(nèi)徑大1～2mm,但因?yàn)槭嵌嗫兹彳浀膹椥泽w，很容易被水流帶入銅管，并被壓縮成卵形。膠球在行進(jìn)過程中抹去管壁上的污垢，流出管壁時(shí)，依靠自身的彈力彈掉表面的污垢，并隨循環(huán)水流入收裝球室，然后被膠球泵重新送入凝汽器�，F(xiàn)場(chǎng)既要求保證除垢效果，又要保證收球率，使其不低于90%。
2控制系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試
     (1)選用FX2N-64MR-001PLC為核心組成的火力電廠膠球清洗裝置控制系統(tǒng)，改善了以往分離元件控制、系統(tǒng)安全、可靠性差的弱點(diǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施中圖1火力電廠凝汽器膠球清洗系統(tǒng)圖
     體現(xiàn)了以下優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器3大部件被簡化，輸入、輸出組件功能強(qiáng)。采用了多種用接口，以適應(yīng)各種工業(yè)用途的控制對(duì)象。PLC以編程軟連接的方式，代替了大量的硬連接電器，從而簡化了電路結(jié)構(gòu)，更具有在線修改功能。FX2N-64MR-001具有32個(gè)I/O點(diǎn)，可進(jìn)一步擴(kuò)充，多可擴(kuò)至256點(diǎn)。其I/O端的分配情況如圖2所示。FX2N-32MR-001在硬件上采用了功能更強(qiáng)大的微處理器，并能增加特殊功能模塊或擴(kuò)展板。此外還采用了隔離、屏蔽等防干擾措施，有較強(qiáng)的自診斷功能，可檢測(cè)出計(jì)算機(jī)的CPU、存儲(chǔ)器異常及程序錯(cuò)誤等。
     (2)火力電廠凝汽器膠球清洗裝置的PLC控制，其工作狀態(tài)可分為反沖洗態(tài)、清洗態(tài)、收球態(tài)及故障�？刂葡到y(tǒng)(主要是執(zhí)行機(jī)構(gòu))出現(xiàn)故障應(yīng)立即采取必要的保護(hù)措施同時(shí)故障指示燈亮并報(bào)警，待運(yùn)行人員進(jìn)行必要的維護(hù)后，消除設(shè)備故障，重新投入運(yùn)行。
     根據(jù)火力電廠運(yùn)行實(shí)際需要，本設(shè)計(jì)具有手動(dòng)、自動(dòng)方式。自動(dòng)是對(duì)熱力系統(tǒng)進(jìn)行由反沖洗(或清洗)狀態(tài)開始“反沖洗→一次清洗→一次收球→二次清洗→二次收球→反沖洗”的程序控制過程。手動(dòng)方式主要用于調(diào)試維修階段。反沖洗、清洗及收球時(shí)間、次數(shù)可根據(jù)運(yùn)行人員要求通過編程器設(shè)定。
     基本流程圖如圖3所示。圖中位置反饋信號(hào)到達(dá)時(shí)間是根據(jù)設(shè)備動(dòng)作時(shí)間確定的，具體根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行設(shè)定，如開關(guān)電動(dòng)網(wǎng)門、電動(dòng)閥門的時(shí)間為8s,這樣設(shè)計(jì)定時(shí)器的時(shí)間為9s較合適。
     (3)膠球清洗裝置和反沖洗時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求通常為幾十分鐘，甚至幾小時(shí)，F(xiàn)X2N的PLC定時(shí)器T大計(jì)數(shù)范圍為3276.7s,滿足不了現(xiàn)場(chǎng)要求。本控制系統(tǒng)采用計(jì)數(shù)器C與定時(shí)器T聯(lián)合計(jì)時(shí)的方法，計(jì)時(shí)范圍為3276.7×3276.7s,解決了計(jì)時(shí)時(shí)間問題。由于本膠球清洗裝置系統(tǒng)凝汽器是分左右兩層結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)程序時(shí)先沖洗#1管道，待#1管道沖洗完再?zèng)_洗#2管道。
     收球率作為衡量火力電廠凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的問題。導(dǎo)致收球率低的原因主要有：
     ①循環(huán)水中雜物多，可以通過改善一、二次濾網(wǎng)來解決；
     ②循環(huán)水的壓力，可以在膠球沖洗期間增加一臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行；
     ③設(shè)備缺陷，如膠球經(jīng)過的地方有死角、盲孔、串縫和回流區(qū)、銅管伸出管板過多或管壁有局部壓痕，收球網(wǎng)設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)龋�這些在選購安裝時(shí)應(yīng)充分考慮；
     ④清洗閥、出口閥、膠球泵的關(guān)停次序?qū)κ涨蚵室灿杏绊�，順序、時(shí)間應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選定才能達(dá)到良好的效果。
     (4)凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的手動(dòng)和自動(dòng)操作。
     ①手動(dòng)操作。又稱為點(diǎn)動(dòng)操作，即用按鈕對(duì)系統(tǒng)的各泵、電動(dòng)閥門的每一種動(dòng)作進(jìn)行單獨(dú)控制。手動(dòng)操作的狀態(tài)流程圖如圖4所示。
     ②自動(dòng)操作。凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)自動(dòng)操作狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖5所示。開機(jī)，X6開關(guān)選擇到自動(dòng)位置，程序即跳轉(zhuǎn)到自動(dòng)程序運(yùn)行。特殊輔助繼電器M8002脈沖使初始狀態(tài)SO置1,用一個(gè)上升沿進(jìn)行清零。按X0起動(dòng)按鈕閉合，配合X4(#1循環(huán)水泵出口閥行程開關(guān))或X5(#2循環(huán)水泵出口閥行程開關(guān))的狀態(tài)決定執(zhí)行哪一條分支來起動(dòng)哪臺(tái)循環(huán)水泵，進(jìn)行一次自動(dòng)膠球清洗。
     2臺(tái)循環(huán)水泵互為備用，汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)已有1臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行，當(dāng)需要膠球清洗時(shí)，需增加1臺(tái)循環(huán)水泵來增大循環(huán)水流量，膠球清洗結(jié)束后停止1臺(tái)循環(huán)水泵。在循環(huán)水泵啟動(dòng)運(yùn)行，并開啟循環(huán)水泵出口電動(dòng)閥。本系統(tǒng)的電動(dòng)閥門從開一關(guān)(關(guān)一開)需時(shí)8s,現(xiàn)設(shè)計(jì)定時(shí)器的時(shí)間為9s。當(dāng)TO(T1)達(dá)到設(shè)定時(shí)間則轉(zhuǎn)到下一步狀態(tài)S22(反沖洗態(tài))。根據(jù)要求，反沖洗態(tài)設(shè)置10min,沖洗態(tài)設(shè)置1h,收球態(tài)設(shè)置30min。反沖洗時(shí)間到后狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S23,開啟#1進(jìn)出口閥、膠球泵、膠球泵出口閥。9s延時(shí)到后狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24(沖洗態(tài))。沖洗時(shí)間到后狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S25(收球態(tài))。收球時(shí)間到后再返回狀態(tài)S24進(jìn)行二次沖洗。二次沖洗結(jié)束狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S26進(jìn)行#2管道沖洗。#2管道沖洗結(jié)束后轉(zhuǎn)到下一步狀態(tài)S27關(guān)#2進(jìn)出口閥、膠球泵出口閥。狀態(tài)S28停膠球泵。后由計(jì)數(shù)器CO或C1的動(dòng)作選擇停哪一臺(tái)循環(huán)水泵，完成一次凝汽器膠球清洗裝置。
     本程序具有多重保護(hù)，X2為循環(huán)水壓力傳感器開關(guān)，X3為膠球泵熱繼電器開關(guān)。當(dāng)循環(huán)水壓力不夠或膠球泵過載保護(hù)時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)移到狀態(tài)S0進(jìn)行清零復(fù)位動(dòng)作。
     PLCFX?√-64MR-001在我廠凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)中的運(yùn)行，效果好，節(jié)約了人力資源，充分顯示出其功能較強(qiáng)、構(gòu)造簡單、可靠性高等特點(diǎn)。系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，狀態(tài)正常，達(dá)到了預(yù)期目的。
     在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電廠凝汽器膠球清洗裝置的PLC控制投運(yùn)是定時(shí)定次的，也就是根據(jù)熱力系統(tǒng)結(jié)垢程度定時(shí)定次數(shù)啟動(dòng)。這樣在今后設(shè)定一個(gè)循環(huán)次數(shù)就可滿足要求。