凝汽器全自動膠球清洗裝置改造方案工作原理及現(xiàn)場要求？

     凝汽器全自動膠球清洗裝置改造方案？通過對火力電廠凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的自動化改造，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。
     火力發(fā)電廠凝汽式汽輪機在運行中經(jīng)常會遇到真空逐漸下降的問題，尤其在夏季，凝汽器真空對汽輪機運行的經(jīng)濟性影響較大，如其它條件不變，真空度每變化1%,汽輪機的汽耗率平均變化1%～2%。這不僅使機組能耗上升，影響機組經(jīng)濟性，還會威脅機組安全，嚴重時還要降低發(fā)電負荷。故一般規(guī)定：排汽壓力升高到0.015MPa時，應降低負荷，排汽壓力升高到0.03MPa左右時，應將負荷全部卸完，直至按規(guī)定的條件實行故障停機。導致真空下降的主要原因之一是凝汽器銅管內壁的污垢，隨著時間的推移逐漸加厚，阻隔了換熱。改善方法有停機全面化學清洗或進行凝汽器半面交替清洗、加阻垢劑和膠球清洗等，以提高汽輪機的熱效率。
1膠球清洗工作原理及現(xiàn)場要求
     火力電廠凝汽器全自動膠球清洗裝置的PLC控制系統(tǒng)可在機組運行過程中不需改變負荷的情況下進行工作，而且有能耗小、效果好、設備簡單、操作方便等優(yōu)點。
     火力電廠凝汽器全自動膠球清洗裝置系統(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徑大1～2mm,但因為是多孔柔軟的彈性體，很容易被水流帶入銅管，并被壓縮成卵形。膠球在行進過程中抹去管壁上的污垢，流出管壁時，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、硬件設計及調試
     (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，在現(xiàn)場實施中圖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：運算器、控制器、存儲器3大部件被簡化，輸入、輸出組件功能強。采用了多種用接口，以適應各種工業(yè)用途的控制對象。PLC以編程軟連接的方式，代替了大量的硬連接電器，從而簡化了電路結構，更具有在線修改功能。FX2N-64MR-001具有32個I/O點，可進一步擴充，多可擴至256點。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大的微處理器，并能增加特殊功能模塊或擴展板。此外還采用了隔離、屏蔽等防干擾措施，有較強的自診斷功能，可檢測出計算機的CPU、存儲器異常及程序錯誤等。
     (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)行機構)出現(xiàn)故障應立即采取必要的保護措施同時故障指示燈亮并報警，待運行人員進行必要的維護后，消除設備故障，重新投入運行。
     根據(jù)火力電廠運行實際需要，本設計具有手動、自動方式。自動是對熱力系統(tǒng)進行由反沖洗(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。手動方式主要用于調試維修階段。反沖洗、清洗及收球時間、次數(shù)可根據(jù)運行人員要求通過編程器設定。
     基本流程圖如圖3所示。圖中位置反饋信號到達時間是根據(jù)設備動作時間確定的，具體根據(jù)執(zhí)行機構結合現(xiàn)場情況進行設定，如開關電動網(wǎng)門、電動閥門的時間為8s,這樣設計定時器的時間為9s較合適。
     (3)膠球清洗裝置和反沖洗時間根據(jù)現(xiàn)場要求通常為幾十分鐘，甚至幾小時，F(xiàn)X2N的PLC定時器T大計數(shù)范圍為3276.7s,滿足不了現(xiàn)場要求。本控制系統(tǒng)采用計數(shù)器C與定時器T聯(lián)合計時的方法，計時范圍為3276.7×3276.7s,解決了計時時間問題。由于本膠球清洗裝置系統(tǒng)凝汽器是分左右兩層結構，在設計程序時先沖洗#1管道，待#1管道沖洗完再沖洗#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)的一項重要指標，是設計時必須考慮的問題。導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循環(huán)水泵運行；
     ③設備缺陷，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)設計不當?shù)�，這些在選購安裝時應充分考慮；
     ④清洗閥、出口閥、膠球泵的關停次序對收球率也有影響，順序、時間應結合實際情況進行選定才能達到良好的效果。
     (4)凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的手動和自動操作。
     ①手動操作。又稱為點動操作，即用按鈕對系統(tǒng)的各泵、電動閥門的每一種動作進行單獨控制。手動操作的狀態(tài)流程圖如圖4所示。
     ②自動操作。凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)自動操作狀態(tài)轉移圖如圖5所示。開機，X6開關選擇到自動位置，程序即跳轉到自動程序運行。特殊輔助繼電器M8002脈沖使初始狀態(tài)SO置1,用一個上升沿進行清零。按X0起動按鈕閉合，配合X4(#1循環(huán)水泵出口閥行程開關)或X5(#2循環(huán)水泵出口閥行程開關)的狀態(tài)決定執(zhí)行哪一條分支來起動哪臺循環(huán)水泵，進行一次自動膠球清洗。
     2臺循環(huán)水泵互為備用，汽輪機運行時已有1臺循環(huán)水泵運行，當需要膠球清洗時，需增加1臺循環(huán)水泵來增大循環(huán)水流量，膠球清洗結束后停止1臺循環(huán)水泵。在循環(huán)水泵啟動運行，并開啟循環(huán)水泵出口電動閥。本系統(tǒng)的電動閥門從開一關(關一開)需時8s,現(xiàn)設計定時器的時間為9s。當TO(T1)達到設定時間則轉到下一步狀態(tài)S22(反沖洗態(tài))。根據(jù)要求，反沖洗態(tài)設置10min,沖洗態(tài)設置1h,收球態(tài)設置30min。反沖洗時間到后狀態(tài)轉移到S23,開啟#1進出口閥、膠球泵、膠球泵出口閥。9s延時到后狀態(tài)轉移到S24(沖洗態(tài))。沖洗時間到后狀態(tài)轉移到S25(收球態(tài))。收球時間到后再返回狀態(tài)S24進行二次沖洗。二次沖洗結束狀態(tài)轉移到S26進行#2管道沖洗。#2管道沖洗結束后轉到下一步狀態(tài)S27關#2進出口閥、膠球泵出口閥。狀態(tài)S28停膠球泵。后由計數(shù)器CO或C1的動作選擇停哪一臺循環(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，X2為循環(huán)水壓力傳感器開關，X3為膠球泵熱繼電器開關。當循環(huán)水壓力不夠或膠球泵過載保護時，自動轉移到狀態(tài)S0進行清零復位動作。
     PLCFX?√-64MR-001在我廠凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)中的運行，效果好，節(jié)約了人力資源，充分顯示出其功能較強、構造簡單、可靠性高等特點。系統(tǒng)運行情況良好，狀態(tài)正常，達到了預期目的。
     在運行過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場對電廠凝汽器膠球清洗裝置的PLC控制投運是定時定次的，也就是根據(jù)熱力系統(tǒng)結垢程度定時定次數(shù)啟動。這樣在今后設定一個循環(huán)次數(shù)就可滿足要求。