凝汽器在線(xiàn)清洗控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)-論文.pdf

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1、第5卷第3期南陽(yáng)理工學(xué)院學(xué)報(bào)VoL5No．32013年5月JOURNALOFNANYANGINSTITUTEOFTECHNOLOGYMav．2013凝汽器在線(xiàn)清洗控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)周?chē)?guó)運(yùn)，任海洋(南陽(yáng)理工學(xué)院河南南陽(yáng)473004)摘要：凝汽器是汽輪機(jī)中的一個(gè)重要部分，凝汽器的熱交換性能對(duì)汽輪機(jī)的效率有較大的影響。本文首次報(bào)道了凝汽器在線(xiàn)高壓水沖洗系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)能夠使冷卻管保持較高清潔度，從而使凝汽器保持較好的熱交換性能。簡(jiǎn)要介紹了凝汽器在線(xiàn)清洗系統(tǒng)構(gòu)成，詳細(xì)介紹了控制系統(tǒng)的組成、設(shè)備選型、信號(hào)分析、控制卡選擇、端子接口板電路設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)控制軟件的功能設(shè)

2、計(jì)；關(guān)鍵控制、可靠性及程序優(yōu)化等方面的程序設(shè)計(jì)思想、方法和工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)對(duì)其它計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有參考意義。關(guān)鍵詞：凝汽器在線(xiàn)清洗；計(jì)算機(jī)控制；控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；軟硬件設(shè)計(jì)冷卻水中，加入化學(xué)緩蝕阻垢劑，控制冷卻水質(zhì)，降1引言低冷卻管結(jié)垢傾向，該方法的問(wèn)題有二，一是增大了電廠(chǎng)的運(yùn)行成本，二是造成周邊水資源環(huán)境污染。凝汽器是火電廠(chǎng)、核電廠(chǎng)汽輪機(jī)部分重要的設(shè)我們所研究開(kāi)發(fā)的在線(xiàn)高效清洗系統(tǒng)，直接在備，主要是用來(lái)冷卻汽輪機(jī)做功后的蒸汽，使之凝結(jié)凝汽器水室內(nèi)部清洗，用高速(4～5m／s)脈沖水流為水循環(huán)使用，并且在汽輪機(jī)排汽口形成高度真空，沖洗冷卻管內(nèi)壁，使其

3、不結(jié)垢、延緩結(jié)垢或減少結(jié)垢使蒸汽中所含的熱量盡可能被用來(lái)發(fā)電，因此，凝汽量。如果出現(xiàn)結(jié)垢，可以在清洗水中加入化學(xué)清洗器性能的好壞，對(duì)發(fā)電效率和成本影響極大。劑，進(jìn)行局部清洗，從而使凝汽器保持高的換熱效凝汽器的性能通常用“端差”來(lái)衡量，所謂端差率，在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)維持凝汽器端差在較好的數(shù)值就是凝汽器壓力下的飽和水蒸汽溫度與凝汽器冷卻上，降低發(fā)電成本，減少能源和水資源的消耗。水出口溫度之差。凝汽器端差直接影響火電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。以一2系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)個(gè)600Mw機(jī)組為例，凝汽器端差設(shè)計(jì)值為3℃左右，大多數(shù)電廠(chǎng)的機(jī)組端差都在5cC以上，有的甚2．1系統(tǒng)總體構(gòu)成至達(dá)8℃

4、以上。計(jì)算表明，在其它參數(shù)不變的情況凝汽器在線(xiàn)清洗系統(tǒng)，主要由冷卻管高壓水沖下，端差每增加5℃，每年多消耗標(biāo)準(zhǔn)煤10000余洗裝置和系統(tǒng)控制裝置兩大部分組成。在實(shí)際的清噸，折合原煤14000余噸，成本增加約800萬(wàn)元。平洗系統(tǒng)中，清洗裝置主要由清洗器、高壓供水泵、沖均起來(lái)，端差每增加l℃，成本增加約160萬(wàn)元。可洗水過(guò)濾器、閥門(mén)等部分組成；控制裝置主要由控制見(jiàn)，控制端差保持在良好狀態(tài)是非常重要的。計(jì)算機(jī)，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制變頻器，以及控制卡、信號(hào)接端差增大的原因多數(shù)情況是由于冷卻管水側(cè)結(jié)口板、各種信號(hào)檢測(cè)設(shè)備、控制繼電器、接觸器等部垢、附著黏泥導(dǎo)致凝汽器換熱性

5、能差引起的。循環(huán)分組成(在控制柜中)。如圖1所示。使用的凝汽器冷卻水，其中的鈣、鎂、氯根、硫酸根等物質(zhì)濃縮后具有結(jié)垢傾向，產(chǎn)生結(jié)垢；冷卻系統(tǒng)的溫度環(huán)境非常適合藻類(lèi)、真菌等微生物的生長(zhǎng)繁殖，在冷卻管壁上產(chǎn)生生物垢黏泥，水中的砂石、貝殼等物體很容易粘附上面形成污垢¨。?，F(xiàn)在，凝汽器在線(xiàn)防垢、除垢的方法有兩種¨1。一種是向凝汽器冷卻水中投放膠球，使膠球摩擦冷卻管，該方法普遍存在收球率低、堵球、漏球、故障率圖1清洗器系統(tǒng)總體構(gòu)成高等問(wèn)題，清洗效果差。第二種法是在閉式循環(huán)作者簡(jiǎn)介：周?chē)?guó)運(yùn)(1953一)，男，教授，主要研究向：嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用。E-mail：zhou

6、guoyun@sina．com南陽(yáng)理工學(xué)院學(xué)報(bào)第5卷系統(tǒng)的清洗器有多個(gè)，一般凝汽器有多個(gè)冷卻3．1控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)水室，每個(gè)水室都需要安裝一套清洗器和一個(gè)供水對(duì)于清洗管、噴咀和絲杠等裝置，都屬于機(jī)械部閥門(mén)，另外還需要一個(gè)循環(huán)閥門(mén)，便于在不停水泵電分，雖然是系統(tǒng)兩個(gè)重要部分之一，但不是本文研究機(jī)的情況下進(jìn)行閥門(mén)切換操作。本文以4個(gè)凝汽器的內(nèi)容，不予考慮。為例，分別記為A、B、C、D。對(duì)于清洗管移動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，選擇的是2．2KW高壓水泵為清洗器提供高壓清洗水流，水壓維的普通三相交流異步電機(jī)，控制用的變頻器選擇的持在2MPa左右。為了檢測(cè)水壓，在高壓輸送水管是信捷公

7、司VB3系列2．2KW的變頻器，這種變頻多處安裝有壓力表、壓力變送器等。器體積小、安裝方便，操作、控制簡(jiǎn)單。由于多個(gè)清另外，為了防止沖洗水中的雜物堵塞噴咀，在水洗器輪流工作，因此可以使用一個(gè)變頻器輪流控制泵前安裝有過(guò)濾器。各個(gè)移動(dòng)電機(jī)，這樣雖然接口信號(hào)、控制程序麻煩一2．2清洗器部分結(jié)構(gòu)些，但可以節(jié)省3個(gè)變頻器，減少設(shè)備開(kāi)支。清洗器主要由左右可移動(dòng)的清洗管(其上安裝對(duì)于端點(diǎn)檢測(cè)，我們選擇的是可靠性高的機(jī)械有噴射水流的噴咀)、清洗管移動(dòng)絲杠、動(dòng)力電機(jī)、式的接近開(kāi)關(guān)，比之前選用的非接觸式接近開(kāi)關(guān)更確定清洗管位置的旋轉(zhuǎn)編碼器、檢測(cè)清洗管移動(dòng)到可靠。左右兩端的端

8、點(diǎn)檢測(cè)器等部件構(gòu)成。其原理結(jié)構(gòu)如旋轉(zhuǎn)編碼器選擇的是光電式的，每轉(zhuǎn)可產(chǎn)生圖2所示。