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膠球清洗、膠球清洗裝置安裝于凝汽器銅管表面清洗設備。為了清洗凝汽器銅管,提高汽輪機的效率,現在普遍采用膠球清洗的方式來保持凝汽器銅管內表面的清潔。采用組成汽輪機凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng),利用PLC控制電動閥門等設備的運行,利用微機進行遠程監(jiān)視和控制,可明顯縮短設計周期,提高工作效率。該膠球清洗、膠球清洗裝置系統(tǒng)界面直觀友好,操作簡單易學,控制安全可靠,容錯性強。
隨著自動化技術的發(fā)展,人們對自動化監(jiān)控系統(tǒng)的要求越來越高。一方面要求界面簡單明了、宜于操作、數據采集實時性好以及高可靠監(jiān)控性,同時還要求開發(fā)周期短,系統(tǒng)便于更改、擴充、升級。工控組態(tài)軟件正是符合這些要求而在工業(yè)領域得到廣泛應用。工程技術人員在組態(tài)軟件的平臺上,充分利用各種控制軟件包,可高效快速地開發(fā)出符合應用要求的各種控制系統(tǒng)。擁有豐富的工具箱、圖庫和操作向導,簡單易學。介紹利用組成汽輪機凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的步驟、調試方法等。
1汽輪機凝汽器膠球清洗、膠球清洗裝置系統(tǒng)的組成
汽輪機凝汽器采用循環(huán)水冷卻時,冷卻水中所夾帶的雜質和污物會附著在凝汽器銅管的冷卻水側,甚至堵塞冷卻管,使凝汽器的冷卻效果降低,影響凝汽器管的真空度和汽輪機的效率。通常汽輪機排汽室溫度提高1℃,折合成發(fā)電的煤耗率將增加約2.5g/(kW·h)。為了提高汽輪機的效率,必須經常保持凝汽器銅管內表面的清潔。傳統(tǒng)的方法是人工清洗,勞動強度大,費用高,影響機組的出力。
為了解決這一問題,近年來開始采用膠球清洗的方式,即使用直徑稍大于凝汽器冷卻水管內徑的軟膠球,加入到凝汽器冷卻水管的入口處,冷卻水將膠球帶入凝汽器,并迫使膠球強行通過銅管,以使管內附著的污物全部清洗干凈。在凝汽器出口冷卻管道上設有回收膠球的濾網,使用過的膠球被濾網攔住并通過膠球泵回收到裝球室,以備下次使用。膠球清洗裝置系統(tǒng)的工藝流程如圖1所示。
傳統(tǒng)的膠球清洗、膠球清洗裝置系統(tǒng)是利用PLC控制方式實現就地手動控制和程序順序控制。每次啟動清洗流程,都需要運行人員到運行層以下進行就地操作,這種方式費時、費力且不安全。采用組成汽輪機凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng),利用PLC控制電動閥門等設備的運行,利用微機進行遠程監(jiān)視和控制。
改造方案如圖2所示。
該凝汽器膠球清洗、膠球清洗裝置系統(tǒng)是采用可編程控制器和上位機來進行控制的,它可控制2套汽輪機凝汽器的膠球清洗設備,每套各自是相互獨立的,可以同時運行,也可以分別單獨運行。圖3是膠球清洗順序控制系統(tǒng)的流程圖。
圖3膠球清洗、膠球清洗裝置系統(tǒng)流程框圖
當順控程序啟動后,先開出水閥和排氣閥,以排除裝球室內積存的氣體和出水管中的存留水。10s后將這2個閥門關閉。關閉到位后,啟動收球網到收球位置,開進水閥,啟動膠球泵,3s后膠球泵投運,再開出水閥和切換閥,開始凝汽器的清洗。30min后,清洗完成,關切換閥,開始收球,15min后,收球過程結束。于是,再依次關出水閥,停膠球泵,關進水閥。接下來是進行收球網的反沖洗,以使回收的膠球清洗干凈,以備下次使用。后開裝球室的放水閥和排氣閥,使裝球室內積存的氣體和水排放出去。在上述控制過程中,全部清洗過程約為50min,每隔24h啟動1次清洗程序,進行清洗。
2系統(tǒng)設計的步驟
本系統(tǒng)的設計包括系統(tǒng)間的硬件連接、清洗程序的編寫、監(jiān)控軟件的制作。在進行調試前,保證現場設備的接線正確是進行調試的前提。而手動調試(或謂單體調試)是進行程控調試的前提。現場接線環(huán)境復雜,應注意接線工藝,保證線纜接觸良好,無虛連接。同時要注意控制線與信號線、強電線與弱電線的布局排列,防止相互干擾。手動調試時,注意根據PLC的I/O地址進行合理分配,保證膠球清洗裝置系統(tǒng)設備按照要求順序運行。下面著重說明監(jiān)控軟件的制作。在本系統(tǒng)中,使用北京亞控公司開發(fā)的工業(yè)控制軟件,利用此軟件設計凝汽器膠球清洗、膠球清洗裝置監(jiān)控系統(tǒng),主要工作包括進行設備配置、設計圖形界面、控制程序設計、建立動畫連接和調試運行等方面。
2.1設備配置
設備配置就是完成與通訊的設備的設置。依靠它大量的設備驅動程序可以實現與大多數現場設備之間的通訊。在本系統(tǒng)中是PLC與之間的通訊,這些驅動程序已包含在的設備驅動程序庫中,因此只需將PLC的生產廠家、設備名稱和通訊方式等填入相應對話框中即可。
2.2設計圖形界面
圖形界面用于模擬工業(yè)現場實際設備和環(huán)境。本系統(tǒng)圖形界面設計的任務就是繪制凝汽器膠球清洗、膠球清洗裝置系統(tǒng)仿真界面。制作時要結合使用內部圖庫和工具箱,同時注意采用一些其他技巧使圖形更加逼真、生動,且要注意合理布局,使界面全而不亂、多而不雜,使用戶感覺操作方便和高效,視覺感到舒適和自然,且符合工業(yè)現場慣例。例如,可以采用動畫閃爍的方式使閥門在開或關過程中按照不同的顏色進行閃爍,開到位或關到位后則固定為對應的設定顏色。一般為:由關到開為綠色閃爍,開到位為綠色,由開到關為紅色閃爍,關到位為紅色。
2.3控制程序設計
將控制系統(tǒng)分為兩大功能塊:
2.3.1手動控制方式,在這種控制方式下,可以在控制室手動進行各臺電動閥門和泵的遠方操作。
2.3.2自動順序控制,這種方式則是由程序進行清洗操作的控制。程序順序開啟各臺電動閥門和膠球泵,并保持給定的時間(此時間由運行規(guī)程和實際經驗取得),然后由程序順序關閉各臺電動閥門和停運膠球泵,完成1次清洗流程。
在汽輪機凝汽器膠球清洗、膠球清洗裝置系統(tǒng)開發(fā)過程中,以Kingview作為開發(fā)平臺,充分利用了組態(tài)軟件的資源,合理規(guī)劃,明顯縮短設計周期,提高了工作效率,從而大大降低開發(fā)成本。該膠球清洗、膠球清洗裝置系統(tǒng)界面直觀友好,對工作流程進行提示及各種警示與處理齊全,確保了系統(tǒng)的安全、可靠。完整的數據記錄,不管是報警信息還是測試數據信息,都提供了合理的查詢管理方式,便于以后的分析和使用。但必須指出,在需高速處理情況下,數據采集的時延及腳本語言輪詢的時延限制了系統(tǒng)的高速反應性能,所以Kingview處理的“實時性”有待進一步開發(fā)與提高。