[发明专利]基于光纤传感技术的电厂凝汽器胶球清洗在线监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于光纤传感技术的自动监测装置，特别是一种专用于实时在线检测电厂凝汽器胶球清洗装置循环管路中回收胶球数量的作为独立的附加部件使用的基于光纤传感技术的电厂凝汽器胶球清洗在线监测装置。

背景技术

众所周知，电厂在发电过程中，主要是采用胶球清洗装置对凝汽器进行清洗，以防止凝汽器冷却管壁出现污垢影响凝汽器换热效率，造成机组真空度降低，增加发电煤耗。若管壁出现结垢堵塞，将会严重影响清洗装置正常运行。现有凝汽器胶球清洗装置是由收球网、胶球输送泵、装球室、控制器、胶球及循环管路等部件组成的。它周期性地以高压水将大于凝汽器冷却管内径的清洁胶球挤过冷却管，对冷却管进行反复擦洗，清洗凝汽器冷却管内污垢并带出杂质。从而可以达到延长冷却管使用寿命、提高发电厂经济效益、保障设备安全运行的目的。

现有国内最好的胶球清洗装置也只能保证95％的收球率，而胶球清洗装置的清洁效果能否达到最佳，主要依赖于胶球个数是否足量、胶球半径是否够大。由于机械装置的不完备性，胶球清洗装置总会由于这样或那样的原因，导致清洗过程中胶球的堵塞，出现丢球现象，或者造成胶球磨损，这些都直接影响了换热效果。目前，国内电厂中大都采用定期人工检查的方法判断是否需要加球或换球，该方法费时、费力，误差较大。

针对当前人工检查的方法判断是否需要加球或换球存在的费时、费力等问题，在专利公告号为CN2553246Y的“智能化凝汽器胶球清洗装置”中公开了一种在已有的胶球清洗装置上增设用信号电缆相连的压力压差变送器、温度测量变送器、污垢热阻监测仪、多媒体计算机数据分析处理单元。该装置虽然通过实时监测冷凝管的结垢状态，根据结垢引起的经济损失、清洗费用等综合因素，可以计算出最佳清洗周期，降低了劳动强度，使凝汽器在一定期间内处于高效运行状态，但因无法对现有胶球清洗装置的胶球回收数量进行检查，故仍不能保持胶球清洗装置的最佳清洁效果。

国外对胶球数量监测进行了研究：如德国Taprogge(达极)公司研发了对通过胶球计数的胶球回收自动监测器，在胶球清洗设备胶球泵与装球室之间配置红外传感器，每个胶球通过时都会给红外传感器一个脉冲触发信号，进而达到对胶球计数的目的。但由于该胶球监测器只配置了一对红外探头，其监测范围无法覆盖整个管道的横截面，从而造成了漏计，准确度不高。另外，日本Hitachi(日立)公司在其【日立回顾】(Vol.54(2005)，No.3)刊物中发表了一篇题为《高性能凝汽器管道清洗系统—先进的胶球回收技术》的文章，对原先的胶球清洗装置进行了一系列的内部机械改造，增设有拍打式胶球过滤器以及球-污垢分离器，研制出新结构的胶球清洗装置，胶球回收率基本上达到了100％。尽管如此，因这两家公司的产品在我国都是按照整套售卖，不单独出售胶球回收自动监测器或拍打式胶球过滤器等部件，故不仅整套清洗系统的购价相当昂贵，而且电厂还不得不换掉并未完全失效的原有胶球清洗系统，造成了极大的资源浪费。

本发明人曾针对现有技术存在的检查回收胶球数量和检测胶球磨损困难、替换成套清洗设备会造成资源浪费等问题，设计出公告号为CN101216270A的“电厂凝汽器胶球清洗自动监测装置”，它可以作为原胶球清洗系统的附加装置使用，在保证环境亮度的前提下，将摄像机采集到的胶球连续图像，送经图像处理单元处理分析，最终获得回收胶球的数量，并显示检测结果。由于清洗胶球流动速度约为3米/秒，必须选用高帧频的工业用摄像机才能获得清晰画面，而这种摄像机比较昂贵，导致制造成本增加。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于光纤传感技术的电厂凝汽器胶球清洗在线监测装置。该装置作为原胶球清洗装置的独立附加部件使用，避免了使用国外产品必须更换整套清洗系统而造成的巨大资源浪费，其与现有同类装置相比结构简单，成本低，能够实时、在线、精确地监测循环管路中回收胶球的数量，进一步提高凝汽器的清洗质量和清洁效果。

本发明所采用的技术方案是：该基于光纤传感技术的电厂凝汽器胶球清洗在线监测装置包括与胶球清洗装置的胶球循环管道连接的监测装置及其监测控制回路，其技术要点是：所述监测控制回路的信息采集单元采用对照式光纤光电感测器，并使所述对照式光纤光电感测器的发射端和接收端分别封装在所述监测装置的壳体两侧的相对位置上，所述发射端和接收端的轴线所在平面垂直于壳体内的水流方向，所述对照式光纤光电感测器通过开关量输入板连接所述监测控制回路的计算机数据分析处理单元，由数据采集存储模块和统计学数据分析模块组成的所述计算机数据分析处理单元的输出端连接报警显示单元。