基于超声传感技术的胶球数量在线监测及自动补球装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于火力发电冷端优化技术领域，本发明专利技术涉及一种基于超声传感技术的胶球数量在线监测及自动补球装置和方法。该补球装置包括超声波传感器、数据采集分析处理单元、装球室、备用胶球室和胶球泵。所述的胶球泵通过胶球泵出口电动球阀与装球室连接；胶球泵通过备用胶球室入口电动球阀与备用胶球室相连，备用胶球室通过备用胶球室出口电动球阀与装球室连接。本发明专利技术简单实用，保证了系统中拥有足够的胶球进行有效的清洗；该装置可实现集控室在线监测、处理，大大减轻了现场工作人员的劳动强度，且还具有设备简单，结构紧凑、占地少、能耗低等优点。

On line monitoring and automatic ball repairing device and method for rubber ball quantity based on ultrasonic sensing technology

The invention belongs to the technical field of cold-end optimization of thermal power generation, and relates to an on-line monitoring device and method for the number of rubber balls and an automatic ball-filling device based on ultrasonic sensing technology. The ball filling device comprises an ultrasonic sensor, a data acquisition and analysis processing unit, a ball loading room, a spare rubber ball room and a rubber ball pump. The rubber ball pump is connected with the ball loading chamber through the electric ball valve at the outlet of the rubber ball pump; the rubber ball pump is connected with the reserve rubber ball chamber through the electric ball valve at the inlet of the reserve rubber ball chamber; and the reserve rubber ball chamber is connected with the ball loading chamber through the electric ball valve at the outlet of the reserve rubber ball chamber. The device can realize on-line monitoring and processing in the centralized control room, greatly reduce the labor intensity of the field staff, and has the advantages of simple equipment, compact structure, less floor space and low energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
基于超声传感技术的胶球数量在线监测及自动补球装置和方法
本专利技术属于火力发电冷端优化
，本专利技术涉及一种基于超声传感技术的胶球数量在线监测及自动补球装置和方法。
技术介绍
为了保持凝汽器管束内部经常处于清洁状态，减少排汽放热端差，降低机组背压，提高机组运行的经济性，凝汽器的铜管需进行经常性清洗，凝汽器胶球自动清洗装置是目前清洗铜管广泛采用的一种设备。胶球清洗装置一般由胶球、胶球泵、装球室、收球网、二次滤网、控制柜、胶球管路及阀门等部件组成。清洗时，启动胶球泵，装球室中的胶球在比循环水进水压力高一点儿的水流带动下，进入循环水进水管道，与通过二次滤网的主循环水混合进入入口水室，在循环水入口出口差压下进入凝汽器铜管，湿态胶球直径比凝汽器铜管内径大1～2mm，通过与铜管内壁的接触摩擦，清洗铜管内壁，去除脏污；胶球出铜管后，进入出口水室，流入循环水回水主管，被收球网拦下，回到胶球泵入口，进入装球室，完成循环。为了保证清洗效果，胶球数量应约等于每一个流程中铜管数的10％，然而，实际运行中总存在着胶球的跑漏卡堵，使收球率降低。具体原因有：收球网壳体与管内壁之间存在较大间隙；收球网孔积污，致使堵球、卡球；凝汽器水室水流存在死角和涡旋，造成胶球在水室积球；二次滤网因腐蚀而破损，致使跑球、漏球等。针对以上问题，许多专家学者采取了相应方法，减少了胶球的损失，收球率最高可达95％。然而，胶球的损失还是不可避免的，因此，如能及时准确掌握胶球的数量，了解其运行情况，对凝汽器的高效运行至关重要。目前，胶球计数主要通过定期人工数球的方式，检测时间长，操作人员的劳动强大，胶球系统运行状况的优劣难以准确判断；部分电厂采用了光电计数法，当胶球通过计数管道时，遮挡了光纤式对照传感器发射端和接收端的光线，此时传感器发出脉冲信号，进行计数，避免了人工误判，并可实现在线计数，但当多个胶球相互交叠同时经过光纤传感器时，易出现漏记；而且，当循环水水质低劣时，水中的大颗粒杂质会造成较大的计数误差，甚至不能正常计数，另外当胶球数量不足时，这种胶球检测设备不能自动加球。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有的技术缺陷，提供一种实用方便的基于超声传感技术的电厂凝汽器胶球计数装置和方法，克服胶球计数的诸多不利影响，保证计数可靠，同时实现自动加球，保证凝汽器的清洗效果。本专利技术的技术方案是：基于超声传感技术的胶球数量在线监测及自动补球装置，包括数据采集分析处理单元、装球室、备用胶球室和胶球泵。胶球泵通过胶球泵出口电动球阀与装球室连接；通过备用胶球室入口电动球阀与备用胶球室相连；备用胶球室通过备用胶球室出口电动球阀与装球室连接。所述的装球室包括装球室本体、超声波传感器、胶球电动切换阀、玻璃视窗和胶球装球网；装球室本体为中空圆柱结构，上端固定玻璃视窗，其内部固定有胶球装球网，胶球装球网下表面设有胶球电动切换阀，用于控制胶球的流出。装球室本体外侧壁固定装球室入口和装球室出口；装球室入口位于装球室本体上部，装球室出口位于装球室本体的下部；装球室本体外侧壁在高度H1处沿横截面径向对称设置第一对超声波传感器，在高度H2处沿横截面径向对称设置第二对超声波传感器，其中H2>H1，H1、H2均以底座为测量基准。所述的备用胶球室包括备用胶球室本体、超声波传感器、胶球电动切换阀、玻璃视窗和胶球装球网；所述的装球室本体为中空圆柱结构，上端固定玻璃视窗，其内部固定有胶球装球网，胶球装球网下表面设有胶球电动切换阀，用于控制胶球的流出。备用胶球室本体外侧壁固定备用胶球室入口和备用胶球室出口；备用胶球室入口位于备用胶球室本体上部，备用胶球室出口位于备用胶球室本体的下部；备用胶球室本体外侧壁在高度H3处沿横截面径向对称设置第三对超声波传感器，H3以底座为测量基准。所述的超声波传感器包括超声波传感器发射端和超声波传感器接收端，每对超声波传感器的发射端和接收端的轴线在一条直线上；超声波传感器发射端向对应的超声波传感器接收端发射超声波声束。所述的超声波传感器接收端通过数据采集分析处理单元与报警装置连接；超声波传感器接收端接受到的数据经数据采集分析处理单元校正分析后，通过报警装置向集控室发出警示。循环水入口总管内置二次滤网，其出口与凝汽器入口水室、凝汽器铜管、凝汽器出口水室和循环水出口总管依次连接，循环水出口总管内置收球网，用于过滤流入循环水出口总管的胶球；胶球泵入口与循环水出口总管连接，收球网收集的胶球经胶球泵入口流入胶球泵；装球室出口与循环水入口总管连接，将装球室内的胶球排入循环水入口总管中。一种基于超声传感技术的胶球数量在线监测及自动补球方法，步骤如下：第一步，正常运行时，胶球通过凝汽器铜管在凝汽器出口水室中汇集，随水流经过循环水出口总管经收球网把球回收，进入收球网底部被吸入胶球泵入口，经胶球泵出口电动球阀进入装球室；装球室的胶球电动切换阀处于关闭，胶球在系统中循环，通过装球室出口电动球阀进入到循环水入口总管中，与经过二次滤网的主循环水混合进入凝汽器入口水室，完成清洗循环。第二步，胶球计数时，关闭装球室出口电动球阀，装球室内的胶球装球网底部的胶球电动切换阀打开，胶球被挡在装球网内，收球操作不小于30分钟。情况1：装球室侧壁H1高度没有胶球遮挡，由超声波传感器发射端发射的超声波声束被超声波传感器接收端接收，经数据采集分析处理单元校正分析后，判断胶球数量少于低限，通过报警装置向集控室发出警示，并开启备用胶球室入口电动球阀和备用胶球室出口电动球阀，关闭胶球泵出口电动球阀，备用胶球室的胶球电动切换阀自动切换至关闭，将备用胶球室中浸泡好的胶球注入装球室；情况2：装球室内部胶球高度达到H2时，对应的超声波传感器接收端接受到的数据经数据采集分析处理单元校正后，判断胶球室内胶球数量正常，自动开启胶球泵出口电动球阀，关闭备用胶球室入口电动球阀和备用胶球室出口电动球阀，备用胶球室的胶球电动切换阀自动切换至打开，将装球室内胶球装球网底部的胶球电动切换阀切换到关闭，开启装球室出口电动球阀投入胶球系统运行。第三步，备用胶球室向装球室补球后，其内部胶球数低于其低限时，备用胶球室侧壁H3高度没有胶球遮挡，超声波传感器接收端接受的数据经数据采集分析处理单元校正分析后，判断胶球数量少于低限，通过报警装置向集控室发出警示，进行人工补球。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术简单实用，可实现自动补球功能，当胶球物位低于设定值时，备用胶球室一侧自动投入，将备用胶球室中的胶球及时补入，保证了系统中拥有足够的胶球进行有效的清洗；备用胶球室的胶球已充分浸泡，达到了合格的湿态比重，节省了人工加球前的浸泡流程；该装置可实现集控室在线监测、处理，大大减轻了现场工作人员的劳动强度，且还具有设备简单，结构紧凑、占地少、能耗低等优点。附图说明图1为凝汽器胶球清洗装置总图。图2为凝汽器胶球清洗装置俯视图。图3为装球室前视剖面及超声波传感器的布置图。图4为图3的沿A-A面的剖视图。图5为备用胶球室前视剖面及超声波传感器的布置图。图中，1循环水入口总管；2二次滤网；3凝汽器入口水室；4凝汽器铜管；5凝汽器出口水室；6收球网；7循环水出口总管；8胶球泵；9胶球泵出口电动球阀；10备用胶球室入口电动球阀；11装球室；12备用胶球室；13备用胶球室本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超声传感技术的胶球数量在线监测及自动补球装置，其特征在于，包括数据采集分析处理单元(23)、装球室(11)、备用胶球室(12)和胶球泵(8)；胶球泵(8)通过胶球泵出口电动球阀(9)与装球室(11)连接，通过备用胶球室入口电动球阀(10)与备用胶球室(12)相连；备用胶球室(12)通过备用胶球室出口电动球阀(13)与装球室(11)连接；所述的装球室(11)包括装球室本体、超声波传感器、胶球电动切换阀(17)、玻璃视窗(18)和胶球装球网(19)；装球室本体为中空圆柱结构，上端固定玻璃视窗(18)，其内部固定有胶球装球网(19)；胶球装球网(19)下表面设有胶球电动切换阀(17)，用于控制胶球(16)的流出；装球室本体外侧壁固定装球室入口和装球室出口；装球室入口位于装球室本体上部，装球室出口位于装球室本体的下部；装球室本体外侧壁在高度H1处沿横截面径向对称设置第一对超声波传感器，在高度H2处沿横截面径向对称设置第二对超声波传感器，其中H2>H1，H1、H2均以底座为测量基准；所述的备用胶球室(12)包括备用胶球室本体、超声波传感器、胶球电动切换阀(17)、玻璃视窗(18)和胶球装球网(19)；所述的装球室本体为中空圆柱结构，上端固定玻璃视窗(18)，其内部固定有胶球装球网(19)，胶球装球网(19)下表面设有胶球电动切换阀(17)，用于控制胶球(16)的流出；备用胶球室本体外侧壁固定备用胶球室入口和备用胶球室出口；备用胶球室入口位于备用胶球室本体上部，备用胶球室出口位于备用胶球室本体的下部；备用胶球室本体外侧壁在高度H3处沿横截面径向对称设置第三对超声波传感器，H3以底座为测量基准；所述的超声波传感器包括超声波传感器发射端(20)和超声波传感器接收端(21)，每对超声波传感器的发射端和接收端的轴线在一条直线上；超声波传感器发射端(20)向对应的超声波传感器接收端(21)发射超声波声束(22)；所述的超声波传感器接收端(21)通过数据采集分析处理单元(23)与报警装置(24)连接；超声波传感器接收端(21)接受到的数据经数据采集分析处理单元(23)校正分析后，通过报警装置(24)向集控室发出警示；循环水入口总管(1)内置二次滤网(2)，其出口与凝汽器入口水室(3)、凝汽器铜管(4)、凝汽器出口水室(5)和循环水出口总管(7)依次连接，循环水出口总管(7)内置收球网(6)，用于过滤流入循环水出口总管(7)的胶球(16)；胶球泵入口与循环水出口总管(7)连接，收球网(6)收集的胶球(16)经胶球泵入口流入胶球泵(8)；装球室出口与循环水入口总管(1)连接，将装球室(11)内的胶球(16)排入循环水入口总管(1)中。...

【技术特征摘要】
1.一种基于超声传感技术的胶球数量在线监测及自动补球装置，其特征在于，包括数据采集分析处理单元(23)、装球室(11)、备用胶球室(12)和胶球泵(8)；胶球泵(8)通过胶球泵出口电动球阀(9)与装球室(11)连接，通过备用胶球室入口电动球阀(10)与备用胶球室(12)相连；备用胶球室(12)通过备用胶球室出口电动球阀(13)与装球室(11)连接；所述的装球室(11)包括装球室本体、超声波传感器、胶球电动切换阀(17)、玻璃视窗(18)和胶球装球网(19)；装球室本体为中空圆柱结构，上端固定玻璃视窗(18)，其内部固定有胶球装球网(19)；胶球装球网(19)下表面设有胶球电动切换阀(17)，用于控制胶球(16)的流出；装球室本体外侧壁固定装球室入口和装球室出口；装球室入口位于装球室本体上部，装球室出口位于装球室本体的下部；装球室本体外侧壁在高度H1处沿横截面径向对称设置第一对超声波传感器，在高度H2处沿横截面径向对称设置第二对超声波传感器，其中H2>H1，H1、H2均以底座为测量基准；所述的备用胶球室(12)包括备用胶球室本体、超声波传感器、胶球电动切换阀(17)、玻璃视窗(18)和胶球装球网(19)；所述的装球室本体为中空圆柱结构，上端固定玻璃视窗(18)，其内部固定有胶球装球网(19)，胶球装球网(19)下表面设有胶球电动切换阀(17)，用于控制胶球(16)的流出；备用胶球室本体外侧壁固定备用胶球室入口和备用胶球室出口；备用胶球室入口位于备用胶球室本体上部，备用胶球室出口位于备用胶球室本体的下部；备用胶球室本体外侧壁在高度H3处沿横截面径向对称设置第三对超声波传感器，H3以底座为测量基准；所述的超声波传感器包括超声波传感器发射端(20)和超声波传感器接收端(21)，每对超声波传感器的发射端和接收端的轴线在一条直线上；超声波传感器发射端(20)向对应的超声波传感器接收端(21)发射超声波声束(22)；所述的超声波传感器接收端(21)通过数据采集分析处理单元(23)与报警装置(24)连接；超声波传感器接收端(21)接受到的数据经数据采集分析处理单元(23)校正分析后，通过报警装置(24)向集控室发出警示；循环水入口总管(1)内置二次滤网(2)，其出口与凝汽器入口水室(3)、凝汽器铜管(4)、凝汽器出口水室(5)和循环水出口总管(7)依次连接，循环水出口总管(7)内置收球网(6)，用于过滤流入循环水出口总管(7)的胶球(16)；胶球泵入口与循环水出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，王圣毫，裴振英，赵殿瑞，孙力，张刚，
申请(专利权)人：沈阳工程学院，
类型：发明
国别省市：辽宁,21