一種用於控制凝汽器熱井液位的裝置的製作方法

2023-07-19 15:17:01 1

本發明屬於電廠凝汽器領域，具體涉及用於控制凝汽器熱井液位的裝置。

背景技術：

將汽輪機排汽冷凝成水的一種換熱器，又稱復水器。凝汽器主要用於汽輪機動力裝置中，分為水冷凝汽器和空冷凝汽器兩種。凝汽器除將汽輪機的排汽冷凝成水供鍋爐重新使用外，還能在汽輪機排汽處建立真空和維持真空。

凝汽器熱井是凝汽器下部收集凝結水的集水井。安裝在汽輪機表面式凝汽器底部的一種直立圓筒狀部件。用以匯集由大量乏汽連續冷凝而生成的主凝結水。

凝結水泵的作用主要是配合抽氣器生成真空，把循環水和蒸汽形成一個真空。便於輸送水，這樣就能節省很多功，因為除氧器一般都在高處，如果沒有凝結水泵真空就會很費力，水在過循環水泵和循環水池，最後在回到除氧器，這樣來回循環。在實際發電運行中，如果凝結水泵停運，將會使凝汽器熱井的液位高，對機組的真空影響較大，當液位高至一定程度時，部分銅管被淹沒，減少了凝汽器的換熱面積，機組真空會受到影響。如果長時間停運，液位過高，水會進入汽輪機，可能造成設備嚴重損壞。水衝擊將造成葉片的損傷、動靜部分碰磨、汽缸裂紋或產生永久變形，推力軸承損壞。凝結水泵長時間工作在欠壓情況下，電壓低克服負載需要的力矩就大，電流也會變大，三相異步電動機一二次是相互聯繫的,電壓低,會導致產生的力矩小,為了達到克服負載的轉矩,就需要加大電流，容易燒毀三相異步電動機。當熱井水位低到一定程度，凝結水泵會汽蝕，泵打不出水，除氧器水位保證不了，就會造成停機。

技術實現要素：

根據現有技術的不足，提供一種用於控制凝汽器熱井液位的裝置，該裝置結構簡單，設計新穎，徹底的解決了凝汽器熱井水位的問題。

一種用於控制凝汽器熱井液位的裝置，包括位於凝汽器下方的熱井，所述熱井的底部通過水管並接有兩臺凝結水泵，兩臺凝結水泵通過電系控制系統實現自動切換；所述熱井的筒壁上設置有用於顯示其內部液位的就地顯示系統和將液位值遠傳到顯示屏上的遠傳系統。

優選的是，所述遠傳系統包括位於熱井的筒壁上設置有連通器，所述連通器內設置有一個磁浮球，連通器的內壁從下至上均勻安裝有多個幹簧管，每一個幹簧管分別串接一個電阻，多組幹簧管和電阻並接在一起，通過檢測系統將液位值遠傳至顯示屏中顯示。

優選的是，所述檢測系統包括電阻值檢測器，所述電阻值檢測器內設置有電壓表和電流表，通過電壓表和電流表測得的比值經過AD轉換器將信號傳遞給控制器，控制器又通過DA轉換器將數值信號在顯示屏中顯示。

優選的是，所述就地顯示系統包括一個位於連通器筒壁上的磁性翻板，所述磁性翻板由多個圓柱形磁板順次排列組成，每一個圓柱形磁板由兩個不同磁性的半圓柱磁板組成，通過磁浮球與半圓柱磁板磁耦合實現圓柱形磁板的翻轉。

優選的是，所述圓柱形磁板中的兩個半圓柱磁板為兩個不同顏色的半圓柱磁板。

優選的是，所述電系控制系統包括低電壓繼電器KA1、低電流繼電器KA2、多個時間繼電器、多個中間繼電器和三相交流電；所述中間繼電器包括繼電器KA3、繼電器KA4和繼電器KA5；所述時間繼電器包括通電延時繼電器KT1和斷電延時繼電器KT2；所述低電壓繼電器KA1的線圈並接到三相交流電的任兩相上，所述低電流繼電器KA2的線圈串接在三相交流電任一相中，所述低電壓繼電器KA1和低電流繼電器KA2上的常開觸點分別與通電延時繼電器KT1的線圈相連，所述通電延時繼電器KT1的常開觸點與繼電器KA3的線圈相連，所述繼電器KA3的三個常閉觸點串接到三相交流電上，用於控制凝結水泵M1的啟停，繼電器KA3的一個常閉觸點與斷電延時繼電器KT2的線圈相連，斷電延時繼電器KT2的常開觸點與繼電器KA4的線圈相連，繼電器KA4的常開觸點的輸入端與繼電器KA3的一個常開觸點相連，繼電器KA4的常開觸點的輸出端與繼電器KA5的線圈相連，繼電器KA5的三個常開觸點串接到三相交流電上，用於控制凝結水泵M2的啟停。

優選的是，所述繼電器KA4的另一個常開觸點連接在信號終端，用於上位機的監控。

優選的是，還包括循環控制系統，所述循環控制系統包括一個位於熱井筒壁上部的高電阻電接點和其內部的觸電S1、一個位於熱井筒壁下部的低電阻電接點和其內部的觸電S2；所述循環控制系統還包括三相交流電，用於給熱井排水的三相異步電機M3、給凝汽器補水的三相異步電機M4、交流接觸器KM1、交流接觸器KM2、通電延時繼電器KT1、通電延時繼電器KT2；所述三相交流電的任一項交流電連接有兩支相併接的控制電路，其中控制電路Ⅰ包括依次相串接的觸電S1、通電延時繼電器KT1的常閉觸點和交流接觸器KM1的線圈，所述交流接觸器KM1的常開觸點與觸電S1相併接，所述通電延時繼電器KT1的線圈與通電延時繼電器KT1的常閉觸點和交流接觸器KM1的線圈相併接；控制電路Ⅱ包括依次相串接的觸電S2、通電延時繼電器KT2的常閉觸點和交流接觸器KM2的線圈，所述交流接觸器KM2的常開觸點與觸電S2相併接，所述通電延時繼電器KT2的線圈與通電延時繼電器KT2的常閉觸點和交流接觸器KM2的線圈相併接；所述三相交流電通過交流接觸器KM1的三個常開觸點與三相異步電機M3相串接，所述三相交流電通過交流接觸器KM2的三個常開觸點與三相異步電機M4相串接。

優選的是，還包括熱繼電器KS1和熱繼電器KS2，所述熱繼電器KS1的線圈與三相異步電機M3相串接，熱繼電器KS1的常閉觸點與控制電路Ⅰ相串接；所述熱繼電器KS2的線圈與三相異步電機M4相串接，熱繼電器KS2的常閉觸點與控制電路Ⅱ相串接。

本發明有益效果：

本發明徹底的解決了凝汽器熱井水位的問題，一臺凝結水泵在運行中停運或在欠壓情況下燒毀現象，避免了當液位高至一定程度時，部分銅管被淹沒，減少了凝汽器的換熱面積，機組真空會受到影響等問題；

當液位過高或者過低時，通過循環控制系統能夠及時的對熱井進行排水和補水，使得熱井內的水位維持在預定的範圍內；

該自動切換控制系統和循環控制系統結構簡單、反應靈敏、控制準確、安全係數高、抗幹擾能力強等特點；

設置有就地顯示系統，能夠準確的觀測熱井內凝結水的液位，通過液位的高低來對凝汽器實施相應的措施；

設置有遠傳系統，能夠將熱井內凝結水的液位遠傳到上位機中，能夠實時的觀測熱井內凝結水的液位。

附圖說明

圖1為本發明整體結構示意圖；

圖2為熱井結構示意圖；

圖3為本發明中的幹簧管與電阻連接電路圖；

圖4為本發明遠傳系統電控原理框圖；

圖5為兩臺凝結水泵自動切換控制原理圖；

圖6為循環控制系統電路原理圖；

1—連通器，2—磁浮球，3—幹簧管，4—電阻，5—顯示屏，6—電阻值檢測器，7—AD轉換器，8—控制器，9—DA轉換器，10—磁性翻板，21—高電阻電接點，22—低電阻電接點，100—凝汽器，200—熱井。

具體實施方式

以下結合附圖1至附圖6所示，通過具體實施例對本發明作進一步的說明。

實施例一：

一種用於控制凝汽器熱井液位的裝置，包括位於凝汽器100下方的熱井200，熱井200的底部通過水管並接有兩臺凝結水泵，兩臺凝結水泵通過電系控制系統實現自動切換。

電系控制系統包括低電壓繼電器KA1、低電流繼電器KA2、多個時間繼電器、多個中間繼電器和三相交流電；中間繼電器包括繼電器KA3、繼電器KA4和繼電器KA5；時間繼電器包括通電延時繼電器KT1和斷電延時繼電器KT2；低電壓繼電器KA1的線圈並接到三相交流電的任兩相上，低電流繼電器KA2的線圈串接在三相交流電任一相中，低電壓繼電器KA1和低電流繼電器KA2上的常開觸點分別與通電延時繼電器KT1的線圈相連，通電延時繼電器KT1的常開觸點與繼電器KA3的線圈相連，繼電器KA3的三個常閉觸點串接到三相交流電上，用於控制凝結水泵M1的啟停，繼電器KA3的一個常閉觸點與斷電延時繼電器KT2的線圈相連，斷電延時繼電器KT2的常開觸點與繼電器KA4的線圈相連，繼電器KA4的常開觸點的輸入端與繼電器KA3的一個常開觸點相連，繼電器KA4的常開觸點的輸出端與繼電器KA5的線圈相連，繼電器KA5的三個常開觸點串接到三相交流電上，用於控制凝結水泵M2的啟停。繼電器KA4的另一個常開觸點連接在信號終端，用於上位機的監控。

實施例二：

在實施例一的基礎上，熱井200的筒壁上設置有用於顯示其內部液位的就地顯示系統和將液位值遠傳到顯示屏上的遠傳系統。

遠傳系統包括位於熱井200的筒壁上設置有連通器1，連通器1內設置有一個磁浮球2，連通器1的內壁從下至上均勻安裝有多個幹簧管3，每一個幹簧管分別串接一個電阻4，多組幹簧管和電阻並接在一起，通過檢測系統將液位值遠傳至顯示屏5中顯示。檢測系統包括電阻值檢測器6，電阻值檢測器6內設置有電壓表和電流表，通過電壓表和電流表測得的比值經過AD轉換器7將信號傳遞給控制器8，控制器8又通過DA轉換器9將數值信號在顯示屏5中顯示。其中，控制器8採用AT89S51型單片機，此系列單片機是低功耗的、具有4KB在線課編程Flash存儲器的單片機，它與通用80C51系列單片機的指令系統和引腳兼容。片內的Flash可允許在線重新編程，也可使用非易失性存儲器編程，它將通用CPU和在線可編程Flash集成在一個晶片上，形成了功能強大、使用靈活和具有較高性能性價比的微控制器。AD轉換器7採用ADC0809型轉換器。DA轉換器9採用DAC0832型轉換器。顯示屏5採用12864液晶屏，該點陣的屏顯成本相對較低，適用於各類儀器，小型設備的顯示領域。

就地顯示系統包括一個位於連通器1筒壁上的磁性翻板10，磁性翻板10由多個圓柱形磁板順次排列組成，每一個圓柱形磁板由兩個不同磁性的半圓柱磁板組成，通過磁浮球2與半圓柱磁板磁耦合實現圓柱形磁板的翻轉。圓柱形磁板中的兩個半圓柱磁板為兩個不同顏色的半圓柱磁板，一半為紅色，一半為白色，白色與紅色的交界處為熱井200內的實際液位。

實施例三：

在實施例一或實施例二的基礎上，還包括循環控制系統，循環控制系統包括一個位於熱井200筒壁上部的高電阻電接點21和其內部的觸電S1、一個位於熱井200筒壁下部的低電阻電接點22和其內部的觸電S2；循環控制系統還包括三相交流電，用於給熱井200排水的三相異步電機M3、給凝汽器100補水的三相異步電機M4、交流接觸器KM1、交流接觸器KM2、通電延時繼電器KT1、通電延時繼電器KT2；三相交流電的任一項交流電連接有兩支相併接的控制電路，其中控制電路Ⅰ包括依次相串接的觸電S1、通電延時繼電器KT1的常閉觸點和交流接觸器KM1的線圈，交流接觸器KM1的常開觸點與觸電S1相併接，通電延時繼電器KT1的線圈與通電延時繼電器KT1的常閉觸點和交流接觸器KM1的線圈相併接；控制電路Ⅱ包括依次相串接的觸電S2、通電延時繼電器KT2的常閉觸點和交流接觸器KM2的線圈，交流接觸器KM2的常開觸點與觸電S2相併接，通電延時繼電器KT2的線圈與通電延時繼電器KT2的常閉觸點和交流接觸器KM2的線圈相併接；三相交流電通過交流接觸器KM1的三個常開觸點與三相異步電機M3相串接，三相交流電通過交流接觸器KM2的三個常開觸點與三相異步電機M4相串接。

實施例四：

在實施例三的基礎上，還包括熱繼電器KS1和熱繼電器KS2，熱繼電器KS1的線圈與三相異步電機M3相串接，熱繼電器KS1的常閉觸點與控制電路Ⅰ相串接；熱繼電器KS2的線圈與三相異步電機M4相串接，熱繼電器KS2的常閉觸點與控制電路Ⅱ相串接。設置有熱繼電器，保護電機不會因為長時間過載而燒毀。

工作過程：

當凝結水泵M1停運或者在欠壓情況下運行時，低電壓繼電器KA1或者低電流繼電器KA2的常開觸點閉合，通電延時繼電器KT1延時預設時間後，其常開觸點閉合致使繼電器KA3的線圈得電，繼電器KA3的三個常閉觸點打開從而停止凝結水泵M1，繼電器KA3的常開觸點閉合，常閉觸點打開，斷電延時繼電器KT2延時預設時間後，其常開觸點閉合後繼電器KA4的線圈得電，繼電器KA4的一個常開觸點閉合後繼電器KA5的線圈得電，從而繼電器KA5的三個常開觸點閉合啟動凝結水泵M2，繼電器KA4的一個常開觸點閉合後，連接信號終端，用於上位機的監控。

當凝結水泵M1在正常電壓情況下運行時，低電壓繼電器KA1或者低電流繼電器KA2的常閉觸點打開，此時通電延時繼電器KT1的線圈失電後，其常閉觸點打開後繼電器KA3的線圈失電，繼電器KA3的三個常開觸點閉合，開啟凝結水泵M1，繼電器KA3的常開觸點閉合後斷電延時繼電器KT2的線圈得電，其常閉觸點轉換到常開觸點並保持，此時，繼電器KA4的線圈失電，繼電器KA4的一個常閉觸點打開後繼電器KA5的線圈失電，從而其三個常閉觸點打開，停止凝結水泵M2，繼電器KA4的另一個常閉觸點打開後，斷開信號終端，用於上位機的監控。

當水位到達高電阻電接點21時，電阻變小，此時其內部的觸電S1閉合，通電延時繼電器KT1的常閉觸點閉合致使交流接觸器KA1的線圈得電，交流接觸器KA1的一個常開觸點閉合完成自鎖後，剩餘的三個常開觸點閉合後啟動排水的三相異步電機M3對熱井200進行排水，當水位低於高電阻電接點21時，電阻變大，此時其內部的觸電S1打開，由於交流接觸器KA1的自鎖功能，交流接觸器KA1的線圈依然有電，當通電延時繼電器KT1延時時間到後，其常閉觸點打開致使交流接觸器KA1的線圈失電，從而交流接觸器KA1的三個常閉觸點打開，致使排水的三相異步電機M3停機。

當水位低於低電阻電接點2時，電阻變大，此時其內部的觸電S2閉合，通電延時繼電器KT2的常閉觸點閉合致使交流接觸器KA2的線圈得電，交流接觸器KA2的一個常開觸點閉合完成自鎖後，剩餘的三個常開觸點閉合後啟動補水的三相異步電機M4對熱井200進行補水，當水位高於低電阻電接點22時，電阻變小，此時其內部的觸電S2打開，由於交流接觸器KA2的自鎖功能，交流接觸器KA2的線圈依然有電，當通電延時繼電器KT2延時時間到後，其常閉觸點打開致使交流接觸器KA2的線圈失電，從而交流接觸器KA2的三個常閉觸點打開，致使補水的三相異步電機M4停機。

儘管具體地參考其優選實施例來示出並描述了本發明，但本領域的技術人員可以理解，可以做出形式和細節上的各種改變而不脫離所附權利要求書中所述的本發明的範圍。以上結合本發明的具體實施例做了詳細描述，但並非是對本發明的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，均仍屬於本發明技術方案的範圍。