新型全自除污滤水器实现PLC旋转、排污和开关阀全自动控制系统

点击次数：987 时间:2018/6/4 8:48:23

新型全自除污滤水器实现PLC旋转、排污和开关阀全自动控制系统 

        目前,我国大部分热电厂还采用传统的老式全自除污滤水器,由于设计落后、自动化程度低、泄露严重、不易反冲洗,污物不能有效排除。特别是夏季暴风雨季节,水中污物更加突出,再加上近年来越来越多的塑料瓶、塑料袋等杂物的增多,给电厂安全经济运行造成困难,机组人员需经常进行人工清理,不但造成经济损失,而且增加了工人的劳动强度。此外,在现场实际运行中,大部分全自除污滤水器只旋转不排污,或排污阀虽打开,但开度较小,达不到排污应有的最小流量,不能有效、自动地进行滤水排污。故而,本文对传统的全自除污滤水器从自动化和机械装置两方面入手,进行了多方技术改进,取得了显著的成果。

        总体结构在全自除污滤水器设计中,一个主要的问题就是污物的有效排放,这里采用2台电机:主电机(转台电机)和排污电机(控制排污阀的开关)配合来完成此功能。总结构如图1所示。系统的输入包括压力差信号输入和方式选择输入,全自除污滤水器共有3个口:进水口、出水口和排污口,与系统进出水口相衔接的部分这里不再赘述。
        机械结构全自除污滤水器的过滤元件不再延用单桶结构,而是由多单元滤芯组合而成,每个滤芯单元自成一体,用户可根据实际的需要,确定装置的工位数。滤芯及网架全部采用不锈钢制成,网孔用冲床一次制成,具有耐腐蚀、不生锈、表面光洁、不易结垢的特性。各滤芯单元内除设置了一组引流装置,可使反冲水束具有反向旋转功能,使反冲洗排污更快更干净外,还在其轴上固定了一套由不锈钢刷组成的强除污系统,它可以将附着在壁面上的污物清除干净。
        全自除污滤水器动静间隙采用了梳齿结构,具有密封性好、不漏网、滤水效果好的优点。此外,排污台设置了宽阔的密封空间和准确的定位刹车装置,定位准、漏流量小,排污效果更好。机械部分由5部分构成,分别为滤水机构、执行机构、排污机构、操作单元和保护装置,结构如图2～4所示(本文以六工位为例)。各部分工作情况如下: 

        1)滤水机构:滤水机构主要由机壳、滤芯组、旋流子、进出水室、法兰等部件组成。其工作过程是:水流经入口管进入入口水室,再由水室分配至各滤芯单元过滤,将水中的大颗粒杂质滤掉后,由滤芯内流向滤芯外的环形集水1。
        2)执行机构:执行机构由驱动电机、减速器、定位锁紧装置、排污电机及相关部件组成,其作用是按照控制台发来的指令,完成预定的动作,使滤芯旋转一定角度或开关排污阀门。
        3)排污机构:排污机构由排污台、旋流子、支架、排污管及排污阀等组成。当需要排污时,转动滤芯,使排污单元滤芯进入排污台,并被定位锁紧。当打开排污阀门时,排污单元滤芯内水流改变方向,从环形水室及相邻单元滤芯内进入排污单元滤芯内。当反向流入的冲洗水进入排污单元滤芯时,被旋流子改变方向,形成一旋流水束,将壁面杂物冲出排污单元滤芯,并经排污门排出,直到壁面洁净为止。
        4)操作单元:操作单元可使整个全自除污滤水器实现自动或人工反冲洗。投入自动运行时,全自除污滤水器可根据滤芯前后压差,自动启动排污系统,直到合格后自动停止。其中,滤芯单元的冲洗时间,即排污时间,可根据实际情况自由设定。
        5)保护装置:本装置主要设置电动机过力矩保护和滤芯堵塞保护装置。在电机过力矩时,能及时切断电源,保护电机;在滤芯堵塞时,阻力增大,自动反冲洗排污。
        控制部分控制部分主要由PLC控制器、继电器、接触器、位置和压力传感器及定位锁紧装置组成,其作用主要是按程序协调各部分的正确动作,保证整个机械自动协调地工作。这里,主要控制的是两台电机的启、停,主接线图非常简单,只要加上相应的保护,比如缺压、过载、过流保护等就可以了,其接线如图5所示。为保证电机到位后能及时停转,采用反接制动方式制动。对于原点信号,即各滤芯单元的准确定位信号,系统中除采用灵敏度高、抖动性小的行程开关外,在软件部分也进行了相应的处理。

  
        主控电路图系统中采用PLC的原因主要有两个方面:
        1)系统最初是为电厂二次滤水设计的,PLC可以适应电厂中的高压、强电流环境,且性能非常可靠;
        2)系统控制的主要是开关量,用PLC进行控制简单、快捷、方便。至于参数问题,在中小型系统中一般选用1。5kW的电机就可以了,大型系统可根据实际情况而定。主电机上应设有减速装置。PLC的输入信号包括:排污系统启动信号,急停信号(用于机械方面的紧急事故处理),各种方式的方式选择信号(系统中,共设置了手动1方式、手动2方式、故障方式、自动方式、定时启动方式,实际运行中,可根据实际情况增加或减少其中某些方式。
        其中,自动方式通过压力差信号启动,故障方式实际上是一种检修方式),定时启动时间到和排污时间到信号,原点信号(用于为滤芯单元定位的行程开关信号),开关到位和开关力矩到信号以及故障方式时两台电机的启、停信号,共16种输入信号。输出信号除两台电机的启、停信号、排污定时器和定时方式定时器启动信号外,其它信号可自由设置,比如可以有各种方式的显示信号、报警信号等。
        系统性能通过现场实际运行发现,系统的各项性能均满足要求。定位准确、漏流量小、密封性好、自动化程度高,而且,对于附着在桶壁上的白色拉圾,强除污系统可以将其揉搓3～5圈,彻底粉碎后经出水口排出。
        各种工作方式简述如下:手动1:通过开关启动,启动一次排一桶(60°),排污阀动作一次；手动2:通过开关启动,启动一次从1#到6#循环一遍排污(360°),排污阀只动作一次；故障方式:转台电机可以任意正反转,排污阀可以任意开关；自动方式:通过压力差信号启动,启动一次排一圈(360°),排污阀只动作一次；定时启动方式:时间继电器定时启动,时间可调,启动一次排一圈,排污阀只动作一次。