本发明属于火力发电冷端优化技术领域，涉及一种全自动胶球监测和补充装置。该装置应用于火力发电厂，能够自动监测电厂凝汽器中胶球数量与自动补充胶球的装置。
背景技术：
水冷式凝汽器在现代电站中仍然广泛存在。为了保持凝汽器管束内部的清洁状态，需要经常利用凝汽器冷凝管清洗胶球对其进行定期清洗。然而，由于收球网孔积污、凝汽器水室死角、二次滤网因破损或者胶球自身缺陷等诸多原因，导致收球率往往达不到机组要求。所以胶球监测环节便成为电站凝汽器中一个不可或缺的部分。胶球监测最原始也是最可靠的方法是人工检查法，然而对于使用胶球清洗较为频繁的机组来说，这种方法检测时间较长，劳动强度较大，已经远远不能满足目前电站自动化生产的要求。另外一种胶球监测的方法是采用一种专门的胶球计数设备。
如中国专利cn201210216321.6公开了“一种用于胶球清洗装置上的胶球计数设备”该设备包括箱体、传动机构、传感部件、计数器和胶球拦截构件；两个感应管上下设置并将弹性隔离板压二者之间，测针插装在弹性隔离板上且测针两端均伸出两个感应管外，测针的上端靠近两个槽轮相对向内旋转下胶球被带过的槽轮对接口，并确保胶球经过对接口时能碰触到测针的上端，测针的下端与感应器的感应部位对应设置，感应器的信号输出端与计数器连接，计数器用于计数经过槽轮对接口的胶球的数量。适用于胶球清洗系统中，安装在胶球泵与装球室之间。
如在《节能》上发表的名称为“凝汽器胶球清洗自动监测装置”，如中国专利cn200910010097.3名称为“基于光纤传感器技术的电厂凝汽器胶球清洗在线监测装置”。但是当循环水质较差时，这种设备将会出现较大误差，甚至不能计数。另外，这些监测设备仅仅实现了胶球的在线监测功能，不具备自动补充胶球的功能，对于丢球较为严重的电站来说，仍然经常需要人工进行装球，导致诸多不便。
事实上，精确监测出胶球的数量对实际生产并没有较为明显的意义。因为，凝汽器的冷凝管一般有成千上万根，而且胶球是随机分配进凝汽器冷凝管的，所以只需要保证系统中存在一定数量的胶球即可达到需要的清洗效果。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有的技术缺陷，提供一种能够自动监测电厂凝汽器中胶球数量与自动补充胶球的装置，克服现有胶球计数装置的缺陷，保证凝汽器的清洗效果。
本发明的技术方案：
一种全自动胶球监测和补充装置，包括胶球泵、第一电动三通阀、电动装球室一、第二电动三通阀和电动装球室二。
胶球清洗系统进水管道连接至胶球泵入口，胶球泵入口、胶球泵、胶球泵出口、第一电动三通阀端口一、第一电动三通阀、第一电动三通阀端口二、电动装球室一入口、电动装球室一本体、电动装球室一出口、第二电动三通阀端口一、第二电动三通阀、第二电动三通阀端口二、电动装球室二入口、电动装球室二和电动装球室二出口通过管道依次连接；第一电动三通阀端口三通过管道和第二电动三通阀端口三连接，电动装球室二出口连接至胶球清洗系统出水管道。
所述的电动装球室一包括：电动装球室一本体、显示控制器、第一对光电传感器调节器、第二对光电传感器调节器、第一对光电传感器和第二对光电传感器；电动装球室一本体为中空圆柱结构，上端固定密封盖，其外侧壁固定显示控制器、电动装球室一入口和电动装球室一出口；电动装球室一本体外侧壁沿横截面径向固定电动装球室一入口和电动装球室一出口，电动装球室一入口位于电动装球室一本体上部，电动装球室一出口位于电动装球室一本体的下部；电动装球室一本体外侧壁在高度h1处沿横截面径向设置第一对透明视窗，在高度h2处沿横截面径向设置第二对透明视窗，其中h1>h2，h1、h2均以底座为测量基准；第一对光电传感器调节器和第二对光电传感器调节器分别固定在第一对透明视窗和第二对透明视窗上；第一对光电传感器调节器内置第一对光电传感器，第二对光电传感器调节器内置第二对光电传感器；第一对光电传感器和第二对光电传感器与显示控制器连接。
所述电动装球室二包括：电动装球室二本体、第三对光电传感器调节器、第四对光电传感器调节器、第三对光电传感器和第四对光电传感器；电动装球室二本体为中空圆柱结构，上端固定密封盖，其外侧壁固定电动装球室二入口和电动装球室二出口；电动装球室二本体外侧壁沿横截面径向固定电动装球室二入口和电动装球室二出口，电动装球室二入口位于电动装球室二本体上部，电动装球室二出口位于电动装球室二本体的下部；电动装球室二本体外侧壁在高度h3处沿横截面径向设置第三对透明视窗，在高度h4处沿横截面径向设置第四对透明视窗，其中h3>h4，h3、h4均以底座为测量基准。
第三对光电传感器调节器、第四对光电传感器调节器分别固定在第三对透明视窗和第四对透明视窗上；第三对光电传感器调节器内置第三对光电传感器，第四对光电传感器调节器内置第四对光电传感器；第三对光电传感器和第四对光电传感器与显示控制器连接。
进一步地，所述的光电传感器调节器包括光电传感器调节器本体、手动调节杆和标尺；光电传感器调节器本体固定在透明视窗上，所述的光电传感器采用光纤探头，光纤探头固定在手动调节杆一端，整体置于光电传感器调节器本体内；手动调节杆另一端穿过光电传感器调节器本体设有标尺的侧壁，手动调节杆带动光纤探头沿透明视窗上下移动，通过标尺查看移动高度；所述光纤探头通过光纤与显示控制器连接。
所述第一对透明视窗、第二对透明视窗、第三对透明视窗和第四对透明视窗采用透明材料。所述显示控制器采用单片机外加通用液晶屏或plc外加通用液晶屏。所述第一对光电传感器、第二对光电传感器、第三对光电传感器和第二对光电传感器采用光电开关。
一种自动胶球监测和补充装置的控制方法，包括：
(一)胶球清洗过程：
步骤1-1：显示控制器发出指令，使第一电动三通阀的端口一和端口三导通，使电动装球室一处于收球状态；使第二电动三通阀的端口二和端口三导通，使电动装球室二处于放球状态；
步骤1-2：显示控制器发出指令，使胶球泵开启，装置进入胶球清洗过程；
(二)自动监测和补充过程：
步骤2-1：装置进入胶球清洗过程后，显示控制器发出指令，使电动装球室二处于收球状态；
步骤2-2：当电动装球室二处于收球状态m分钟后，且其内部的胶球数量不再增加，显示控制器发出指令，使胶球泵停止；
情况一，当第三对光电传感器发出的信号被对应的光电传感器收到，并且第四对光电传感器发出的信号不被对应的光电传感器收到，判定胶球数量满足胶球清洗系统，胶球清洗系统继续进入胶球清洗过程，结束自动监测过程；
情况二，当第三对光电传感器发出的信号被对应的光电传感器收到，并且第四对光电传感器发出的信号被对应的光电传感器收到，此时判定胶球数量不满足胶球清洗系统，转入步骤2-3；
步骤2-3：显示控制器发出指令，使第一电动三通阀的端口一和端口二导通，使第二电动三通阀端口一和端口二导通，使电动装球室一处于放球状态；
当第三光电传感器发出的信号不被对应的光电传感器收到，则结束自动补充过程，进入胶球清洗过程。
本发明的有益效果：该电动装球室不仅实现了对胶球数量的监测，同时实现了自动补充胶球的功能。本发明成本低廉、结构简单、自动化程度高，可以适用于任何循环水水质的电站或其他相关领域。
附图说明
图1是本发明的外部结构示意图。
图2是本发明的电动装球室一外部结构示意图。
图3是本发明的电动装球室二外部结构示意图。
图4是本发明的光电传感器调节器的外部结构示意图。
图5是本发明的光电传感器调节器的剖面结构示意图。
图中：
1胶球泵；1.1胶球泵入口；1.2胶球泵出口；
2第一电动三通阀；2.1第一电动三通阀端口一；2.2第一电动三通阀端口二；2.3第一电动三通阀端口三；
3电动装球室一；3.1电动装球室一入口；3.2电动装球室一出口；3.3电动装球室一本体；
4第二电动三通阀；4.1第二电动三通阀端口一；4.2第二电动三通阀端口二；4.3第二电动三通阀端口三；
5电动装球室二；5.1电动装球室二入口；5.2电动装球室二出口；5.3电动装球室二本体；
6显示控制器；
7.1第一对光电传感器调节器；7.2第二对光电传感器调节器；7.3第三对光电传感器调节器；7.4第四对光电传感器调节器；
8光电传感器调节器本体；8.1手动调节杆；8.2标尺；9光纤；10光纤探头。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
如1图所示，一种全自动胶球监测和补充装置，其特征在于，包括胶球泵1、第一电动三通阀2、电动装球室一3、第二电动三通阀4和电动装球室二5。
胶球清洗系统进水管道连接至胶球泵入口1.1，胶球泵入口1.1、胶球泵1、胶球泵出口1.2、第一电动三通阀端口一2.1、第一电动三通阀2、第一电动三通阀端口二2.2、电动装球室一入口3.1、电动装球室一本体3.3、电动装球室一出口3.2、第二电动三通阀端口一4.1、第二电动三通阀4、第二电动三通阀端口二4.2、5.1电动装球室二入口、电动装球室二5和电动装球室二出口5.2通过管道依次连接；第一电动三通阀端口三2.3通过管道和第二电动三通阀端口三4.3连接，电动装球室二出口5.2连接至胶球清洗系统出水管道。
所述的电动装球室一3包括：电动装球室一本体3.3、显示控制器6、第一对光电传感器调节器7.1、第二对光电传感器调节器7.2、第一对光电传感器和第二对光电传感器。电动装球室一本体3.3为中空圆柱结构，上端固定密封盖，其外侧壁固定显示控制器6、电动装球室一入口3.1和电动装球室一出口3.2；电动装球室一本体3.3外侧壁固定电动装球室一入口3.1和电动装球室一出口3.2，电动装球室一入口3.1位于电动装球室一本体3.3上部，电动装球室一出口3.2位于电动装球室一本体3.3的下部。电动装球室一本体3.3外侧壁在高度h1处沿横截面径向对称设置第一对透明视窗，在高度h2处沿横截面径向设置第二对透明视窗，其中h1>h2，h1、h2均以底座为测量基准。第一对光电传感器调节器7.1和第二对光电传感器调节器7.2分别固定在第一对透明视窗和第二对透明视窗上；第一对光电传感器调节器7.1内置第一对光电传感器，第二对光电传感器调节器7.2内置第二对光电传感器。第一对光电传感器和第二对光电传感器与显示控制器6通过光纤和电气连接线连接。
所述电动装球室二5包括：电动装球室二本体5.3、第三对光电传感器调节器7.3、第四对光电传感器调节器7.4、第三对光电传感器和第四对光电传感器。电动装球室二本体5.3为中空圆柱结构，上端固定密封盖，其外侧壁固定电动装球室二入口5.1和电动装球室二出口5.2；电动装球室二本体5.3外侧壁固定电动装球室二入口5.1和电动装球室二出口5.2，电动装球室二入口5.1位于电动装球室二本体5.3上部，电动装球室二出口5.2位于电动装球室二本体5.3的下部。电动装球室二本体5.3外侧壁在高度h3处沿横截面径向设置第三对透明视窗，在高度h4处沿横截面径向设置第四对透明视窗，其中h3>h4，h3、h4均以底座为测量基准。
第三对光电传感器调节器7.3第四对光电传感器调节器7.4分别固定在第三对透明视窗和第四对透明视窗上；第三对光电传感器调节器7.1内置第三对光电传感器，第四对光电传感器调节器7.4内置第四对光电传感器。第三对光电传感器和第四对光电传感器与显示控制器6连接。
所述第一对透明视窗、第二对透明视窗、第三对透明视窗和第四对透明视窗采用透明材料。所述显示控制器6采用单片机外加通用液晶屏或plc外加通用液晶屏。
如图3所示，所述的光电传感器调节器包括光电传感器调节器本体8、手动调节杆8.1和标尺8.2；光电传感器调节器本体8固定在透明视窗上，所述的光电传感器采用光纤探头10，光纤探头10固定在手动调节杆8.1一端，整体置于光电传感器调节器本体8内；手动调节杆8.1另一端穿过光电传感器调节器本体8设有标尺8.2的侧壁，手动调节杆8.1带动光纤探头10沿透明视窗上下移动，通过标尺8.2查看移动高度；所述光纤探头10通过光纤9与显示控制器6连接。
为了使本发明达到自动监测和补充胶球的功能，首次使用该装置时，需要对电动装球室一3和电动装球室二5上的光电传感器调节器高度进行矫正，具体的矫正方法如下：
电动装球室一3矫正方法：
步骤1：首次使用该装置时，人工将n1个胶球放入电动装球室一3中浸泡24小时，使胶球在水中充分膨胀。(n1为电动装球室一3允许投入的最大胶球数量)。
步骤2：人工调整第一对光电传感器调节器7.1上的手动调节杆，使第一对光电传感器距离地面的高度位于顶层胶球下1～2cm处，并且使第一对光电传感器发出的信号不能够被第一对光电传感器收到。
步骤3：取出n2个胶球(n2≈n1×2/3)，使电动装球室一3中胶球堆积的高度下降，然后调整第二对光电传感器7.2调节器的手动调节杆，使第二对光电传感器距离地面的高度位于顶层胶球下1～2cm处，并且使第二对光电传感器发出的信号不能够被第二对光电传感器收到。
电动装球室二5矫正方法：
步骤1：首次使用该装置时，人工将n3个胶球放入电动装球室二5中浸泡24小时，使胶球在水中充分膨胀。(n3为系统需要电动装球室二5投入的最大胶球数量)。
步骤2：人工调整第三对光电传感器调节器7.3上的手动调节杆，使第三对光电传感器距离地面的高度位于顶层胶球下1～2cm处，并且第三对光电传感器发出的信号不能够被第三光电传感器收到。
步骤3、取出n4个胶球(n4为允许损失的最大胶球数量)，使电动装球室二5中胶球堆积的高度下降，然后调整第四对光电传感器调节器7.4上的手动调节杆，使第四对光电传感器距离地面的高度位于顶层胶球下1～2cm处，并且使第四对光电传感器发出的信号不能够被第四光电传感器收到。
一种自动胶球监测和补充装置的控制方法，步骤如下：
(一)胶球清洗过程：
步骤1-1：显示控制器6发出指令，使第一电动三通阀2的端口一和端口三导通，使电动装球室一3处于收球状态；使第二电动三通阀4的端口二和端口三导通，使电动装球室二5处于放球状态；
步骤1-2：显示控制器6发出指令，使胶球泵1开启，装置进入胶球清洗过程；
(二)自动监测和补充过程：
步骤2-1：装置进入胶球清洗过程后，显示控制器6发出指令，使电动装球室二5处于收球状态；
步骤2-2：当电动装球室二5处于收球状态m分钟后，胶球数量不再增加，显示控制器6发出指令，使胶球泵1停止；
情况一，当第三对光电传感器发出的信号被对应的光电传感器收到，并且第四对光电传感器发出的信号不被对应的光电传感器收到，判定胶球数量满足胶球清洗系统，胶球清洗系统继续进入胶球清洗过程，结束自动监测过程；
情况二，当第三对光电传感器发出的信号被对应的光电传感器收到，并且第四对光电传感器发出的信号被对应的光电传感器收到，此时判定胶球数量不满足胶球清洗系统，转入步骤2-3；
步骤2-3：显示控制器6发出指令，使第一电动三通阀2的端口一和端口二导通，使第二电动三通阀4端口一和端口二导通，使电动装球室一3处于放球状态；
当第三光电传感器发出的信号不被对应的光电传感器收到，则结束自动补充过程，进入胶球清洗过程。
为了使本发明达到自动监测和补充胶球的功能，当电动装球室一3中胶球数量不足时，需要进行人工补球，具体方法如下：
步骤1、胶球清洗系统进入胶球清洗过程后，如果第二对光电传感器发出的信号能够被第二对光电传感器收到，显示控制器6发出指令，使第一电动三通阀2的端口一和其端口三导通，使第二电动三通阀4端口二和其端口三导通，并且在显示控制器6显示屏上提示进行人工补充胶球。
步骤2、人工将胶球加入电动装球室一3，使第一对光电传感器距离地面的高度位于顶层胶球下1～2cm处，此时显示控制器6在其显示屏上提示胶球数量充足，该装置可以进入胶球清洗过程。