專利名稱：電廠凝汽器高壓水射流在線清洗機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電廠凝汽器高壓水射流在線清洗機(jī)器人，尤其適用于電廠凝汽器的在線除垢。
背景技術(shù)：
凝汽器是火力發(fā)電廠的主要輔助設(shè)備之一，擔(dān)負(fù)著冷卻汽輪機(jī)排汽的重要任務(wù)，其工作性能的好壞對電廠的發(fā)電效率、發(fā)電煤耗率有著重要的影響。凝汽器由數(shù)千根銅管組成，銅管外走蒸汽，銅管內(nèi)走冷卻水，因有熱交換的存在，冷卻水中的鹽份在連續(xù)加熱過程中不斷析出，形成大量的水垢并附著在管壁上，導(dǎo)致凝汽器內(nèi)真空下降，發(fā)電煤耗率上升，發(fā)電成本增加，因此降低汽輪發(fā)電機(jī)組的效率。當(dāng)凝汽器結(jié)垢0.5mm左右，可使真空度由90％以上降到85％以下，使發(fā)電煤耗升高15～20g/kW·h，對于一臺年運(yùn)轉(zhuǎn)7000h、負(fù)荷率為90％的300MW機(jī)組來說，每年將多耗標(biāo)準(zhǔn)煤約28～38萬t，如果水垢厚度達(dá)1mm，則不僅多耗煤量將超過每年5萬多噸，而且將影響10％的出力。另外凝汽器銅管結(jié)垢還將導(dǎo)致脫鋅(黃銅)、脫鎳(白銅)和點(diǎn)蝕，清潔的凝汽器管可使用15年以上，結(jié)垢而不及時消除，可使其在3年內(nèi)穿透。凝汽器銅管泄漏是火電管水質(zhì)故障的根源，凝汽器管腐蝕穿孔時，帶壓力的冷卻水漏入負(fù)壓的冷凝水中，而冷凝水(常稱作凝結(jié)水)占鍋爐給水的95％左右，它遭受污染后將引起鍋爐結(jié)水垢，產(chǎn)生酸腐蝕(冷卻水為海水時)或堿腐蝕(冷卻水為淡水時)，還使過熱器和汽輪機(jī)結(jié)鹽垢。因此，無論從保證火電廠的效率和出力方面考慮，還是從防止凝汽器管腐蝕，進(jìn)而防止鍋爐結(jié)垢、腐蝕、放鹽方面考慮，如何及時清除凝汽器積垢，是電廠亟待解決的一個問題。目前，電廠凝汽器的除垢，分為離線和在線兩種離線清洗主要采用人工清洗，即停機(jī)后，將凝汽器大蓋打開，用腳手架搭出平臺，再用鋼絲刷對銅管進(jìn)行逐根清洗。隨著機(jī)組容量增大，采取循環(huán)冷卻的機(jī)組增多，凝汽器結(jié)垢趨于普遍和嚴(yán)重，銅管的根數(shù)增加和尺寸加長，使人工的刷洗變得困難，而且由于離線清洗必須停機(jī)后方能進(jìn)行，開啟、停機(jī)和人工清洗的費(fèi)用很高，約為100萬元(以30萬千瓦機(jī)組計(jì)算)，而且對機(jī)組運(yùn)行中產(chǎn)生的積垢無法及時清除，清洗時效率低，勞動強(qiáng)度大。在線除垢通常有1)在凝汽器內(nèi)投放膠球來清洗，它雖然能起到除垢的作用，但不能有效除去水垢，且膠球投放量較大，回收率低，運(yùn)行成本較高。2)用化學(xué)藥劑清洗，由于隨著機(jī)組容量增大，采取循環(huán)冷卻的機(jī)組增多，凝汽器結(jié)垢趨于普遍和嚴(yán)重，頻繁使用鹽酸清洗除垢，會導(dǎo)致凝汽器的銅管腐蝕，降低機(jī)組的使用壽命，且運(yùn)行成本較高，以300MW機(jī)組為例，一臺機(jī)組年清洗費(fèi)達(dá)200萬左右，而且污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于已有技術(shù)存在的問題本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、除垢效果好的電廠凝汽器高壓水射流在線清洗機(jī)器人。
本實(shí)用新型電廠凝汽器高壓水射流在線清洗機(jī)器人，它由插入凝汽器內(nèi)的伸縮機(jī)械臂、設(shè)在伸縮機(jī)械臂前部的液壓回轉(zhuǎn)裝置、連接在液壓回轉(zhuǎn)裝置上的回轉(zhuǎn)機(jī)械臂、清洗器和高壓水管路收放系統(tǒng)構(gòu)成，伸縮機(jī)械臂的尾部設(shè)有使其伸縮的液壓油缸，液壓油缸通過法蘭盤聯(lián)接在支座上，支座設(shè)在凝汽器的外壁上。
本實(shí)用新型電廠凝汽器高壓水射流在線清洗機(jī)器人，所述的液壓回轉(zhuǎn)裝置包括浮力平衡殼體，設(shè)在浮力平衡殼體內(nèi)部的液壓回轉(zhuǎn)器，控制液壓回轉(zhuǎn)器回轉(zhuǎn)的液壓伺服系統(tǒng)和感應(yīng)回轉(zhuǎn)角度的精密角位移傳感器；清洗器由噴頭支座和設(shè)在噴頭支座內(nèi)的清洗噴頭構(gòu)成；高壓水管路收放系統(tǒng)由提供高壓水的軟管、收放軟管的滑輪組和噴射沖動絞盤構(gòu)成。
本實(shí)用新型電廠凝汽器高壓水射流在線清洗機(jī)器人，最適用于電廠凝汽器的在線除垢，通過插入凝汽器內(nèi)的伸縮機(jī)械臂和回轉(zhuǎn)機(jī)械臂，將噴頭及高壓軟管送入凝汽器銅管內(nèi)，對凝汽器銅管內(nèi)部的污垢進(jìn)行高壓水射流清洗，清洗凝汽器時發(fā)電機(jī)組不用停機(jī)，大大節(jié)省了發(fā)電廠的維護(hù)成本，提高了發(fā)電廠的運(yùn)行效率，減少煤耗，節(jié)約能源，并降低了火電廠凝器汽循環(huán)水質(zhì)要求，節(jié)省火電廠用于循環(huán)水處理的運(yùn)行成本；清洗徹底，無污染，避免了停機(jī)帶來的經(jīng)濟(jì)損失，具有廣泛的實(shí)用性。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)主視圖。
圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖中1-浮力平衡殼體 2-回轉(zhuǎn)機(jī)械臂 3-液壓油軟管拖鏈 4-噴頭支座 5-伸縮機(jī)械臂6-液壓油缸 7-油缸安裝法蘭 8-安裝支座 9-油缸液壓伺服系統(tǒng) 10-液壓站 11-高壓水泵站 12-凝汽器外殼 13-凝汽器銅管 14-液壓油回油管 15-液壓油供油管 16-精密位移傳感器 17-水射流清洗噴頭 18-精密角位移傳感器 19液壓回轉(zhuǎn)伺服系統(tǒng) 20-液壓回轉(zhuǎn)裝置 21-液壓回轉(zhuǎn)裝置安裝法蘭 22-滑輪組 23高壓水軟管 24噴射沖動絞盤具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的一個實(shí)施例作進(jìn)一步的描述本實(shí)用新型電廠凝汽器高壓水射流在線清洗機(jī)械手，它主要由機(jī)械臂定位裝置、高壓水管收放系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成，高壓水管收放系統(tǒng)連接由一個高壓水泵、管路系統(tǒng)和控制閥門組成的高壓水泵站，機(jī)械臂定位裝置由伸縮機(jī)械臂5、設(shè)在伸縮機(jī)械臂5前部的液壓回轉(zhuǎn)裝置、連接在液壓回轉(zhuǎn)裝置上的回轉(zhuǎn)機(jī)械臂2構(gòu)成，液壓回轉(zhuǎn)裝置包括浮力平衡殼體1，設(shè)在浮力平衡殼體1內(nèi)部的液壓回轉(zhuǎn)器20，驅(qū)動液壓回轉(zhuǎn)器20回轉(zhuǎn)的液壓伺服系統(tǒng)19和感應(yīng)回轉(zhuǎn)角度的精密角位移傳感器18。機(jī)械臂定位裝置的尾部設(shè)有液壓油缸6，液壓油缸6連接液壓油缸伺服系統(tǒng)9，通過法蘭盤7聯(lián)接在支座8上，支座8設(shè)在凝汽器12的外壁上。高壓水軟管管理裝置由提供高壓水的軟管23、收放軟管23的噴射沖動絞盤24、滑輪組22構(gòu)成。高壓噴頭收放控制裝置由噴頭支座4和設(shè)在噴頭支座4內(nèi)的清洗噴頭17、噴頭位置感應(yīng)開關(guān)及安裝在高壓軟管上的感應(yīng)體組成。液壓油缸6通過法蘭盤7聯(lián)接在支座8上，支座8設(shè)在凝汽器12的外壁上。液壓油缸6前部設(shè)有精密直線位移傳感器，尾部裝有液壓油缸伺服系統(tǒng)9。液壓站10提供高壓油通過液壓油供油管15進(jìn)入液壓油缸6，推動伸縮機(jī)械臂5沿直線插入凝汽器12內(nèi)。由數(shù)據(jù)采集模塊、工控機(jī)、接口板和執(zhí)行放大機(jī)構(gòu)等構(gòu)成的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)直線位移傳感器提供的數(shù)據(jù)，向液壓油缸伺服系統(tǒng)9提供控制信號，精確控制伸縮機(jī)械臂的直線位移量。油缸伺服系統(tǒng)9的回油通過回油管14返回液壓站10。伸縮機(jī)械臂的5前端設(shè)置液壓回轉(zhuǎn)裝置。液壓回轉(zhuǎn)裝置由順序安裝在浮力平衡殼體1內(nèi)部的液壓回轉(zhuǎn)器20、液壓回轉(zhuǎn)伺服系統(tǒng)19和感應(yīng)回轉(zhuǎn)角度的精密角位移傳感器18組成。液壓回轉(zhuǎn)器20通過法蘭固定安裝于浮力平衡殼體1內(nèi)，浮力平衡殼體1密封，通過水的浮力克服伸縮機(jī)械臂5前部的重力，以保證伸縮機(jī)械臂5不彎曲。回轉(zhuǎn)機(jī)械臂2的安裝在液壓回轉(zhuǎn)裝置上。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)角位移傳感器18提供的數(shù)據(jù)，向液壓回轉(zhuǎn)伺服系統(tǒng)19提供控制信號，精確控制回轉(zhuǎn)機(jī)械臂的回轉(zhuǎn)角度。液壓回轉(zhuǎn)裝置的供油和回油軟管通過液壓油軟管拖連與液壓站10連通?；剞D(zhuǎn)機(jī)械臂1的端部裝有清洗器，清洗器由支撐座4和裝在支撐座內(nèi)的清洗噴頭17構(gòu)成，清洗噴頭17末端連接有高壓水軟管23。通過控制伸縮機(jī)械臂5和回轉(zhuǎn)機(jī)械臂2的復(fù)合運(yùn)動，可以完成清洗器的精確二維定位，將清洗噴頭17對準(zhǔn)凝汽器銅管13的入口位置，之后通過高壓水的沖力將噴頭17和高壓水軟管23射入凝汽器銅管13內(nèi)進(jìn)行在線清洗。為了整理和收放高壓水軟管23，避免軟管卡澀或打結(jié)，專門配備有高壓水軟管理裝置，高壓水軟管理裝置由滑輪組22、高壓水軟管23和噴射沖動絞盤24構(gòu)成，它能全自動完成軟管的收放，保證高壓水軟管23隨時處于張緊狀態(tài)而又不會被拉斷。
權(quán)利要求1.電廠凝汽器高壓水射流在線清洗機(jī)器人，其特征在于它由插入凝汽器(12)內(nèi)的伸縮機(jī)械臂(5)、設(shè)在伸縮機(jī)械臂(5)前部的液壓回轉(zhuǎn)裝置連接在液壓回轉(zhuǎn)器(20)上的回轉(zhuǎn)機(jī)械臂(2)、清洗器和高壓水管路收放系統(tǒng)構(gòu)成，伸縮機(jī)械臂(5)的尾部設(shè)有使其伸縮的液壓油缸(6)，液壓油缸(6)通過法蘭盤(7)聯(lián)接在支座(8)上，支座(8)設(shè)在凝汽器(12)的外壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電廠凝汽器高壓水射流在線清洗機(jī)器人，其特征在于所述的液壓回轉(zhuǎn)裝置包括浮力平衡殼體(1)，設(shè)在浮力平衡殼體(1)內(nèi)部的液壓回轉(zhuǎn)器(20)，控制液壓回轉(zhuǎn)器(20)回轉(zhuǎn)的液壓伺服系統(tǒng)(19)和感應(yīng)回轉(zhuǎn)角度的精密角位移傳感器(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電廠凝汽器高壓水射流在線清洗機(jī)器人，其特征在于所述的清洗器由噴頭支座(4)和設(shè)在噴頭支座(4)內(nèi)的清洗噴頭(17)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電廠凝汽器高壓水射流在線清洗機(jī)器人，其特征在于所述的高壓水管路收放系統(tǒng)由提供高壓水的高壓水軟管(23)、收放軟管(23)的滑輪組(22)和沖動絞盤(24)構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型電廠凝汽器高壓水射流在線清洗機(jī)器人，最適用于電廠凝汽器的在線除垢。它包括伸縮機(jī)械臂、回轉(zhuǎn)機(jī)械臂和清洗器，由液壓回轉(zhuǎn)裝置和高壓水管路收放系統(tǒng)控制，伸縮機(jī)械臂和回轉(zhuǎn)機(jī)械臂插入凝汽器內(nèi)，將噴頭及高壓軟管送入凝汽器銅管內(nèi)，對凝汽器銅管內(nèi)部的污垢進(jìn)行高壓水射流清洗，清洗凝汽器時發(fā)電機(jī)組不用停機(jī)，大大節(jié)省了發(fā)電廠的維護(hù)成本，提高了發(fā)電廠的運(yùn)行效率，減少煤耗，節(jié)約能源，并降低了火電廠凝汽器循環(huán)水質(zhì)要求，節(jié)省火電廠用于循環(huán)水處理的運(yùn)行成本；清洗徹底，無污染，避免了停機(jī)帶來的經(jīng)濟(jì)損失，具有廣泛的實(shí)用性。
文檔編號F28G3/00GK2779328SQ20052006929
公開日2006年5月10日 申請日期2005年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月28日
發(fā)明者彭偉, 陳寧 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)