CN103033088B - 用于凝汽器的多功能在线清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于凝汽器的多功能在线清洗装置，它包括机架、两根两端密封的喷嘴母管、传动机构和两组导向机构；所述喷嘴母管上设置有进水端口，所述喷嘴母管一侧设置有多个冷凝管清洗喷嘴；所述传动机构包括安装在所述机架上的伺服电机、传动丝杠和丝杠丝筒，其中，所述伺服电机的转动轴传动所述传动丝杆，所述丝杠丝筒安装在所述喷嘴母管上；所述导向机构包括安装在所述机架上的导轨、行走轮座和行走轮，其中，所述导轨与所述传动丝杠平行设置，所述行走轮座安装在所述喷嘴母管上，所述行走轮卡设在所述导轨的上侧。该用于凝汽器的多功能在线清洗装置具有设计科学、结构合理、运行可靠、工作效率高和清洗效果好的优点。

Description

用于凝汽器的多功能在线清洗装置

技术领域

本发明涉及一种凝汽器清洗装置，具体的说，涉及了一种用于凝汽器的多功能在线清洗装置。

背景技术

凝汽器是汽轮机重要的冷端设备之一，其作用是将汽轮机做过功的乏汽凝结成水，产生并保持高度的真空，以提高机组热力循环效率；凝汽器中的冷凝管起热交换作用，冷凝管中的冷却水一般取自江、河、湖、海、地下水或城市中水。由于凝汽器运行中存在热交换和冷却水的浓缩，冷凝管内会产生积泥和结垢等问题，造成凝汽器换热效率降低，汽轮机蒸汽消耗量增加，长期积泥和结垢还会造成冷凝管内壁发生电化学腐蚀泄漏、设备使用寿命缩短的问题，冷却水漏入蒸汽系统还会污染机组的汽水品质，造成锅炉爆管事故，影响机组正常运行。保持凝汽器中冷凝管的清洁能够提高汽轮机运行效率，减少蒸汽和煤炭的消耗量，降低生产成本。

保证冷凝管的清洁才能保证机组的正常运行。传统的不停机在线清洗方法采用胶球清洗装置，这种装置可以在机组不停机的情况下进行清洗，但是实际运行中，胶球清洗装置普遍存在收球率低、清洗效果差、胶球消耗量大和凝汽器结垢等问题；电厂每年要多次停机进行高压水清洗、机械清洗或其它方法清洗，不仅影响发电量，还额外增加检修费用。汽轮机停机检修进行凝汽器高压水清洗，只能保持凝汽器中冷凝管短期的清洁，不能保持冷凝管长久清洁，汽轮机投运不久凝汽器的冷凝管又会产生积泥和结垢等问题。

现有技术公开了几种凝汽器清洗机器人装置，其特征主要是采用履带轮行走机构或曲臂伸缩机构，凝汽器内部有多套传动和动力机构，而且采用单个高压水喷嘴清洗，虽然实现了在线清洗，但存在适应性差、稳定性差、清洗效率低、可靠性低等问题。更重要的是发电机组容量不同，凝汽器形式不同，而且不同的凝汽器中冷凝管的布局不同，大型凝汽器水室内部还有比较复杂的支撑结构，凝汽器清洗机器人不能实现自由移动，因此难以推广使用。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、结构合理、运行可靠、工作效率高和清洗效果好的用于凝汽器的多功能在线清洗装置。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于凝汽器的多功能在线清洗装置，它包括机架、不少于一根两端密封的喷嘴母管、传动机构和不少于一组导向机构；所述喷嘴母管上设置有进水端口，所述喷嘴母管一侧设置有多个冷凝管清洗喷嘴；所述传动机构包括安装在所述机架上的伺服电机、传动丝杠和套装在所述传动丝杆上的丝杠丝筒，其中，所述伺服电机的转动轴传动所述传动丝杆，所述丝杠丝筒安装在所述喷嘴母管上；所述导向机构包括安装在所述机架上的导轨、行走轮座和安装在所述行走轮座内的行走轮，其中，所述导轨与所述传动丝杠平行设置，所述行走轮座安装在所述喷嘴母管上，所述行走轮卡设在所述导轨的上侧。

基于上述，所述丝杠丝筒的内侧两端部分别设置有除污牙，所述除污牙的牙尖对应所述传动丝杆的丝纹槽设置；所述导向机构的两侧分别设置有对应所述导轨的除污刮板。

基于上述，所述传动机构还包括两组设置在所述机架上的轴承座，所述传动丝杆的两端通过轴承分别安装在两组所述轴承座内。

基于上述，所述传动机构还包括连接衬板和传动套，其中，所述喷嘴母管安装在所述连接衬板一侧，所述传动套安装在所述连接衬板另一侧，所述传动套的两端分别安装有传动套端盖，所述丝杠丝筒安装在所述传动套内并限位于所述传动套端盖之间，所述除污牙的牙尖设置在所述传动套端盖之外。

基于上述，所述导向机构还包括导向连接衬板、两侧分别具有一个导轨孔的壳体、限位轮座和安装在所述限位轮座内的限位轮，其中，所述喷嘴母管安装在所述导向连接衬板一侧，所述壳体安装在所述导向连接衬板另一侧，所述行走轮座和所述限位轮座分别设置在所述壳体内，所述导轨穿过所述壳体两侧的导轨孔设置，所述导轨卡设在所述行走轮与所述限位轮之间。

基于上述，所述导向机构还包括竖向安装在所述壳体内的轮座导向框架和减震弹簧，其中，所述行走轮座上部竖向插设在所述轮座导向框架的下部，所述减震弹簧竖向设置在所述行走轮座顶部与所述轮座导向框架内侧顶部之间。

基于上述，所述行走轮座顶部固定有导向柱，所述轮座导向框架顶部设置有导向孔，所述导向柱上部插设在所述导向孔内。

基于上述，它包括两根喷嘴母管，两根所述喷嘴母管平行设置或呈八字状设置。

基于上述，它还包括管身开设有进水口的进水管道、波形短节管道和高压软管，其中，所述进水管道的两端分别连接两根所述喷嘴母管的进水端口；所述进水口通过进水法兰连接所述波形短节管道一端，所述波形短节管道另一端通过连接法兰连接所述高压软管一端，所述高压软管另一端连接有进水法兰连接盘；所述波形短节管道和所述高压软管上分别套装有短节弹簧和软管弹簧，所述短节弹簧的两端分别连接在所述进水法兰和所述连接法兰上，所述软管弹簧的两端分别连接在所述连接法兰和所述进水法兰连接盘上。

基于上述，它包括两组导向机构，两组所述导向机构分别位于所述传动机构的上下两侧。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，该用于凝汽器的多功能在线清洗装置具有以下优点：

1、将不可控的胶球清洗方式变为可控的在线清洗方式，高压水在冷凝管中高速流动，定期清除管内泥垢，不仅可迅速清除泥垢，还能保证所有冷凝管得到多次反复冲洗，具有全方位，全行程清洗的特点，同时解决了胶球清洗中投球、收球和查球的麻烦，节省维护费用。

2、将停机才能进行的高压水清洗作业用于运行中的机组，变传统的事后被动清洗方式为不停机的在线主动清洗方式，减少了机组停运次数和时间，保持凝汽器中冷凝管的长期清洁，同时减少化学药液造成的设备腐蚀和环境污染。

3、可扩大使用功能，在机组运行期间可以实现杀菌灭藻，停运期间实施高压水清洗，也可在供水水源中加入化学清洗剂进行化学清洗，对生物粘泥或碳酸盐硬垢进行重点清洗，节省检修费用，缩短检修工期。

4、工作适应性强，采用双排喷嘴母管结构，可以通过调整两根喷嘴母管的夹角，适用不同机型凝汽器冷凝管的布局，冷凝管清洗喷嘴针对冷凝管边管角度精准布置，保证冷凝管清洗喷嘴与每根冷凝管对应，实现全方位清洗。

5、该装置安装在现有凝汽器水室的内部，它包括机架、喷嘴母管、传动机构和导向机构，其中，所述传动机构和所述导向机构安装在喷嘴母管的同一侧，供水装置通过进水管道给喷嘴母管提供清洗用的高压水，传动机构、导向机构和喷嘴母管左右移动，在凝汽器不停机的情况下冷凝管清洗喷嘴对冷凝管进行清洗，同时，所述喷嘴母管平行设置或呈八字状设置，适用于各种凝汽器，该装置清洗全面、清洗效果好，既不影响凝汽器的正常运行，又能够及时清洗冷凝管中的泥垢；传动机构和导向机构分别设置有机械除污装置，保证该装置能够长时间运行，适应凝汽器内部多生物贝类和污垢的工作环境；其具有设计科学、结构合理、运行可靠、工作效率高和清洗效果好的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是所述导向机构的主视面结构示意图。

图3是所述导向机构的侧视面结构示意图。

图4是所述喷嘴母管的结构示意图。

图5是所述波形短节管道和所述高压软管的连接结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种用于凝汽器的多功能在线清洗装置，它包括机架、两根两端分别密封的喷嘴母管1、传动机构2和两组导向机构3；其中，所述机架可以是设置在凝汽器水室内部的安装架体，也可以将凝汽器水室的两侧侧壁作为机架；两组导向机构3对称设置在所述传动机构2的上下两侧，使得整个装置上下力矩平衡、结构稳定。

两根所述喷嘴母管1平行设置或呈八字状设置，根据凝汽器内冷凝管分布结构的不同，可调整两根喷嘴母管1之间的夹角，保证能够全面清洗冷凝管；所述喷嘴母管1一侧设置有多个冷凝管清洗喷嘴11，所述冷凝管清洗喷嘴11对应冷凝管管口设置，保证能够全面清洗冷凝管、不留清洗死角；为了方便高压水进入所述喷嘴母管1，两根所述喷嘴母管1的进水端口分别连接进水管道4的两端，所述进水管道4的管身设有进水口41。

所述传动机构2包括安装在所述机架上的伺服电机5、传动丝杠23和套装在所述传动丝杆23上的丝杠丝筒24，其中，所述伺服电机5的转动轴传动所述传动丝杆23，所述丝杠丝筒24安装在所述喷嘴母管1上。

为了使得所述传动机构2能够流畅运行，保证传动丝杆23运行的稳定性，便于调整两根喷嘴母管1之间的夹角，本实施例中给出了优选的传动机构2实施方案：所述丝杠丝筒24通过所述传动套22和所述连接衬板21安装在所述喷嘴母管1上，具体结构如图1所示，所述传动机构2还包括连接衬板21、传动套22和两组设置在所述机架上的轴承座；其中，所述喷嘴母管1安装在所述连接衬板21一侧，所述传动套22安装在所述连接衬板21另一侧，所述丝杠丝筒24安装在所述传动套22内；在所述喷嘴母管1与所述传动套22之间设置连接衬板21，一方面为所述传动套22提供固定支撑，另一方面连接所述喷嘴母管1方便调整两根所述喷嘴母管1之间的夹角；所述传动丝杆23的两端通过轴承分别安装在两组所述轴承座内，所述轴承座为所述传动丝杆23提供支撑，既使得所述传动丝杆23能够流畅转动，同时减轻伺服电机5转动轴的承重压力，适用于各种凝汽器；所述传动丝杆23转动时，所述传动套22与所述丝杠丝筒24能够在所述传动丝杆23上产生相对的左右位移，进而带动所述喷嘴母管1左右移动，实现对冷凝管的清洗。

基于上述，为了适应凝汽器内部多生物贝类和污垢的工作环境，防止生物贝类和污垢进入所述丝杠丝筒24影响所述传动机构2的运行，所述传动套22的两端分别安装有传动套端盖，所述丝杠丝筒24安装在所述传动套22内并限位于所述传动套端盖之间，使得所述传动套22内部形成封闭空间，避免生物贝类和污垢进入；为了清理所述传动丝杆23丝纹槽内的污垢，所述丝杠丝筒24的内侧两端部分别设置有除污牙，所述除污牙的牙尖对应所述传动丝杆23的丝纹槽设置，所述传动丝杆23转动时，所述除污牙能够在所述传动丝杆的丝纹槽内滑动，刮除丝纹槽内的生物贝类和污垢，所述除污牙的牙尖设置在所述传动套端盖之外，所述传动丝杆23在进入所述丝杠丝筒24之前就完成对传动丝杆23丝纹槽内生物贝类和污垢的清理，防止生物贝类和污垢进入所述丝杆丝筒24，影响传动机构2的稳定性。

所述导向机构3包括安装在所述机架上的导轨33、行走轮座34和安装在所述行走轮座34内的行走轮35，其中，所述导轨33与所述传动丝杠23平行设置，所述行走轮35卡设在所述导轨33的上侧，所述行走轮座34安装在所述喷嘴母管1上。

为了使得所述导向机构3能够流畅运行，防止所述行走轮35从所述导轨33上脱落，保证整个导向机构3的稳定性，便于调整两根所述喷嘴母管1之间的夹角，本实施例中给出了优选的导向机构3实施方案：所述行走轮座34通过所述壳体32和所述导向连接衬板31安装在所述喷嘴母管1上，具体结构如图2和图3所示，所述导向机构3还包括导向连接衬板31、两侧分别具有一个导轨孔的壳体32、限位轮座36和安装在所述限位轮座36内的限位轮37；其中，所述喷嘴母管1安装在所述导向连接衬板31一侧，所述壳体32安装在所述导向连接衬板31另一侧；设置所述导向连接衬板31既方便调整两根所述喷嘴母管1之间的夹角，又给所述壳体32提供固定支撑；所述行走轮座34和所述限位轮座36分别设置在所述壳体32内，使得行走轮座34和所述限位轮座36处于一个封闭空间，避免生物贝类和污垢的污染，影响导向机构3的正常运行；所述导轨33穿过所述壳体32两侧的导轨孔设置，所述导轨33卡设在所述行走轮35与所述限位轮37之间，采用上下卡紧的结构防止所述行走轮35从所述导轨33上脱落；所述传动机构2左右移动通过所述喷嘴母管1带动所述导向机构3左右移动。

基于上述，为了使得所述行走轮35能够流畅行走，即使出现意外振动，也能保证导向机构3的正常运行，本实施例中给出了行走轮座34与壳体32连接结构的优选实施方案：所述行走轮座34通过所述轮座导向框架6安装在所述壳体32内，具体结构如图3所示，所述导向机构3还包括竖向安装在所述壳体32内的轮座导向框架6和减震弹簧39；其中，所述行走轮座34上部竖向插设在所述轮座导向框架6的下部，所述减震弹簧39竖向设置在所述行走轮座34顶部与所述轮座导向框架6内侧顶部之间，所述轮座导向框架6保证行走轮35能够沿导轨33直线行走不脱落。

基于上述，为了使得所述轮座导向框架6与所述行走轮座34的连接关系牢固，确保整个导向机构3能够流畅运行，如图3所示，所述行走轮座34顶部固定有导向柱38，所述轮座导向框架6顶部设置有导向孔，所述导向柱38上部插设在所述导向孔内；本实施例中所述壳体32对应所述导向孔设置有导向定位孔，所述导向柱38上部依次插设在所述导向孔和所述导向定位孔内，所述导向柱38外端部设置有螺母，所述螺母设置在所述壳体32外部，防止导向柱38脱落进入所述轮座导向框架6，影响整个导向机构3的正常运行。

基于上述，为了适应凝汽器内部多生物贝类和污垢的工作环境，防止所述导轨33上的生物贝类和污垢进入导向机构3内部。所述导向机构3的两侧分别设置有对应所述导轨33的除污刮板7，根据不同的使用需求，所述除污刮板7可设置在导向机构3的不同位置，本实施例中给出了其中一种实施方案，具体结构如图2和图3所示，所述除污刮板7分别设置在所述行走轮座34的外侧和限位轮座36的外侧；所述除污刮板7对应所述导轨33上下设置与所述导轨33之间留有较小间隙，所述行走轮35与所述限位轮37在所述导轨33上滑动时，所述除污刮板7能够刮除所述导轨33上的污垢，需要特别说明的是在其它实施例中，所述除污刮板可设置在所述壳体上。

基于上述，采用对称结构的导轮式导向机构3，防止喷嘴母管1移动时因上下力矩不平衡而产生移动受阻或卡死等现象，确保该装置运行可靠。

基于上述，由于不同凝汽器内部冷凝管的排列形状不同，排列形状分为方形、三角形、梯形等，采用夹角可调的两根所述喷嘴母管1，增加该装置的使用范围；采用两根所述喷嘴母管1，在一次移动过程中能够对冷凝管进行二次清洗，提高清洗效果。

基于上述，整个装置的除污能力强，所述传动丝杆23和所述导轨33均采用机械式除污装置，保证了所述传动丝杠23和所述导轨33的清洁，避免生物贝类和污垢带给装置的阻力影响。

基于上述，为了保证冷凝管内的泥垢能够被彻底清洗，该装置需要高压供水，由于该装置会左右移动，加上凝汽器内部水流扰动，供水管道势必长期处于弯折和振荡状态，本实施例中给出了一种优选的供水管道结构：如图5所示，所述进水口41通过进水法兰连接所述波形短节管道42一端，所述波形短节管道42另一端通过连接法兰连接所述高压软管43一端，所述高压软管43另一端连接有进水法兰连接盘46作为高压水的进口；所述波形短节管道42和所述高压软管43上分别套装有短节弹簧44和软管弹簧45，所述短节弹簧44的两端分别连接在所述进水法兰和所述连接法兰上，所述软管弹簧45的两端分别连接在所述连接法兰和所述进水法兰连接盘46上。通过该供水管道连接高压供水装置，采用上述结构的供水管道，能够增加进水管道4的抗震动性、抗扰动性，避免了凝汽器内部水流的扰动和该装置往返移动造成的管道疲劳损伤问题。所述供水管道还可设置加药接口和压缩空气接口，根据凝汽器中冷凝管的结垢特点，必要时加入药液进行化学在线清洗或杀菌灭藻，也可停机时进行压缩空气通风干燥。该供水管道既可连接高压供水装置提供高压水，也可连接其它装置提供化学药液或压缩空气，实现凝汽器在线高压水清洗、在线化学清洗和通风干燥等功能，增加该装置的功能。

使用时，启动所述伺服电机5传动所述传动丝杆23，使得传动机构2、两组导向机构3和喷嘴母管1横向移动，实现对冷凝管的清洗，反转所述伺服电机5，使得传动机构2、两组导向机构3和喷嘴母管1反向移动，再次对冷凝管进行清洗；为了提高清洗效果，可多次开启所述伺服电机5，完成多次清洗；为了满足自动化生产需求，所述伺服电机5可采用控制电路进行控制，实现对伺服电机5的自动化控制。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种用于凝汽器的多功能在线清洗装置，其特征在于：它包括机架、不少于一根两端密封的喷嘴母管、传动机构和不少于一组导向机构；所述喷嘴母管上设置有进水端口，所述喷嘴母管一侧设置有多个冷凝管清洗喷嘴；所述传动机构包括安装在所述机架上的伺服电机、传动丝杠和套装在所述传动丝杆上的丝杠丝筒，其中，所述伺服电机的转动轴传动所述传动丝杆，所述丝杠丝筒安装在所述喷嘴母管上；所述导向机构包括安装在所述机架上的导轨、行走轮座和安装在所述行走轮座内的行走轮，其中，所述导轨与所述传动丝杠平行设置，所述行走轮座安装在所述喷嘴母管上，所述行走轮卡设在所述导轨的上侧；所述丝杠丝筒的内侧两端部分别设置有除污牙，所述除污牙的牙尖对应所述传动丝杆的丝纹槽设置；所述导向机构的两侧分别设置有对应所述导轨的除污刮板。

2.根据权利要求1所述的用于凝汽器的多功能在线清洗装置，其特征在于：所述传动机构还包括两组设置在所述机架上的轴承座，所述传动丝杆的两端通过轴承分别安装在两组所述轴承座内。

3.根据权利要求1所述的用于凝汽器的多功能在线清洗装置，其特征在于：所述传动机构还包括连接衬板和传动套，其中，所述喷嘴母管安装在所述连接衬板一侧，所述传动套安装在所述连接衬板另一侧，所述传动套的两端分别安装有传动套端盖，所述丝杠丝筒安装在所述传动套内并限位于所述传动套端盖之间，所述除污牙的牙尖设置在所述传动套端盖之外。

4.根据权利要求1所述的用于凝汽器的多功能在线清洗装置，其特征在于：所述导向机构还包括导向连接衬板、两侧分别具有一个导轨孔的壳体、限位轮座和安装在所述限位轮座内的限位轮，其中，所述喷嘴母管安装在所述导向连接衬板一侧，所述壳体安装在所述导向连接衬板另一侧，所述行走轮座和所述限位轮座分别设置在所述壳体内，所述导轨穿过所述壳体两侧的导轨孔设置，所述导轨卡设在所述行走轮与所述限位轮之间。

5.根据权利要求4所述的用于凝汽器的多功能在线清洗装置，其特征在于：所述导向机构还包括竖向安装在所述壳体内的轮座导向框架和减震弹簧，其中，所述行走轮座上部竖向插设在所述轮座导向框架的下部，所述减震弹簧竖向设置在所述行走轮座顶部与所述轮座导向框架内侧顶部之间。

6.根据权利要求5所述的用于凝汽器的多功能在线清洗装置，其特征在于：所述行走轮座顶部固定有导向柱，所述轮座导向框架顶部设置有导向孔，所述导向柱上部插设在所述导向孔内。

7.根据权利要求1所述的用于凝汽器的多功能在线清洗装置，其特征在于：它包括两根喷嘴母管，两根所述喷嘴母管平行设置或呈八字状设置。

8.根据权利要求7所述的用于凝汽器的多功能在线清洗装置，其特征在于：它还包括管身开设有进水口的进水管道、波形短节管道和高压软管，其中，所述进水管道的两端分别连接两根所述喷嘴母管的进水端口；所述进水口通过进水法兰连接所述波形短节管道一端，所述波形短节管道另一端通过连接法兰连接所述高压软管一端，所述高压软管另一端连接有进水法兰连接盘；所述波形短节管道和所述高压软管上分别套装有短节弹簧和软管弹簧，所述短节弹簧的两端分别连接在所述进水法兰和所述连接法兰上，所述软管弹簧的两端分别连接在所述连接法兰和所述进水法兰连接盘上。

9.根据权利要求1所述的用于凝汽器的多功能在线清洗装置，其特征在于：它包括两组导向机构，两组所述导向机构分别位于所述传动机构的上下两侧。