CN108106487A - 一种管道除垢优化运行装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道除垢优化运行装置,采用三个K10电机为行走机构供电,一个SRF300电机驱动刀架盘使刀具和管壁相对滑动以清扫管壁上的污垢,能够全自动的在管内进行整根管道的清洗工作。用可拆卸刀架盘和刀具进行清洗,具体情况下可根据不同管径选择合适尺寸的刀架盘装在与电机轴上进行清洗,根据不同污垢选择合适的刀具装在刀架盘上进行清洗,能够适应不同管径、不同污垢的凝汽器。实现了遥控运行,使除垢器可以前进、后退和停车,在卡住时可以刹车和倒车,具有以下创新点:1)设计标准零部件,适用于不同管径;2)根据污垢更换不同刀具,适用于不同污垢;3)遥控控制,便于操作。
Description
技术领域
本发明属于凝汽器污垢处理器领域,公开涉及管道的除垢作业,具体涉及管道除垢优化运行装置在凝汽器的管道除垢优化运行方面的装置和方法。
背景技术
随着工业的迅速发展,换热器由于其在化工、石油、动力和原子能等工业部门的广泛应用,使得换热器的强化传热技术一直以来受到研究人员的重视,各种研究成果不断涌现。随着经济的发展,各种不同结构和种类的换热器发展很快,新结构、新材料的换热器不断涌现,换热器已经是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。与此同时管道的除垢作业也愈发的重要,遥控式管道除垢器必将有广阔的应用前景。随着新型的材料研制与科技发展,该处理器可进一步的优化及其改进,因此该装置有很广的应用前景。
以凝汽器作为污垢处理器的工作环境设计,凝汽器是将汽轮机排汽冷凝成水的一种换热器,又称复水器。凝汽器是汽轮机的重要辅助设备,凝汽器真空对机组的经济性运行有重要影响。根据一般经验,在蒸汽参数和流量不变的情况下,凝汽器真空每提高1%,对汽轮机来说,其出力提高则近似1%,但凝汽器的传热系数在运行中会由于各种因素产生变化,根据实测结果,在运行中水侧脏污的程度可能在24h内使凝汽器的传热系数下降30%,因此可见凝汽器的管道除垢优化运行可以显著提高机组的经济性。
汽车轮机凝汽器采取开式循环冷却时,其出口水温可达40℃,冷却水中的碳酸盐硬度必然会增加,为此要进行冷却水防垢处理。但是循环冷却水处理不同于锅炉补充水处理,其水量太大,水处理难度很大,防垢效果很难保证,难免要定期进行除垢清洗。这种垢以碳酸钙为主,比较容易去除。火电厂的冷却水用量占用水总量90%以上,采取开式循环冷却方式时,循环水的用量也能达总用水量的70%。因此,火电厂节水的主要措施就是提高循环水的浓缩倍率。1980年之前,循环水浓缩倍率多小于2,1990年之后则达到3,2000年后为4上下。浓缩倍率提高带来的第一个问题是防垢处理难度提高,结垢倾向加重;第二个问题是冷却塔对空气中尘埃的淋洗,使循环水中悬浮物增多,在水垢中常夹杂难溶的氧化硅类物质;第三个问题是菌藻等微生物的影响加重,在水垢中还夹杂有微生物黏泥污垢。而工业热交换器工作温度通常较高,除了结垢外,还必须考虑腐蚀产物问题。对于加热蒸汽侧和冷凝水侧,有热交换器腐蚀产物锈垢的问题;对于被加热的工质一侧,既有工质中成分成垢的因素,也存在腐蚀产生锈垢的因素。
高压水射流清洗是一种常见的离线清洗方式。高压水射流方式采用高压泵将清水加压到20Mpa~50Mpa,通过孔径只有1mm~2mm的特殊喷嘴,水流以极高的速度形成射流喷入凝汽器铜管内进行冲洗。高速的水射流以正向或切向冲击被清洗表面,在清洗面上产生很大的瞬时碰撞动量,从而对清洗面上的垢物产生挤压、剪切力,使垢物很快剥落并被冲掉。
凝汽器铜管厚度只有1mm~1.5mm,对于已经发生点蚀或因其他原因造成管壁变薄处,高压水的冲击力容易引起缺陷的增大;喷射的高压射流的压力随着管道长度方向衰减比较迅速,操作不当或是压力选择不合适可能会造成管内中间段和末段清洗效果变差;高压水由于压力高,操作不当时易对凝汽器管道涨接口产生松弛作用而最终导致凝汽器管口泄漏。水质脏污冷却的凝汽器,由于停机时留存在管内泥沙量相对较高,高压水射流清洗时高速泥沙冲刷易引起管产生磨损和划痕;最主要的缺点是其只能离线进行且清洗工作量比较大,从而影响了机组连续高效运行。
化学清洗在机组停机检修时进行,其工作原理是在凝汽器冷却水管中加注化学药剂(随垢质主要成分的不同选择合适的化学药剂),常见的化学清洗工艺有盐酸清洗,氨基磺酸清洗,碱液清洗,除油剂清洗等。加注的化学药剂与铜管内壁污垢发生化学反应,从而能达到除垢目的,清洗过程需要加入缓蚀剂以防止对冷却水管造成腐蚀,清洗完成后还需要对铜管进行成膜保护,当垢质主要成分为碳酸盐垢时,经酸洗后会产生大量泡沫,此时还需加注适量消泡剂。在线化学清洗技术是在机组运行过程中通过加药泵等设备向机组循环水管道中加注化学药剂以实现在线除垢目标,其清洗原理与停机化学清洗相同,在线化学清洗比停机清洗工艺过程复杂且控制难度比较大,整个清洗工艺过程较为繁琐,化学加药量难以准确把握,加药量少会使污垢无法洗净,加药多可能会造成设备腐蚀;经常使用化学清洗方法除垢易造成冷却水管腐蚀泄露。化学清洗费用很高,同时在清洗过程中产生的废液需经特殊处理,否则可能会对环境造成一定的污染。国内电厂目前普遍采取循环水系统投加缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂以及粘泥剥离剂的化学处理方法来延缓凝汽器结垢速度,但是凝汽器结垢和铜管脏污的问题仍然得不到彻底解决。尤其是夏季,菌藻类污染严重,凝汽器结垢速度加快,严重影响凝汽器热交换效果,导致发电机组真空和负荷大幅降低,对发电机组的经济运行造成了很大影响。
凝汽器胶球自动清洗技术是目前较为普遍的凝汽器在线清洗技术。胶球清洗系统中采用密度和水相近的海绵胶球,胶球的直径比冷却水管内径大1mm~2mm.柔软而富有弹性。在胶球泵压力的作用下随水流进入冷却水管后,被压缩成卵形,在行进的过程中,可以擦除冷却水管内壁的污垢,胶球可以回收以循环利用。胶球完全依靠凝汽器内水压冲击在管内前进,自主性差,通常只能在中心部分完全清洗,水压较小处较难带动。从投运的效果来看,胶球可以有效清除冷却水管表面的软垢,如淤泥、粘泥、泥沙等;而对于管道内表面硬垢,胶球清洗效果不佳。近些年来也出现了一些可以有效去除管内硬质结垢的金刚砂胶球和半金刚砂胶球,但其易对冷却水管造成一定的损伤。此外,由于机组设备设计不合理等其他原因还会造成胶球回收率低,致使冷却水管内,反而会加重传热恶化。另外凝汽器水室内部可能存在涡流区,造成局部胶球积存,影响胶球清洗效果。凝汽器运行一段时间后,水室会产生一些水垢和铁锈,积存部分杂物,水塔填料运行多年未及时更换,填料老化严重,承载能力变差,冬季结冰较多时,造成填料掉落过多,进入凝汽器水室堵塞铜管管口,使胶球清洗效果无法保证。
本发明是以凝汽器作为污垢处理器的工作环境设计的,为了凝汽器的管道除垢优化运行从而可以显著提高机组的经济性。
发明内容
本设计采用三个K10电机为行走机构供电,一个SRF300电机驱动刀架盘使刀具和管壁相对滑动以清扫管壁上的污垢。
本设计采用可拆卸刀架盘和刀具进行清洗,具体情况下可根据不同管径选择合适尺寸的刀架盘装在与电机轴上进行清洗,根据不同污垢选择合适的刀具装在刀架盘上进行清洗。设计结构如图1所示。
进一步说明,如图2,3所示,本设计中选用适应管道尺寸的K10微型电机来驱动除垢器行走,三组电机和轮子呈120°均匀分布在固定圆盘上,轮子紧挨着管壁产生摩擦力前进,使得机器能稳定行走,又尽可能地节约空间。
进一步说明,在除垢机构方面设计方案中采用SRF300微型电机带动刀架盘旋转,以带动刀具和管壁间相对滑动除垢。我们设计出如图4所示的除垢机构,机构为一个SRF300电机提供转矩,电机轴上紧配连接一个可拆卸的刀架盘和刀具用于清洁管壁污垢。刀具和刀架盘间通过弹簧连接,以减少对管壁的破坏。当电机启动,通过连轴驱动端部刀架盘产生旋转运动,刀架盘带动刀具和管壁间相对滑动,并借助行走机构产生的动力前进,进而完成一系列的管道除垢作业。
本处理器共需四个电机传动,总功率3V×0.5A=1.5W。为了带动四个电机,为旋转运动提供足够的扭矩,又由于管径限制,本遥控式管道除垢器采用350mAh充电电池,充满一块电池可工作(350/500)×60=42min工作。为了获得足够大的扭矩,在前进机构的电机上安装了减速器,测得减速后的前进速度为36m/h。
为实现遥控运行,使除垢器可以前进、后退和停车,在卡住时可以刹车和倒车,本遥控式管道除垢器采用无线遥控接收模块接收信号,以监控和控制驱动器来控制电机的正反停转。电路依附于控制固定板的背面,用防水罩密封以避免水对电路的破坏。
本设计的创新点有:
(1)设计标准零部件,适用于不同管径;
(2)根据污垢更换不同刀具,适用于不同污垢;
(3)遥控控制,便于操作;
附图说明
图1是本发明处理器三维图。
图2是行走器示意图。
图3是轮子行走机构示意图
图4是除垢机构示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示,本发明装置为了让此处理器能够全自动的在管内进行整根管道的清洗工作,本设计采用三个K10电机为行走机构供电,一个SRF300电机驱动刀架盘使刀具和管壁相对滑动以清扫管壁上的污垢。为了适应不同管径、不同污垢的凝汽器,本设计采用可拆卸刀架盘和刀具进行清洗,具体情况下可根据不同管径选择合适尺寸的刀架盘装在与电机轴上进行清洗,根据不同污垢选择合适的刀具装在刀架盘上进行清洗。
如图2,3所示,通过电机上的直齿圆锥齿轮和轮子上的直齿圆锥齿轮的啮合将电机的动力转移到轮子上,使机构能够行走。本设计中,选用适应管道尺寸的K10微型电机来驱动除垢器行走,三组电机和轮子呈120°均匀分布在固定圆盘上,轮子紧挨着管壁产生摩擦力前进,使得机器能稳定行走,又尽可能地节约空间。
如图4所示,在除垢机构方面设计方案中采用SRF300微型电机带动刀架盘旋转,以带动刀具和管壁间相对滑动除垢。我们设计出如图的除垢机构,机构为一个SRF300电机提供转矩,电机轴上紧配连接一个可拆卸的刀架盘和刀具用于清洁管壁污垢。刀具和刀架盘间通过弹簧连接,以减少对管壁的破坏。当电机启动,通过连轴驱动端部刀架盘产生旋转运动,刀架盘带动刀具和管壁间相对滑动,并借助行走机构产生的动力前进,进而完成一系列的管道除垢作业。
Claims (3)
1.为让此管道除垢优化运行装置能够全自动的在管内进行整根管道的清洗工作,其特征为采用三个K10电机为行走机构供电,一个SRF300电机驱动刀架盘使刀具和管壁相对滑动以清扫管壁上的污垢。
2.为让此装置适应不同管径、不同污垢的凝汽器,其特征为采用可拆卸刀架盘和刀具进行清洗,具体情况下可根据不同管径选择合适尺寸的刀架盘装在与电机轴上进行清洗,根据不同污垢选择合适的刀具装在刀架盘上进行清洗。
3.为实现遥控运行,使除垢器可以前进、后退和停车,在卡住时可以刹车和倒车,本管道除垢优化运行装置采用无线遥控接收模块接收信号,以监控和控制驱动器来控制电机的正反停转。电路依附于控制固定板的背面,用防水罩密封以避免水对电路的破坏。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180601 |
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