CN201205708Y - 电厂凝汽器高压水射流在线清洗机械手 - Google Patents

Abstract

一种电厂凝汽器高压水射流在线清洗机械手，它由插入并固定在凝汽器外壳内的一级臂、与一级臂相连的二级臂和三级臂构成，三级回转臂之间均连接有传递动力的关节驱动装置，三级臂的末端装有与高压水管路收放系统相连的机械手，一级臂通过球面法兰和与其相配的支座固定在凝汽器外壳内表面。通过关节驱动装置控制，实现清洗喷头的准确定位，配合高压水管路收放系统，将喷头及高压软管送入凝汽器铜管内，对凝汽器铜管内部的污垢进行高压水射流清洗。清洗凝汽器时发电机组不用停机，大大节省了发电厂的维护成本，提高了发电厂的运行效率，减少煤耗，清洗彻底，无污染，避免停机带来的经济损失，具有广泛的实用性。

Description

电厂凝汽器高压水射流在线清洗机械手

技术领域

本实用新型涉及电厂凝汽器高压水射流在线清洗机械手，尤其适用于电厂凝汽器的在线除垢。

背景技术

凝汽器是火力发电厂的主要辅助设备之一，担负着冷却汽轮机排汽的重要任务，其工作性能的好坏对电厂的发电效率、发电煤耗率有着重要的影响。凝汽器由数千根铜管组成，铜管外走蒸汽，铜管内走冷却水，因有热交换的存在，冷却水中的盐份在连续加热过程中不断析出，形成大量的水垢并附着在管壁上，导致凝汽器内真空下降，发电煤耗率上升，发电成本增加，因此降低汽轮发电机组的效率。当凝汽器结垢0.5mm左右，可使真空度由90％以上降到85％以下，使发电煤耗升高15～20g/kW·h，对于一台年运转7000h、负荷率为90％的300MW机组来说，每年将多耗标准煤约28～38万t，如果水垢厚度达1mm，则不仅多耗煤量将超过每年5万多吨，而且将影响10％的出力。另外凝汽器铜管结垢还将导致脱锌(黄铜)、脱镍(白铜)和点蚀，清洁的凝汽器管可使用15年以上，结垢而不及时消除，可使其在3年内穿透。凝汽器铜管泄漏是火电管水质故障的根源，凝汽器管腐蚀穿孔时，带压力的冷却水漏入负压的冷凝水中，而冷凝水(常称作凝结水)占锅炉给水的95％左右，它遭受污染后将引起锅炉结水垢，产生酸腐蚀(冷却水为海水时)或碱腐蚀(冷却水为淡水时)，还使过热器和汽轮机结盐垢。因此，无论从保证火电厂的效率和出力方面考虑，还是从防止凝汽器管腐蚀，进而防止锅炉结垢、腐蚀、放盐方面考虑，如何及时清除凝汽器积垢，是电厂亟待解决的一个问题。目前，电厂凝汽器的除垢，分为离线和在线两种：离线清洗主要采用人工清洗，即停机后，将凝汽器大盖打开，用脚手架搭出平台，再用钢丝刷对铜管进行逐根清洗。随着机组容量增大，采取循环冷却的机组增多，凝汽器结垢趋于普遍和严重，铜管的根数增加和尺寸加长，使人工的刷洗变得困难，而且由于离线清洗必须停机后方能进行，开启、停机和人工清洗的费用很高，约为100万元(以30万千瓦机组计算)，而且对机组运行中产生的积垢无法及时清除，清洗时效率低，劳动强度大。在线除垢通常有：1)在凝汽器内投放胶球来清洗，它虽然能起到除垢的作用，但不能有效除去水垢，且胶球投放量较大，回收率低，运行成本较高。2)用化学药剂清洗，由于随着机组容量增大，采取循环冷却的机组增多，凝汽器结垢趋于普遍和严重，频繁使用盐酸清洗除垢，会导致凝汽器的铜管腐蚀，降低机组的使用寿命，且运行成本较高，以300MW机组为例，一台机组年清洗费达200万左右，而且污染环境。

发明内容

鉴于已有技术存在的问题：本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低、除垢效果好的电厂凝汽器高压水射流在线清洗机械手。

本实用新型电厂凝汽器高压水射流在线清洗机械手，它由插入并固定在凝汽器外壳内的一级臂、与一级臂相连的二级臂和三级臂构成，三级回转臂之间均连接有传递动力的关节驱动装置，三级臂的末端装有与高压水管路收放系统相连的机械手，一级臂通过球面法兰和与其相配的支座固定在凝汽器外壳内表面。

所述的关节驱动装置包括前箱，与前箱固定连接的后箱，前箱内设有减速器，减速器输出端固定有输出轴，前箱的外侧设有防水的机械密封，后箱内设有带有精密角位移编码器的步进电机，步进电机与减速器的输入端设有钟形罩；所述的机械手包括与高压软管相连清洗喷头，夹持清洗喷头的机械手指，每个机械手指的连杆后部均设有触力传感器，清洗喷头的两侧对称设有推进气缸；所述的一级臂、二级臂和三级臂的外部均设有避免水涡流产生共振的整流罩；所述的关节驱动装置的输出轴上设有导流罩。

本实用新型电厂凝汽器高压水射流在线清洗机械手，最适用于电厂凝汽器的在线除垢，通过插入凝汽器内的回转机械臂，将喷头及高压软管送入凝汽器铜管内，对凝汽器铜管内部的污垢进行高压水射流清洗，清洗凝汽器时发电机组不用停机，大大节省了发电厂的维护成本，提高了发电厂的运行效率，减少煤耗，节约能源，并降低了火电厂凝器汽循环水质要求，节省火电厂用于循环水处理的运行成本；清洗彻底，无污染，避免了停机带来的经济损失，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本实用新型在线清洗机械手的结构图；

图2是本实用新型关节驱动装置的放大图；

图3是本实用新型机械手的放大图。

图中：1、接线密封盖，2、支座，3、球面法兰，4、一级臂，5、关节驱动装置，5-1、前箱，5-2、减速器，5-3、后箱，5-4、钟形罩，5-5、精密角位移编码器的步进电机，5-6、防水的机械密封，5-7、输出轴，6、二级臂，7、三级臂，8、机械手，8-1、清洗喷头，8-2、机械手指，8-3、触力传感器，8-4、推进气缸，8-5、高压软管，9、凝汽器外壳，。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述：

图1所示，一级臂4通过球面法兰3和与其相配的支座2固定在凝汽器外壳9内表面上，顶部设有接线密封盖1，一级臂4上连接有一级关节驱动装置5，通过一级关节驱动装置5连接二级臂6，二级臂6连接二级关节驱动装置5，通过二级关节驱动装置5连接三级臂7，三级臂连接机械手8。关节驱动装置5包括前箱5-1，与前箱5-1固定连接的后箱5-3，前箱5-1内设有减速器5-2，减速器5-2输出端固定有输出轴5-7，前箱5-1的外侧设有防水的机械密封5-6，后箱5-3内设有带有精密角位移编码器的步进电机5-5，步进电机5-5与减速器5-2的输入端设有钟形罩5-4，图2所示。机械手8包括与高压软管8-5相连清洗喷头8-1，夹持清洗喷头8-1的机械手指8-2，每个机械手指8-2的连杆后部均设有触力传感器8-3，清洗喷头8-1的两侧对称设有推进气缸8-4，图3所示。一级臂4、二级臂6和三级臂7的外部均设有避免水涡流产生共振的整流罩。关节驱动装置的输出轴5-7上设有导流罩。高压水管路收放系统由提供高压水的软管、收放软管的滑轮组和喷射冲动绞盘构成。

工作原理：采用高压水泵、管路系统和控制阀门，传感器感应的信号通过数据采集模块传至工控机，通过计算机的控制程序控制执行放大机构驱动步进电机转动，即关节驱动装置5在凝汽器铜管口朝外方向上的某一适当平面建立平面直角坐标系，则每根铜管的对称中心可以看做是平面直角坐标系上的一个坐标点，坐标原点可设为关节驱动装置5所在对称中心线的位置。首先通过现场实测确定每根铜管的坐标，存储在计算机中。开机清洗时，工控机依次调用这些坐标位置，通过关节驱动装置5转动，二三级机械臂即开始移动，最终使三级机械臂末端的机械手8达到制定坐标，二三级机械臂随即停止移动，夹持清洗喷头8-1的机械手指8-2推动清洗器进入欲清洗的铜管一小段距离，之后开启高压水阀门，清洗喷头8-1在成一定角度的高压水流的推动作用下向铜管内部移动，对铜管进行在线清洗，由于盘管系统的作用，高压水软管一直处于张紧状态。当清洗喷头8-1到达铜管末端时传感器返回到达信号，计算机发出关闭高压水阀门的指令，盘管系统开始收管，当清洗喷头8-1返回机械手8的夹持装置时，传感器发出返回到位信号，机械手8的夹持装置动作，收回清洗喷头8-1，并固定之。一个清洗流程完成，工控机给出下一个铜管的位置坐标，下一个清洗流程开始。为防止机械臂定位产生累积误差过大，清洗一定次数后，机械臂依照程序设定回到基准点进行校正。

Claims (5)

1.一种电厂凝汽器高压水射流在线清洗机械手，其特征在于：它由插入并固定在凝汽器外壳(9)内的一级臂(4)、与一级臂(4)相连的二级臂(6)和三级臂(7)构成，三级回转臂之间均连接有关节驱动装置(5)，三级臂(7)的末端装有与高压水管路收放系统相连的机械手(8)，一级臂(4)通过球面法兰(3)和与其相配的支座(2)固定在凝汽器外壳(9)内表面。

2.根据权利要求1所述的电厂凝汽器高压水射流在线清洗机械手，其特征在于：所述的关节驱动装置(5)包括前箱(5-1)，与前箱(5-1)固定连接的后箱(5-3)，前箱(5-1)内设有减速器(5-2)，减速器(5-2)输出端固定有输出轴(5-7)，前箱(5-1)的外侧设有防水的机械密封(5-6)，后箱(5-3)内设有带有精密角位移编码器的步进电机(5-5)，步进电机(5-5)与减速器(5-2)的输入端设有钟形罩(5-4)。

3.根据权利要求1所述的电厂凝汽器高压水射流在线清洗机械手，其特征在于：所述的机械手(8)包括与高压软管(8-5)相连清洗喷头(8-1)，夹持清洗喷头(8-1)的机械手指(8-2)，每个机械手指(8-2)的连杆后部均设有触力传感器(8-3)，清洗喷头(8-1)的两侧对称设有推进气缸(8-4)。

4.根据权利要求1所述的电厂凝汽器高压水射流在线清洗机械手，其特征在于：所述的一级臂(4)、二级臂(6)和三级臂(7)的外部均设有避免水涡流产生共振的整流罩。

5.根据权利要求1所述的电厂凝汽器高压水射流在线清洗机械手，其特征在于：所述的关节驱动装置的输出轴(5-7)上设有导流罩。

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