CN201476683U - 凝汽器在线自动清洗系统 - Google Patents

Abstract

一种凝汽器在线自动清洗系统，设置在凝汽器壳体和管道的外侧，该清洗系统包括用于提供脉冲电流的一控制箱、若干换能器及若干控制线，该换能器进一步包括：变幅杆、磁致伸缩包、保护罩和接线盒，变幅杆焊接至凝汽器壳体的外侧，变幅杆与保护罩的一端连接，磁致伸缩包设置在保护罩内与变幅杆相连，接线盒与保护罩的另一端连接，并通过控制线与控制箱连接。本实用新型的凝汽器在线自动清洗系统在机组正常运行的条件下就可安装和调试，安装方便，并且该系统与凝汽器内部没有关系，不会对凝汽器产生任何不良影响。并且，其还具有适用范围广泛、运行稳定、除垢防垢效果明显、免维护、使用寿命长，且运行成本低等优点。

Description

凝汽器在线自动清洗系统

技术领域

本实用新型涉及凝汽器清洗领域，尤其涉及一种可焊接在凝汽器外部的凝汽器在线自动清洗系统。

背景技术

凝汽器广泛应用于很多重要场合。例如，它是发电厂的主要设备之一，主要担负着冷却汽轮机排气的重要任务，其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(后称冷却水管)组成。冷却水管外走蒸汽，冷却水管内走冷却水，因由热交换的存在，冷却水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。特别是，众所周知，汽轮机凝汽器所用的冷却水一般直接取自江河湖海或地下水。由于循环水中含有大量的泥沙、盐类物质、悬浮物和微生物，而循环水本身又具有流量大但压力小的特点，再加上凝汽器内循环水流经的冷却水管直径较小，极易出现杂物堵塞管道，受热后管壁内表面沉积水垢等现象。尤其是取自江河的循环水，在夏季洪水季节，冷却水管严重堵塞的状况相当普遍。即使采用封闭循环的系统，由于长期的循环和换热，也会造成换热管内部的严重结水垢。

凝汽器铜管的堵塞或结水垢，降低了传热效果，导致凝汽器端差(凝汽器排汽温度与循环水出口温度之差是直接反映凝汽器管束材质和表石清洁状况的运行指标)增大，排汽温度上升、真空下降，严重影响发电机组的效率。

另外，垢下腐蚀也是不容忽视的问题，沉积物垢下腐蚀是凝汽器铜管腐蚀的主要形态。沉积物造成铜管表面不同部位上的供氧差异和介质浓度差异会导致局部腐蚀。铜被氧化生成的Cu²⁺及Cu⁺离子倾向于水解生成氧化亚铜，并使溶液局部酸化，加剧了腐蚀的发展，严重时造成针型腐蚀穿孔，导致铜管及管板泄漏，循环水进入凝结水，在无法预知的情况下，锅炉给水品质变差，威胁着锅炉及发电机组的安全运行，也直接影响发电厂的经济效益。

因此清洗凝汽器铜管是机组大修必做的一件大事。事实证明，检修后不久铜管就脏污了，所以大部分时间铜管是在不清洁状态下运行。为了解决上述问题，人们想方设法做了大量的探索工作，相继发明了：诸如人工清洗、用化学剂清洗、用高压水枪人工清洗、用胶球清洗及安装飘带清洗等办法。除了胶球清洗和飘带清洗可以在线运行外，其余办法只能在机组大修或停机或减负荷状态下人工操作，这只能解决燃眉之急。

胶球清洗和飘带清洗虽然可以在线运行，但是这两种方法都是在凝汽器管路内部进行清洗，主要存在以下的问题：

1、清洗设备安装在凝汽器内部，需要停机才能进行安装，安装不方便。

2、胶球清洗收球率太低(胶球昂贵)，运行成本高，胶球大部分被水带走且胶球一旦进入水中是无法控制的，不能使每根管子都受到冲洗，清洗不完全。另外，胶球清洗容易二次滤网堵塞，机械故障多，绝大部分机组都不能正常投运。

3、飘带清洗是在每一根铜管里安装飘带的形式，这种技术对循环水的水质要求很高，只适合水里只有泥沙杂质的循环水，否则不但起不到清洗防止结垢的目的，反而会极大的阻碍凝汽器的换热效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种焊接在凝汽器外部，安装方便、清洗效果显著、运行稳定、运行成本低且适用范围广泛的凝汽器在线自动清洗系统。

为达到上述目的，本实用新型提供一种凝汽器在线自动清洗系统，设置在凝汽器壳体和管道的外侧，清洗系统包括用于提供脉冲电流的一控制箱、若干换能器及若干控制线，换能器进一步包括：变幅杆、磁致伸缩包、保护罩和接线盒，变幅杆焊接至凝汽器壳体的外侧，变幅杆与保护罩的一端连接，磁致伸缩包设置在保护罩内与变幅杆相连，接线盒与保护罩的另一端连接，并通过控制线与控制箱连接。

依照本实用新型较佳实施例所述的凝汽器在线自动清洗系统，其控制箱内部设置有保护电路、脉冲电路、电声转换电路、控制装置和主机，保护电路、脉冲电路和电声转换电路依次相连，控制装置的输出端连接至脉冲电路，主机输出端连接至电声转换电路，保护电路、控制装置和主机的输入端均与外部电源连接，电声转换电路输出端连接至换能器。

本实用新型设置在凝汽器壳体的外侧，其利用超声波在金属中传递速度快和衰减小的特点，通过控制器产生脉冲功率电流供给换能器，再由换能器将电信号转换为超声信号，该超声信号和凝汽器的固有频率进行适当的调整，在凝汽器的每一根管束上产生机械弹性波，从而将沉淀在管束内的水垢、盐垢、泥沙及各种杂物、悬浮物和微生物清理干净，有效地阻止和除掉管壁的垢质，始终保持凝汽器管束的清洁度，使其具有最佳的传热效果。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、该凝汽器在线自动清洗系统在机组正常运行的条件下就可安装，安装方便，并且该系统与凝汽器内部没有关系，不会对凝汽器产生任何不良影响。

2、该凝汽器在线自动清洗系统除应用在发电厂的凝汽器上外，还可应用于其他领域的金属换热设备，适用范围广泛。

3、该凝汽器在线自动清洗系统运行稳定、除垢防垢效果明显、免维护、使用寿命长，且运行成本低，单台每小时耗电小于100W。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种凝汽器在线自动清洗系统的安装示意图；

图2为本实用新型实施例的换能器的结构原理图；

图3为本实用新型实施例的控制箱的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本实用新型。

请参阅图1与图2，其分别为本实用新型实施例的一种凝汽器在线自动清洗系统的安装示意图及换能器的结构示意图。该凝汽器在线自动清洗系统设置在凝汽器40的冷却水管外侧，包括：用于提供脉冲电流的一控制箱10、八个换能器20及多条控制线30。换能器20进一步包括：变幅杆201、磁致伸缩包202、保护罩203和接线盒204，变幅杆201焊接至凝汽器40的冷却水管外侧，变幅杆201与保护罩203的一端连接，磁致伸缩包202设置在保护罩203内与变幅杆201相连，接线盒204与保护罩203的另一端连接，并通过控制线30与控制箱10连接。

在本实例中，设置了八个换能器20，但是，需要说明的是，本实用新型并不限定换能器的具体数量，在实际应用中，换能器的数量根据凝汽器的工作原理和形状大小进行选择。

请参阅图3，控制箱10内部设置有保护电路101、脉冲电路102、电声转换电路103、控制装置104和主机105，保护电路101、脉冲电路102和电声转换电路103依次相连，控制装置104的输出端连接至脉冲电路102，主机105的输出端连接至电声转换电路103，保护电路101、控制装置104和主机105的输入端均与外部电源50连接，电声转换电路103的输出端连接至换能器20。

交流220V电源首先接入保护电路101，该保护电路101能够有效的防止电网电压的波动对机器的损害，同时还能有效的抑制设备产生的高次谐波对电网的危害，还具有过流和过压的保护功能。脉冲电路102接收保护电路101的电源后，在控制装置104的控制下，将来自电网的电源变成高频脉冲信号，该信号送入电声转换电路103，电声转换电路103在主机105的控制下完成电声的转换，输出脉冲信号。

控制箱10发出的脉冲信号通过控制线30和接线盒204传输给磁致伸缩包202，磁致伸缩包202在交变磁场的作用下产生线性伸缩作用，其变化的频率和控制箱10输出的频率相同，再通过变幅杆201把磁致伸缩包202变化的幅度增大，在凝汽器40的管束上产生机械弹性波，在机械弹性波的作用下产生空化效应、剪切效应和聚合效应，从而有效地阻止和除掉管壁的垢质。

本实用新型能够产生上述的空化效应、剪切效应、聚合效应和抑制效应等防垢和除垢效应，以下分别对各效应加以说明：

空化效应：本实用新型能够使金属与水之间产生高速微流和空化效应，瞬间能产生超过1000个大气压和局部上千度的高温强烈冲击物件表面，破坏垢类生成和在管壁沉积的条件，阻碍沉淀。垢质不会在设备的壁表面存留，随水流流走或通过排污排除，达到防垢和除垢的作用。

剪切效应：本系统会引起板结在受热面上的垢质跟随金属同步振动。由于垢质的弹性阻抗和金属不同，形成剪切应力，使垢质层疲劳、裂纹、疏松、破碎而脱落，达到除垢的作用。

聚合效应：当超声波通过有悬浮粒子的流动介质时，其中的悬浮粒子开始与介质一起振动，但由于大小不同的粒子开始与介质一起振动，但由于大小不同的粒子具有不同的相对振动速度，粒子将会相互碰撞、粘合，体积和重量均增大其后由于粒子变大已不能跟随声振动运动了，而只能作无规则的运动，继续碰撞、粘合、变大，最后沉淀下来。达到防垢的作用。

本实用新型的凝汽器在线清洗系统安装时根据凝汽器的工作原理和形状大小，选择不同数量的换能器焊接在冷却水管的适当的位置，再将控制箱固定在离换能器较近的位置即可，安装方便。使用时，控制箱通电后持续地产生换能器需要的形状的、固定数量和重复频率的功率电子脉冲，并且把该脉冲通过控制线传递到换能器上，换能器将电信号转变为超声信号，换能器和被除垢的凝汽器紧密焊接，将该信号和凝汽器的固有频率进行适当的调整，达到在凝汽器的管束上产生机械弹性波，从而产生空化效应、剪切效应、聚合效应等一系列的物理变化，可将沉淀在管束内的水垢、盐垢、泥沙及各种杂物、悬浮物和微生物清理干净，或使其无法积存，始终保持热交换器管束的清洁度，使其具有最佳的传热效果，确保凝汽器在理想的状态下运行。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本实用新型的保护范围内。

Claims (2)

1.一种凝汽器在线自动清洗系统，设置在凝汽器壳体和管道的外侧，其特征在于，所述清洗系统包括用于提供脉冲电流的一控制箱、若干换能器及若干控制线，所述换能器进一步包括：变幅杆、磁致伸缩包、保护罩和接线盒，所述变幅杆焊接至凝汽器壳体的外侧，所述变幅杆与所述保护罩的一端连接，所述磁致伸缩包设置在所述保护罩内与所述变幅杆相连，所述接线盒与所述保护罩的另一端连接，并通过所述控制线与所述控制箱连接。

2.如权利要求1所述的凝汽器在线自动清洗系统，其特征在于，所述控制箱内部设置有保护电路、脉冲电路、电声转换电路、控制装置和主机，所述保护电路、脉冲电路和电声转换电路依次相连，所述控制装置的输出端连接至所述脉冲电路，所述主机输出端连接至所述电声转换电路，所述保护电路、控制装置和主机的输入端均与外部电源连接，所述电声转换电路输出端连接至所述换能器。

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