CN213578929U - 凝汽器水室监控除杂及冷却管清洁度维持一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种凝汽器水室监控除杂及冷却管清洁度维持一体化装置，其特征是：在凝汽器进水室中，由两侧竖向Z导杆和其间的横向Y导杆构成平行于管板的“H”形支架；在“H”形支架上设置有多功能模块；由“H”形支架构成多功能模块的二维移动平台；在所述多功能模块上分别设置有：高压喷头、排杂管头、除杂绞刀和摄像机；实现针对凝汽器进水室的状态监视、除杂和高压冲洗等多功能处理，以维持凝汽器中冷却管的高清洁度，提高凝汽器冷凝效果，提高机组运行经济性。

Description

凝汽器水室监控除杂及冷却管清洁度维持一体化装置

技术领域

本实用新型涉及凝汽器水室监控除杂冲洗及冷却管清洁度维持一体化装置，更具体地说是一种凝汽器水室维护装置，用于清除附着在进水室管板上的杂物，维持冷却管洁净，保证凝汽器冷凝效果。

背景技术

凝汽器在能源、化工和冶金等多种行业中有广泛应用，凝汽器是一种表面式换热器，通常布置于汽轮机低压缸排汽口下方，凝汽器主要由壳体、进出水管、进出水室和冷却管等组成。凝汽器的主要作用一是利用冷却水在凝汽器冷却管中通过时将低压缸排汽的废热带走，使水蒸汽凝结，在汽轮机排汽口建立并维持高度真空，使蒸汽在汽轮机中膨胀到最低压力，增大蒸汽在汽轮机中的可用焓降，提高循环热效率；二是将汽轮机的排汽凝结成水，重新送回锅炉进行循环。

凝汽器中冷却管内的清洁程度直接影响凝汽器的换热效果，研究表明：凝汽器冷却管内污垢厚度由0.02mm增大到0.3mm，其总传热系数由3154w/m2K降低到1499w/m2K，冷却管的清洁系数由0.92下降到0.44，凝汽器背压由4.86KPa升高到7.24KPa，凝汽器背压升高了 2.38KPa，影响机组供电煤耗约6.66g/(KW.h),由此可见，凝汽器冷却管的清洁程度对机组运行经济的影响之大。

为了降低长期运行中凝汽器冷却管的结垢程度，现有凝汽器多有配置胶球清洗系统，是由加球室、胶球泵、管道和收球装置等组成，胶球泵运行后将胶球送往凝汽器循环冷却水进水管，胶球比重与水的比重一样大，胶球的直径略大于冷却管直径，胶球随冷却水进入凝汽器进水室后会分散在进水室各处，然后胶球随水流流经冷却管，胶球在流过冷却管时对管壁产生擦洗作用，以此维持冷却管的清洁，流出冷却管的胶球随水流离开凝汽器，并被装在凝汽器冷却水出水管中的胶球网拦下，再被送到胶球泵，形成对冷却水管循环清洗；但是，凝汽器胶球清洗系统在实际使用中存在如下问题：一是位于凝汽器管板四周相当多部分冷却管无法得到清洗；二是运行中有部分胶球卡堵在冷却管内；三是杂物、水螅虫、贝类等堵塞收球网，造成收球网两侧压差大，影响循环水系统正常运行；四是收球网因关不严或故障造成跑球严重，收球率低，致使胶球系统无法正常运行。

也有少数凝汽器安装高压水冲洗装置，是由高压水泵、管道、机械臂、高压喷头及控制系统组成，高压水泵设置在凝汽器外面，机械臂及高压喷头等设置在凝汽器进水室内，高压水泵运行对冷却管进行高压水冲洗，以冲去冷却管内粘液或水垢等附着物，但是，高压水冲洗主要作用于冷却管，却无法对堵塞在管板上杂物进行清除，同样的问题也存在于胶球清洗系统。

无论是开式循环水系统还是闭式循环水系统，总会有杂物、淋水填料片、老化的旧填料碎片和贝类等进入到凝汽器进水室，因其尺寸较大不能通过冷却管而堵在冷却管入口的管板上。这些堵在管板上的杂物，无论是胶球清洗还是高压水冲洗，都不能将其清除，日积月累会使管板大面积堵塞，轻者，造成凝汽器冷凝效果下降，凝汽器背压升高，严重时，必须停止凝汽器运行，对堵塞的杂物进行人工清理。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种凝汽器水室监控除杂及冷却管清洁度维持一体化装置，以期及时清除附着在进水室管板上的杂物，对凝汽器冷却管进行定期高压水冲洗，维持冷却管高清洁度，提高凝汽器冷凝效果，提高机组运行经济性。

本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案：

本实用新型凝汽器水室监控除杂及冷却管清洁度维持一体化装置的特点是：

在凝汽器进水室中，由两侧呈直立的竖向Z导杆和设置在两侧竖向Z导杆之间的横向Y 导杆构成凝汽器进水室中平行于管板平面的“H”形支架；在所述横向Y导杆上设置有多功能模块；在所述竖向Z导杆与横向Y导杆之间，以及在横向Y导杆与多功能模块之间分别设置滑动副，由所述“H”形支架构成多功能模块的二维移动平台；在所述多功能模块上分别设置有：

高压喷头，其通过高压水管与设置在凝汽器进水室外部的高压水泵相连通，其喷嘴朝向管板所在一侧用于向凝汽器中冷却管形成高压喷射；

排杂管头，其通过抽吸水管与设置在凝汽器进水室外部的抽吸水泵相连通，其管口朝向管板所在一侧用于抽吸管板表面杂物；

除杂绞刀，其刀头朝向管板所在一侧凸伸用于对管板表面杂物进行破碎清理；

摄像机，其镜头朝向管板所在一侧用于拍摄管板表面图像，其拍摄图像传输至设置在凝汽器进水室外部的主控机用于监控管板表面状况。

本实用新型凝汽器水室监控除杂及冷却管清洁度维持一体化装置的结构特点也在于：

所述竖向Z导杆为固定设置，所述横向Y导杆与竖向Z导杆为Z向滑动配合，使横向Y导杆能够沿竖向Z导杆呈Z向移动；

所述多功能模块与横向Y导杆为Y向滑动配合，使多功能模块能够沿横向Y导杆呈Y向移动。

本实用新型凝汽器水室监控除杂及冷却管清洁度维持一体化装置的结构特点也在于：

所述横向Y导杆与竖向Z导杆之间的Z向滑动配合结构设置为：

竖向导轮组件利用导轮抱箍在竖向Z导杆上，在所述竖向Z导杆上设置有竖向齿条，Z 向驱动杆为一横向杆件，所述Z向驱动杆的两端分别通过齿轮与相应一侧的竖向Z导杆上的竖向齿条相啮合形成齿轮齿条啮合传动的Z向移动副；用于驱动Z向驱动杆进行转动的Z向驱动电机固定安装在竖向导轮组件的基座上，所述Z轴驱动电机的输出轴与Z向驱动杆之间为齿轮啮合传动；所述横向Y导杆的两端分别与相应一侧的竖向导轮组件的基座固定连接，使横向Y导杆随竖向导轮组件实现Z向移动。

本实用新型凝汽器水室监控除杂及冷却管清洁度维持一体化装置的结构特点也在于：

所述多功能模块与横向Y导杆之间的Y向滑动配合结构设置为：

所述横向Y导杆为水平面上平行且间隔设置的两根横向杆件，横向齿条安装在两根横向 Y导杆之间；

两根横向Y导杆和横向齿条均贯穿多功能模块上的通孔，使多功能模块套装在两根横向 Y导杆和横向齿条上；

在所述多功能模块的基座上固定安装Y向驱动电机，且Y向驱动电机输出轴上的齿轮与横向齿条形成齿轮齿条啮合传动机构，利用Y向驱动电机通过齿轮齿条传动机构带动多功能模块在横向Y导杆上实现Y向移动。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

1、本实用新型在多功能模块上集成设置有：高压喷头、排杂管头、除杂绞刀和摄像机；实现针对凝汽器进水室的状态监视、除杂和高压冲洗等多功能处理，有效维持凝汽器中冷却管的高清洁度，提高凝汽器冷凝效果，提高机组运行经济性；

2、本实用新型由两侧竖向Z导杆和其间的横向Y导杆构成平行于管板平面的“H”形支架，由“H”形支架构成多功能模块的二维移动平台，通过驱动实现多功能模块在与管板平行的平面中的二维有序移动，保证对管板以及冷却管的处理过程无死角；

3、本实用新型在移动副中采用齿轮齿条啮合传动结构，设置伺服电机进行驱动，能够有效保证传动可靠稳定，能够有效保证多功能模块的稳定持续工作。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型使用状态侧视图；

图3为本实用新型使用状态俯视图；

图4为凝汽器结构示意图；

图中标号：1汽轮机低压缸排汽口，2凝汽器壳体，3凝汽器进水管，4凝汽器进水室，5管板，6冷却管，7竖向Z导杆，8竖向Z导杆固定座，9竖向齿条，10横向Y导杆，11竖向导轮组件，12横向齿条，13为Z向驱动杆，14多功能模块，15摄像机，16排杂管头，17 除杂绞刀，18抽吸水管，19高压喷头，20高压水管，21为Y向驱动电机，22为Z向驱动电机，23高压水泵，24抽吸水泵。

具体实施方式

图4示出了凝汽器的结构形式，图4所示结构包括：汽轮机低压缸排汽口1、凝汽器壳体2、凝汽器进水管3、进水室4，以及设置在凝汽器进水室4中的管板5，冷却管6的管口排布在管板5上。

本实施例中凝汽器水室监控除杂及冷却管清洁度维持一体化装置的结构形式是：

如图1、图2和图3所示，在凝汽器进水室4中，由两侧呈直立的竖向Z导杆7和设置在两侧竖向Z导杆7之间的横向Y导杆10构成凝汽器进水室4中平行于管板平面的“H”形支架；在横向Y导杆10上设置有多功能模块14；在竖向Z导杆7与横向Y导杆10之间，以及在横向Y导杆10与多功能模块14之间分别设置滑动副，由“H”形支架构成多功能模块 14的二维移动平台；在多功能模块14上分别设置有：

高压喷头19，其通过高压水管20与设置在凝汽器进水室4外部的高压水泵23相连通，其喷嘴朝向管板所在一侧用于向凝汽器中冷却管形成高压喷射。

排杂管头16，其通过抽吸水管18与设置在凝汽器进水室4外部的抽吸水泵24相连通，其管口朝向管板5所在一侧用于抽吸管板表面杂物。

除杂绞刀17，其刀头朝向管板5所在一侧凸伸用于对管板表面杂物进行破碎清理。

摄像机15，其镜头朝向管板5所在一侧用于拍摄管板表面图像，其拍摄图像传输至设置在凝汽器进水室4外部的主控机用于监控管板表面状况。

如图1、图2和图3所示，本实施例中相应的结构措施也包括：

竖向Z导杆7为固定设置，是利用竖向Z导杆固定座8将竖向Z导杆7固定安装在凝汽器壳体2上，横向Y导杆10与竖向Z导杆7为Z向滑动配合，使横向Y导杆10能够沿竖向Z导杆7呈Z向移动；多功能模块14与横向Y导杆10为Y向滑动配合，使多功能模块14 能够沿横向Y导杆呈Y向移动。

将横向Y导杆10与竖向Z导杆7之间的Z向滑动配合结构设置为：

竖向导轮组件11利用导轮抱箍在竖向Z导杆7上，在竖向Z导杆7上设置有竖向齿条9， Z向驱动杆13为一横向杆件，Z向驱动杆13的两端分别通过齿轮与相应一侧的竖向Z导杆7 上的竖向齿条9相啮合形成齿轮齿条啮合传动的Z向移动副；用于驱动Z向驱动杆13进行转动的Z向驱动电机22固定安装在竖向导轮组件11的基座上，Z向驱动电机22的输出轴与 Z向驱动杆13之间为齿轮啮合传动；横向Y导杆10的两端分别与相应一侧的竖向导轮组件11的基座固定连接，使横向Y导杆10随竖向导轮组件11实现Z向移动，Z向驱动电机22 设置为伺服电机；在这一结构形式中，针对横向Y导杆10在两端的Z向移动，设置Z向驱动杆13进行联动，能够保证装置两端的Z向移动的同步。

将多功能模块14与横向Y导杆10之间的Y向滑动配合结构设置为：

横向Y导杆10为水平面上平行且间隔设置的两根横向杆件，横向齿条12安装在两根横向Y导杆10之间；两根横向Y导杆10和横向齿条12均贯穿多功能模块14上的通孔，使多功能模块14套装在两根横向Y导杆10和横向齿条12上；在多功能模块14的基座上固定安装Y向驱动电机21，且Y向驱动电机21输出轴上的齿轮与横向齿条12形成齿轮齿条啮合传动机构，利用Y向驱动电机21通过齿轮齿条传动机构带动多功能模块14在横向Y导杆10 上实现Y向移动，Y向驱动电机21为伺服电机；这一结构能够确保多功能模块14沿Y轴方向上的可控运动。

本实用新型将Y向驱动电机21、除杂绞刀17、摄像机15以及高压喷头19集成为多功能模块14，其结构紧凑、易于实施，实现了对凝汽机进水室管板的状态监控、杂物粉碎后清除及对冷却管高压水冲洗多功能及冷却管清洁度维持一体化的控制目标。

本实用新型控制方式：由控制模块发出指令，驱动多功能模块14在“H”形支架构成的二维移动平台有序移动，针对管板进行扫描式清理，高压水泵23和抽吸水泵24同时工作；杂物绞刀17可以同时进行扫描式除杂，也可以设置为：根据由摄像机15拍摄获取的管板状态判断需要采用杂物绞刀进行处理的杂物所在位置，由控制模块发出指令，驱动多功能模块 14在二维移动平台上移动到相应位置上由杂物绞刀进行清除。

Claims (4)

1.凝汽器水室监控除杂及冷却管清洁度维持一体化装置，其特征是：

在凝汽器进水室(4)中，由两侧呈直立的竖向Z导杆(7)和设置在两侧竖向Z导杆(7)之间的横向Y导杆(10)构成凝汽器进水室(4)中平行于管板平面的“H”形支架；在所述横向Y导杆(10)上设置有多功能模块(14)；在所述竖向Z导杆(7)与横向Y导杆(10)之间，以及在横向Y导杆(10)与多功能模块(14)之间分别设置滑动副，由所述“H”形支架构成多功能模块(14)的二维移动平台；在所述多功能模块(14)上分别设置有：

高压喷头(19)，其通过高压水管(20)与设置在凝汽器进水室(4)外部的高压水泵(23)相连通，其喷嘴朝向管板所在一侧用于向凝汽器中冷却管形成高压喷射；

排杂管头(16)，其通过抽吸水管(18)与设置在凝汽器进水室(4)外部的抽吸水泵(24)相连通，其管口朝向管板(5)所在一侧用于抽吸管板表面杂物；

除杂绞刀(17)，其刀头朝向管板所在一侧凸伸用于对管板表面杂物进行破碎清理；

摄像机(15)，其镜头朝向管板(5)所在一侧用于拍摄管板表面图像，其拍摄图像传输至设置在凝汽器进水室(4)外部的主控机用于监控管板表面状况。

2.根据权利要求1所述的凝汽器水室监控除杂及冷却管清洁度维持一体化装置，其特征是：

所述竖向Z导杆(7)为固定设置，所述横向Y导杆(10)与竖向Z导杆(7)为Z向滑动配合，使横向Y导杆(10)能够沿竖向Z导杆(7)呈Z向移动；

所述多功能模块(14)与横向Y导杆(10)为Y向滑动配合，使多功能模块(14)能够沿横向Y导杆呈Y向移动。

3.根据权利要求2所述的凝汽器水室监控除杂及冷却管清洁度维持一体化装置，其特征是：

所述横向Y导杆(10)与竖向Z导杆(7)之间的Z向滑动配合结构设置为：

竖向导轮组件(11)利用导轮抱箍在竖向Z导杆(7)上，在所述竖向Z导杆(7)上设置有竖向齿条(9)，Z向驱动杆(13)为一横向杆件，所述Z向驱动杆(13)的两端分别通过齿轮与相应一侧的竖向Z导杆(7)上的竖向齿条(9)相啮合形成齿轮齿条啮合传动的Z向移动副；用于驱动Z向驱动杆(13)进行转动的Z向驱动电机(22)固定安装在竖向导轮组件(11)的基座上，所述Z向驱动电机(22)的输出轴与Z向驱动杆(13)之间为齿轮啮合传动；所述横向Y导杆(10)的两端分别与相应一侧的竖向导轮组件(11)的基座固定连接，使横向Y导杆(10)随竖向导轮组件(11)实现Z向移动。

4.根据权利要求2所述的凝汽器水室监控除杂及冷却管清洁度维持一体化装置，其特征是：

所述多功能模块(14)与横向Y导杆(10)之间的Y向滑动配合结构设置为：

所述横向Y导杆(10)为水平面上平行且间隔设置的两根横向杆件，横向齿条(12)安装在两根横向Y导杆(10)之间；

两根横向Y导杆(10)和横向齿条(12)均贯穿多功能模块(14)上的通孔，使多功能模块(14)套装在两根横向Y导杆(10)和横向齿条(12)上；

在所述多功能模块(14)的基座上固定安装Y向驱动电机(21)，且Y向驱动电机(21)输出轴上的齿轮与横向齿条(12)形成齿轮齿条啮合传动机构，利用Y向驱动电机(21)通过齿轮齿条传动机构带动多功能模块(14)在横向Y导杆(10)上实现Y向移动。

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