|
高压清洗机之在线清洗机器人在清洗凝汽器中的应用
高压清洗机之在线清洗机器人在清洗凝汽器中的应用
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.凝汽器是一种而式换热器，由数千至上万根铜管组成，铜管外走蒸汽内走冷却水，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，形成水垢并附着在内管壁上，水垢是一种导热系数很低的物质，它的存在严重影响凝汽器的换热效率，导致凝汽器内真空下降.发电煤耗率上升.发电成木增加。凝汽器冷却水管结垢的危害凝汽器冷却水管结垢的卞要危害是降低汽轮发电机组的效率，结垢严重还将影响汽轮发电机的出力。当凝汽器结垢达0.5 mm左右，可使真空度由90 %以上降到85%以h，使发电煤耗升高150 g/(kWh),对于一台年运转7 000 h、负荷率为90%的300 MW机组来说，每年将多耗标准煤约2.8万t，以现煤价500元//t计，约合人民币1400 ~890万元;如果水垢厚度达1 mm，则不仅多耗煤量每年将增加到5万多吨，而将影响的发电出力。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巧年以上，如果结垢而不及时消除可使其在3年内穿透口。凝汽器铜管泄漏是火电厂水质故障的根源:一旦凝汽器管腐蚀穿孔，带压力的冷却水就会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)或碱腐蚀必却水为淡水时)，还会造成过热器和汽轮机结垢，以上种种都会严重危害电厂的安全运行因此，无论从保证火电厂的效率和出力方而考虑，还是从防止凝汽器管腐蚀，进而防止锅炉结垢、腐蚀等方而考虑，如何及时清除凝汽器积垢，都是电厂履待解决的一个问题。
2凝汽器除垢清洗技术现状
目前，电厂凝汽器除垢的方法分为离线和在线两种。离线清洗，卞要是采用高压水射流进行凝汽器清洗。该方法用30 MPa以上高压水形成射流后冲洗凝汽器铜管内壁达到除垢目的。高压水射流除硬垢能力强，对凝汽器积垢和粘泥均有很好的清除效果，在200 MW及300 MW机组凝汽器上使用该技术后，除垢率在90%以上日。高压水射流除垢后，凝汽器铜管无应力裂纹.强度与韧性指标均符合新黄铜管的要求。高压水射流清洗属于物理清洗，无任何环境污染。尽管离线高压水射流清洗具有很多优点，但它克服不了离线清洗方法的固有缺点即必须停机后方能进行。电厂机组启、停机产生的费用是巨大的，以300 MW机组计算，一次启、停机加上人工清洗的费用总和约为100万元。不仅消耗费用大，而且对运行中产生的积垢也无法及时清除，不能随时保证火电机组的高效运行。
为克服离线清洗的不足，火电厂也采用了一些在线除垢方法，通常有以下几种。
一是胶球清洗方法，即在冷却水循环管路里投放表面粗糙的胶球，利用胶球与管壁间的摩擦清洗凝汽器管道。目前该方法的主要不足是不能有效除去水垢，因此机组的运行效率依然受到积垢的影响，仍然需要定期停机进行离线清洗。此外该方法要求投放较多数量的胶球，但胶球回收率低、增加了运行成木。
二是化学方法，即在冷却水循环管路内投放盐酸，清洗积垢。这种方法清洗效果较好，但存在两点问题:首先，化学清洗除垢频繁使用后，会腐蚀凝汽器铜管、降低凝汽器的使用寿命，如长期使用将造成凝汽器铜管的大量泄漏，严重危及火电厂运行安全。其次，该方法运行成木高，以300 MW机组为例，单台机组每年需化费200万元左右，而且污染环境。
3除垢新技术
针对上述各种火电厂凝汽器清洗技术的不足，国内已开发出了火电厂凝汽器高压水射流在线清洗机器人技术。该清洗技术是在火电厂凝汽器循环水侧壳体内安装水下机器人，根据电厂运行需要由机器人随时完成在线清洗工作，从而达到保持凝汽器换热面清洁、提高电厂运行效率的目的。它同时兼具离线清洗和在线清洗的优点，并且运行安全、成木低廉，能有效解决火电厂凝汽器积垢的问题。目前，可行的水下凝汽器高压水射流在线清洗机器人主要有两种类型:滚珠丝杠型直角坐标机器人和关节型直角坐标机器人。他们都是通过机器人来定位高压水射流喷头对凝汽器冷却水管进行清洗。
3.1滚珠丝杠型直角坐标机器人
滚珠丝杠型直角坐标机器人。滚珠丝杠传动系统是一个以滚珠作为滚动媒介的滚动螺旋传动体系其关键部分是滚珠丝杠副，它主要由丝杠、螺母、滚珠等零件组成的机械元件，其作用是将旋转运动转变为直线运动或将直线运动转变为旋转运动，它是传统滑动丝杠的进一步延伸发展。
一滚珠丝杠型直角坐标机器人由机械木体、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成。通过伺服电机控制丝杠的转动角度来改变滑块的水平位置，这样通过控制两个水平轴伺服电机的转动角度就可以使高压水射流的喷头在该水平面内任意移动，从而达到定位喷头的目的。滚珠丝杠型直角坐标机器人具有传动效率高、运动平稳、高精度、高耐用、同步性好、高可靠性、无背隙与高刚性等诸多优点。但是，由于该机器人要在水下长期工作，丝杠容易结垢严重影响了丝杠的的定位精度，目前还没有很好的解决方法。
3.2关节型直角坐标机器人
关节型直角坐标机器人如图3所示同。该水下机器人是一个二自由度的关节型机器人，通过机械臂的精确定位，引导高压水射流喷头对凝汽器铜管内壁进行清洗。在机械臂的两个关节内装有伺服电机与减速器，通过下位机控制两个伺服电机转动相应的角度来改变机械臂手部的坐标，使其移动到预先设定好的位置以实现对高压水射流喷头的定位。关节型直角坐标机器人具有运动平稳、精度高、结构紧凑、所占空间体积小、相对工作空间大，还能绕过机座周围的一些障碍物等诸多优点。但是，由于该机器人要在水卜长期工作，关节处的回转密封性能能否很好地保证是其正常运作的关键。
大龙水箭工业技术（北京）有限公司
服务热线：010-82929541 82939541
网址：www.dlsj-china.com
邮箱：dlsj@dlsj-china.com
|