一种电厂凝汽器在线清洗机械手装置

技术领域

本发明涉及热力电厂凝汽器清洗技术领域，具体的说，涉及了一种电厂凝汽器在线清洗机械手装置。

背景技术

凝汽器是现代热力发电厂冷端装置的重要组成部分，其主要作用，一是在汽轮机排汽口建立并保持高度真空；二是将汽轮机做功后的低温蒸汽凝结为水供锅炉循环使用，构成一个完整的循环，提高热循环效率。汽轮机排汽口真空度过低会严重影响电厂机组的安全经济运行,而造成汽轮机排汽口真空过低其中一个重要原因就是凝汽器冷却水管结垢和其中的灰尘沉淀。凝汽器的结垢和灰尘沉淀会对凝汽器的换热效率产生严重影响，会使汽轮机真空度降低，排气温度升高，发电煤耗率上升、间接导致了发电成本增加，同时还会造成凝汽器管腐蚀，它运行质量的优劣，直接影响电厂的经济性和安全性。

长期以来，对凝汽器管道的清洗方式主要分为停机人工清洗和在线清洗两种方式。停机人工清洗主要是采用机械毛刷清洗方法和高压水注射清洗；在线清洗主要分为化学药剂清洗(主要为酸洗)和在凝汽器内投放胶球清洗。采用这些清洗方式在对凝汽器管道清洗时会出现很多问题：人工清洗必须是在设备停机状态下进行，会直接影响电厂的运营成本，另外工人劳动强度非常大，施工环境比较恶劣。化学药剂清洗使用的酸液对设备造成腐蚀形成漏洞，残留的酸对材质产生二次腐蚀或垢下腐蚀，最终导致更换设备，此外，清洗废液对环境会造成很大污染，需要大量资金进行废水处理，而且这类化学清洗技术无法在开式机组使用；在凝汽器内投放胶球方式虽能起到除垢的作用， 但实际使用时不能完全有效的除去水垢，而且胶球投放量较大，回收率却很低，这也会导致运营成本的提高。

目前也有通过机械手代替人工作业，实现在线清洗的案例，如申请号是：201520707543.7，专利名称为：凝汽器在线冲洗机器人装置的实用新型专利，采用可转动的机械臂实现清洗设备在各个位置的清洗，但是这种设备所设计的机械臂，始终会有操作盲区，且对于机械臂的密封性能要求过高，成本较高，效率较低。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种自动化程度高、清洗覆盖面广、机械结构简单的电厂凝汽器在线清洗机械手装置。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种电厂凝汽器在线清洗机械手装置，包括框架和基于该框架安装的动力源驱动总成、行程开关、至少一套清洗头总成、一套水气通路总成和至少一根活动基梁；

所述动力源驱动总成驱动活动基梁沿纵向做往复运动；

所述行程开关用于限制活动基梁在纵向方向上的行程范围；

所述清洗头总成安装于活动基梁上并随活动基梁同步做往复运动，所述清洗头总成包括矩形管、安装于矩形管上的若干喷嘴、套装在喷嘴上的硅胶嘴和固定于矩形管上的导向承载部件；

所述活动基梁上设置有驱动所述矩形管沿导向承载部件做短距离移动以压紧喷嘴上的硅胶嘴的驱动气缸；

所述水气通路总成包括两个多通路旋转接头和一个多通路直线缸，所述多通路直线缸包括主缸和辅助缸，两个多通路旋转接头分别安装在多通路直线缸的进口端和出口端，所述多通路直线缸出口端的多通路旋转接头安装于活动基梁上，所述多通路直线缸进口端的多通路旋转接头位置固定，所述多通路直线缸的主缸通过两个多通路旋转接头上的通液管道和所述矩形管构建清洗液通路，所述多通路直线缸的辅助缸通过两个多通路旋转接头上的通气管道和活动基梁上的驱动气缸构建通气通路。

基上所述，所述多通路直线缸整体倾斜设置，所述多通路直线缸的伸缩长度按照所述活动基梁的活动路径设置，以便所述清洗头总成能够到达目标清洗位置。

基上所述，包括一根固定基梁、两根活动基梁和两套水气通路总成，活动基梁分别设置于固定基梁的纵向两侧，两套水气通路总成中的多通路直线缸进口端的多通路旋转接头均安装固定于所述固定基梁上。

基上所述，所述喷嘴与矩形管螺纹连接，所述矩形管内部密闭，所述矩形管通过清洗液入口管与所述多通路直线缸出口端的多通路旋转接头连通。

基上所述，所述多通路旋转接头包括旋转轴芯、旋转外套、进口法兰和出口法兰，所述旋转外套和旋转轴心整体呈90度角布置，所述进口法兰和出口法兰上分别开设有清洗液通道和气体通道。

基上所述，所述多通路直线缸的主缸为单个，辅助缸为多个。

基上所述，所述固定基梁上也安装有一套清洗头总成和一个驱动气缸，所述固定基梁上的清洗头总成和驱动气缸的清洗液管道和气体管道为单独的通路。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明采用多通路直线缸和活动基梁结合的方式，实现清洗头总成的移动，且能够保证清洗液的供给，与传统的机械臂式的在线清洗装置相比，覆盖面更广，对于设备灵活性、密封性的要求都进一步降低，造价成本也更低，更容易控制。

进一步的，采用多通路直线缸作为清洗液和气源的双通道设计，保证了供给的稳定性。

附图说明

图1是本发明中电厂凝汽器在线清洗机械手装置的整体结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是图2中多通路直线缸出口端的局部结构示意图。

图4是清洗头部总成的结构示意图。

图5是喷嘴和硅胶嘴的结构图。

图6是多通路旋转接头的结构图。

图7是多通路直线缸的结构图。

图中：1.行程开关；2.框架；3.直线滑轨组件；4.气阀；5.水阀；6.多通路旋转接头；6-1.旋转轴芯；6-2.旋转外套；7.多通路直线缸；7-1.主缸；7-2辅助缸；8.凝汽器壳体；9.凝汽器拉筋；10.清洗头部总成；10-1.矩形管；10-2.喷嘴；10-3.硅胶嘴；10-4.导向承载部件；10-5.清洗液入口管；11. 动力源驱动总成；12.驱动气缸；13.基梁气管；14.可调夹具；15.硅胶嘴；16.活动基梁；17.固定基梁。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1-图7所示，一种电厂凝汽器在线清洗机械手装置，包括框架2和基于该框架安装的动力源驱动总成11、行程开关1、三套清洗头总成10、两套水气通路总成和两根活动基梁16、一根固定基梁17。

所述动力源驱动总成包括电机、丝杆驱动机构和直线滑轨组件，用于驱动活动基梁16沿纵向做往复运动。

所述行程开关1用于限制活动基梁在纵向方向上的行程范围。

所述清洗头总成10安装于活动基梁16上并随活动基梁16同步做往复运动，所述清洗头总成10包括矩形管10-1、安装于矩形管10-1上的若干喷嘴10-2、套装在喷嘴10-2上的硅胶嘴10-3和固定于矩形管10-1上的导向承载部件10-4，具体的，所述喷嘴与矩形管螺纹连接，所述矩形管内部密闭，矩形管通过清洗液入口管10-5与所述多通路直线缸7出口端的多通路旋转接头6连通。

所述活动基梁16上设置有驱动所述矩形管10-1沿导向承载部件10-4做短距离移动以压紧喷嘴上的硅胶嘴的驱动气缸12；

所述水气通路总成包括两个多通路旋转接头6和一个多通路直线缸7，所述多通路直线缸7包括主缸7-1和多个辅助缸7-2，两个多通路旋转接头分别安装在多通路直线缸的进口端和出口端，所述多通路旋转接头6和多通路直线缸7通过法兰连接，均由不锈钢制成，主缸7-1缸径大，用于通流清洗液，辅助缸7-2缸径相对较小，用于通流控制气体或控制油液。所述多通路直线缸7出口端的多通路旋转接头安装于活动基梁16上，所述多通路直线缸7进口端的多通路旋转接头6安装于固定基梁17上，所述多通路直线缸的主缸通过两个多通路旋转接头上的通液管道和所述矩形管构建清洗液通路，所述多通路直线缸的辅助缸通过两个多通路旋转接头上的通气管道和活动基梁上的驱动气缸构建通气通路；所述多通路旋转接头包括旋转轴芯6-1、旋转外套6-2、进口法兰和出口法兰，所述旋转外套和旋转轴心整体呈90度角布置，旋转轴芯6-1和旋转外套6-2上分别开有与法兰上进出口相对应的通道，主通道通流截面大，用于通流清洗液；辅通道通流截面相对较小，用于通流控制气体或控制油液。

所述固定基梁上也安装有一套清洗头总成和一个驱动气缸，所述固定基梁上的清洗头总成和驱动气缸的清洗液管道和气体管道为单独的通路。

所述多通路直线缸整体倾斜设置，所述多通路直线缸的伸缩长度按照所述活动基梁的活动路径设置，以便所述清洗头总成能够到达目标清洗位置。

本凝汽器在线清洗机械手装置配备有成套的控制系统，一键启动，无需人工干预。

工作时，在私服系统控制下，动力源驱动总成11驱动基梁16沿直线滑轨组件3上下运动。清洗头部总成10在导向承载部件10-4的带动下，跟随基梁16同步移动。当清洗头部总成10移动至喷嘴10-2与换热管道口对齐时，动力总成11锁停，进而使基梁16锁停。此时，控制气体通过多通路旋转接头6的进气辅通道、多通路直线缸7的进气辅助缸7-2、基梁气管13进入气缸12进气口，推动清洗头部总成10靠近凝汽器换热管，硅胶嘴10-3把换热管口密封起来。此时清洗液通过多通路旋转接头6的主通道、多通路直线缸7的主缸7-1、清洗液入口管10-5、喷嘴10-2注入换热管，对换热管进行清洗。当下换热管道清洗完成后，控制气体通过多通路旋转接头6的回气辅助通道、多通路直线缸7回气辅助缸7-2、基梁气管13进入气缸12回气口，带动清洗头部总成10远离凝汽器换热管，至此，一个清洗步骤完成。启动动力源驱动总成11，驱动基梁16沿直线滑轨组件3移动至下一清洗位置。如此循环，可完成整个凝汽器换热管道的清洗。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。