專利名稱：汽輪機(jī)凝汽器在線超聲波防垢除垢系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超聲波除垢裝置。
背景技術(shù)：
凝汽器被廣泛應(yīng)用于很多重要場合，比如應(yīng)用最多的發(fā)電廠，它主要擔(dān)負(fù)著冷卻汽輪機(jī)排汽的重要任務(wù)，汽輪機(jī)性能的好壞直接影響發(fā)電效率、發(fā)電能耗。凝汽器由數(shù)千根銅管或不銹鋼管(冷卻管)組成，冷卻管外通蒸汽，冷卻管內(nèi)通冷卻水，由于熱交換的存在，冷卻水中的鈣、鎂、鹽等成分在連續(xù)加熱的過程中不斷析出，形成大量的水垢并附著在冷卻管壁上，冷卻管傳熱效果降低，導(dǎo)致凝汽器內(nèi)真空度下降，發(fā)電能耗上升，發(fā)電成本增加。特別值得一提的是，凝汽器所用的冷卻水一般直接取自江河湖?；虻叵滤?，由于水中含有大量泥沙、微生物和鈣、鎂、鹽等物質(zhì)，凝汽器內(nèi)冷卻水流經(jīng)的冷卻管管徑較小，冷卻管受熱后管壁出現(xiàn)積垢等現(xiàn)象，非常容易堵塞冷卻管。凝汽器冷卻管積垢、堵塞降低了傳熱效果，導(dǎo)致凝汽器端差(凝汽器排汽溫度與循環(huán)水出口溫度之差，是直接反映凝汽器冷卻管束清潔狀況的運(yùn)行指標(biāo))增大、排汽溫度上升，真空度下降，大多數(shù)電廠設(shè)計(jì)機(jī)組端差在1(T20°C。實(shí)踐表明，在其它情況不變的條件下，端差每增加5°C，真空度下降f 1.5kPa。對(duì)高參數(shù)機(jī)組而言，真空度下降lkPa，機(jī)組效率就降低1%左右，對(duì)低參數(shù)機(jī)組(如核電機(jī)組)而言，真空度下降lkPa，機(jī)組效率就降低
1.5 2%左右，也就是說一臺(tái)100MW的發(fā)電機(jī)組，每小時(shí)就要少發(fā)電廣2麗，如果每年發(fā)電按7500小時(shí)，電價(jià)0.3元/KW.h計(jì)算，每年少發(fā)電的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)225 450萬元左右。另外，凝汽器真空度每下降lkPa，汽輪機(jī)汽耗會(huì)增加1.59Γ2.5%，以100麗機(jī)組為例，真空度每下降IkPa,煤耗增加3.4克/KW.h。正常情況下，一般真空度都會(huì)下降4kPa，煤耗增加13.6克/Kff.h，根據(jù)等效焓降法計(jì)算真空度每提高1%，標(biāo)準(zhǔn)煤耗下降3.4克/KW.h，若100麗機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行則可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1.36t/h左右，標(biāo)準(zhǔn)煤按450元/t計(jì)算，則可節(jié)約人民幣約660元Λ，若每年發(fā)電按7500小時(shí)計(jì) 算，每年可節(jié)約發(fā)電成本約490萬元。因此凝汽器冷卻管防垢除垢至關(guān)重要，為了解決凝汽器冷卻管結(jié)垢堵塞問題，人們想方設(shè)法做了大量的探索工作，并先后使用過很多方法，人工疏通清洗、高壓水槍沖洗、加化學(xué)藥劑清洗及膠球清洗等方法。除了使用膠球清洗的方式可以不停機(jī)運(yùn)行外，其它方式都必須停機(jī)才能夠進(jìn)行清洗。事實(shí)證明人工清洗后不久冷卻管很快又結(jié)垢堵塞了 ；而膠球清洗方式至今仍是一種不成熟的技術(shù)，主要問題在于，收球率太低，大部分膠球被水帶走，膠球一旦進(jìn)入水中是無法控制的，不能使每一根冷卻管受到?jīng)_洗；膠球昂貴；二次濾網(wǎng)堵塞，機(jī)械故障率高。人工疏通清洗、高壓水槍沖洗、加化學(xué)藥劑清洗及膠球清洗等方法雖然能夠使凝汽器冷卻管管壁達(dá)到一定程度的清潔效果，但依然存在著以下缺陷:1)人工清洗雖剛清洗完時(shí)冷卻管管壁清潔無垢，但在運(yùn)行很短時(shí)間后新垢很快形成并堵塞冷卻管，無法使冷卻管管壁長期保持清潔無垢；2)人工清洗必須在停機(jī)狀態(tài)下才能夠進(jìn)行；3)加藥劑與膠球清洗都無法徹底清潔冷卻管管壁的污垢，且造成附加排放污染。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種汽輪機(jī)凝汽器在線超聲波防垢除垢系統(tǒng)，可長期在線自動(dòng)運(yùn)行，使凝汽器冷卻管始終保持清潔無垢狀態(tài)，無需停機(jī)，無附加排放污染。本實(shí)用新型的技術(shù)方案在于:包括裝于汽輪機(jī)凝汽器冷卻水進(jìn)水前水室和冷卻水回流后水室的插入式超聲波換能器、裝于汽輪機(jī)凝汽器殼體外前管板和后管板上的焊接式超聲波換能器；插入式超聲波換能器前端裝有插入式超聲波工具頭，插入式超聲波換能器后端的超聲波換能器電極輸出電纜與超聲波發(fā)生器連接；焊接式超聲波換能器前端裝有焊接式超聲波工具頭，焊接式超聲波換能器后端的超聲波換能器電極輸出電纜與超聲波發(fā)生器連接。所述冷卻水進(jìn)水前水室設(shè)有一個(gè)以上前水室安裝口 ；插入式超聲波換能器經(jīng)法蘭裝于前水室安裝口，插入式超聲波換能器法蘭前端的插入式超聲波工具頭浸入冷卻水進(jìn)水前水室的冷卻水中。所述冷卻水回流后水室設(shè)有一個(gè)以上后水室安裝口 ；插入式超聲波換能器經(jīng)法蘭裝于后水室安裝口，插入式超聲波換能器法蘭前端的插入式超聲波工具頭浸入冷卻水進(jìn)水后水室的冷卻水中。所述插入式超聲波換能器通過連接螺桿與插入式超聲波工具頭連接。所述插入式超聲波換能器為壓電式超聲波換能器或磁致伸縮式超聲波換能器。所述焊接式超聲波工具頭通過焊接方式安裝于汽輪機(jī)凝汽器殼體外前管板和后管板上。所述焊接式超聲波換能器為壓電式超聲波換能器或磁致伸縮式超聲波換能器。所述超聲波發(fā)生器由一個(gè)或若干電路單元組成。本實(shí)用新型利用超聲波在水中的空化效應(yīng)和超聲波振動(dòng)來實(shí)現(xiàn)防垢除垢目的。插入式超聲波換能器將超聲波發(fā)生器輸出的超聲波電功率能量轉(zhuǎn)換成超聲波機(jī)械振動(dòng)，插入式超聲波工具頭(超聲波發(fā)射部位)將超聲波能量輻射到冷卻水中，使冷卻水中產(chǎn)生大量的空化泡隨著水流進(jìn)入到冷卻管中，空化泡在聲場的作用下振動(dòng)、生長并不斷聚集聲場能量，當(dāng)能量達(dá)到某個(gè)閥值時(shí)，空化泡急劇崩潰閉合釋放出巨大能量，并產(chǎn)生速度約為100m/ s具有強(qiáng)大沖擊力的微射流，將附著在冷卻管管壁上的污垢擊散打碎，并被迅速剝離管壁。焊接式超聲波換能器同樣將超聲波發(fā)生器輸出的超聲波電功率能量轉(zhuǎn)換成超聲波機(jī)械振動(dòng)，由于焊接式超聲波工具頭通過焊接方式安裝在凝汽器的前、后管板處，焊接式超聲波換能器通過螺桿與焊接式超聲波工具頭連接，而冷卻管與管板是相連接的，所以當(dāng)焊接式超聲波換能器工作產(chǎn)生超聲波振動(dòng)時(shí)，冷卻管同時(shí)也產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，使冷卻水中的污垢無法附著在冷卻管管壁上。超聲波防垢除垢系統(tǒng)長期在線式工作，使凝汽器冷卻管管壁上老垢被很快清除干凈，新垢也無法再形成。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了徹底清除汽輪機(jī)凝汽器冷卻管管壁污垢并長期保持清潔無垢；長期在線自動(dòng)運(yùn)行；無附加排放污染。

[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為超聲波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、插入式超聲波換能器；2、超聲波換能器電極輸出電纜；3、插入式超聲波工具頭；4、連接螺桿；5、安裝法蘭；6、焊接式超聲波換能器；7、焊接式超聲波工具頭；8、冷卻水進(jìn)水管；9、冷卻水進(jìn)水前水室；10、管板；11、冷卻管；12、冷卻水回流后水室；13、蒸汽入口 ；14、冷卻水出水前水室；15、冷卻水出水管；16、凝結(jié)水集水箱；17、凝汽器外殼；18、超
聲波發(fā)生器。
具體實(shí)施方式
圖1中，本實(shí)用新型主要包括超聲波發(fā)生器18、插入式超聲波換能器1、插入式超聲波工具頭3、焊接式超聲波換能器6、焊接式超聲波工具頭7、連接螺桿4、安裝法蘭5。首先將插入式超聲波換能器I用連接螺桿4與插入式超聲波工具頭3連接，在汽輪機(jī)凝汽器冷卻水進(jìn)水前水室9和冷卻水回流后水室12需要安裝插入式超聲波換能器I與插入式超聲波工具頭3處的凝汽器外殼17管壁上開孔，通過安裝法蘭5將插入式超聲波換能器I和插入式超聲波工具頭3安裝固定。將焊接式超聲波工具頭7通過焊接方式安裝在前管板10、后管板上，焊接式超聲波換能器6由連接螺桿4與焊接式超聲波工具頭7連接。將每組超聲波換能器電極輸出電纜2與超聲波發(fā)生器18連接。8為冷卻水進(jìn)水管，13為蒸汽入口，14為冷卻水出水前水室，15為冷卻水出水管，16為凝結(jié)水集水箱。超聲波發(fā)生器18接入220V或380V/50Hz 60Hz交流電源，開啟超聲波發(fā)生器18電源，超聲波發(fā)生器18將超聲波電功率通過超聲波換能器電極輸出電纜2輸送到每組換能器上，插入式超聲波換能器I將超聲波發(fā)生器18輸出的超聲波電功率能量轉(zhuǎn)換成超聲波機(jī)械振動(dòng)，插入式超聲波工具頭3 (超聲波發(fā)射部位)將超聲波能量輻射到冷卻水中，使冷卻水中產(chǎn)生大量的空化泡隨著水流進(jìn)入到冷卻管11中，空化泡在聲場的作用下振動(dòng)、生長并不斷聚集聲場能量，當(dāng)能量達(dá)到某個(gè)閥值時(shí)，空化泡急劇崩潰閉合釋放出巨大能量，并產(chǎn)生速度約為100m/ s具有強(qiáng)大沖擊力的微射流，將附著在凝汽器冷卻管11管壁上的污垢擊散打碎，并被迅速剝離管壁。焊接式超聲波換能器6同樣將超聲波發(fā)生器18輸出的超聲波電功率能量轉(zhuǎn)換成超聲波機(jī)械振動(dòng)，由于焊接式超聲波換能器6與焊接式超聲波工具頭7安裝在冷凝氣的前后管板10處，而凝汽器冷卻管11與管板10是相連接的，所以當(dāng)焊接式超聲波換能器6工作產(chǎn)生超聲波振動(dòng)時(shí)，凝汽器冷卻管11同時(shí)也產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，使冷卻水中的污垢無法附著在凝汽器冷卻管11管壁上。兩種形式的超聲波換能器結(jié)合使用，長期在線式工作，使凝汽器冷卻管11管壁上老垢被很快清除干凈，新垢也無法再形成。圖2中，18為超聲波發(fā)生器。
權(quán)利要求1.種汽輪機(jī)凝汽器在線超聲波防垢除垢系統(tǒng)，其特征在于:包括裝于汽輪機(jī)凝汽器冷卻水進(jìn)水前水室(9)和冷卻水回流后水室(12)的插入式超聲波換能器(I)、裝于汽輪機(jī)凝汽器殼體外前管板(10)和后管板上的焊接式超聲波換能器(6);插入式超聲波換能器(O前端裝有插入式超聲波工具頭(3),插入式超聲波換能器(I)后端的超聲波換能器電極輸出電纜(2)與超聲波發(fā)生器(18)連接；焊接式超聲波換能器(6)前端裝有焊接式超聲波工具頭(7 )，焊接式超聲波換能器(6 )后端的超聲波換能器電極輸出電纜(2 )與超聲波發(fā)生器(18)連接。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)凝汽器在線超聲波防垢除垢系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻水進(jìn)水前水室(9)設(shè)有一個(gè)以上前水室安裝口 ；插入式超聲波換能器(I)經(jīng)法蘭裝于前水室安裝口，插入式超聲波換能器(I)法蘭前端的插入式超聲波工具頭(3)浸入冷卻水進(jìn)水前水室(9)的冷卻水中。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)凝汽器在線超聲波防垢除垢系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻水回流后水室(12)設(shè)有一個(gè)以上后水室安裝口 ；插入式超聲波換能器(I)經(jīng)法蘭裝于后水室安裝口，插入式超聲波換能器(I)法蘭前端的插入式超聲波工具頭(3)浸入冷卻水進(jìn)水后水室(12)的冷卻水中。
4.據(jù)權(quán)利要求2或3所述的汽輪機(jī)凝汽器在線超聲波防垢除垢系統(tǒng)，其特征在于:所述插入式超聲波換能器(I)通過連接螺桿(4 )與插入式超聲波工具頭(3 )連接。
5.據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任一權(quán)利要求所述的汽輪機(jī)凝汽器在線超聲波防垢除垢系統(tǒng)，其特征在于:所述插入式超聲波換能器(I)為壓電式超聲波換能器或磁致伸縮式超聲波換能器。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)凝汽器在線超聲波防垢除垢系統(tǒng)，其特征在于:所述焊接式超聲波工具頭(7)通過焊接方式安裝于汽輪機(jī)凝汽器殼體外前管板(10)和后管板上。
7.據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)凝汽器在線超聲波防垢除垢系統(tǒng)，其特征在于:所述焊接式超聲波換能器(6)為壓電式超聲波換能器或磁致伸縮式超聲波換能器。
8.據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)凝汽器在線超聲波防垢除垢系統(tǒng)，其特征在于:所述超聲波發(fā)生器(18)由一個(gè)或若干電路單元組成。
專利摘要一種汽輪機(jī)凝汽器在線超聲波防垢除垢系統(tǒng)，包括裝于汽輪機(jī)凝汽器冷卻水進(jìn)水前水室和冷卻水回流后水室的插入式超聲波換能器、裝于汽輪機(jī)凝汽器殼體外前管板和后管板上的焊接式超聲波換能器；插入式超聲波換能器前端裝有插入式超聲波工具頭，插入式超聲波換能器后端的超聲波換能器電極輸出電纜與超聲波發(fā)生器連接；焊接式超聲波換能器前端裝有焊接式超聲波工具頭，焊接式超聲波換能器后端的超聲波換能器電極輸出電纜與超聲波發(fā)生器連接。本實(shí)用新型利用超聲波在水中的空化效應(yīng)和超聲波振動(dòng)徹底清除汽輪機(jī)凝汽器冷卻管管壁污垢并長期保持清潔無垢；其防垢除垢效果明顯，可長期在線運(yùn)行，無需停機(jī)；運(yùn)行費(fèi)用低，體積小，安裝方便，無附加排放污染。
文檔編號(hào)B08B3/12GK202928442SQ20122059281
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者楊奇 申請(qǐng)人:湖北瑜暉電子科技有限公司