專利名稱：火力發電汽輪機凝汽器智能在線自清洗強化換熱節能裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽輪機凝汽器的除垢裝置，具體地說是一種火力發電汽輪機凝汽器智能在線自清洗強化換熱節能裝置。
背景技術：
我國火電機組凝汽器采用列管式換熱器，由于管內污垢影響換熱效率，從而導致機組的真空度降低，出力降低，因此難以達到最佳設計工況。目前，我國火電廠凝汽式汽輪機組普遍采用膠球清洗裝置解決汽器結水垢問題，但在應用中不同程度的存在以下問題一是不能全天候清洗，除垢效率不佳；二是因水垢難以除盡，嚴重影響凝汽器的換熱； 三是易出現“死球”現象，堵塞管路，影響凝汽器有效換熱；四是因膠球易磨損且回收率低， 需一定人工、材料、電耗等運行成本和檢修成本；五是因膠球的適用性有一定限制，不同水質或水質變化導致除垢效果不穩定。換熱設備傳熱面污垢危害對換熱設備的效率影響非常嚴重，使換熱設備運行效率平均下降50%左右。以工業循環水作為冷卻介質，污垢從開始沉積到積垢熱阻平衡的時間只有25天，冷卻器長期工作的傳熱效率非常低。對換熱設備換熱面污垢的清潔，理想的清洗換熱設備技術，是能夠自動的、連續的進行清洗，才能從根本上防止換熱設備污垢的沉積、實現換熱設備提高效率，降低能耗。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠迅速有效去污垢，保證汽輪機凝汽器在無垢狀態下運行的火力發電汽輪機凝汽器智能在線自清洗強化換熱節能裝置。
本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是火力發電汽輪機凝汽器智能在線自清洗強化換熱節能裝置，包括殼體和冷水管束，冷水管束固定在殼體內，在殼體外部沿圓周方向分布有3—6個除垢裝置，除垢裝置由控制器、磁致伸縮換能器、變幅器和振動傳導頭組成，控制器中設有高頻脈沖發生電路和功率放大電路，高頻脈沖發生電路經過功率放大電路與磁致伸縮換能器的輸入端連接，變幅器整體為鋼材料圓柱形結構，變幅器由傳入段、 傳導段和傳出段三部分組成，傳入段與磁致伸縮換能器連接，傳出段與振動傳導頭連接，傳入段、傳導段和傳出段直徑的比例為1 3 2。傳入段與傳導段之間設有斜度為45°的過渡面，傳導段與傳出段之間設有斜度為60°的過渡面；所述的振動傳導頭內設有一個空腔，空腔靠近傳出段的一端為圓拱形，在空腔內設有同心且不同半徑的振動增幅環，內圈振動增幅環的高度大于外圈振動增幅環的高度，各個振動增幅環分別與空腔的圓拱形面連接。所述的高頻脈沖發生電路的工作頻率為16. 7—19. 4khz0所述的振動增幅環，相鄰兩個振動增幅環之間的距離為6—8mm。所述的變幅器，在其傳導段上設有連接臺。本發明的有益效果是能迅速有效去除汽輪機凝汽器傳熱面的污垢，并提供連續不間斷在線除垢，防止換熱設備產生污垢，保持凝汽器在無垢狀態下運行，有效提高凝汽器的換熱效率，達到節能的目的。該裝置運行后自動智能除垢，同時還具有防腐、殺菌、滅藻的作用，防止換熱設備的腐蝕，降低設備的檢修、維護費用。
圖1是本發明的結構示意圖。圖2是本發明中除垢裝置的結構示意圖。圖中標記1、控制器，2、磁致伸縮換能器，3、高頻脈沖發生電路，4、功率放大電路， 5、振動傳導頭，6、變幅器，7、傳入段，8、傳導段，9、傳出段，10、空腔，11、振動增幅環，12、連接臺、13、除垢裝置，14、殼體，15、冷水管束。
具體實施例方式如圖所示，火力發電汽輪機凝汽器智能在線自清洗強化換熱節能裝置，包括殼體 14和冷水管束15，冷水管束15固定在殼體14內，在殼體14外部沿圓周方向分布有3—6 個除垢裝置13，通常一周均勻分布4個或6個。除垢裝置13按這種方式分布可以有效提高除垢效率。除垢裝置13由控制器1、磁致伸縮換能器2、變幅器6和振動傳導頭5組成，控制器1中設有高頻脈沖發生電路3和功率放大電路4，高頻脈沖發生電路3經過功率放大電路4與磁致伸縮換能器2的輸入端連接，高頻脈沖發生電路3產生的高頻脈沖經過功率放大電路4放大后傳遞至磁致伸縮換能器2，磁致伸縮換能器2中的線圈通電后將高頻脈沖電能轉換成高頻振動的機械能。變幅器6整體為鋼材料圓柱形結構，變幅器6由傳入段7、傳導段8和傳出段9三部分組成，傳入段7與磁致伸縮換能器2連接，傳出段9與振動傳導頭 5連接。傳入段7、傳導段8和傳出段9直徑長度的比例為1 3 2。傳入段7與傳導段 8之間設有斜度為45°的過渡面，即過渡面與變幅器軸向的夾角為45°。傳導段8與傳出段9之間設有斜度為60°的過渡面，即過渡面與變幅器軸向的夾角為60°。磁致伸縮換能器2產生的振動依次經過變幅器6的傳入段7、傳導段8和傳出段9后振幅被擴大。振動的振幅擴大后傳導至振動傳導頭5。所述的振動傳導頭5內設有一個空腔10，空腔10靠近傳出段9的一端為圓拱形，在空腔10內設有同心且不同半徑的振動增幅環11，內圈振動增幅環的高度大于外圈振動增幅環的高度，各個振動增幅環11分別與空腔10的圓拱形面連接。 采用這種結構形式可以最大限度的提高振動除垢的效率。所述的高頻脈沖發生電路3的工作頻率為16. 7—19. 4khz0所述的振動增幅環11，相鄰兩個振動增幅環11之間的距離為6—8mm，最好設置為 7mm ο所述的變幅器6，在其傳導段8上設有連接臺12。連接臺12用于封裝變幅器6與磁致伸縮換能器2時支撐外殼。本發明中除垢裝置工作時產生的振動同時作用于凝汽器和冷水管束內的液體水。作用于凝汽器的機械振動，使得金屬、水垢、水隨之震動，由于三者之間的頻率響應不同，產生不同步振動，形成垢層與管壁界面上的相對剪切力，即形成“剪切效應”，破壞了水垢和金屬之間的結合，導致垢層產生疲勞而松脫。作用于液體水的振動使液體內形成許多微小的氣泡，形成“空化效應”，氣泡的破裂會產生能量極大的沖擊波，影響了碳化沉積物內部之內的牢固性，破壞了碳化沉積物和金屬之間的關系，因此，產生許多小裂縫。當裂紋逐漸增多后，污垢便形成沙礫狀顆粒，一部分從管壁表面脫落。水在毛細的作用下通過細小裂縫滲入到受熱表面，那里有水被蒸發，從而帶動碳化沉積物的膨脹和成片地脫落，將污垢徹底清除。產生的空化效應破壞了垢類生成和在管壁沉積的條件，阻礙了這些沙狀物在管壁上的沉淀。水中尚未結晶的鹽及以結晶后難溶解的鹽形成懸浮的狀態，隨介質流走或通過排污排除。空化效應還破壞了微生物細胞膜的離子通道，改變了細胞適應的內腔電流和生存所需的環境條件，使其喪失生存能力而死亡。同時激勵后的水分子能將水中溶解氧包圍封鎖，切斷了微生物進行生命活動所需氧的來源，殺菌滅藻，同時也防止了生物污泥的產生，徹底防止污垢生成。凝汽器在無垢狀態下運行換熱損耗很小，熱傳導效率可提高7-22%，并且除垢裝置的振動形成凝汽器內部水和管壁的振動，減弱了水與管壁之間的流體力學阻力，從而提高了水流的速度，加快水與受熱表面的交換速度，提高熱量的傳遞，可節能10-30%。在內管壁表面自然形成的裂縫中存有水中溶解的氧氣，除垢裝置振動的作用下， 它被強制從裂縫中排出來。振動長期作用于管的內壁表面，在微小的縫隙附近發生變形變化，這些變形變化把裂縫的邊緣鉚住，使它們被封住，水中的溶氧就不會滲入裂縫中，消除了腐蝕的源頭，保護金屬免受磨蝕，降低設備的檢修、維護費用。本發明的除垢裝置常年不間斷工作，防止污垢生成，提高了換熱效率，并且節省了除垢用的化學藥劑和設備的檢修、維護費用，年均節省各項費用20— 30%，經濟效益可觀。
權利要求
1.火力發電汽輪機凝汽器智能在線自清洗強化換熱節能裝置，包括殼體(14)和冷水管束(15)，冷水管束(15)固定在殼體(14)內，其特征在于在殼體(14)外部沿圓周方向分布有3— 6個除垢裝置(13)，除垢裝置(13)由控制器(1)、磁致伸縮換能器(2)、變幅器(6) 和振動傳導頭(5)組成，控制器(1)中設有高頻脈沖發生電路(3)和功率放大電路(4)，高頻脈沖發生電路(3)經過功率放大電路(4)與磁致伸縮換能器(2)的輸入端連接，變幅器(6) 整體為鋼材料圓柱形結構，變幅器(6)由傳入段(7)、傳導段(8)和傳出段(9)三部分組成， 傳入段(7)與磁致伸縮換能器(2)連接，傳出段(8)與振動傳導頭(5)連接，傳入段(7)、傳導段(8)和傳出段(9)直徑的比例為1 3 2，傳入段(7)與傳導段(8)之間設有斜度為 45°的過渡面，傳導段(8)與傳出段(9)之間設有斜度為60°的過渡面；所述的振動傳導頭 (5)內設有一個空腔(10)，空腔(10)靠近傳出段(9)的一端為圓拱形，在空腔(10)內設有同心且不同半徑的振動增幅環(11)，內圈振動增幅環的高度大于外圈振動增幅環的高度， 各個振動增幅環(11)分別與空腔的圓拱形面連接。
2.如權利要求1所述的火力發電汽輪機凝汽器智能在線自清洗強化換熱節能裝置，其特征在于所述的高頻脈沖發生電路(3)的工作頻率為16. 7—19. 4khz0
3.如權利要求1所述的火力發電汽輪機凝汽器智能在線自清洗強化換熱節能裝置，其特征在于所述的振動增幅環(11)，相鄰兩個振動增幅環(11)之間的距離為6—8mm。
4.如權利要求1所述的火力發電汽輪機凝汽器智能在線自清洗強化換熱節能裝置，其特征在于所述的變幅器(6)，在其傳導段(8)上設有連接臺(12)。
全文摘要
火力發電汽輪機凝汽器智能在線自清洗強化換熱節能裝置，涉及汽輪機凝汽器的除垢裝置，包括殼體和冷水管束，在殼體外部沿圓周方向分布有3—6個除垢裝置，除垢裝置由控制器、磁致伸縮換能器、變幅器和振動傳導頭組成，變幅器由傳入段、傳導段和傳出段三部分組成，傳入段與磁致伸縮換能器連接，傳出段與振動傳導頭連接；振動傳導頭內設有一個空腔，在空腔內設有同心且不同半徑的振動增幅環，內圈振動增幅環的高度大于外圈振動增幅環的高度。能迅速去除凝汽器傳熱面的污垢，連續不間斷在線除垢，保持凝汽器在無垢狀態下運行，提高換熱效率，達到節能的目的。該裝置運行后自動智能除垢，同時還具有防腐、殺菌、滅藻的作用，防止換熱設備的腐蝕。
文檔編號F28G7/00GK102168935SQ20111002384
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月21日 優先權日2011年1月21日
發明者任秀琴, 曲萬山, 曲清亮, 曲青青 申請人:洛陽萬山高新技術應用工程有限公司