[发明专利]燃煤电站锅炉高温炉膛结焦结渣机器人处置系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种传热学、光学、机械设计制造、信号传输领域。是一种操作简单，占用空间体积小，控制方便，可靠性强、经济价值很高的发明装置。

背景技术

目前市场上结焦、结渣处理设备以及可视化成像设备基本无法能够工作在1200℃的高温流场内。主要原因是电站锅炉炉膛燃烧环境恶劣，燃烧温度过高，极易引起设备的磨损、融化，导致成像设备损坏。该发明针对高温流场的工作特点，采取了外保护层、外保温层内真空隔热层、强制空气冷却措施，保证成像系统、结渣清理系统的工作温度在正常范围内。采用耐高温增透膜，使成像系统正常工作。

目前，很多人制作了高温下的成像设备及高温机器人，但是均无法在无保护状态下在正常运行的锅炉炉膛中工作。如中国专利号200720087021，自动进退一体化高温摄像机；中国专利号98113031，高温机器人末端操作器；中国专利号200810051498，温热成形用高温智能机器人等。

目前市场上还没有专门的应用于电站锅炉积灰、结焦结渣的机器人处置系统。

发明内容

本发明是要提供一种燃煤电站锅炉高温炉膛结焦结渣机器人处置系统，该系统能正常运行在常温到1200℃的流场中，可及时直观反映电站锅炉炉膛的积灰、结渣情况，并对积灰、结交结渣进行清理，能有效预防爆管、掉渣等事故的发生，可以提高锅炉检修效率，缩短停炉时间，增加锅炉的可利用率，增加发电量，随之可提高电网的可靠性、安全性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种燃煤电站锅炉高温炉膛结焦结渣机器人处置系统，包括机器人本体、结渣清理装置、可视化成像系统、信号接收控制系统、冷却系统，其特点是：机器人本体两侧各安装有一条磁性履带和抗倾覆机构构成吸附机；机器人本体外部安装有四层冷却、保温层构成冷却系统，其中，机器人本体外部从内至外依次设有保温层，内壁，冷却水夹层，外壁，外壁上设有与冷却水夹层相通的近程喷嘴和远程喷嘴；可视化成像系统包括安装在机器人前部和后部的主，辅CCD摄像机，主CCD摄像机前部安装有耐高温增透LOW-E膜，用于减少反射光的强度，增加投射光强度，使成像更加清晰，主CCD摄像机后部安装有主CCD摄像机冷却风机；可视化成像系统中设有内、外耐高温保温层以及中间真空隔热层，内耐高温保温层内层设有空气强制对流冷却结构，外耐高温保温层外层为玻璃LOW-E膜镀层；结渣清理装置包括敲渣电机，磨棍驱动轴，安全距离开关，其中，在机器人本体前端安装有四台敲渣电机，磨棍驱动轴后部安装有安全距离开关。

机器人长0.8m，宽0.6m，高0.38m；机器人的吸附机由固定在驱动链外侧的四十四块尺寸为41mm×27mm×25mm的永磁体构成，其中，单块永磁体吸附力为8.6Kg。

近程喷嘴和远程喷嘴与冷却水输送管相连，冷却水输送管呈大套小结构布置，内管输送冷却用水，内管与外管之间设有运输冷却水的夹层，外层胶管钢芯间隙安装有与冷却系统上两种喷口直径分别为Φ₁、Φ₂的近程喷嘴和远程喷嘴入口直径均为Φ₃的喷嘴。

本发明的有益效果是：

(1)具有在1200℃高温、高辐射环境温度下保持机器人本体温度在400℃以内、可视化成像系统等关键部分在80℃以内的冷却系统，能保证机器人正常工作；

(2)机器人具有可视化能力，能对锅炉受热面故障部分(如水冷壁爆管)进行人工定位；

(3)能够在锅炉任意受热面固定的吸附力，防止坠落；

(4)机器人结构能通过Φ700mm孔进入锅炉；

(5)机器人有严密的密封系统，能防止系统内部积灰；

(6)机器人能够实现清扫积灰，敲击结渣功能；

(7)机器人具备较快的移动速度，能够在较短的规定时间内完成任务；

在电站锅炉工作、停炉时，该系统可以随时进入炉膛内部进行观察，极大方便了电站工作人员对炉膛内部的工作情况的直接观察，可对积灰、结焦结渣进行清理，避免了积灰、结渣可能导致的事故的发生，也可以在停炉后的第一时间进入炉膛，直接观测炉膛的爆管情况，缩短检修时间，增加锅炉可利用系数，提高发电量。

以一台额定容量为1000MW的常规燃煤电站锅炉，若能提前一天以额定负荷运行发电，就可多发电2400万千瓦时，按照每度电上网电价为0.3元，电厂将增加收入720万元。

附图说明

图1是本发明的本体结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是抗倾覆机构受力分析原理图；

图4是冷却系统结构图；