[发明专利]一种用于锅炉受热面管高温腐蚀现场自动修复装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于锅炉受热面管高温腐蚀现场自动修复装置及方法，该自动修复装置包括管壁表面清洗装置、管壁表面实时监控装置与管壁表面缺陷修复装置通过装夹夹具与电机驱动的管壁攀爬机器人固定连接；电能供给及控制系统为其他部件提供所需的电能并对其动作进行实时控制；管壁攀爬机器人分别携带管壁表面清洗装置、管壁表面实时监控装置和管壁表面缺陷修复装置在待修复管道表面进行自动化修复工作；通过实时摄像系统与攀爬机器人协同，可实现对缺陷性质和尺寸的测量、修复过程的实时监控以及修复后外表质量的目视检测。自动化程度高，修复质量稳定性高，可远程操作，仅需人员进行控制系统的操作。可通过数个系统并用，大幅度提高修复效率。

技术领域

本发明涉及发电锅炉受热面管高温腐蚀缺陷修复技术领域，具体涉及一种用于发电锅炉受热面管高温腐蚀缺陷的现场自动修复装置及方法。

背景技术

金属管道组成的受热面广泛应用于火力发电锅炉、核电装置等国计民生的重要能源领域。火力发电运行条件下，管壁外部通常承受火焰高温冲击、含硫气氛的高温腐蚀作用、管壁内部收到高温高压水蒸汽的腐蚀作用。特别是生物质、垃圾焚烧等火力发电工况，其燃烧过程中产生的高温含氯气体和含氯碱金属盐对受热面管壁的腐蚀显著加速，由腐蚀缺陷造成的爆管等安全事故发生风险显著增加，受热面管道的服役寿命显著降低。通过焊接等常规技术在锅炉检修期对受热面的热腐蚀缺陷进行修复是延长受热面管道服役寿命、降低安全事故发生频率的重要手段，也是目前主流的延寿手段。目前采用的方式主要为人工对受热面进行喷砂清洗、腐蚀缺陷甄别，并采用弧焊方式通过人工进行焊接修复和焊后处理，人员劳动强度极大，且由于现场修复过程中喷砂及焊接过程造成的大量粉尘和烟气并不能像离线修复中通过除尘装置进行有效清除，尽管配备了劳保装备，人员工作环境依然极为恶劣，人员健康受到威胁。另一方面，为了保证电力供应及经济效益，允许检修的时间极为有限，因此造成工作强化进一步提高，修复的质量稳定性受到影响。在我国大力发展生物质、垃圾等焚烧发电技术的当下，电厂受热面修复的任务进一步加剧。因此开发具有自动化和智能化功能的锅炉受热面在线自动修复装置是解决上述困境的有效策略。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于锅炉受热面管高温腐蚀现场自动修复装置及方法，解决了人工对电厂锅炉受热面缺陷进行修复时劳动环境恶劣、劳动强度大、修复质量稳定性不高的难题。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于锅炉受热面管高温腐蚀现场自动修复装置，该装置由管壁攀爬机器人1、管壁表面清洗装置2、管壁表面实时监控装置3、管壁表面缺陷修复装置4和电能供给及控制系统6组成；

所述管壁表面清洗装置2、管壁表面实时监控装置3与管壁表面缺陷修复装置4通过装夹夹具与电机驱动的管壁攀爬机器人1固定连接；所述电能供给及控制系统6与管壁攀爬机器人1、管壁表面清洗装置2、管壁表面实时监控装置3和管壁表面缺陷修复装置4连接，为管壁攀爬机器人1、管壁表面清洗装置2、管壁表面实时监控装置3和管壁表面缺陷修复装置4提供所需的电能并对其动作进行实时控制；管壁攀爬机器人1分别携带管壁表面清洗装置2、管壁表面实时监控装置3和管壁表面缺陷修复装置4在待修复管道5表面进行自动化修复工作。

所述管壁攀爬机器人1为商用管壁攀爬机器人，通过径向和轴向的滚轮实现在待修复管道5外壁的攀爬和转动。

所述管壁表面清洗装置2为喷砂表面清理装置，或振镜脉冲激光清洗装置。

所述管壁表面实时监控装置3通过光学成像系统实现待修复管道5管壁缺陷状况的实时成像，并通过对电能供给及控制系统6侧图像的测量完成缺陷尺寸的测量和修复过程的实时观测及修复后缺陷的目视检测。

所述管壁表面缺陷修复装置4根据待修复管道管壁的材料、服役工况与操作空间选择采用便携式的氩弧焊焊接装置或微束等离子热喷涂装置。

所述的用于锅炉受热面管高温腐蚀现场自动修复装置的自动修复方法，包括如下步骤：