換熱器在石油、化工、動力和原子能等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,但使用過程中產(chǎn)生的污垢給社會和企業(yè)造成經(jīng)濟損失和安全隱患,傳統(tǒng)的清洗方式存在危險性高和效率低等問題。隨著國家及清洗行業(yè)已認識到污垢存在的危害性、安全清洗和環(huán)保的重要性,化工企業(yè)對生產(chǎn)經(jīng)濟和清洗效率的逐漸重視,在市場和技術(shù)需求上推進了換熱器清洗將朝著智能化、多功能化、信息化和綠色化方向發(fā)展。本文將機器人技術(shù)引入換熱器管程的清洗工作中,具有實際意義。在換熱器管程的清洗環(huán)境下,機器人考慮因素多,設(shè)計難度大,目前國內(nèi)沒有用于實際作業(yè)的成套完整設(shè)備,本文從工程應(yīng)用角度作了如下具體工作:1.采用模塊化思想進行換熱器管程清洗機器人的總體方案設(shè)計�？偨Y(jié)傳統(tǒng)清洗方式的弊端和國內(nèi)外現(xiàn)有清洗技術(shù)的優(yōu)缺點,采用模塊化思想,根據(jù)清洗環(huán)境、清洗需求和工作性能,確定機器人系統(tǒng)方案。從實際清洗的工作角度,提出安全高效的清洗方案。2.機器人的作業(yè)功能、設(shè)計目標和結(jié)構(gòu)要求。根據(jù)機器人的清洗需求和功能分析,基于高壓水射流參數(shù),對核心部件傳動機構(gòu)的運動形式和驅(qū)動方式進行分析與選型,采用多軸帶傳動及可調(diào)節(jié)間距方式,滿足通用性設(shè)計要求;由整體結(jié)構(gòu)進行定位機構(gòu)的選型計算,并設(shè)... 

【文章來源】：北京石油化工學院北京市

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

管殼式換熱器Fig.1-1Shellandtubeheatexchanger

管殼式換熱器占主導(dǎo)地位，如圖 1-1 所示，主要由封頭、隔板、管板、擋板、外殼和管束組成，具有單位體積下所提供的傳熱面積較大、傳熱效果好、結(jié)構(gòu)簡單、操作彈性大、制造材料廣泛等優(yōu)點[4]。在使用過程中，由于換熱介質(zhì)多是未經(jīng)處理過的硬水，致使在換熱表面積淀成污垢[5]，如圖 1-2 所示。在行業(yè)內(nèi)，對污垢較為嚴格的定義是：換熱面上產(chǎn)生的增加流體阻力和妨礙傳熱的沉淀物[6]。污垢會造成壁面堵塞，因其熱導(dǎo)率僅為鋼的 1/50～1/30，嚴重影響傳熱效率和工業(yè)生產(chǎn)[7]；部分污垢會發(fā)生相互反應(yīng)，易造成管束腐蝕和爆炸等安全隱患[8,9]；除此之外，污垢還會增加結(jié)垢速度和設(shè)備維修費用，造成經(jīng)濟損失。國內(nèi)外大量熱工實驗結(jié)果表明，設(shè)備傳熱表面積結(jié)1mm 厚水垢，換熱器就會多消耗 8％～30％的能源[10]。據(jù) Thackery 等[11]的調(diào)查報告顯示，發(fā)達國家每年因換熱器結(jié)垢造成的經(jīng)濟損失約占國內(nèi)生產(chǎn)總值的0.25％。Garett Price 等統(tǒng)計稱，美國每年因換熱器結(jié)垢約損失 80～100 億美元，而我國的該項經(jīng)濟損失也高達 100 億元以上[12]。因此，油田管理部門要求每年對換熱器進行清洗、堵漏作業(yè)。

圖 1-3 斜齒平帶清洗裝置Fig.1-3 Flat toothed flat belt cleaning device圖 1-4 膠球清洗系統(tǒng)1.濾網(wǎng) 2.膠球泵 3.集球室 4.球噴射器 5.膠球監(jiān)視器 6.分配器7.膠球計數(shù)器 8.分配器調(diào)節(jié)裝置 9.收球網(wǎng) 10.裝球室Fig.1-4 Rubber ball cleaning system

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]礦用氣動絞車的設(shè)計與研究[D]. 袁世鵬.中國礦業(yè)大學 2015
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[5]桁架式機床上下料機器人分析與改進設(shè)計[D]. 亞曉丹.東北大學 2014
[6]六自由度噴涂機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真研究[D]. 沈思思.南京信息工程大學 2014
[7]斜床身車床的導(dǎo)軌尺寸和床身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D]. 劉建棟.大連理工大學 2014
[8]拋光用直角坐標機器人控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 金鵬.西華大學 2013
[9]油煙管道清洗機器人機械系統(tǒng)設(shè)計與研究[D]. 廖鳳英.東華大學 2009
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本文編號：3057383