一种600MW直冷空冷岛全自动清洗机器人自随动柔性拖链装置的研究

一种600MW直冷空冷岛全自动清洗机器人自随动柔性拖链装置的研究

郭永录  李祎  韩孝军 隋洪波

国能宁夏鸳鸯湖第一发电有限公司  750411

摘要：近年来，随着全自动清洗机器人在热电厂空冷岛直冷空冷机组的大量使用，系统将直角坐标机器人随动系统设计理念应用到空冷岛清洗系统中，系统线缆需要跟随机器人进行各种运动，以完成供电、供水和控制信号的传输。600MW直冷空冷岛全自动清洗机器人自随动柔性拖链装置选用户外耐酸碱、耐腐蚀、耐高温材料的拖链，将各种管线等装入拖链中，由驱动装置拖着自随动。由于拖链的行程较长，散热翅片的环境温度比较高，造成结构件变形较大。如果采用固定安装拖链安装方式，容易造成拖链卡阻、扭曲，甚至断裂等问题。自随动柔性拖链装置通过专门的设计，能够使拖链适应运动中各种变形，保证机器人全自动清洗的可靠性，从而，保持翅片的清洁和通透性，以确保发电机组安全、稳定、高效地运行。

关键词：机器人，柔性，拖链槽，滚动轮，可靠性，

1.前言

本系统为一种600MW直冷空冷岛全自动清洗机器人自随动柔性拖链装置。系统要求自随动柔性拖链装置低摩擦运行，拖链全封闭设计，内部包括电源线、控制线、数据线、高压水管等，满足户外高低温长期使用，满足整体通道拖链槽覆盖。柔性拖链装置由机器人拖动，需要适应系统的各种结构变形。确保清洗机器人安全、稳定的运行。本系统采用了柔性技术，提高了系统适应变形的能力。专门设计了自随动柔性拖链装置及其支架装置。拖链槽为高矮平铺式设计，矮拖链槽设计滚动轮以降低摩擦力。保证拖链运行流畅，保证拖链频繁使用后无卡阻、变形、脱节等问题发生，设备安装方便检修及日常维护。确保全自动清洗机器人舒畅的清洗空冷岛翅片表面，确保发电机组安全、稳定的运行。

1.课题内容

将直冷空冷岛全自动清洗机器人的引入600MW直冷空冷岛系统的清洗，实现了散热翅片清洗的自动化，达到了清洗效率高，清洗质量好，使用方便，维护量小的效果。

全自动清洗机器人受到水平行程较长（大约10米）；现场翅片表面温度高，达60-70摄氏度；空冷岛翅片倾斜60º等现场环境因素影响，造成全自动清洗机器人的上下导轨不可避免的产生结构变形，引起机器人的随动拖链在水平和竖直方向的变形。综合以上不利因素，本系统设计出自随动柔性拖链装置，实现拖链运动无卡阻、无变形、不脱节，保证了机器人运动的可靠性，使机器人能够全自动运行，从而保持翅片的清洁和通透性。

550MW直冷空冷岛机器人全自动清洗系统示意图

自随动柔性拖链装置

600MW直冷空冷岛全自动清洗机器人自随动柔性拖链装置主要分为拖链、自随动柔性拖链装置、自随动柔性支架几部分。拖链是一种束缚各种管线以方便其运动的装置。本系统拖链内含高压水管、电源线、通讯电缆等。拖链主体材料为基于增强聚酰胺的复合材料，满足耐高温、耐低温、阻燃、韧性好、耐酸碱、耐候性、绝缘性好、力学特性好等功能，满足户外长期应用。

自随动柔性拖链装置：由高拖链槽、低拖链槽及其滚动轮机构组成。高拖链槽、低拖链槽分别对称安装在清洗机器人行程的两侧，各种线缆在行程的中间位置出线。高拖链槽是两设计有拖链导向斜面的凹槽结构：拖链槽使拖链在一定的限制范围内运动, 确保拖链直线运动。可以解决长距离运行，拖链出现的左右的摆动问题。低拖链槽上面安装有滚动轮机构。全自动清洗机器人水平拖链较长（50米左右），运动时拖链会带着电缆一起运动，清洗机器人运动距离越长，带起的拖链越重，对拖链导向槽的摩擦力越大，对下驱动装置的附加力越大，最终导致上下驱动装置不同步，影响清洗机器人沿水平运动。尤其是较长的拖链，经常出现上下重叠的现象。拖链一旦出现重叠，重叠的两段拖链之间产生较大的摩擦力，进而影响拖链的正常运转。为解决这一难题，在对称布置的低拖链槽下表面设计滚动轮机构，用滚动摩擦代替滑动摩擦，从而，降低拖链往复运行中的摩擦力，减少运行卡涩和对清洗机器人上下驱动装置的不良影响。

自随动柔性支架示意图

自随动柔性支架；由于拖链的行程较长，散热翅片的环境温度比较高，造成结构件变形较大。采用柔性支架安装拖链，能够通过自随动方式，适应各种因素造成的结构件尺寸变形。当拖链受到水平方向外力作用时，支架可以在水平方向滑动以避免拖链产生扭曲；当拖链受到竖直方向外力作用时，支架可以在竖直方向摆动以避免拖链产生挤压。自随动柔性支架可以适应结构在水平，竖直方向的变形。

通过以上的机械结构的设计改进，实现了拖链运动的平稳，无卡阻现象，避免了拖链脱节现象，克服了拖链在随动过程中，设备的结构件变形的干扰，提高了拖链随动的可靠性，保证了清洗机器人全自动工作，实现了及时对翅片进行清洗。因此，最大化提升了电厂空冷岛散热翅片清洗的自动化水平。

结论：

600MW直冷空冷岛全自动清洗机器人自随动柔性拖链装置，根据目前空冷岛散热翅片清洗的现状，对清洗机器人拖链进行了改进，适应了空中岛的现场工作环境，采用了更为可靠的机械装置。做到了使用方便，维护量小。综合以上因素，本系统提高了清洗机器人的可靠性和完好率，使热电厂机组发电效率得到提高。提升了电厂自动化水平。使热电厂发电机组能够安全、稳定、高效地运行。

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