[發(fā)明專利]高溫供熱管網(wǎng)換熱器結(jié)垢模擬試驗(yàn)裝置及其使用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210259066.7
• 申請(qǐng)日: 2022-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN114577502A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭剛;馬海彥;徐嘉騁;趙琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)能寧夏供熱有限公司
• 主分類號(hào): G01M99/00
• 分類號(hào): G01M99/00;B01J3/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 賀小停

本發(fā)明公開了一種高溫供熱管網(wǎng)換熱器結(jié)垢模擬裝置及其使用方法，裝置包括儲(chǔ)水箱和高壓釜體；儲(chǔ)水箱內(nèi)貯存有試驗(yàn)溶液，出液口通過主增壓泵及主管路閥門與高壓釜的進(jìn)液口連接；所述高壓釜體頂部有高壓釜蓋，高壓釜體內(nèi)布置有換熱器；換熱器內(nèi)填充高溫介質(zhì)；主增壓泵和主管路閥門之間設(shè)置有系統(tǒng)取樣閥門；高壓釜體出口的管路分為第一回路和第二回路，其中第一回路流經(jīng)第一回路回水閥門后返回儲(chǔ)水箱的進(jìn)液口；第二回路流經(jīng)第二回路碳鋼管段進(jìn)口閥門、碳鋼管段、碳鋼管段出口閥門后，返回儲(chǔ)水箱的進(jìn)液口；所述儲(chǔ)水箱頂部的進(jìn)氣口連接有高壓氬氣氣瓶。本裝置在高壓釜內(nèi)進(jìn)行結(jié)垢模擬試驗(yàn)，且系統(tǒng)采用氬氣加壓，可以模擬大于100℃條件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中換熱板阻垢研究領(lǐng)域，具體涉及一種高溫供熱管網(wǎng)中換熱器結(jié)垢模擬試驗(yàn)裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

隨著城鎮(zhèn)居民集中供熱規(guī)模不斷擴(kuò)大，為了提高供熱效率，集中供熱管網(wǎng)中一級(jí)網(wǎng)溫度不斷升高，目前最高已達(dá)130℃。供熱管網(wǎng)輸熱過程中，換熱器是重要的傳熱設(shè)備，而換熱板結(jié)垢問題一直困擾運(yùn)行人員。換熱板結(jié)垢后，不僅降低了換熱板傳熱效率，減少了水流通面積降低換熱量。換熱板結(jié)垢后，垢層下局部腐蝕環(huán)境發(fā)生惡化，可能導(dǎo)致局部酸化、氯離子濃度富集等問題，會(huì)加劇不銹鋼換熱板點(diǎn)蝕傾向。輸熱距離增大后，熱網(wǎng)系統(tǒng)中水量增大，水質(zhì)難以保障，部分系統(tǒng)水質(zhì)較差。這進(jìn)一步加劇了換熱器結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。換熱器一旦結(jié)垢，一般只能拆解換熱器對(duì)換熱板逐一進(jìn)行清洗。

板式換熱器在運(yùn)行期間難以檢查內(nèi)部結(jié)垢情況，而且熱網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)有幾十萬噸水容量，水質(zhì)調(diào)控難度大，達(dá)到結(jié)垢條件后，換熱器內(nèi)可能會(huì)快速發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象。此外，供熱管網(wǎng)輸水管道普遍采用碳鋼制成，碳鋼腐蝕形成的腐蝕產(chǎn)物脫落進(jìn)入循環(huán)水中，熱網(wǎng)循環(huán)水中懸浮鐵較高，這些懸浮物可能進(jìn)一步促進(jìn)換熱器結(jié)垢，或者加劇結(jié)垢問題。如果能夠針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況，通過實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)確定水質(zhì)結(jié)垢臨界條件，將會(huì)對(duì)運(yùn)行人員具有重要的指導(dǎo)意義。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行高溫供熱結(jié)垢模擬試驗(yàn)而言，存在幾大難點(diǎn)。其一是目前供熱管網(wǎng)中水溫最高已達(dá)130℃，常規(guī)的循環(huán)水結(jié)垢模擬試驗(yàn)裝置無法在高溫高壓下進(jìn)行試驗(yàn)。部分集中供熱管網(wǎng)使用部分軟化水作為補(bǔ)充水，常規(guī)的靜態(tài)模擬試驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)總水量較少無法觀察到明顯的結(jié)垢現(xiàn)象。部分模擬試驗(yàn)裝置的加熱器溫度大于實(shí)際模擬的溫度，存在過熱現(xiàn)象，這導(dǎo)致試驗(yàn)過程中首先在加熱器表面生成水垢，但是實(shí)際運(yùn)行工況下，并不會(huì)發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象。綜上，目前市面上沒有可以用于超過100℃高溫條件熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢研究的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的難題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于供熱管網(wǎng)結(jié)垢模擬裝置及其使用方法，本裝置可以在實(shí)驗(yàn)室模擬供熱管網(wǎng)中換熱器結(jié)垢現(xiàn)象，用于換熱器結(jié)垢研究工作。

為了達(dá)到以上的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種高溫供熱管網(wǎng)換熱器結(jié)垢模擬試驗(yàn)裝置，包括儲(chǔ)水箱和高壓釜體；

所述儲(chǔ)水箱內(nèi)貯存有試驗(yàn)溶液，儲(chǔ)水箱的出液口通過主增壓泵及主管路閥門與高壓釜的進(jìn)液口連接；所述高壓釜體頂部有高壓釜蓋，高壓釜體內(nèi)布置有換熱器；換熱器內(nèi)填充高溫介質(zhì)；

所述主增壓泵和主管路閥門之間設(shè)置有系統(tǒng)取樣閥門；

所述高壓釜體出口的管路分為第一回路和第二回路，其中第一回路流經(jīng)第一回路回水閥門后返回儲(chǔ)水箱的進(jìn)液口；第二回路流經(jīng)第二回路碳鋼管段進(jìn)口閥門、碳鋼管段、碳鋼管段出口閥門后，返回儲(chǔ)水箱的進(jìn)液口；

所述儲(chǔ)水箱頂部的進(jìn)氣口連接有高壓氬氣氣瓶。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述儲(chǔ)水箱側(cè)壁設(shè)置有液位顯示裝置，底部有儲(chǔ)水箱放水閥門，儲(chǔ)水箱內(nèi)有冷卻水環(huán)管；冷卻水環(huán)管具有冷卻水入口閥門、冷卻水出口閥門；儲(chǔ)水箱頂部有儲(chǔ)水箱壓力溫度表和溫度計(jì)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述儲(chǔ)水箱頂部設(shè)置有儲(chǔ)水箱進(jìn)水閥門，進(jìn)氣口通過氣體閥門與加壓閥相連，減壓閥與高壓氬氣氣瓶相連。