CN103376026A - 供热系统中智能清洗板式换热器污垢的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种供热系统中智能清洗板式换热器污垢的装置，其系统组成是：智能控制器信号线分别接至清洗泵、pH值检测仪、第一至第四电控阀、压差检测仪以及循环泵。在管路方面：pH值检测仪与第一、第四电控阀串接，第四电控阀的进口串接清洗药液储液罐，清洗药液储液罐与冲洗水箱并联后接至清洗泵的进口。在地热流体主干管上依次接有循环泵、第二电控阀、板式换热器、压差检测仪和第三电控阀。智能模式清洗运行包括预冲洗、药液清洗和清水冲洗三个步骤。该清洗运行仅需7-8h，在供暖期中对供热系统的影响较小；通过智能控制器实时监控换热器进出口的压差。本装置比采用回扬清洗的方式可减少大约50%的水电消耗。
Description
技术领域
本发明属于热交换器技术，具体涉及地热供热系统中对板式换热器进行智能清洗除垢的装置。
背景技术
在供热系统中均离不开换热器，以地热系统为例：利用换热器将地下热量传递给地面供热系统。采用换热器的主要目的之一是消除水质较差的地热水对供热系统设备的腐蚀。目前在地热系统中多采用板式换热器，这种换热器效率相对较高，但主要缺陷是不耐腐蚀，需要较为清洁的换热流体。地热水中含有许多矿物质如含钙、硅的化合物极易沉积在换热设备表面形成垢层。由于板间污垢堆积，在传热恶化的同时流动阻力加大，使供热系统达不到设计要求，所以板式换热器的除垢是主要问题。
板式换热器除垢一般采取两种方法：一种是将换热器拆解，人工清洗换热板片，清洗后再重新组装。这种方法较为彻底但相对耗时、费力，且容易造成密封垫片的损坏，而且只能在非供暖期内进行，否则将使供热系统停运。另一种为定期反冲洗回扬，除垢时短时间内将地热生产井改为回灌井，利用地热流体反向冲刷垢层，达到除垢目的。这种方法需要运行人员凭经验确定何时进行反冲、何时停止，而且除垢效果难以保障。与此同时反冲洗回扬需耗费较多的电力，而且在回扬的过程中也破坏了生产井的地下温度场，对供热质量造成一定影响。所以开发一套方便有效的清洗除垢装置，对于解决供热系统中换热器的结垢问题，成为业内的急需。
发明内容
本发明的目的是，提供一种供热系统中智能清洗板式换热器污垢的装置，使上述问题得到解决。
以下结合附图对本发明的原理结构进行说明。供热系统中智能清洗板式换热器污垢的装置包括：智能控制器、清洗泵、pH值检测仪、第一至第四电控阀、冲洗水箱、清洗药液储液罐、压差检测仪、循环泵以及板式换热器。其技术方案是：智能控制器信号线分别接至清洗泵、pH值检测仪、第一至第四电控阀、压差检测仪以及循环泵。在管路连接方面：pH值检测仪与第一电控阀进口串接，第一电控阀出口接至第四电控阀的出口，第四电控阀的进口串接清洗药液储液罐，清洗药液储液罐与冲洗水箱并联后接至清洗泵的进口。在地热流体主干管上依次接有循环泵、第二电控阀、板式换热器、压差检测仪和第三电控阀，压差检测仪位于板式换热器的进出口之间。该装置的运行具有人工模式或智能模式。
智能模式清洗运行包括预冲洗、药液清洗和清水冲洗三个步骤：
投入智能模式运行时，智能控制器关闭循环泵、第二和第三电控阀。
（1）预冲洗：开启第一电控阀、开启清洗泵，用自来水进行冲洗，连续运行20分钟，关闭清洗泵。
（2）药业清洗：关闭第一电控阀、开启第四电控阀和清洗泵，清洗泵运行5分钟后停止，静置1小时；再次开启清洗泵，运行5分钟后停止，静置1小时，如此反复3次，然后第四次开启清洗泵，连续运行2小时。
（3）清水冲洗：先关闭清洗泵和第四电控阀，开启第一电控阀后在重新开启清洗泵连续运行，直至pH检测仪输出的pH值大于7，清洗泵停止运行，关闭第一电控阀。
本发明的特点及产生的积极效果在于，（1）该清洗装置的运行模式不需对换热器进行整体拆装，清洗运行仅需7-8h，在供暖期中对供热系统的影响较小；（2）整个清洗过程依程序自动运行，管理模式简单，控制精准度高，而且容易操控；（3）通过智能控制器实时监控换热器进出口的压差，可及时发现换热器结垢的问题，并能做出及时必要的处理，比采用回扬的方式可减少大约50%的水电消耗。
附图说明
所示附图为本发明装置部件组成原理结构简图。
图中的虚线是控制信号线；实线是系统管路。
具体实施方式
以下结合附图并通过实施例本发明的结构原理做进一步的说明。需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不以此实施例限定本发明的保护范围。
供热系统中智能清洗板式换热器污垢的装置，其结构组成是：智能控制器1的信号控制线分别接至清洗泵2、pH值检测仪3、第一至第四电控阀4-1～4-4、压差检测仪5以及循环泵6。在管路连接方面：pH值检测仪与第一电控阀的进口串接，第一电控阀出口接至第四电控阀4-4的出口，第四电控阀的进口串接清洗药液储液罐7。清洗药液储液罐与冲洗水箱8并联后接至清洗泵的进口。在地热流体主干管上依次接有循环泵、第二电控阀、板式换热器9、压差检测仪和第三电控阀，压差检测仪位于板式换热器的进出口之间。
装置的运行具有人工模式或智能模式。
述智能模式清洗运行包括预冲洗、药液清洗和清水冲洗三个步骤：
投入智能模式运行时，智能控制器关闭循环泵9、第二和第三电控阀。
（1）预冲洗：开启第一电控阀4-1、开启清洗泵2，用自来水进行冲洗，连续运行20分钟，关闭清洗泵。
（2）药业清洗：关闭第一电控阀4-1、开启第四电控阀4-4和清洗泵2，清洗泵运行5分钟后停止，静置1小时；再次开启清洗泵，运行5分钟后停止，静置1小时，如此反复3次，然后第四次开启清洗泵，连续运行2小时。
（3）清水冲洗：先关闭清洗泵和第四电控阀，开启第一电控阀后在重新开启清洗泵连续运行，直至pH检测仪输出的pH值大于7，清洗泵停止运行，关闭第一电控阀；
清洗完毕后，开启第二和第三电控阀以及循环泵系统恢复运行，通过压差检测仪检测板式换热器地热流体侧的进出口压差，鉴定板式换热器是否达到除垢效果。
智能控制器是由电磁继电器、数据采集模块以及液晶显示屏组成的PLC集中控制装置。根据用户指令要求与采集的压差、pH值等信号，依据内置数据程序对电控阀、清洗泵的控制，从而实现板式换热器的人工清洗或智能清洗。
由清洗药液储液罐、清洗泵、板式换热器、第四电控阀串接，形成药液清洗管路；由冲洗水箱、清洗泵、板式换热器、第一电控阀、pH值检测仪串接，形成清水（软化水或自来水）冲洗管路。pH值检测仪装在第一电控阀的出口管路上，管路的末端设有污水接收池。
智能控制器负责采集压差检测仪和pH值检测仪信号的输出、四个电控阀开启、清洗泵和循环泵启停的控制等。智能控制器根据采集到的换热器进出口压差数据，通过计算与事先程序设定值进行比较，然后提示选择进行“自动清洗”任务。板式换热器在供热系统运行时其进出口压差值一般为30-60kPa。可设定60kPa为压差上限，当换热器进出口压差大于60kPa时，系统发出提示应投入“自动清洗”。在智能控制器的操控下依次进行预冲洗、药液清洗和清水冲洗三个步骤，完成清洗垢层、冲洗残留垢层和药液的目的。
Claims (4)
1.供热系统中智能清洗板式换热器污垢的装置，包括智能控制器、清洗泵、pH值检测仪、第一至第四电控阀、冲洗水箱、清洗药液储液罐、压差检测仪、循环泵及板式换热器，其特征是：智能控制器（1）的信号线分别接至清洗泵（2）、pH值检测仪（3）、第一至第四电控阀（4-1、4-2、4-3、4-4）、压差检测仪（5）以及循环泵（6），在管路连接方面：pH值检测仪与第一电控阀进口串接，第一电控阀出口接至第四电控阀（4-4）的出口，第四电控阀的进口串接清洗药液储液罐（7），清洗药液储液罐与冲洗水箱（8）并联后接至清洗泵的进口，在地热流体主干管上依次接有循环泵、第二电控阀、板式换热器（9）、压差检测仪和第三电控阀，压差检测仪位于板式换热器的进出口之间。
2.按照权利要求1所述的供热系统中智能清洗板式换热器污垢的装置，其特征是所述装置的运行具有人工模式或智能模式。
3.一种采用权利要求1或2所述供热系统中智能清洗板式换热器污垢装置的运行方法，其特征是所述智能模式清洗运行包括预冲洗、药液清洗和清水冲洗三个步骤：
投入智能模式运行时，智能控制器关闭循环泵9、第二和第三电控阀（4-2、4-3）；
（1）预冲洗：开启第一电控阀（4-1）、开启清洗泵（2），用自来水进行冲洗，连续运行20分钟，关闭清洗泵；
（2）药业清洗：关闭第一电控阀（4-1）、开启第四电控阀（4-4）和清洗泵（2），清洗泵运行5分钟后停止，静置1小时；再次开启清洗泵，运行5分钟后停止，静置1小时，如此反复3次，然后第四次开启清洗泵，连续运行2小时；
（3）清水冲洗：先关闭清洗泵和第四电控阀，开启第一电控阀后在重新开启清洗泵连续运行，直至pH检测仪输出的pH值大于7，清洗泵停止运行，关闭第一电控阀；
清洗完毕后，开启第二和第三电控阀（4-2、4-3）以及循环泵（6）系统恢复运行，通过压差检测仪（5）检测板式换热器（9）地热流体侧的进出口压差，鉴定板式换热器是否达到除垢效果。
4.按照权利要求1至3之一所述的供热系统中智能清洗板式换热器污垢的装置，其特征是所述智能控制器是由电磁继电器、数据采集模块以及液晶显示屏组成的PLC集中控制装置。
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