CN109186319A - 一种水气脉冲清洗设备及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水气脉冲清洗设备，包括清洗装置一、清洗装置二和板式换热器，清洗装置一与板式换热器连接，板式换热器与清洗装置二连接，清洗装置一和清洗装置二之间连接有冲洗管。本发明还提供了一种水气脉冲清洗设备的清洗方法，能够在不拆除板式换热器的情况下及时清除粘结在换热板片上的水垢及杂质，提高换热机组循环热效率，降低清堵成本。

Description

一种水气脉冲清洗设备及清洗方法

技术领域

本发明涉及一种清洗设备及清洗方法，特别是一种水气脉冲清洗设备及清洗方法。

背景技术

板式换热器作为热力公司热网换热站的主要换热设备，其换热效率的高低将直接影响到供热质量。板式换热器在运行的过程中，由于水处理设备运行不当，水质控制不严等原因会将不符合水质标准的循环水注入换热器，并产生水垢及粘泥，由于水垢、粘泥的存在，在流速降低的情况下会沉积在受热面上形成沉淀物。不但造成换热效率大幅下降(由于水垢的导热性能极差，水垢每增厚1mm，热效率降低8％左右)，还会增加循环水泵电耗，因有部分堵塞，流通截面积变小，阻力增大，以往人工清洗，需拆下整个板式换热器，使用高压水枪进行冲刷清洗，不仅耗费大量人力物力、清洗时间长，还会缩短板式换热器板片及胶垫的使用寿命。因此需要研究一种能在不拆除板式换热器的情况下及时清除黏结在换热板片上的水垢及杂质的设备和方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种水气脉冲清洗设备及清洗方法，能够在不拆除板式换热器的情况下及时清除粘结在换热板片上的水垢及杂质，提高换热机组循环热效率，降低清堵成本。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种水气脉冲清洗设备，包括清洗装置一、清洗装置二和板式换热器，所述清洗装置一与板式换热器连接，板式换热器与清洗装置二连接，清洗装置一和清洗装置二之间连接有冲洗管，所述清洗装置一包括空压机，储气罐，第一回水管、第一供水管和脉冲控制装置，所述空压机通过管道与储气罐连接，储气罐通过进气管连接于所述第一回水管，所述第一回水管的一端口与所述板式换热器的一管口连接，所述第一供水管的一端口与所述板式换热器的另一管口连接，所述脉冲控制装置设置于所述进气管上，所述第一供水管上设置有排污管一，所述进气管上设置有进气门。

空压机用于产生压力空气。储气罐能够储存具有一定压力的空气，备以清洗使用。

脉冲控制装置能够精确调整清洗系统的进气时间。

本发明设备还包括具有监视脉冲进气时间作用的脉冲监视器，在排污管一和排污管二处均设置了一个脉冲监视器，用以实时观察脉冲清洗效果，从而依据脉冲清洗效果通过脉冲控制装置及时调节脉冲频率。

安全保护装置用来维持清洗设备在一定压力范围内工作，避免设备超压而损坏设备。

a压力表和b压力表用以监测工作压力。各阀门用以控制水或空气流量大小。

板式换热器用以将一次网管道内的高温水与二次网管道内的低温水进行热量交换，提高二次网管道内的供水温度。

前述的一种水气脉冲清洗设备中，所述清洗装置二包括第二供水管、第二回水管、循环水泵组，所述第二供水管和第二回水管均连接于所述板式换热器，循环水泵组设置于第二回水管上，所述第二回水管上还设置有排污管二，所以排污管二设置于所述循环水泵组与板式换热器之间。循环水泵组为二次网管道内循环水提供循环动力。

前述的一种水气脉冲清洗设备中，所述第二回水管上还设置有b压力表，所述b压力表设置于排污管二之间。

前述的一种水气脉冲清洗设备中，所述第一回水管上设置有第一回水阀和流量计。流量计用以计量一次网管道中的回水流量。

前述的一种水气脉冲清洗设备中，所述第一供水管上设置有第一供水阀和电动调节装置，所述排污管一设置于所述电动调节装置和板式换热器之间。电动调节装置用以自动控制一次网管道内供水流量的大小。

前述的一种水气脉冲清洗设备中，所述第一回水管上还设置有安全保护装置和a压力表，所述安全保护装置设置于所述进气管和板式换热器之间，所述a压力表设置于所述安全保护装置和板式换热器之间。

前述的一种水气脉冲清洗设备中，所述所述板式换热器和排污管一之间设置有排空气管。排空气管上设有阀门，一次网管道脉冲清洗结束后，开启排空气管上的阀门以排净二次网管道内残留的空气。

前述的一种水气脉冲清洗设备中，所述第二供水管上设置有排气管。排气管上设置有阀门，二次网管道脉冲清洗结束后，开启排气管上的阀门以排净二次网管道内残留空气。

如前述的一种水气脉冲清洗设备的清洗方法，包括如下步骤：

关闭第一供水阀和第一供水阀；开启排污管一上的阀门；启动空压机，保持储气罐的压力在0.8MPa以上；进行预冲洗：缓慢开启第一供水阀，控制第一供水阀的开度，使得第一供水阀的开度为其全开度的0.3～0.5倍；开启脉冲控制装置，同时观察排污管一所排出水的水浊度；待所排水的水浊度低于1～2NTU时，关闭进气门，缓慢关闭排污管一上的阀门，开启排空气管上的阀门，排净空气。

前述的一种清洗方法，还包括如下步骤：停止运行循环水泵组；关闭循环水泵组的出口阀门，第二供水管上的供水阀门；开启排污管二上的阀门；再次进行预冲洗：缓慢开启冲洗管上的阀门，控制冲洗管上阀门的开度，使冲洗管上阀门的开度其全开度的0.3～0.5倍；间断性开关设置于排气管上的空气门，进行手动脉冲清洗；观察排污管二所排出水的水浊度，待所排水的水浊度低于1～2NTU时为止。

与现有技术相比，本发明采用脉冲清洗，在不拆卸换板式换热器的情况下，对结垢或堵塞的板式换热器的板片进行在线清洗，减少清洗时间。本发明还具有以下优点：1)无污染及腐蚀：不使用任何化学清洗剂，对板式换热器的受热面不会造成损坏，热力公司可进行自主清洗。2)操作简单：不破坏任何管网系统，只要在板式换热器板片的适当位置安装输入脉冲的入口(进气管的接入口)和排出污垢的出口(排污管一或排污管二的接入口)即可。3)适应性强：只要有水、气就能传导脉冲，可在各种复杂管网及多组受热面的条件下实施，没有附加条件的限制，清洗后板式换热器的板片表面洁净、无水垢残留，除垢率在95％以上。4)工时短：不影响小区供暖，只要做好清洗前的准备工作，一般清洗一台15万机组在2小时以内即可完成。5)费用低廉：与现有技术化学法清洗方式相比，本发明所用水量及电量的费用是非常低廉甚至是可以忽略不计的。

采用本发明水气脉冲清洗设备对换热机组板式换热器进行清洗后，能够有效提高换热机组的换热效率，降低一级网的回水温度，为热网、热源、热泵和机组联合优化大运行做出了贡献。

如下表所示，是黑龙江省佳木斯市的水源胡同小区换热站所采用本发明水气脉冲清洗设备和方法清洗前后的一网和二网的数据：

项目	单位	试验前	试验后
				一次网供温	℃	66.7	64.7
一次网回温	℃	48.9	30.2
				电动调节阀开度	％	45	35
一次网流量	吨/小时	160.5	147.3
				二次网供温	℃	34.1	34.5
二次网回温	℃	30.3	29.6
				循环水泵频率	赫兹	40	34
二次网流量	吨/时	586	557

以水源胡同小区为例，该小区供热面积15万平方米,二网循环水泵频率每下降1赫兹，每小时可节电1～1.5度电，采用本发明设备和方法冲洗,能够做到时时进行,二网用户用热基本不受影响,避免拆卸板片清洗时间长、用户用热影响大，也就避免了用户不热时的放水情况，减少热和水的损耗，同时换热器板片及胶垫使用寿命得到提高，节约了材料成本。

采用本发明设备和方法节省资金如下:

以水源胡同换热站为基础计算，换热机组板式换热器经过脉冲清洗后，每年度可为公司节省费用约370万元。同时最大限度保证了供热的时间，节约了能耗，节省了材料成本。

附图说明

图1是本发明的一次网管道清洗示意图；

图2是本发明的二次网管道清洗示意图。

附图标记：1-排气管，2-冲洗管，201-第二供水管，202-第二回水管，203-循环水泵组，204-排污管二，205-b压力表，3-板式换热器，4-空压机，5-储气罐，6-第一回水管，7-第一供水管，8-脉冲控制装置，9-进气管，901-进气门，10-第一回水阀，11-流量计，12-第一供水阀，13-电动调节装置，14-排污管一，15-安全保护装置，16-a压力表，17-排空气管。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

实施例1：一种水气脉冲清洗设备，包括清洗装置一、清洗装置二和板式换热器3，所述清洗装置一与板式换热器3连接，板式换热器3与清洗装置二连接，清洗装置一和清洗装置二之间连接有冲洗管18，清洗装置一包括空压机4，储气罐5，第一回水管6、第一供水管7和脉冲控制装置8，空压机4通过管道与储气罐5连接，储气罐5通过进气管9连接于第一回水管6，第一回水管6的一端口与板式换热器3的一管口连接，第一供水管7的一端口与板式换热器3的另一管口连接，脉冲控制装置8设置于进气管9上，第一供水管7上设置有排污管一14，进气管9上设置有进气门901。

其中清洗装置二包括第二供水管201、第二回水管202、循环水泵组203，第二供水管201和第二回水管202均连接于板式换热器3，循环水泵组203设置于第二回水管202上，第二回水管202上还设置有排污管二204，所以排污管二204设置于循环水泵组203与板式换热器3之间。

实施例2：一种水气脉冲清洗设备，包括清洗装置一、清洗装置二和板式换热器3，所述清洗装置一与板式换热器3连接，板式换热器3与清洗装置二连接，清洗装置一和清洗装置二之间连接有冲洗管18，清洗装置一包括空压机4，储气罐5，第一回水管6、第一供水管7和脉冲控制装置8，空压机4通过管道与储气罐5连接，储气罐5通过进气管9连接于第一回水管6，第一回水管6的一端口与板式换热器3的一管口连接，第一供水管7的一端口与板式换热器3的另一管口连接，脉冲控制装置8设置于进气管9上，第一供水管7上设置有排污管一14，进气管9上设置有进气门901。

其中清洗装置二包括第二供水管201、第二回水管202、循环水泵组203，第二供水管201和第二回水管202均连接于板式换热器3，循环水泵组203设置于第二回水管202上，第二回水管202上还设置有排污管二204，所以排污管二204设置于循环水泵组203与板式换热器3之间。进一步的，第二回水管202上还设置有b压力表205，b压力表205设置于排污管二204之间。

进一步的，第一回水管6上设置有第一回水阀10和流量计11。

进一步的，第一供水管7上设置有第一供水阀12和电动调节装置13，排污管一14设置于电动调节装置13和板式换热器3之间。

实施例3：一种水气脉冲清洗设备，包括清洗装置一、清洗装置二和板式换热器3，所述清洗装置一与板式换热器3连接，板式换热器3与清洗装置二连接，清洗装置一和清洗装置二之间连接有冲洗管18，清洗装置一包括空压机4，储气罐5，第一回水管6、第一供水管7和脉冲控制装置8，空压机4通过管道与储气罐5连接，储气罐5通过进气管9连接于第一回水管6，第一回水管6的一端口与板式换热器3的一管口连接，第一供水管7的一端口与板式换热器3的另一管口连接，脉冲控制装置8设置于进气管9上，第一供水管7上设置有排污管一14，进气管9上设置有进气门901。

其中清洗装置二包括第二供水管201、第二回水管202、循环水泵组203，第二供水管201和第二回水管202均连接于板式换热器3，循环水泵组203设置于第二回水管202上，第二回水管202上还设置有排污管二204，所以排污管二204设置于循环水泵组203与板式换热器3之间。进一步的，第二回水管202上还设置有b压力表205，b压力表205设置于排污管二204之间。

进一步的，第一回水管6上设置有第一回水阀10和流量计11。

进一步的，第一供水管7上设置有第一供水阀12和电动调节装置13，排污管一14设置于电动调节装置13和板式换热器3之间。

进一步的，第一回水管6上还设置有安全保护装置15和a压力表16，安全保护装置15设置于进气管9和板式换热器3之间，a压力表16设置于安全保护装置15和板式换热器3之间。

板式换热器3和排污管一14之间设置有排空气管17。

第二供水管201上设置有排气管1。

实施例4：一种水气脉冲清洗设备的清洗方法，包括如下步骤：

关闭第一供水阀和第一供水阀；开启排污管一上的阀门；启动空压机，保持储气罐的压力在0.8MPa以上；进行预冲洗：缓慢开启第一供水阀，控制第一供水阀的开度，使得第一供水阀的开度为其全开度的0.3～0.5倍；开启脉冲控制装置，同时观察排污管一所排出水的水浊度；待所排水的水浊度低于1～2NTU时，关闭进气门，缓慢关闭排污管一上的阀门，开启排空气管上的阀门，排净空气。

还包括如下步骤：停止运行循环水泵组；关闭循环水泵组的出口阀门，第二供水管上的供水阀门；开启排污管二上的阀门；再次进行预冲洗：缓慢开启冲洗管上的阀门，控制冲洗管上阀门的开度，使冲洗管上阀门的开度其全开度的0.3～0.5倍；间断性开关设置于排气管上的空气门，进行手动脉冲清洗；观察排污管二所排出水的水浊度，待所排水的水浊度低于1～2NTU时为止。

本发明水汽脉冲清洗设备工作时应用如下原理：

1水锤原理：气水混合后，利用空气的可压缩性，使各管中的水流速度发生变化，形成水锤，不断冲击、震荡。

2、脉冲原理：瞬间击中释放巨大能量，水流紊动越强，水流的切应力就越大。

3、三相流原理：水、气、杂质三相混合，增大流体质量，共同作用于板式换热器的管道及板片上的附着物，对水垢层具有一定的掀动力，使水垢从板式换热器受热面脱落下来。

4、水气弹状流原理：在各管及板式换热器内形成弹状流，它对去除受热面上的附着物和沉积物起重要作用。

5、疏通原理：它用空气作为动力产生强力空气振动波，击碎或冲击堵塞物，使各管畅通。

本发明水汽脉冲清洗设备利用了气体和液体的柔性在换热器内形成不同频率的振动波和高速水气流清洗板式换热器3内的污垢，在清洗过程中，排污管一14或排污管二204处的脉冲清洗效果实时反馈至脉冲监控器上，根据脉冲清洗效果及时调节脉冲频率，使板式换热器3的板片清洗效果达到最佳。

储气罐5所送出的高压气体，压力不低于0.8MPa,通过脉冲控制装置8精确调整进气时间，并在板式换热器3的板片槽道内与水形成高速的脉冲水气流，脉冲震荡波随水、气流向后延伸传播，其流速不小于1.8m/s，使板式换热器3的板片槽道内形成水气旋流和细小气泡，气泡碰壁后膨胀爆裂，局部形成水击，使水垢及附着物破裂脱落，在板式换热器3内形成高速水气湍流，伴随湍流而形成内部硬质杂质(如泥沙、氧化铁垢等)在板式换热器3的板片槽道内产生冲刷和喷砂效应，促使附着在板片上的污垢破碎脱离，并随水气流从末端排污管一14或排污管二204排除，以达到清洗的目的。清洗后的板片表面洁净、无水垢残留，除垢率可达90％以上。

Claims (10)

1.一种水气脉冲清洗设备，其特征在于，包括清洗装置一、清洗装置二和板式换热器(3)，所述清洗装置一与板式换热器(3)连接，板式换热器(3)与清洗装置二连接，清洗装置一和清洗装置二之间连接有冲洗管(2)，所述清洗装置一包括空压机(4)，储气罐(5)，第一回水管(6)、第一供水管(7)和脉冲控制装置(8)，所述空压机(4)通过管道与储气罐(5)连接，储气罐(5)通过进气管(9)连接于所述第一回水管(6)，所述第一回水管(6)的一端口与所述板式换热器(3)的一管口连接，所述第一供水管(7)的一端口与所述板式换热器(3)的另一管口连接，所述脉冲控制装置(8)设置于所述进气管(9)上，所述第一供水管(7)上设置有排污管一(14)，所述进气管(9)上设置有进气门(901)。

2.根据权利要求1所述的一种水气脉冲清洗设备，其特征在于，所述清洗装置二包括第二供水管(201)、第二回水管(202)、循环水泵组(203)，所述第二供水管(201)和第二回水管(202)均连接于所述板式换热器(3)，所述循环水泵组(203)设置于第二回水管(202)上，所述第二回水管(202)上还设置有排污管二(204)，所以排污管二(204)设置于所述循环水泵组(203)与板式换热器(3)之间。

3.根据权利要求2所述的一种水气脉冲清洗设备，其特征在于，所述第二回水管(202)上还设置有b压力表(205)，所述b压力表(205)设置于排污管二(204)之间。

4.根据权利要求3所述的一种水气脉冲清洗设备，其特征在于，所述第一回水管(6)上设置有第一回水阀(10)和流量计(11)。

5.根据权利要求4所述的一种水气脉冲清洗设备，其特征在于，所述第一供水管(7)上设置有第一供水阀(12)和电动调节装置(13)，所述排污管一(14)设置于所述电动调节装置(13)和板式换热器(3)之间。

6.根据权利要求5所述的一种水气脉冲清洗设备，其特征在于，所述第一回水管(6)上还设置有安全保护装置(15)和a压力表(16)，所述安全保护装置(15)设置于所述进气管(9)和板式换热器(3)之间，所述a压力表(16)设置于所述安全保护装置(15)和板式换热器(3)之间。

7.根据权利要求6所述的一种水气脉冲清洗设备，其特征在于，所述所述板式换热器(3)和排污管一(14)之间设置有排空气管(17)。

8.根据权利要求2或7所述的一种水气脉冲清洗设备，其特征在于，所述第二供水管(201)上设置有排气管(1)。

9.如权利要求1～8中任一权利要求所述的水气脉冲清洗设备的清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：

关闭第一供水阀和第一供水阀；

开启排污管一上的阀门；

启动空压机，保持储气罐的压力在0.8MPa以上；

进行预冲洗：缓慢开启第一供水阀，控制第一供水阀的开度，使得第一供水阀的开度为其全开度的0.3～0.5倍；

开启脉冲控制装置，同时观察排污管一所排出水的水浊度；

待所排水的水浊度低于1～2NTU时，关闭进气门，缓慢关闭排污管一上的阀门，开启排空气管上的阀门，排净空气。

10.根据权利要求9所述的一种清洗方法，其特征在于，还包括如下步骤：

停止运行循环水泵组；

关闭循环水泵组的出口阀门，第二供水管上的供水阀门；

开启排污管二上的阀门；

再次进行预冲洗：缓慢开启冲洗管上的阀门，控制冲洗管上阀门的开度，使冲洗管上阀门的开度其全开度的0.3～0.5倍；

间断性开关设置于排气管上的空气门，进行手动脉冲清洗；

观察排污管二所排出水的水浊度，待所排水的水浊度低于1～2NTU时为止。