CN111721153B - 废水余热回收系统、预热换热器自动除污装置及自动除污方法 - Google Patents

废水余热回收系统、预热换热器自动除污装置及自动除污方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种废水余热回收系统、预热换热器自动除污装置及自动除污方法，其中，废水余热回收系统包括的预热换热器自动除污装置、蓄热箱、废水热回收热泵机组、废水蓄水槽、废水过滤装置以及废水收集槽。废水热回收热泵机组连接蓄热箱以及废水蓄水槽；废水蓄水槽连接预热换热器自动除污装置，预热换热器自动除污装置连接废水过滤装置，废水过滤装置连接废水收集槽。本发明的废水余热回收系统、预热换热器自动除污装置及自动除污方法能够解决预热换热器的脏堵问题，实现废水余热回收系统的高效、温度运行。

Description

废水余热回收系统、预热换热器自动除污装置及自动除污 方法
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，尤其涉及一种废水余热回收系统、废水余热回收系统中预热换热器自动除污装置及自动除污方法。
背景技术
废水余热回收系统的余热回收方式主要为热泵式和热管式，能实现90%以上热能回收，具有高效、节能的特点。然而，在废水余热回收系统中，预热换热器的除污问题是制约该系统高效、稳定运行的关键。目前，工程中最常用的除污方法为机械清洗除污和化学清洗除污。但是，在上述两种方法的应用中多采用定期除污的控制策略，很难做到准确除污，从而影响了系统的高效运行。
发明内容
本发明提供一种能够解决预热换热器的脏堵问题，实现高效、稳定运行的废水余热回收系统、预热换热器自动除污装置及自动除污方法。
本发明采用的技术方案为：一种预热换热器自动除污装置，用以安装于废水余热回收系统，其包括：预热换热器以及火碱清洗剂槽；所述预热换热器设有冷水进水口、冷水出水口、污水进水口以及污水出水口，所述冷水进水口连接有冷水进水管，所述冷水出水口连接有冷水出水管；所述污水进水口连接有污水进水管，所述污水出水口连接有污水出水管；所述火碱清洗剂槽的一端与所述污水进水管连接，另一端与所述污水出水管连接；
所述冷水进水管安装有冷水循环泵和第一温度传感器，所述冷水出水管安装有第二温度传感器；所述火碱清洗剂槽与所述污水出水管连接的一端安装有第一电磁阀以及火碱溶液循环泵，所述火碱清洗剂槽与所述污水进水管连接的一端安装有第二电磁阀；所述污水出水管安装有第三电磁阀，所述污水进水管安装有第四电磁阀。
进一步地，所述第一温度传感器靠近所述冷水进水口设置。
进一步地，所述冷水出水管还安装有流量计。
进一步地，所述第二温度传感器靠近所述冷水出水口设置。
进一步地，所述火碱溶液循环泵靠近所述火碱清洗剂槽设置。
本发明进一步提供如下技术方案：一种废水余热回收系统，其包括：所述的预热换热器自动除污装置、蓄热箱、废水热回收热泵机组、废水蓄水槽、废水过滤装置以及废水收集槽；所述废水热回收热泵机组连接所述蓄热箱以及所述废水蓄水槽；所述废水蓄水槽连接所述预热换热器自动除污装置，所述预热换热器自动除污装置连接所述废水过滤装置，所述废水过滤装置连接所述废水收集槽。
本发明还提供如下技术方案：一种预热换热器自动除污方法，包括以下步骤：
（1）根据第一温度传感器和第二温度传感器，确定在无脏堵状态下预热换热器的冷水进水温度为T 1，冷水出水温度为T 2；
（2）在废水余热回收系统正常运行状态下，第一电磁阀和第二电磁阀处于关闭状态，第三电磁阀和第四电磁阀处于打开状态；实时监测废水余热回收系统运行状态下的冷水进水温度为
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，冷水出水温度为
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，建立除污阈值计算模型为
Figure DEST_PATH_IMAGE006
，并根据该除污阈值计算模型实时计算出
Figure DEST_PATH_IMAGE008
值；
（3）根据废水余热回收系统的实际情况设置除污设定阈值为
Figure DEST_PATH_IMAGE010
，在废水余热回收系统的运行过程中，当
Figure 434384DEST_PATH_IMAGE008
值小于除污设定阈值
Figure 882682DEST_PATH_IMAGE010
，第一电磁阀和第二电磁阀打开，第三电磁阀和第四电磁阀关闭，同时关闭冷水循环泵，启动火碱溶液循环泵，对预热换热器进行除污；当
Figure DEST_PATH_IMAGE012
时，则废水余热回收系统继续运行；
（4）当除污完成后，第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀和第四电磁阀打开，同时关闭火碱溶液循环泵，启动冷水循环泵；
（5）进行除污效果的判定，根据废水余热回收系统的实际情况设置除污完成设定阈值为
Figure DEST_PATH_IMAGE014
，当
Figure 741048DEST_PATH_IMAGE008
大于除污完成设定阈值
Figure 401837DEST_PATH_IMAGE014
，判定为达到除污的效果；当
Figure DEST_PATH_IMAGE016
，打开第一电磁阀和第二电磁阀，关闭第三电磁阀和第四电磁阀，同时关闭冷水循环泵，启动火碱溶液循环泵，继续除污，直至满足
Figure DEST_PATH_IMAGE018
的条件。
进一步地，（2）中，
Figure 809684DEST_PATH_IMAGE008
阈值范围为0~1，在初始无脏堵状态下，取值为1。
进一步地，（3）中，对预热换热器进行除污15min。
进一步地，（3）中，
Figure 415502DEST_PATH_IMAGE010
取值为0.8。
进一步地，（5）中，
Figure 213694DEST_PATH_IMAGE014
取值为0.95。
相较于现有技术，本发明的废水余热回收系统、预热换热器自动除污装置及自动除污方法通过在预热换热器的冷水进水管设置第一温度传感器，在冷水出水管设置第二温度传感器，即可实现对预热换热器进行实时除污，解决预热换热器的脏堵问题，实现废水余热回收系统的高效、温度运行，且成本低，实用性强。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。在附图中，
图1：本发明废水余热回收系统的示意图；
图2：本发明预热换热器自动除污装置示意图；
图3：本发明预热换热器的自动除污方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明的废水余热回收系统包括：蓄热箱20、废水热回收热泵机组21、废水蓄水槽22、预热换热器自动除污装置23、废水过滤装置24以及废水收集槽25；其中，废水热回收热泵机组21连接蓄热箱20以及废水蓄水槽22；废水蓄水槽22连接预热换热器自动除污装置23，预热换热器自动除污装置23连接废水过滤装置24，废水过滤装置24连接废水收集槽25。
具体的，废水热回收热泵机组21设有水加热进口、水加热出口、污水出口以及污水进口；其中，水加热进口和水加热出口均与蓄热箱20连接，污水进口与废水蓄水槽22连接，且污水进口与废水蓄水槽22之间连接有废水泵37以及过滤器32。污水出口连接至一污水排放点26，且污水出口连接有排水阀27。进一步，污水出口与废水蓄水槽22之间还连接有回流阀28。
进一步，废水收集槽25还连接有高温废水收集装置30，蓄热箱20设有排污口，高温废水收集装置30与排污口连接。废水热回收热泵机组21的水加热进口与蓄热箱20之间安装有热水泵31以及过滤器32。蓄热箱20还连接有热水用水管网33，且热水用水管网33与蓄热箱20之间连接有供水泵34。
此外，废水收集槽25设有废水待用区250、沉淀物隔离251区以及漂浮物隔离区252。其中，废水待用区250安装有废水输送泵36，废水输送泵36连通废水过滤装置24，废水待用区250的废水通过废水输送泵36输送至废水过滤装置24。高温废水收集装置30与漂浮物隔离区252连接。
如图2和图3所示，预热换热器自动除污装置23包括预热换热器1以及火碱清洗剂槽2。预热换热器1设有冷水进水口3、冷水出水口4、污水进水口5以及污水出水口6，其中，冷水进水口3连接有冷水进水管7，冷水出水口4连接有冷水出水管8。污水进水口5连接有污水进水管9，污水出水口6连接有污水出水管10。火碱清洗剂槽2的一端与污水进水管9连接，另一端与污水出水管10连接。此外，预热换热器1与蓄热箱之间还连接有补水电磁阀35。
进一步，冷水进水管7安装有冷水循环泵11和第一温度传感器12，且第一温度传感器12靠近冷水进水口3设置。冷水出水管8安装有流量计13和第二温度传感器14，其中，第二温度传感器14靠近冷水出水口4设置。火碱清洗剂槽2与污水出水管10连接的一端安装有第一电磁阀15以及火碱溶液循环泵16，其中，火碱溶液循环泵16靠近火碱清洗剂槽2设置；火碱清洗剂槽2与污水进水管9连接的一端安装有第二电磁阀17。污水出水管10安装有第三电磁阀18，污水进水管9安装有第四电磁阀19。第三电磁阀18连接在预热换热器自动除污装置23与废水蓄水槽22之间，第四电磁阀19连接在预热换热器自动除污装置23与废水过滤装置24之间。
本发明的预热换热器自动除污方法包括以下步骤：
（1）根据预热换热器1冷水进水管7布置的第一温度传感器12，冷水出水管8布置的第二温度传感器14，确定在无脏堵状态下预热换热器1的冷水进水温度为T 1，冷水出水温度为T 2。
（2）在废水余热回收系统正常运行状态下，火碱清洗剂槽2的第一电磁阀15和第二电磁阀17处于关闭状态，预热换热器1的第三电磁阀18和第四电磁阀19处于打开状态；实时监测废水余热回收系统运行状态下的冷水进水温度为
Figure 943753DEST_PATH_IMAGE002
，冷水出水温度为
Figure 878211DEST_PATH_IMAGE004
，建立除污阈值计算模型为
Figure 153465DEST_PATH_IMAGE006
，并根据该除污阈值计算模型实时计算出
Figure 438953DEST_PATH_IMAGE008
值。其中，
Figure 441544DEST_PATH_IMAGE008
阈值范围为0~1，在初始无脏堵状态下，其取值为1。
（3）根据废水余热回收系统的实际情况设置除污设定阈值为
Figure 496088DEST_PATH_IMAGE010
，在废水余热回收系统的运行过程中，当
Figure 457091DEST_PATH_IMAGE008
值小于除污设定阈值
Figure 213563DEST_PATH_IMAGE010
（即
Figure DEST_PATH_IMAGE020
），火碱清洗剂槽2的第一电磁阀15和第二电磁阀17打开，预热换热器1的第三电磁阀18和第四电磁阀19关闭，同时关闭冷水循环泵，启动火碱溶液循环泵16，对预热换热器1进行除污15min；当
Figure 285424DEST_PATH_IMAGE012
时，则废水余热回收系统继续运行。其中，
Figure 460054DEST_PATH_IMAGE010
取值为0.8，
Figure 326378DEST_PATH_IMAGE010
的取值可以根据废水余热回收系统实际情况进行设定，并不以此为限。
（4）当除污完成后，火碱清洗剂槽2的第一电磁阀15和第二电磁阀17关闭，预热换热器1的第三电磁阀18和第四电磁阀19打开，同时关闭火碱溶液循环泵16，启动冷水循环泵11。
（5）进行除污效果的判定，根据废水余热回收系统的实际情况设置除污完成设定阈值为
Figure 337191DEST_PATH_IMAGE014
，当
Figure 681585DEST_PATH_IMAGE008
大于除污完成设定阈值
Figure 710720DEST_PATH_IMAGE014
（即
Figure 13526DEST_PATH_IMAGE018
），判定为达到除污的效果；当
Figure 229744DEST_PATH_IMAGE016
，打开火碱清洗剂槽2的第一电磁阀15和第二电磁阀17，关闭预热换热器1的第三电磁阀18和第四电磁阀19，同时关闭冷水循环泵11，启动火碱溶液循环泵16，继续除污，直至满足
Figure 889745DEST_PATH_IMAGE018
的条件。其中，
Figure 38967DEST_PATH_IMAGE014
取值为0.95，
Figure 512673DEST_PATH_IMAGE014
的取值可以根据废水余热回收系统实际情况进行设定，并不以此为限。
综上，本发明的预热换热器自动除污装置23及自动除污方法具有以下优点：
（1）可以实时监测除污阈值，做到准确除垢，且可达到较好的除垢效果。
（2）相对于传统定期除垢控制方法，可显著降低脏堵对废水余热回收系统的影响，提升废水余热回收系统的运行效率。
（3）通过在预热换热器1的冷水进水管7设置第一温度传感器12，在冷水出水管8设置第二温度传感器14即可实现对预热换热器1进行实时除污，解决预热换热器的脏堵问题，实现废水余热回收系统的高效、温度运行，且成本低，实用性强。
只要不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种预热换热器自动除污方法，适用于安装于废水余热回收系统的余热换热器自动除污装置，所述余热换热器自动除污装置包括预热换热器以及火碱清洗剂槽；所述预热换热器的冷水进水口连接有冷水进水管，冷水出水口连接有冷水出水管，污水进水口连接有污水进水管，污水出水连接有污水出水管；所述火碱清洗剂槽的一端与污水进水管连接，另一端与污水出水管连接；所述冷水进水管安装有冷水循环泵和第一温度传感器，所述冷水出水管安装有第二温度传感器；所述火碱清洗剂槽与所述污水出水管连接的一端安装有第一电磁阀以及火碱溶液循环泵；所述火碱清洗剂槽与所述污水进水管连接的一端安装有第二电磁阀；所述污水出水管安装有第三电磁阀，所述污水进水管安装有第四电磁阀；
其特征在于，所述预热换热器自动除污方法包括以下步骤：
（1）根据第一温度传感器和第二温度传感器，确定在无脏堵状态下预热换热器的冷水进水温度为T 1，冷水出水温度为T 2；
（2）在废水余热回收系统正常运行状态下，第一电磁阀和第二电磁阀处于关闭状态，第三电磁阀和第四电磁阀处于打开状态；实时监测废水余热回收系统运行状态下的冷水进水温度为
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，冷水出水温度为
Figure 968006DEST_PATH_IMAGE002
，建立除污阈值计算模型为
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，并根据该除污阈值计算模型实时计算出
Figure 702744DEST_PATH_IMAGE004
值；
（3）根据废水余热回收系统的实际情况设置除污设定阈值为
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，在废水余热回收系统的运行过程中，当
Figure 577159DEST_PATH_IMAGE004
值小于除污设定阈值
Figure 406444DEST_PATH_IMAGE005
，第一电磁阀和第二电磁阀打开，第三电磁阀和第四电磁阀关闭，同时关闭冷水循环泵，启动火碱溶液循环泵，对预热换热器进行除污；当
Figure 213863DEST_PATH_IMAGE006
时，则废水余热回收系统继续运行；
（4）当除污完成后，第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第三电磁阀和第四电磁阀打开，同时关闭火碱溶液循环泵，启动冷水循环泵；
（5）进行除污效果的判定，根据废水余热回收系统的实际情况设置除污完成设定阈值为
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，当
Figure 322764DEST_PATH_IMAGE004
大于除污完成设定阈值
Figure 950054DEST_PATH_IMAGE007
，判定为达到除污的效果；当
Figure 317451DEST_PATH_IMAGE008
，打开第一电磁阀和第二电磁阀，关闭第三电磁阀和第四电磁阀，同时关闭冷水循环泵，启动火碱溶液循环泵，继续除污，直至满足
Figure DEST_PATH_IMAGE009
的条件。
2.如权利要求1所述的预热换热器自动除污方法，其特征在于：（2）中，
Figure 385901DEST_PATH_IMAGE004
阈值范围为0~1，在初始无脏堵状态下，取值为1。
3.如权利要求1所述的预热换热器自动除污方法，其特征在于：（3）中，
Figure 55917DEST_PATH_IMAGE005
取值为0.8。
4.如权利要求1所述的预热换热器自动除污方法，其特征在于：（5）中，
Figure 373766DEST_PATH_IMAGE007
取值为0.95。
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