CN206479082U - 一种冷水机组节能环保综合水处理封头管箱 - Google Patents

Abstract

一种冷水机组节能环保综合水处理封头管箱,本实用新型公开一种冷凝器/蒸发器配套产品，所述的封头管箱包括有管箱本体和电控单元，所述的管箱本体包括有上腔和下腔，所述的管箱本体内设有收/发球清洗单元，所述的管箱本体连接有进水管和出水管，所述的进水管中设有下腔引水管，所述的下腔内设有和所述的引水管相连的过滤套管，所述的过滤套管内设有滤网组件，所述的过滤套管底端连接有第一排污管，所述的过滤套管上端连接有电解腔，所述的电解腔一端设置电源连接线端子，另一端设有可拆卸维修口，所述的电解腔上还设有电解腔出水口，所述的电解腔出水口设有第二滤网组件，所述的第二滤网组件连接第二排污管。

Description

一种冷水机组节能环保综合水处理封头管箱

技术领域

本发明公开一种冷凝器/蒸发器配套产品，特别是一种集胶球在线清洗、电化学杀菌与除盐、缓释防腐蚀加药功能为一体的节能环保型综合循环水处理前端封头管箱，特别适用于双流程水冷冷水机组管壳式冷凝器，同时也适用于双流程管壳式满液蒸发器，以及冷却水走管程且温度不超过80℃的小型双流程水冷管壳式换热器。

背景技术

管壳式冷凝器、管壳式满液蒸发器以及管壳式换热器在能源化工行业以及暖通空调领域非常常见，由于水具有比热大、方便易取的特点，水成为了上述换热设备必不可少的能源介质。然而自循环冷却水系统诞生以来，由于补充水的水质和单元内的机械杂质等因素，不能保证冷却水系统水质，尤其是开式冷却水系统与空气大量接触，造成水质不稳定，产生和积累大量水垢、污垢、微生物等，使冷却塔和冷凝器的传热效率降低，水流阻力增加，卫生环境恶化，对设备造成腐蚀，企业不得不面对循环冷却水系统中三大问题——结垢、腐蚀和微生物滋生。

换热设备的传热效率是用户最关心的问题，以水作为冷却介质的管内壁常出现结垢现象，结垢热阻占据了换热总热阻的很大一部分，换热效率降低，造成能源浪费。现有的这种管壳式冷凝器、蒸发器以及换热器的自动在线清洗方法有三类，第一类是一个独立的清洗单元，以管壳式冷凝器为例，其与冷凝器进出水管通过管道连接起来，发球机将胶球发出冷却水的入水管道，胶球随冷却水流入冷凝器，清洗完毕后从冷却水出水口流出，进入捕球器，再进入发球机内，此类清洗单元存在如下弊端：1、需现场安装施工，工作量大，且无法和冷水机组配套出厂；2、由于要求发球速度快，所以发球动力功率配置较大，如水泵、空压机或需要较大压差的水流。第二类是在冷凝器的进出口处设置四通换向单元，冷凝器换热管内装清洗元件，通过四通换流向使清洗元件在做往复运动，清洗换热管内壁，例如公开号为CN202955276提供的一种用于壳管换热器清洗管路上的四通换向阀，此类通过换流向的自动清洗单元存在两个弊端：1、换向时高温水进入冷凝器，冷水机组冷凝器内制冷剂冷凝温度瞬间变化较大，冷水机组瞬间效率波动较大，对冷水机组运行带来较大冲击，严重时引起冷水机组喘振等副作用；2、由于水流场在冷凝器花板的分布原因，每根换热管内的流速不同，所以运行一段时间，部分清洗元件无法作往复清洗运动，卡住在阻挡元件内。前述两种清洗设备仅能实施在线清洗功能，无法满足冷却水系统的水处理要求，第三类是一种具有胶球在线清洗和化学水处理功能的水冷冷水机组管壳式冷凝器/蒸发器封头管箱，例如公开号为CN102980436A提供的集四种功能为一体的新型双流程水冷冷水机组管壳式冷凝器前端封头管箱，以化学缓释药剂解决了循环水系统的问题，但排污水中含对环境有害的化学药剂，不利于环保。

上述三种换热器清洗设备均存在以下弊端：1、以化学水处理药剂的方式去解决循环水系统的问题，但目前药剂均以磷系为主，对水体环境易产生富营养化，而任何杀菌灭藻剂均存在一定的生物毒性，在《GB50050-2007工业循环冷却水处理设计规范》中规定“经过投加阻垢剂、缓蚀剂和杀菌灭藻剂处理后的循环冷却水不应作直流水使用”，所以必须处理达标后才能排放；2、上述化学水处理药剂不能主动除去水中的成垢离子，高浓缩倍数的循环冷却水中含盐量太高，会引起设备腐蚀和结垢等问题，造成单元堵塞和换热效率下降导致的能源损失，远远超过节水效益，为了限制浓缩倍数，大量排污造成水资源的浪费，并极大干扰了循环水系统稳定性；3、化学水处理药剂需要专业人员进行维护，增加健康风险导致高昂的维护费用，间接增加了单元的运行费用。

随着工业的高度发展，人类对生存环境改善的强烈需求，社会的可持续发展及其涉及的生态、环境、资源、经济等方面都成为国际和社会关注的焦点，以化学水处理剂作为循环水冷却水系统的传统处理方式会越来越受到社会的限制，并逐步淘汰，因此目前迫切需要一种全新的工业循环冷却水处理方法和理念，以适应现代工业的发展需求。

循环冷却水系统是石化工业、冶金工业以及建筑的空调系统必不可少的能源介质之一。循环冷却水系统将设备产生的热量通过水与大气的热交换而散发，所以系统必须补充一定水量来弥补蒸发损耗量，因此系统中各种无机离子和有机物质不断浓缩。此外冷却塔在室外受到阳光照射、风吹灰尘杂物的进入，以及设备结构和材料等多种因素的综合作用，共同造成了循环冷却水系统中三大问题——结垢、腐蚀和微生物滋生。污垢和微生物黏泥等可引起垢下腐蚀，而腐蚀产物又形成污垢，上述问题相互关联且均会造成系统传热效率降低，过水段面减少，甚至使设备管道腐蚀穿孔。

发明内容

为解决上述提到的问题，本发明提供一种如下的技术方案，提出具有电化学除盐与杀菌、缓释防腐蚀和胶球在线清洗功能为一体的节能环保型综合循环水处理前端封头管箱。

一种冷水机组节能环保综合水处理封头管箱，所述的封头管箱包括有管箱本体和电控单元，所述的管箱本体包括有上腔和下腔，所述的管箱本体内设有收/发球清洗单元，所述的电控单元连接控制所述的收/发球清洗单元，所述的管箱本体连接有进水管和出水管，所述的进水管中设有下腔引水管，所述的下腔内设有和所述的引水管相连的过滤套管，所述的过滤套管内设有滤网组件，引水管和滤网组件内部相通，所述的过滤套管底端连接有延伸至下腔外的第一排污管，所述的过滤套管上端连接有电解腔，所述的电解腔一端设置电源连接线端子，另一端设有具有视镜观察功能的可拆卸维修口，所述的电解腔上还设有电解腔出水口，所述的电解腔出水口设有管状的第二滤网组件，所述的第二滤网组件连接有延伸至下腔外部的第二排污管，所述的电控单元向所述的电解电极供直流电并控制所述的电解电极的电极性的切换。

进一步的，所述的电解电极包括有至少一组电极板。

进一步的，所述的电极板包括有至少一片以上平行分布的阳极电极板和一片以上平行分布的阴极电极板，各阳极电极板与各阴极电极板交替平行分布；所述的阳极电极板和阴极电极板通过电极板固定件等距分开并固定成一整体。所述的电控单元控制阳极电极板和阴极电极板之间的极性切换。

进一步的，所述的第一排污管和第二排污管均设有排污电磁阀，所述的电控单元连接控制所述的排污电磁阀。

进一步的，所述的电解腔接近两端处分别对称的设有第一电解腔出水口和第二电解腔出水口。

进一步的，所述的上腔顶部还设有加药单元，所述的加药单元包括有设于管箱本体外的加药口，以及设上腔内并和所述的加药口相通的网状的药物存放腔。

进一步的，所述的电控单元包括有设于管箱本体上的固定座，固定于所述的固定座上箱体，设于箱体上的可视化人机界面，以及设于箱体内的控制系统，所述的控制系统连接并控制视化人机界面、收/发球清洗单元、电解电极和排污电磁阀，并向所述的电解电极供直流电。

进一步的，所述的电控单元控制阳极电极板和阴极电极板的极性切换。

进一步的，所述的上腔顶部还设有和所述的电控单元电连接用于检测管箱本体内水的电导性的电导率传感器。

进一步的，电导率传感器实时反馈被处理循环水的电导率，当循环水电导率高于一定值A时，电控单元提高电解电源的输出电压，增加各阳极电极板与各阴极电极板之间的电流密度；当循环水电导率低于一定值B时，电控单元提高电解电源的输出电压，减少各阳极电极板与各阴极电极板之间的电流密度；其中A≥B。本发明的有益效果为：

1、操作简单、结构紧凑、运行可靠，胶球的收发完全靠水力原理和冷却水的压差实现，无外在的动力源要求，节能环保；

2、胶球在线清洗单元可以始终保持换热器内壁洁净，提高换热效率，使换热器始终处于高效运行，降低能耗，节约能源；

3、主动脱除循环冷却水中的钙镁等成垢离子，提高了系统运行的浓缩倍数，将循环水的补充量控制在所需的最小限度内，抑制了水资源不必要的浪费；

4、电解处理中生成了具有杀菌能力的余氯强氧化剂和氢氧根离子，完全替代了环境污染的化学试剂，防止了冷却水中微生物的繁殖，缓释防腐蚀药剂可长期控制管道设备的腐蚀，是一种环境友好型的处理方法；

5、电化学单元中的平行极板的极性自动地定期切换，从而将粘附在阴极板表面上的水垢剥离排出，不需要服务人员清洁电极板表面，有效地实现了运行和维护中的成本降低；

6、胶球在线清洗单元、电化学水处理单元、过滤排污单元与封头管箱合为一体，可以与水冷冷水机组配套出厂，也可以和管壳满液式蒸发器、温度不超过80℃的两流程水冷管壳式换热器配套出厂，降低了生产和运行成本，是一款高效、环保、节能、无环境污染的一站式综合水处理设备。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的仰视图；

图4为图2的A-A向剖视图；

图5为电解组件的分解图。

具体实施例

下面结合附图，对本发明做详细的解说。

请参照图1-图5，一种冷水机组节能环保综合水处理封头管箱，所述的封头管箱包括有管箱本体1和电控单元2，所述的管箱本体1包括有上腔11和下腔12，所述的上腔11内设有收/发球清洗单元3，所述的管箱本体1与收/发球清洗单元3是集传统封头管箱、胶球在线清洗于一体的新一代节能装置，具体实施原理参照申请号为：CN 102980436 A中的说明，所述的电控单元2连接控制所述的收/发球清洗单元3，所述的管箱本体1连接有进水管4和出水管5，所述的出水管5和所述的收/发球清洗单元相连3，所述的进水管4中设有延伸进入所述的下腔的引水管41，所述的下腔内设有和所述的引水管41相连的过滤套管6，过滤套管6为一个封闭的腔体，所述的过滤套管6内设有滤网组件61，滤网组件61是由侧环面、上表面以及下表面包围而成的单独的完整的空间，引水管41则直接延伸进入滤网组件61内部并和滤网组件61内部相通，滤网组件61防止杂质进入电解腔63，电解腔63为电解过程提供一个稳定的电解环境，所述的过滤套管6底端连接有延伸至下腔外的第一排污管62，由滤网组件61首次过滤的大的污垢经过滤套管6底端和第一排污管62排出，所述的过滤套管6上端连接有电解腔63，所述的电解腔63一端设置电源连接线端子636，另一端设有具有视镜观察功能的可拆卸维修口637，用于观察电解腔63内的电解去垢情况和维修，电解腔63内设有电解电极631，所述的电解电极63产生0.1~100A/m2的恒定电流密度。所述的电解腔63两端分别对称的设有第一电解腔出水口632和第二电解腔出水口633，第一电解腔出水口632和第二电解腔出水口633分别设有管状的第二滤网组件71和第二滤网组件72，所述的第二滤网组件71和第二滤网组件72连接有延伸至下腔外部的第二排污管73。

请参照图5，所述的电解电极631包括有多组电极板634，所述的电极板包括有至少一片以上平行分布的阳极电极板和一片以上平行分布的阴极电极板，各阳极电极板与各阴极电极板交替平行分布；以及分别设于电极板一端的电极接头635，所述的电极接头635和电控单元2电连接，所述的阳极电极板和阴极电极板通过电极板固定件636等距分开并固定成一整体。当循环水经平行分布的阳极电极板和阴极电极板之间时，在阳极电极板区域产生的次氯酸、双氧水等具有杀菌灭藻的强氧化剂，在阴极电极板上会形成碳酸钙、碳酸镁等结晶物质，并通过定期电极切换剥离极板的沉积垢质，从而实现电化学水处理单元定点结垢定点除垢、杀菌灭藻的功能。电控单元2定期转换通过低压直流电源施加在阳极电极板和阴极电极板的电压极性，使附着的垢类从电极剥落，与水流共同进入排污管道，最终被第二滤网组件71和第二滤网组件72拦截后沉淀进入第二排污管73，待极板垢类基本脱落干净，开启电子阀将结垢物质彻底排出封头管箱，排污完成后排污阀门自动关闭，电解电极恢复正常工作。在具体实施过程中，阳极电极板和阴极电极板组件形状为板状、网状、圆棒状或多边形棒状。

电化学除垢的原理是在电控单元2给阳极供电，这样在阴极附近就会形成高浓度的氢氧根离子，在这种高pH值的环境下，易结垢的矿物质就会在阴极区域从水中析出并结垢，而在阳极侧由于电流的作用会析出氧、氯分子、双氧水等强氧化性物质，包括氧化性更强的反应中间产物如氧自由基、游离氯、过氧基离子等等，能起到很好的消毒灭活作用，避免微生物、细菌等引起的生物沉积。

进一步的，所述的第一排污管62和第二排污管73的末端均设有排污电磁阀9，所述的电控单元2连接控制所述的排污电磁阀9。

进一步的所述的上腔顶部还设有加药单元，所述的加药单元包括有设于管箱本体1外的加药口101，以及设上腔内并和所述的加药口101相通的网状的药物存放腔102，网状的药物存放腔102可以帮助缓慢释放的防腐蚀药剂到系统中，减缓了设备的腐蚀。

进一步的，所述的电控单元2包括有设于管箱本体1上的固定座21，固定于所述的固定座21上箱体22，设于箱体22上的可视化人机界面，以及设于箱体内的控制系统，所述的控制系统连接并控制视化人机界面、收/发球清洗单元3、电解电极631和排污电磁阀9，并向所述的电解电极提供电解所需的直流工作电源，可视化人机界面可手/自动实现收发球、启动/停止电解、实时读取电导率和启动/停止排污电磁阀排污，大大降低了使用者的操作难度；控制系统可以与PC、移动设备等进行通讯，可实时监控本设备的运行状态，使得维护更加方便、快捷。

进一步的，所述的上腔顶部还设有和所述的电控单元2电连接用于检测管箱本体1内水的电导性的电导率传感器，电导率传感器实时反馈被处理循环水的电导率，当循环水电导率高于一定值A时，电控单元2提高电解电源的输出电压，增加各阳极电极板与各阴极电极板之间的电流密度；当循环水电导率低于一定值B时，电控单元2提高电解电源的输出电压，减少各阳极电极板与各阴极电极板之间的电流密度；优选地，上述一定值A为100~3000μs/cm，上述一定值B为100~3000μs/cm，且存在A≥B的关系。

Claims (9)

1.一种冷水机组节能环保综合水处理封头管箱，所述的封头管箱包括有管箱本体和电控单元，所述的管箱本体包括有上腔和下腔，所述的管箱本体内设有收/发球清洗单元，所述的电控单元连接控制所述的收/发球清洗单元，所述的管箱本体连接有进水管和出水管，其特征在于，所述的进水管中设有下腔引水管，所述的下腔内设有和所述的引水管相连的过滤套管，所述的过滤套管内设有滤网组件，引水管和滤网组件内部相通，所述的过滤套管底端连接有延伸至下腔外的第一排污管，所述的过滤套管上端连接有电解腔，所述的电解腔一端设置电源连接线端子，另一端设有具有视镜观察功能的可拆卸维修口，所述的电解腔内设有电解电极，所述的电解腔上还设有电解腔出水口，所述的电解腔出水口设有管状的第二滤网组件，所述的第二滤网组件连接有延伸至下腔外部的第二排污管，所述的电控单元用于向所述的电解电极供直流电并控制所述的电解电极的电极性的切换。

2.如权利要求1所述的冷水机组节能环保综合水处理封头管箱，其特征在于，所述的电解电极包括有至少一组电极板。

3.如权利要求2所述的冷水机组节能环保综合水处理封头管箱，其特征在于，所述的电极板包括有至少一片以上平行分布的阳极电极板和一片以上平行分布的阴极电极板，各阳极电极板与各阴极电极板交替平行分布；所述的阳极电极板和阴极电极板通过电极板固定件等距分开并固定成一整体。

4.如权利要求3所述的冷水机组节能环保综合水处理封头管箱，其特征在于，所述的电控单元控制阳极电极板和阴极电极板之间的极性切换。

5.如权利要求1所述的冷水机组节能环保综合水处理封头管箱，其特征在于，所述的第一排污管和第二排污管均设有排污电磁阀，所述的电控单元连接控制所述的排污电磁阀。

6.如权利要求1所述的冷水机组节能环保综合水处理封头管箱，其特征在于，所述的电解腔两端处分别对称的设有第一电解腔出水口和第二电解腔出水口。

7.如权利要求1所述的冷水机组节能环保综合水处理封头管箱，其特征在于，所述的上腔顶部还设有加药单元，所述的加药单元包括有设于管箱本体外的加药口，以及设上腔内并和所述的加药口相通的网状的药物存放腔。

8.如权利要求1所述的冷水机组节能环保综合水处理封头管箱，其特征在于，所述的电控单元包括有设于管箱本体上的固定座，固定于所述的固定座上箱体，设于箱体上的可视化人机界面，以及设于箱体内的控制系统，所述的控制系统连接并用于控制视化人机界面、收/发球清洗单元、电解电极和排污电磁阀。

9.如权利要求1所述的冷水机组节能环保综合水处理封头管箱，其特征在于，所述的上腔顶部还设有和所述的电控单元电连接用于检测管箱本体内水的电导性的电导率传感器。