CN206583889U - 一种高温动态化学清洗模拟试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种高温动态化学清洗模拟试验装置，包括清洗介质存储箱、加热装置、冷却装置、空气压缩机、循环水泵、流量控制阀、清洗实验舱和监控单元；温控装置、加热装置、冷却装置均安装在清洗介质存储箱上；流量计安装在清洗实验舱上；电导率测试仪、色度仪、pH计电极均安装在清洗介质存储箱内；光纤成像仪的探头部分安装在清洗实验舱出口端；清洗介质存储箱的出水端通过依次连接的循环水泵和清洗实验舱连接清洗介质存储箱的入口端；空气压缩机输出端安装在清洗介质存储箱上。本实用新型采用了密闭循环设计，实现高温动态条件下的化学清洗及监控，并采用色度仪和光纤成像等为清洗过程及节点的控制提供参考。
Description
技术领域
本实用新型涉及化学清洗技术领域，具体来说是一种高温动态化学清洗模拟试验装置。
背景技术
工业设备在运行过程中和工作介质(如水、油或工艺物料等)作用会产生碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、粘泥菌藻及物料垢等污垢物质。它会附着在设备内部表面，不仅会导致热传导效率差，增加能耗，加大企业生产成本，还会腐蚀设备使其穿孔泄漏、承压能力下降而产生安全隐患，缩短设备使用寿命。严重的甚至会导致设备完全报废，给国家和企业造成巨大损失。因此，企业一边要对设备内运行的介质(水)进行处理使其尽量降低结垢速度和腐蚀速度、延长清洗周期；一边对已经结垢的设备进行除垢清洗和恢复保养，以维持设备的正常运行和降低能耗成本。
化学清洗是指利用化学方法及化学药剂达到清洗设备目的的方法。随着工业的发展，化学清洗遍布各个行业，如化工、金属加工、轻工业、动力工业、船舶工业等等。以电厂为例，需要清洗的设备主要有电厂排灰管道、输灰管道、电厂凝汽器、电厂锅炉、冷油器、回水管道、蒸汽管网、冷却塔、结晶器、除尘器水系统、变压器水冷系、制冷机组、换热器、油路控制、除氧器、汽轮机、空气预热器等，可见化学清洗涉及的范围之广。
目前，化学清洗前，一般都会在实验室内进行化学清洗的模拟实验，对清洗效果和腐蚀速率进行判定，从而确定实际清洗时所需要控制参数，制定正确可行的清洗方案。但目前实验室所用的化学清洗模拟装置和清洗工况有较大的差距，不能很好的模拟清洗过程，没有在线的检测手段，对检测的终点没有有效的检测方法，有可能导致清洗工艺条件控制不准确，严重时导致清洗事故的发生，造成严重的经济损失和社会影响。特别是需要在高温动态条件下(如EDTA化学清洗)才能实现预定清洗效果的实验，目前还没有相应的实验设备。所以，需重视并亟需解决这一问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了一种高温动态化学清洗模拟试验装置，以满足各种清洗要求，特别是为高温动态条件下的实验提供了一种可行性的模拟装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种高温动态化学清洗模拟试验装置，包括清洗介质存储箱、加热装置、冷却装置、空气压缩机、循环水泵、流量控制阀、清洗实验舱和监控单元；监控单元包括温控装置、电导率测试仪、色度仪、pH计、光纤成像仪和流量计；温控装置、加热装置、冷却装置均安装在清洗介质存储箱上；流量计安装在清洗实验舱上；电导率测试仪、色度仪、pH计电极均安装在清洗介质存储箱内；光纤成像仪的探头部分安装在清洗实验舱出口端；循环水泵的入口连接清洗介质存储箱的出水端，循环水泵的出口通过控制阀连接清洗实验舱进口端，清洗实验舱的出口端连接清洗介质存储箱的入口端；空气压缩机输出端安装在清洗介质存储箱上。
进一步的，清洗介质存储箱为不锈钢制成的箱体，并设置密封盖。
进一步的，温控装置的温度传感器安装在清洗介质存储箱内，接触清洗介质，温度传感器的输出端连接温控装置；温控装置连接加热装置的控制端和冷却装置的控制端。
进一步的，加热装置为电磁加热圈或电磁加热板。
进一步的，光纤成像仪为光纤内窥镜。
进一步的，清洗介质存储箱上还安装有安全阀和加药装置。
进一步的，清洗实验舱采用不锈钢材质制成，两端设置密封法兰。
进一步的，循环水泵的出口端与清洗介质存储箱的入口端之间并列设置有N个清洗实验舱，用于进行平行试验；N为大于等于2的正整数。
与现有技术相比，本实用新具有以下有益效果：
本实用新型优点在于采用了密闭循环设计；采用电磁涡流原理对清洗介质进行加热；采用空压机为系统提供高强压力；制作一系列不同规格的实验舱，根据被清洗管件样品的规格和实验要求进行选用；采用具有电导率测试、色度比对、pH值测量、流量监测、清洗效果光纤成像的功能，为清洗过程及节点的控制提供参考。实现高温动态条件下的化学清洗及监控功能。
附图说明
本实用新型一种高温动态化学清洗模拟试验装置，具体请参阅试验装置各部件的结构示意图，如图1所示。需要说明的是：图中虚线部分为并列设置的清洗实验舱及流量控制和光纤成像装置，可根据实验要求选择性使用。此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。
附图中标记及对应的零部件名称：
清洗介质存储箱1、加热装置2、冷却装置3、安全阀4、空气压缩机5、加药装置6、循环水泵7、流量控制阀8、8-1、清洗实验舱9、9-1和由温控装置10、电导率测试仪11、色度仪12、pH计13、光纤成像仪14、14-1、流量计15、15-1组成的监控单元。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
请参阅图1所述，本实用新型一种高温动态化学清洗模拟试验装置，温控装置10、加热装置2、冷却装置3、安全阀4均安装在由耐蚀材料制成的密闭式清洗介质存储箱1上，其中，温控装置10通过安装于清洗介质存储箱1内温度传感器反馈的信号，控制加热装置2和冷却装置3协同作用，控制清洗介质存储箱1内清洗介质的温度，同时，安全阀4确保整个系统压力不至过高，起到及时减压的作用；流量控制阀8、8-1安装在清洗实验舱9、9-1进口端的管道上，清洗实验舱9、9-1出口端连接清洗介质存储箱1，流量计15、15-1安装在清洗实验舱上，流量控制阀根据流量计读数，人工调节清洗介质的流速、流量；电导率测试仪11、色度仪12、pH计13电极均安装在清洗介质存储箱1内，负责采集清洗介质的电导率、色度及pH值，为实验技术人员的决策提供数据支持；光纤成像仪14、14-1的探头部分安装在清洗实验舱出口端，主要探查被清洗样品表面的清洗效果，为实验技术人员的观察清洗效果提供图像支持；循环水泵7安装在清洗介质存储箱1的出水端，循环水泵7的出口通过流量控制阀连接对应的清洗实验舱，为清洗装置的动力输出单元，保证清洗介质的连续循环；加药装置6安装在清洗介质存储箱1上，实现人工加药操作；空气压缩机5输出端安装在清洗介质存储箱上，为系统提供高强压力。
加热装置可选择使用电磁加热圈或电磁加热板，具体规格及功率视被加热介质及实验要求确定。
冷却装置是为了防止清洗介质的持续升高造成液体沸腾，起到及时降温的作用，具体型式和规格视实验要求而定。
电导率测试仪负责采集清洗介质的电导率参数，为实验技术人员判断清洗介质的性质变化提供数据支持。
色度仪负责采集清洗介质的色度，通过色度的前后对比，为实验技术人员判断清洗介质的性质变化提供数据支持。
pH计负责采集清洗介质的pH值，通过pH值的变化曲线，为实验技术人员判断清洗介质的性质变化提供数据支持。
光纤成像仪可选择使用光纤内窥镜或其他光纤成像设备，主要负责探查被清洗件的清洗效果，为实验技术人员判断清洗效果提供直观依据。
流量计负责采集流量数据，为实验技术人员判断清洗介质流速、流量提供数据支持。
安全阀可防止整个清洗系统的压力过高，起到及时减压的作用。
循环水泵为清洗系统的动力装置，为清洗介质连续循环提供动力支持。
流量控制阀可保证清洗介质按照实验设计的流量进行稳定循环。
清洗实验舱采用不锈钢等耐蚀材质制成，两端设置密封法兰，实现直线型管件的简易安装及清洗，可根据所清洗管件样品的不同规格，并列设置数个实验舱进行平行试验；对于U型管材的清洗，可将清洗实验舱卸下，直接在U型管材两端焊接法兰，连接在化学清洗系统内。
加药装置可根据清洗装置内清洗介质的浓度变化进行进药操作，保证清洗介质的化学性质。
空气压缩机为整个清洗系统增压，保证清洗介质在高温状态下不出现沸腾的现象。
参考《DL/T794-2011火力发电厂锅炉化学清洗导则》可知，化学清洗的工艺步骤一般是：水冲洗(包括冷态和热态)→碱洗→碱洗后水冲洗→酸洗→酸洗后水冲洗→漂洗和钝化。以下仅以其中的酸洗步骤为例进行简要操作说明：
1)将清洗样品置于清洗实验舱9、9-1，清洗用水注入清洗介质存储箱1，在温控装置10设置清洗温度，加热装置2、冷却装置3、空气压缩机5和安全阀4配合使用，加热清洗用水至设定温度。
2)开启循环水泵7，结合流量计15、15-1读数，通过流量控制阀8、8-1的调节使清洗用水进行设定流速的动态循环，通过加药装置6向清洗介质存储箱注入一定量的缓蚀剂等清洗药剂，循环一定时间后继续向清洗介质存储箱注入清洗用酸，开始动态循环清洗过程。
3)观察并记录电导率测试仪11、色度仪12、pH计13和光纤成像仪14、14-1，判断清洗节点及清洗效果。
4)试验完成后关闭上述设备或装置，取出清洗样品进行相关检测，并评价清洗效果。
Claims (8)
1.一种高温动态化学清洗模拟试验装置，其特征在于，包括清洗介质存储箱(1)、加热装置(2)、冷却装置(3)、空气压缩机(5)、循环水泵(7)、流量控制阀(8、8-1)、清洗实验舱(9、9-1)和监控单元；
监控单元包括温控装置(10)、电导率测试仪(11)、色度仪(12)、pH计(13)、光纤成像仪(14、14-1)和流量计(15、15-1)；
温控装置(10)、加热装置(2)、冷却装置(3)均安装在清洗介质存储箱(1)上；流量计(15、15-1)安装在清洗实验舱上；电导率测试仪(11)、色度仪(12)、pH计(13)电极均安装在清洗介质存储箱内；光纤成像仪(14、14-1)的探头部分安装在清洗实验舱出口端；循环水泵(7)的入口连接清洗介质存储箱的出水端，循环水泵(7)的出口通过控制阀(8、8-1)连接清洗实验舱(9、9-1)进口端，清洗实验舱的出口端连接清洗介质存储箱的入口端；空气压缩机(5)输出端安装在清洗介质存储箱上。
2.根据权利要求1所述的一种高温动态化学清洗模拟试验装置，其特征在于，清洗介质存储箱为不锈钢制成的箱体，并设置密封盖。
3.根据权利要求1所述的一种高温动态化学清洗模拟试验装置，其特征在于，温控装置的温度传感器安装在清洗介质存储箱内，接触清洗介质，温度传感器的输出端连接温控装置；温控装置连接加热装置的控制端和冷却装置的控制端。
4.根据权利要求1所述的一种高温动态化学清洗模拟试验装置，其特征在于，加热装置为电磁加热圈或电磁加热板。
5.根据权利要求1所述的一种高温动态化学清洗模拟试验装置，其特征在于，光纤成像仪为光纤内窥镜。
6.根据权利要求1所述的一种高温动态化学清洗模拟试验装置，其特征在于，清洗介质存储箱上还安装有安全阀和加药装置。
7.根据权利要求1所述的一种高温动态化学清洗模拟试验装置，其特征在于，清洗实验舱采用不锈钢材质制成，两端设置密封法兰。
8.根据权利要求1所述的一种高温动态化学清洗模拟试验装置，其特征在于，循环水泵的出口端与清洗介质存储箱的入口端之间并列设置有N个清洗实验舱，用于进行平行试验；N为大于等于2的正整数。
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