[发明专利]高温供热管网换热器结垢模拟试验装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种高温供热管网换热器结垢模拟装置及其使用方法，装置包括储水箱和高压釜体；储水箱内贮存有试验溶液，出液口通过主增压泵及主管路阀门与高压釜的进液口连接；所述高压釜体顶部有高压釜盖，高压釜体内布置有换热器；换热器内填充高温介质；主增压泵和主管路阀门之间设置有系统取样阀门；高压釜体出口的管路分为第一回路和第二回路，其中第一回路流经第一回路回水阀门后返回储水箱的进液口；第二回路流经第二回路碳钢管段进口阀门、碳钢管段、碳钢管段出口阀门后，返回储水箱的进液口；所述储水箱顶部的进气口连接有高压氩气气瓶。本装置在高压釜内进行结垢模拟试验，且系统采用氩气加压，可以模拟大于100℃条件。

技术领域

本发明属于供热管网系统中换热板阻垢研究领域，具体涉及一种高温供热管网中换热器结垢模拟试验装置及其使用方法。

背景技术

随着城镇居民集中供热规模不断扩大，为了提高供热效率，集中供热管网中一级网温度不断升高，目前最高已达130℃。供热管网输热过程中，换热器是重要的传热设备，而换热板结垢问题一直困扰运行人员。换热板结垢后，不仅降低了换热板传热效率，减少了水流通面积降低换热量。换热板结垢后，垢层下局部腐蚀环境发生恶化，可能导致局部酸化、氯离子浓度富集等问题，会加剧不锈钢换热板点蚀倾向。输热距离增大后，热网系统中水量增大，水质难以保障，部分系统水质较差。这进一步加剧了换热器结垢风险。换热器一旦结垢，一般只能拆解换热器对换热板逐一进行清洗。

板式换热器在运行期间难以检查内部结垢情况，而且热网系统内有几十万吨水容量，水质调控难度大，达到结垢条件后，换热器内可能会快速发生结垢现象。此外，供热管网输水管道普遍采用碳钢制成，碳钢腐蚀形成的腐蚀产物脱落进入循环水中，热网循环水中悬浮铁较高，这些悬浮物可能进一步促进换热器结垢，或者加剧结垢问题。如果能够针对现场工况，通过实验室模拟试验确定水质结垢临界条件，将会对运行人员具有重要的指导意义。

对于实验室进行高温供热结垢模拟试验而言，存在几大难点。其一是目前供热管网中水温最高已达130℃，常规的循环水结垢模拟试验装置无法在高温高压下进行试验。部分集中供热管网使用部分软化水作为补充水，常规的静态模拟试验中，实验总水量较少无法观察到明显的结垢现象。部分模拟试验装置的加热器温度大于实际模拟的温度，存在过热现象，这导致试验过程中首先在加热器表面生成水垢，但是实际运行工况下，并不会发生结垢现象。综上，目前市面上没有可以用于超过100℃高温条件热网循环水系统结垢研究的装置。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的难题，本发明的目的在于提供一种用于供热管网结垢模拟装置及其使用方法，本装置可以在实验室模拟供热管网中换热器结垢现象，用于换热器结垢研究工作。

为了达到以上的目的，本发明采用如下技术方案：

一种高温供热管网换热器结垢模拟试验装置，包括储水箱和高压釜体；

所述储水箱内贮存有试验溶液，储水箱的出液口通过主增压泵及主管路阀门与高压釜的进液口连接；所述高压釜体顶部有高压釜盖，高压釜体内布置有换热器；换热器内填充高温介质；

所述主增压泵和主管路阀门之间设置有系统取样阀门；

所述高压釜体出口的管路分为第一回路和第二回路，其中第一回路流经第一回路回水阀门后返回储水箱的进液口；第二回路流经第二回路碳钢管段进口阀门、碳钢管段、碳钢管段出口阀门后，返回储水箱的进液口；

所述储水箱顶部的进气口连接有高压氩气气瓶。

作为本发明的进一步改进，所述储水箱侧壁设置有液位显示装置，底部有储水箱放水阀门，储水箱内有冷却水环管；冷却水环管具有冷却水入口阀门、冷却水出口阀门；储水箱顶部有储水箱压力温度表和温度计。

作为本发明的进一步改进，所述储水箱顶部设置有储水箱进水阀门，进气口通过气体阀门与加压阀相连，减压阀与高压氩气气瓶相连。