一种循环冷却水系统动态模拟实验装置及其运行方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种循环冷却水系统动态模拟实验装置及其运行方法，循环水箱的箱体一侧设有冷却水排水阀和补给水进水阀，冷却水排水阀和补给水进水阀之间的循环水箱上设有固定孔，该固定孔内安装有加热棒和热电偶，加热棒和热电偶分别通过线路与外部温控仪连接，循环水箱上部中间两侧分别固定有碳钢试片和紫铜试片，碳钢试片和紫铜试片下部分别设有布气器，该布气器与外部的鼓风机相连，循环水箱的底部设有循环水泵，循环水泵与固定于循环水箱上的循环水流量计连接，碳钢试片和紫铜试片上端的布水器分别通过水管与循环水流量计连接。本发明专利技术装置设备自动化程度高，既方便控制又方便操作，可用于研究循环冷却水系统产生的设备腐蚀和结垢相关问题。

【技术实现步骤摘要】
一种循环冷却水系统动态模拟实验装置及其运行方法
本专利技术属于水处理
，具体涉及一种循环冷却水系统动态模拟实验装置及其运行方法。
技术介绍
金属腐蚀是人类社会生存、生活中随处可见的问题和现象，同时也严重影响着国民经济的稳定可持续增长。在循环冷却水系统中，体系设备多为金属材料（主要有碳钢、铜和不锈钢），在浓缩数倍（2-8倍）和高温的条件下，很容易导致在循环冷却水系统设备表面形成矿物结垢、微生物结垢和管道腐蚀问题。循环冷却水用水是工业用水的主要组成部分。管道和设备的结垢问题普遍存在于工业生产中，如火电、石油、电子等。目前用于循环冷却水系统的水源主要有地下水、地表水以及经过处理的城市污水，但是城市污水经二级生化处理后，水质较为简单，仍然含有大量的无机离子（如Ca2+、Mg2+、CO32-和SO42-）和少量的有机物，如若回用于循环冷却水系统，冷却水在换热并经降温再循环使用过程中就会给系统带来结垢问题。设备表面结垢所带来的直接后果是降低热交换系统的工作效率，严重时影响工业生产，甚至使整个系统瘫痪。目前我国的循环冷却水系统做的还尚不完善，在循环冷却水浓缩了数倍（通常是5-8倍）以及高温的条件下，很容易导致在该系统设备表面形成管道的腐蚀。经过生化处理的城市污水中含有大量微生物难以降解的有机物以及微生物的代谢产物（比如多糖、蛋白质、腐殖酸、核酸等）。有学者报道称海水中含有的腐殖酸会对碳酸钙的结垢过程有一定的抑制作用，腐殖酸、多糖和蛋白质是城市污水中比较常见的有机物，大部分都是来自于微生物的代谢产物。这些有机物很有可能对循环冷却水系统中的矿物的结垢过程产生一定的影响，并且这些有机物有可能会促进微生物在管道的表面附着，从而形成微生物结垢，微生物结垢又对管材腐蚀有促进作用。传统研究循环冷却水系统设备表面形成矿物结垢、微生物结垢和管道腐蚀问题的设备存在着结构复杂、操作繁琐、不易控制、不能很好的模拟实际运行工况的问题。
技术实现思路
本专利技术为研究循环冷却水系统中设备的腐蚀和结垢问题而提供了一种循环冷却水系统动态模拟实验装置及其运行方法，该装置既易于控制又方便操作，能够很好的模拟实际循环冷却水运行工况，便于研究循环冷却水系统产生的设备腐蚀、结垢等相关问题。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种循环冷却水系统动态模拟实验装置，其特征在于包括循环水箱、冷却水排水阀、补给水进水阀、鼓风机、碳钢试片、紫铜试片、循环水流量计、加热棒、热电偶和循环水泵，所述循环水箱的箱体一侧设有冷却水排水阀和补给水进水阀，冷却水排水阀和补给水进水阀之间的循环水箱上设有固定孔，该固定孔内安装有加热棒和热电偶，加热棒和热电偶分别通过线路与外部温控仪连接，循环水箱上部中间两侧分别固定有碳钢试片和紫铜试片，碳钢试片和紫铜试片下部分别设有布气器，该布气器与外部的鼓风机相连，循环水箱的底部设有循环水泵，循环水泵与固定于循环水箱上的循环水流量计连接，碳钢试片和紫铜试片上部的布水器分别通过水管与循环水流量计连接。进一步优选，所述循环水箱的材质为不锈钢，循环水箱的容积为100～1000L，循环水箱内的水温由温控仪通过加热棒和热电偶调节至30～100℃。本专利技术所述的循环冷却水系统动态模拟实验装置的运行方法，其特征在于具体过程为：首先在循环水箱上部1/4处固定碳钢试片和紫铜试片，用于模拟热电厂循环冷却水系统的换热管，然后设置循环水流量计的流速为0.5～5L/min，开启循环水泵通过水管和布水器向碳钢试片和紫铜试片均匀喷洒冷却水，水管内径为5～50mm，循环冷却水经过碳钢试片和紫铜试片表面流入循环水箱，同时通过鼓风机及布气器由碳钢试片和紫铜试片底部向上鼓风，用于模拟热电厂冷却塔中的空气流动，循环水箱中的水温由加热棒和热电偶通过温控仪自动控制调节至30～100℃，根据循环水箱中冷却水的电导率，通过补给水进水阀向循环水箱中补给实验用水和通过冷却水排水阀排放循环水箱中的浓水来调节循环冷却水的浓缩倍数以实现模拟不同运行工况下的循环冷却水，补给水进水采用液位自动控制，水箱中冷却水的浓缩倍数根据水中电导率通过排水阀排水控制。进一步优选，所述循环水流量计的流速为2L/min，循环水箱中的水温由加热棒和热电偶通过温控仪自动控制调节至60℃。本专利技术装置设备自动化程度高，既方便控制又方便操作，应用领域广，可用于研究循环冷却水系统产生的设备腐蚀和结垢相关问题。附图说明图1是本专利技术中循环冷却水系统动态模拟实验装置的结构示意图。图中：1-循环水箱，2-冷却水排水阀，3-补给水进水阀，4-鼓风机，5-碳钢试片，6-紫铜试片，7-循环水流量计，8-加热棒，9-热电偶，10-循环水泵。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行进一步的说明。循环冷却水系统动态模拟实验装置由循环水箱1、冷却水排水阀2、补给水进水阀3、鼓风机4、碳钢试片5、紫铜试片6、循环水流量计7、加热棒8、热电偶9和循环水泵10组成。装置结构：首先在容积为100～1000L的循环水箱1左侧距底部约1/10处设置冷却水排水阀2，左侧距底部约1/4处固定加热棒8，左侧距底部约3/7处固定热电偶9，加热棒8和热电偶9与外部的温控仪相连；左侧距底部约4/7处设置补给水进水阀3，循环水箱1右侧底部设置循环水泵10，循环水箱1右侧距底部约1/3处设置循环水流量计7，循环水泵10与循环水流量计7相连；在距离循环水箱1底部约3/4处左右两侧分别固定碳钢试片5与紫铜试片6，碳钢试片5和紫铜试片6底部设置布气器与循环水箱1外部的鼓风机4相连，碳钢试片5和紫铜试片6上部设置布水器与循环水流量计7通过水管相连。具体的方法步骤：首先在容积为100～1000L的循环水箱上部约1/4处固定碳钢试片和紫铜试片，用于模拟热电厂循环冷却水系统的换热管；然后设置循环水流量计的流速为0.5～5L/min，开启循环水泵通过水管和布水器向碳钢试片和紫铜试片均匀喷洒冷却水，水管内径为5～50mm，循环冷却水由于重力经过碳钢试片和紫铜试片表面流入循环水箱；同时通过鼓风机向碳钢试片和紫铜试片底部由布气器由下向上鼓风，用于模拟热电厂冷却塔中的空气流动；循环水箱中的水温由加热棒和热电偶通过温控仪自动控制调节至30～100℃；根据循环水箱中冷却水的电导率，通过补给水进水阀向循环水箱中补给实验用水和通过冷却水排水阀排放循环水箱中的浓水来调节循环冷却水的浓缩倍数以实现模拟不同运行工况下的循环冷却水，补给水进水采用液位自动控制，水箱中冷却水的浓缩倍数根据水中电导率通过排水阀排水控制。本专利技术中，循环水箱为不锈钢材质，规格为60cm×60cm×60cm，容积为216L，在距离循环水箱底部50cm处固定的碳钢试片和紫铜试片均是由上海仪电科学仪器股份有限公司供应的，规格为50mm×25mm×2mm，用于模拟热电厂循环冷却水系统的换热管；循环水流量计由余姚巨屹环保设备有限公司提供，型号为LZM-15，用于调节流量；循环水泵设置于循环水箱底部，由温州晧泉泵业有限公司提供，型号为MP-6RZ用于通过水管和布水器向碳钢试片和紫铜试片均匀喷洒冷却水；鼓风机由上海辛格有限公司提供，型号为XK23-D1，通过布气器向碳钢试片和紫铜试片底部由下向上鼓风，用于模拟冷却塔中的空气流动；距离循环水箱底部15cm处的加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种循环冷却水系统动态模拟实验装置，其特征在于包括循环水箱、冷却水排水阀、补给水进水阀、鼓风机、碳钢试片、紫铜试片、循环水流量计、加热棒、热电偶和循环水泵，所述循环水箱的箱体一侧设有冷却水排水阀和补给水进水阀，冷却水排水阀和补给水进水阀之间的循环水箱上设有固定孔，该固定孔内安装有加热棒和热电偶，加热棒和热电偶分别通过线路与外部温控仪连接，循环水箱上部中间两侧分别固定有碳钢试片和紫铜试片，碳钢试片和紫铜试片下部分别设有布气器，该布气器与外部的鼓风机相连，循环水箱的底部设有循环水泵，循环水泵与固定于循环水箱上的循环水流量计连接，碳钢试片和紫铜试片上部的布水器分别通过水管与循环水流量计连接。

【技术特征摘要】
1.一种循环冷却水系统动态模拟实验装置，其特征在于包括循环水箱、冷却水排水阀、补给水进水阀、鼓风机、碳钢试片、紫铜试片、循环水流量计、加热棒、热电偶和循环水泵，所述循环水箱的箱体一侧设有冷却水排水阀和补给水进水阀，冷却水排水阀和补给水进水阀之间的循环水箱上设有固定孔，该固定孔内安装有加热棒和热电偶，加热棒和热电偶分别通过线路与外部温控仪连接，循环水箱上部中间两侧分别固定有碳钢试片和紫铜试片，碳钢试片和紫铜试片下部分别设有布气器，该布气器与外部的鼓风机相连，循环水箱的底部设有循环水泵，循环水泵与固定于循环水箱上的循环水流量计连接，碳钢试片和紫铜试片上部的布水器分别通过水管与循环水流量计连接。2.根据权利要求1所述的循环冷却水系统动态模拟实验装置，其特征在于：所述循环水箱的材质为不锈钢，循环水箱的容积为100～1000L，循环水箱内的水温由温控仪通过加热棒和热电偶调节至30～100℃。3.一种权利要求1所述的循环冷却水系统动态模拟实验装置的运行方法，其特征在于具体过程...

【专利技术属性】
技术研发人员：申战辉，刘道儒，张淑展，马源浩，董星依，史嘉璐，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41