调节冰浆柱塞流动方向及流速提高冰浆清洗效果的方法技术

本发明专利技术公开了一种调节冰浆柱塞流动方向及流速提高冰浆清洗效果的方法，应用于待清洗管道，在所述待清洗管道中、沿着清洗管道内流体的流动方向依次设置有上游阀门、冰浆注入口、排污口以及下游阀门，所述方法包括：冰浆制备步骤；柱塞流形成步骤：抽取冰浆储存单元内的冰浆，并通过冰浆注入口输送至待清洗管道，形成柱塞流；反向操作步骤：向排污口通入流体介质反向推动柱塞流向上游管道移动；排出步骤：判断管道内冰浆柱塞流的情况，当冰浆含量降低至某一设定值后，停止反向操作步骤。本发明专利技术通过高压压缩空气、自来水或低温水反向推动柱塞流向上游管道移动，使冰浆柱塞在管道内反复冲刷，可以提高冰浆的清洗效果。可以提高冰浆的清洗效果。可以提高冰浆的清洗效果。

【技术实现步骤摘要】
调节冰浆柱塞流动方向及流速提高冰浆清洗效果的方法


[0001]本专利技术属于管道清洗领域，具体涉及一种调节冰浆柱塞流动方向及流速提高冰浆清洗效果的方法。

技术介绍

[0002]城市供水管道设计寿命长，供水管道使用年限一般都比较久，且由于管道施工及维修等原因，管道会出现腐蚀、结垢等情况，管道内壁会附着有水垢、沉积物、微生物、生物膜等附着物残留，影响自来水水质，清洗供水管网是有效保障自来水水质安全的手段。目前清洗供水管道的方法常见的有化学清洗法、高压水射流冲洗法，机械PIG清管法等。化学清洗管道是采用化学药剂对管道进行清洗,该技术对管道形状无要求等特点，但是也存在化学试剂容易腐蚀管道，残留化学清洗剂，造成管道损坏和水体污染等缺点。高压水清洗可以对管道内表面污垢进行高压水射流剥离清洗，但是存在清洗不彻底的缺点。
[0003]冰浆清洗管道技术是一种先进的清洗管道技术，专利文献CN108704906A对采用冰浆清洗自来水管道的方法进行了一定的描述，但是该文献仅简单描述了冰浆清洗自来水管道包括了：制取冰浆、运输冰浆、泵入冰浆、清洗自来水管道这四个过程，特别对于清洗自来水管道这一流程，该文献仅描述了将冰浆注入自来水管道中，对于如何形成有效的柱塞流等核心技术问题没有提及。
[0004]利用冰浆进行管道清洗时，希望在清洗管道内形成一段高冰浆浓度的柱塞。利用柱塞对壁面的摩擦、冲刷作用达到清洗目的。然而，冰浆中冰晶和溶液因密度差而会出现分层现象，不利于柱塞流的形成。并且，常规方法通过在冰浆储存单元内设置搅拌装置，先形成均匀的固液两相浆状流体，然后通过泵注入至清洗管道内。柱塞流只能通过提高冰浆浓度的方式来实现。并且，冰浆柱塞流的流动阻力是影响管内清洗效果的重要因素，管道壁面与柱塞流的摩擦效应是冰浆清洗管道的重要技术问题。
[0005]利用冰浆进行管道清洗时，希望在清洗管道内形成一段高冰浆浓度的柱塞。利用柱塞对壁面的摩擦、冲刷作用达到清洗目的。常规方法通过在冰浆储存单元内设置搅拌装置，先形成均匀的固液两相浆状流体，然后通过泵注入至清洗管道内。然而，冰浆中冰晶和溶液因密度差而会出现分层现象，不利于柱塞流的形成。且常规方法冰浆从冰浆注入点进入需清洗管道，利用自来水管道内原有的水压，推动冰浆流通过清洗管道，达到清洗的目的，然而冰浆单方向直接从下游冰浆出口排出，冰浆利用效果有限

技术实现思路

[0006]为了解决上述
技术介绍
所存在的至少一技术问题，本专利技术提供一种调节冰浆柱塞流动方向及流速提高冰浆清洗效果的方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0008]一种调节冰浆柱塞流动方向及流速提高冰浆清洗效果的方法，应用于待清洗管道，在所述待清洗管道中、沿着清洗管道内流体的流动方向依次设置有上游阀门、冰浆注入
口、排污口以及下游阀门，所述方法包括：
[0009]冰浆制备步骤：将所制备好的冰浆储存于冰浆储存单元中；
[0010]管道预冷步骤：关闭待清洗管道的上游、下游阀门，打开冰浆注入口，抽取冰浆储存单元内自然分层后底部的低温水，将低温水送至待清洗管道，对管道进行预冷，然后再排出预冷的低温水；
[0011]柱塞流形成步骤：抽取冰浆储存单元内的冰浆，并通过冰浆注入口输送至待清洗管道，再打开上游阀门，通过上游水流推动冰浆向前移动，形成柱塞流；
[0012]反向操作步骤：向排污口通入流体介质反向推动柱塞流向上游管道移动；
[0013]排出步骤：判断管道内冰浆柱塞流的情况，当冰浆含量降低至某一设定值后，停止反向操作步骤；打开上游阀门，利用供水压力将管内残留的冰浆及冲刷的杂质排出；
[0014]上述步骤流程循环进行，直至排出水质达到检测标准，停止上述循环，管道清洗结束。
[0015]进一步地，在所述柱塞流形成步骤还包括：在排污口增压，调节排污口和冰浆注入口的压力差，以调节柱塞流的流动速度。
[0016]进一步地，所制备冰浆的浓度为35
‑
70％。
[0017]进一步地，在所述排出步骤中，当冰浆含量降低至25
‑
30％后，停止反向操作步骤。
[0018]进一步地，在所述反向操作步骤中，所述流体介质为空气或自来水或冰水。
[0019]进一步地，所述柱塞流的流动速度为：0.1
‑
0.6米/秒。
[0020]本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：
[0021](1)高压压缩空气、自来水或低温水反向推动柱塞流向上游管道移动，使冰浆柱塞在管道内反复冲刷，可以提高冰浆的清洗效果。
[0022](2)一般情况下，下游的排污口直接联通大气，即出口背压为一个大气压(表压为0)，如果要调节冰浆柱塞流在管内的流动速度，只能通过上游阀门的开度来调节，但是上下游的压差可调节范围非常有限。过大的压差会使柱塞流动速度加快，从壁面至管中心出现较大的速度梯度，进而破坏“柱塞”形貌，减弱清洗效果。同时，由于下游排污口与清洗管道之间的管径差异，会出现排污口流速过大的情况。排污流速过大，对于下游的水质采样和监测也提出了更高要求。本专利技术提出的在排污口增压的方式，可以主动调节柱塞流上下的压力差，以此来调节柱塞的流动速度、且保持完整的柱塞形貌，有助于提高清洗效果，以及便于出口水质的检测。
附图说明
[0023]图1为冰浆清洗管道系统的组成示意图；
[0024]图2为待清洗管道的布置示意图；
[0025]图3为本专利技术调节冰浆柱塞流动方向及流速提高冰浆清洗效果的方法的流程图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。
[0027]参阅图1所示，本专利技术实施例提供的冰浆清洗管道系统包括冰浆制取单元、冰浆存储单元、冰浆输送、冰浆清洁四个单元。本专利技术所所提供的调节冰浆柱塞流动方向及流速提
高冰浆清洗效果的方法是基于该系统而进行的。其中，冰浆储存单元和冰浆制取单元相连接，冰浆储存单元和冰浆输送单元相连接。冰浆输送单元包括冰浆输送泵、流量计、温度传感器。
[0028]该冰浆清洁单元包括冰浆输送控制系统、水质检测系统。在该待清洗管道中、沿着清洗管道内流体的流动方向依次设置有上游阀门、冰浆注入口、排污口以及下游阀门。
[0029]如图2所示在该待清洗管道中、沿着清洗管道内流体的流动方向依次设置有上游阀门、冰浆注入口、排污口以及下游阀门。
[0030]实施例1
[0031]参阅图3所示，本实施例提供的调节冰浆柱塞流动方向及流速提高冰浆清洗效果的方法主要包括如下步骤：
[0032]冰浆制备步骤：
[0033]具体地，启动冰浆制取单元，采用过冷水方式制取冰浆，原料水在过冷板式换热器换热后成为过冷水，经过超声波促晶器促晶后，通过管道进入冰浆储存单元，形成冰水混合物，即冰浆储存于冰浆储存单元中。随着原料水在板式换热器不断循环换热，冰浆储存单元中冰含量逐渐提高，制备含冰率为35
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调节冰浆柱塞流动方向及流速提高冰浆清洗效果的方法，应用于待清洗管道，在所述待清洗管道中、沿着清洗管道内流体的流动方向依次设置有上游阀门、冰浆注入口、排污口以及下游阀门，其特征在于，所述方法包括：冰浆制备步骤：将所制备好的冰浆储存于冰浆储存单元中；管道预冷步骤：关闭待清洗管道的上游、下游阀门，打开冰浆注入口，抽取冰浆储存单元内自然分层后底部的低温水，将低温水送至待清洗管道，对管道进行预冷，然后再排出预冷的低温水；柱塞流形成步骤：抽取冰浆储存单元内的冰浆，并通过冰浆注入口输送至待清洗管道，再打开上游阀门，通过上游水流推动冰浆向前移动，形成柱塞流；反向操作步骤：向排污口通入流体介质反向推动柱塞流向上游管道移动；排出步骤：判断管道内冰浆柱塞流的情况，当冰浆含量降低至某一设定值后，停止反向操作步骤；打开上游阀门，利用供水压力将管内残留的冰浆及冲刷的杂质排出。2.如权利要求1所述的调节冰...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永珍，宋文吉，秦坤，冯自平，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：