一种热网系统的腐蚀结垢模拟试验装置的制作方法

1.本实用新型属于腐蚀结垢试验技术领域，具体涉及一种热网系统的腐蚀结垢模拟试验装置。


背景技术：

2.城市的热网系统逐级将热电厂产生的热量输送到居民家中，其稳定运行对于保障冬季居民供热具有重要意义。热网系统一般采用碳钢制成的输送管道，换热器采用不锈钢制成的换热板，该系统存在换热板结垢、换热板点蚀和管道腐蚀三大难题。换热板一旦结垢不仅影响换热效率也增大了换热板点蚀穿孔的风险；换热板点蚀穿孔后导致两侧压差不稳定，无法正常运行；管道发生腐蚀不仅减薄了厚度也增加了循环水中悬浮物含量，可能引发换热器阻塞等问题。随着城市集中供热规模的不断扩大，供热系统中一次网循环水温度也随之提高，目前部分供热系统的一次网温度已达到130℃，这使得该系统中材料面临更加严峻的腐蚀和结垢问题。在实验室条件下，利用模拟装置开展热网循环水系统防腐防垢研究，为现场运行提供指导，对于保障该系统平稳运行具有重要意义。
3.现有的模拟试验装置大部分无法一次性或系统的对换热板结垢、换热板点蚀和管道腐蚀进行同时试验，试验过程缓慢，成本较高，因此现需要一种热网系统的腐蚀结垢联合模拟试验装置，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种热网系统的腐蚀结垢模拟试验装置，其结构简单，通过设置第一控制组件、第二控制组件和第三控制组件，分别控制液体循环主路、碳钢管腐蚀试验管路和结垢试验管路是否参与试验进程，试验对象选择的灵活性和针对性更强；此外能够同时进行试片腐蚀试验、碳钢试验管腐蚀试验和结垢罐结垢试验，使试验效率更高，节约试验成本。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种热网系统的腐蚀结垢模拟试验装置，其特征在于：包括液体供给管路组以及均设置在所述液体供给管路组上的液路控制机构、试片腐蚀试验组件、碳钢试验管和结垢罐；
6.所述液体供给管路组包括液体循环主路、并联在液体循环主路上的碳钢管腐蚀试验管路和结垢试验管路，以及设置在液体循环主路上的供液支路，所述试片腐蚀试验组件连接在液体循环主路上，碳钢试验管连接在碳钢管腐蚀试验管路上，所述结垢罐连接在结垢试验管路上；
7.液体循环主路的两端通过汇液块连通，供液支路上设置有水箱，水箱通过汇液块向液体循环主路供液，水箱的出水口设置有阀v11，液体循环主路上设置有磁力循环泵和加热釜；
8.所述液路控制机构包括设置在液体循环主路上的第一控制组件、设置在碳钢管腐蚀试验管路上的第二控制组件和设置在结垢试验管路上的第三控制组件。
9.上述的一种热网系统的腐蚀结垢模拟试验装置，其特征在于：所述第一控制组件包括沿液体流动方向依次设置在液体循环主路上的阀v2、阀v4、电磁流量计、阀v7、阀v9和阀v14，阀v2的进液端与磁力循环泵的出液端连接，所述试片腐蚀试验组件设置在电磁流量计与阀v7之间，加热釜设置在阀v9与阀v14之间，加热釜上设置有温度计t1，加热釜的进液口设置有管道液压传感器p；所述阀v2的出液端与阀v9的进液端之间设置有流量调节支路，流量调节支路上设置有阀v3，所述加热釜上还连接有排气阀v10，排气阀v10的出气端与水箱连接。
10.上述的一种热网系统的腐蚀结垢模拟试验装置，其特征在于：所述碳钢管腐蚀试验管路的进液端与所述试片腐蚀试验组件的出液端连接，所述碳钢管腐蚀试验管路的出液端与加热釜的进液口连接；所述第二控制组件包括设置在碳钢试验管进液端的阀v6和设置在碳钢试验管出液端的阀v8，阀v6的进液端还连接有卸压支路，卸压支路上设置有阀v15。
11.上述的一种热网系统的腐蚀结垢模拟试验装置，其特征在于：所述试片腐蚀试验组件包括设置在电磁流量计与阀v7之间的试片腐蚀管和安装在试片腐蚀管内的试片挂架，所述试片挂架包括竖直安装杆和沿竖直安装杆长度方向均匀设置的多组试片固定单元，所述试片固定单元包括两个水平布设的四氟固定柱，试片与两个四氟固定柱可拆卸连接；竖直安装杆顶部设置有用于与试片腐蚀管连接的连接法兰，试片腐蚀管的出液嘴设置在试片腐蚀管侧壁顶部，试片腐蚀管的进液口位于试片腐蚀管的底部，试片腐蚀管的进液口设置有温度计t3。
12.上述的一种热网系统的腐蚀结垢模拟试验装置，其特征在于：所述结垢试验管路的进液端与所述试片腐蚀试验组件的出液端连接，所述结垢试验管路的出液端与汇液块连接；所述结垢罐包括设置在结垢试验管路上的罐体和设置在罐体上的结垢加热器，所述罐体的进液端设置有温度计t2；所述第三控制组件包括设置在罐体进液端的阀v5和设置在罐体出液端的阀v13。
13.上述的一种热网系统的腐蚀结垢模拟试验装置，其特征在于：所述液体循环主路、结垢试验管路和碳钢管腐蚀试验管路的外侧均设置有保温组件，所述保温组件包括包裹在管路外侧的保温层和设置在保温层与管路之间的加热丝。
14.上述的一种热网系统的腐蚀结垢模拟试验装置，其特征在于：所述磁力循环泵与阀v2之间的液体循环主路上还连接有采样支路，所述采样支路上设置有冷却采样池，冷却采样池的进液端设置有阀v1，冷却采样池上具有采样接口。
15.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：本实用新型结构简单，通过设置第一控制组件、第二控制组件和第三控制组件，分别控制液体循环主路、碳钢管腐蚀试验管路和结垢试验管路是否参与试验进程，试验对象选择的灵活性和针对性更强；此外能够同时进行试片腐蚀试验、碳钢试验管腐蚀试验和结垢罐结垢试验，使试验效率更高，节约试验成本。
16.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
17.图1为本实用新型模拟试验装置的原理图。
18.图2为本实用新型试片腐蚀试验组件的结构示意图。
19.图3为本实用新型保温层、加热丝和液体循环主路的安装关系示意图。
20.附图标记说明:
21.1-碳钢试验管；
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2-液体循环主路；
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3-碳钢管腐蚀试验管路；
22.4-结垢试验管路；
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5-供液支路；
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6-汇液块；
23.7-水箱；
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8-磁力循环泵；
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9-加热釜；
24.10-电磁流量计；
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11-流量调节支路；
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12-卸压支路；
25.13-试片腐蚀管；
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14-竖直安装杆；
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15-四氟固定柱；
26.16-试片；
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17-连接法兰；
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18-出液嘴；
27.19-罐体；
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20-结垢加热器；
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21-保温层；
28.22-加热丝；
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23-采样支路；
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24-冷却采样池。
具体实施方式
29.如图1、图2和图3所示，本实用新型包括液体供给管路组以及均设置在所述液体供给管路组上的液路控制机构、试片腐蚀试验组件、碳钢试验管1和结垢罐；
30.所述液体供给管路组包括液体循环主路2、并联在液体循环主路2上的碳钢管腐蚀试验管路3和结垢试验管路4，以及设置在液体循环主路2上的供液支路5，所述试片腐蚀试验组件连接在液体循环主路2上，碳钢试验管1连接在碳钢管腐蚀试验管路3上，所述结垢罐连接在结垢试验管路4上；
31.液体循环主路2的两端通过汇液块6连通，供液支路5上设置有水箱7，水箱7通过汇液块6向液体循环主路2供液，水箱7的出水口设置有阀v11，液体循环主路2上设置有磁力循环泵8和加热釜9；
32.所述液路控制机构包括设置在液体循环主路2上的第一控制组件、设置在碳钢管腐蚀试验管路3上的第二控制组件和设置在结垢试验管路4上的第三控制组件。
33.需要说明的是，所述水箱7内的液体可以为纯净水或含氯水或散热油等。
34.本实施例中，所述液体供给管路组采用耐腐耐高温挠性橡胶管。
35.需要说明的是，试验过程中，结垢罐结垢试验对应热网系统中换热板结垢情况，试片16腐蚀试验对应换热板点蚀情况，碳钢试验管1腐蚀试验对应热网系统中管道腐蚀情况。
36.需要说明的是，通过设置第一控制组件、第二控制组件和第三控制组件，分别控制液体循环主路2、碳钢管腐蚀试验管路3和结垢试验管路4是否参与试验进程，试验对象选择的灵活性和针对性更强；此外能够同时进行试片16腐蚀试验、碳钢试验管1腐蚀试验和结垢罐结垢试验，使试验效率更高，节约试验成本。
37.本实施例中，所述第一控制组件包括沿液体流动方向依次设置在液体循环主路2上的阀v2、阀v4、电磁流量计10、阀v7、阀v9和阀v14，阀v2的进液端与磁力循环泵8的出液端连接，所述试片腐蚀试验组件设置在电磁流量计10与阀v7之间，加热釜9设置在阀v9与阀v14之间，加热釜9上设置有温度计t1，加热釜9的进液口设置有管道液压传感器p；所述阀v2的出液端与阀v9的进液端之间设置有流量调节支路11，流量调节支路11上设置有阀v3，所述加热釜9上还连接有排气阀v10，排气阀v10的出气端与水箱7连接。
38.本实施例中，所述加热釜9上还连接有安全阀v16，加热釜9分别通过排气阀v10和安全阀v16与水箱7连接。
39.需要说明的是，加热釜9用于根据试验需要对所述液体供给管路组内的液体进行加热，再根据温度计t1、温度计t2和温度计t3显示的实时温度值对加热釜9的加热效果进行调整，使试验条件更加准确。
40.本实施例中，所述汇液块6为五通汇液块，液体循环主路2的两端、供液支路5远离水箱7的一端和结垢试验管路4的出液端分别与五通汇液块中的四个接口连接，五通汇液块中的第五个接口作为排污口，将试验后的液体排至排污渠，便于进行下一次试验。
41.需要说明的是，通过设置流量调节支路11，调节阀v3的开度，以及磁力循环泵8的频率，从而调节进入试片腐蚀管13内的液体流量，以满足不同试验需求。
42.本实施例中，所述碳钢管腐蚀试验管路3的进液端与所述试片腐蚀试验组件的出液端连接，所述碳钢管腐蚀试验管路3的出液端与加热釜9的进液口连接；所述第二控制组件包括设置在碳钢试验管1进液端的阀v6和设置在碳钢试验管1出液端的阀v8，阀v6的进液端还连接有卸压支路12，卸压支路12上设置有阀v15。
43.本实施例中，所述卸压支路12的出液端与排污渠连接，当碳钢管腐蚀试验管路3内液体流量压力过大时，打开阀v15调节其内部压力。
44.需要说明的是，实际安装时，碳钢试验管1的两端均与碳钢管腐蚀试验管路3通过法兰连接，便于对碳钢试验管1进行更换，并将更换后的碳钢试验管1进行腐蚀度检测。
45.本实施例中，如图2和图3所示，所述试片腐蚀试验组件包括设置在电磁流量计10与阀v7之间的试片腐蚀管13和安装在试片腐蚀管13内的试片挂架，所述试片挂架包括竖直安装杆14和沿竖直安装杆14长度方向均匀设置的多组试片固定单元，所述试片固定单元包括两个水平布设的四氟固定柱15，试片16与两个四氟固定柱15可拆卸连接；竖直安装杆14顶部设置有用于与试片腐蚀管13连接的连接法兰17，试片腐蚀管13的出液嘴18设置在试片腐蚀管13侧壁顶部，试片腐蚀管13的进液口位于试片腐蚀管13的底部，试片腐蚀管13的进液口设置有温度计t3。
46.本实施例中，所述出液嘴18位于多组试片固定单元的上方，保证液体能够充分接触多组试片固定单元上的试片16。
47.需要说明的是，实际安装时，试片腐蚀管13呈竖直安装，液体从底部的进液口在磁力循环泵8的作用下向上流动，随后从试片腐蚀管13的出液口流出，相比于自上而下的进液，该方式能够使试片16与液体更加充分地接触，防止因为流速过快产生间隙，影响腐蚀效果。
48.需要说明的是，多个试片16两两成组，一次腐蚀试验可以测试不同种类的试片的腐蚀情况，高效快速。
49.本实施例中，试片16通过尼龙或四氟螺母与两个四氟固定柱15可拆卸连接。
50.需要说明的是，通过设置试片固定单元将试片16稳固地安装在竖直安装杆14上，防止试验过程中试片16在液体的冲击下晃动或与试片腐蚀管13产生碰撞。
51.本实施例中，所述结垢试验管路4的进液端与所述试片腐蚀试验组件的出液端连接，所述结垢试验管路4的出液端与汇液块6连接；所述结垢罐包括设置在结垢试验管路4上的罐体19和设置在罐体19上的结垢加热器20，所述罐体19的进液端设置有温度计t2；所述第三控制组件包括设置在罐体19进液端的阀v5和设置在罐体出液端的阀v13。
52.本实施例中，所述结垢加热器20使罐体19内的液体温度高于管道内水温5℃至10
℃，使液体中的杂质集中在罐体19内进行结垢；当腐蚀试验结束，所述液体供给管路组内液体排空且管道冷却后，取下结垢罐，观察结垢情况并进行记录。
53.本实施例中，所述液体循环主路2、结垢试验管路4和碳钢管腐蚀试验管路3的外侧均设置有保温组件，所述保温组件包括包裹在管路外侧的保温层21和设置在保温层21与管路之间的加热丝22。
54.需要说明的是，所述管路包括液体循环主路2、结垢试验管路4和碳钢管腐蚀试验管路3，在碳钢试验管1外侧不设置保温组件，便于碳钢试验管1的更换。
55.需要说明的是，如图3所示，以液体循环主路2外的保温组件结构为例，通过设置保温层21和加热丝22减少液体循环主路2内的液体在长距离的流动过程中的温度损耗，保证试片腐蚀管13内的液体温度与加热釜9内流出的液体温度的差值在能够允许的误差范围内，保证模拟试验的效果；所述保温层21可采用保温棉。
56.本实施例中，所述加热丝22的温度可根据试验需求设定在室温至150℃之间的某个范围。
57.本实施例中，所述磁力循环泵8与阀v2之间的液体循环主路2上还连接有采样支路23，所述采样支路23上设置有冷却采样池24，冷却采样池24的进液端设置有阀v1，冷却采样池24上具有采样接口。
58.本实施例中，实际安装时，采样支路23和冷却采样池24设置在液体循环主路2下方，当需要采样时，打开阀v1，液体循环主路2的液体在重力的作用下通过采样支路23流入冷却采样池24内，等待采样的液体冷却后即可进行液体内金属杂质和元素的含量分析。
59.需要说明的是，通过对所述液体供给管路组内的液体进行采样，并通过采样液体中的杂质含量判断腐蚀试验的进程，从而判断腐蚀试验的停止时刻，有效掌握腐蚀试验中的部分中间过程参数。
60.需要说明的是，由于所述液体供给管路组内的液体温度较高，无法直接进行采样，因此需要设置冷却采样池24，待采样的液体冷却后才能便于测试；本实施例中，所述冷却采样池24内设置有冷却装置，便于加快液体的冷却。
61.需要说明的是，当阀v15打开卸压或阀v1打开采样时，管路内液体流失，需要打开阀v11进行补液操作，补液后的管路内液体温度被动变化，此时调节加热釜9的温度，使管路内的液体温度稳定在试验所需温度内。
62.实际使用时，首先安装试片腐蚀试验组件、碳钢试验管1和结垢罐，打开阀v2、阀v4、阀v5、阀v6、阀v7、阀v8、阀v9、排气阀v10、阀v11和阀v13，启动磁力循环泵8，此时调整磁力循环泵8流量小于1m3/h，将水箱7内的循环液体注入所述液体供给管路组内。同时观察水箱7上连接的排气阀v10的出气端，当排气阀v10的出气端排出液体时打开阀v14后关闭阀v11。此时液体循环主路2、碳钢管腐蚀试验管路3和结垢试验管路4内的液体进行内循环，增大磁力循环泵8流量，调整至需要试验的流量后，待管道液压传感器p显示压力为0时关闭阀v10。最后将加热釜9和结垢罐中的温度调整至试验温度，开始腐蚀结垢进程。
63.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。