一種用于礦井降溫工程的綜合防結(jié)垢系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及礦業(yè)工程及地?zé)峁こ痰木C合利用領(lǐng)域，尤其是關(guān)于用于礦井降溫工程的綜合防結(jié)垢系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)垢問(wèn)題是礦井降溫和礦山地?zé)崂霉こ萄h(huán)水系統(tǒng)中普遍存在的問(wèn)題。據(jù)調(diào)研，日本、冰島以及我國(guó)西藏、北京、天津、河南、遼寧等國(guó)家和地區(qū)的地?zé)嵯到y(tǒng)都存在不同程度的結(jié)垢現(xiàn)象，90%以上的換熱器都存在不同程度的結(jié)垢問(wèn)題。結(jié)垢量的增大直接導(dǎo)致管道傳熱系數(shù)的降低，結(jié)垢0.5mm，傳熱系數(shù)下降30%，結(jié)垢Imm則降低50 %。Steinhagen對(duì)1992年發(fā)達(dá)國(guó)家各國(guó)工業(yè)部門(mén)因污垢造成的損失進(jìn)行了粗略估計(jì)，美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)及日本因污垢而增加的費(fèi)用均約占當(dāng)年GNP的0.25% ;全世界污垢損失大約為450億美元，平均占GNP總值的0.2%。
[0003]管道壁面的污垢不但對(duì)管道中水的輸運(yùn)造成影響，同時(shí)影響了管道中水的傳熱效率。管道壁面污垢的導(dǎo)熱系數(shù)一般只有碳鋼的數(shù)十分之一，當(dāng)管道壁面污垢量增多時(shí)，管道表面與管道中運(yùn)輸?shù)乃g的熱傳導(dǎo)速度下降。在換熱器的設(shè)計(jì)中，由于考慮到污垢的影響，換熱器的設(shè)計(jì)面積比所需面積增大70?80%，其中30?50%是為了應(yīng)對(duì)污垢導(dǎo)致的性能的降低。除此之外，污垢的存在還會(huì)引起管道的局部腐蝕乃至穿孔，嚴(yán)重地威脅了管道系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
[0004]因此，對(duì)礦井降溫系統(tǒng)的換熱管道定期安排除垢的措施，顯得意義非凡，從設(shè)備維護(hù)成本、節(jié)省能源消耗方面都具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前，業(yè)內(nèi)有采用化學(xué)方法進(jìn)行除垢的做法，但除垢所用的化學(xué)物質(zhì)往往為酸性，在除垢同時(shí)也會(huì)對(duì)管道本身和管道的密封圈都構(gòu)件存在一定程度的腐蝕，減少了管道的使用壽命。另外，雖然目前存在一些管道除垢的物理系統(tǒng)或設(shè)備，但其除垢效率不高、污垢殘留量大、除垢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制和操作程序麻煩、設(shè)備維護(hù)成本高等等問(wèn)題。
[0005]為此，本發(fā)明人的目的是設(shè)計(jì)一種綜合的物理除垢裝置防止結(jié)垢的系統(tǒng)，可以防止、減少、清理礦井降溫系統(tǒng)和礦山地?zé)崂孟到y(tǒng)中水管路的結(jié)垢，從而提高換熱效率，減少運(yùn)行費(fèi)用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目是提供一種綜合的物理除垢裝置防結(jié)垢系統(tǒng)，以緩解或解決礦井降溫系統(tǒng)中或礦山地?zé)崂孟到y(tǒng)中的管路結(jié)垢問(wèn)題。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種用于礦井降溫工程的綜合防結(jié)垢系統(tǒng)物理除垢裝置，物理除垢裝置，所述防結(jié)垢系統(tǒng)包括:
[0008]一個(gè)多級(jí)多通道過(guò)濾器，包括一個(gè)供礦井水流過(guò)的入水口和一個(gè)出水口，在該入水口和出水口之間并聯(lián)連接數(shù)個(gè)獨(dú)立的通道，各通道內(nèi)串聯(lián)有至少兩個(gè)具不同孔徑濾網(wǎng)的過(guò)濾器，各過(guò)濾器底部具有一個(gè)固體顆粒收集槽；
[0009]一個(gè)換熱管段，其包括一個(gè)換熱器及與該換熱器兩端連接的入水管端和出水管端，所述入水管端連接所述多級(jí)多通道過(guò)濾器的出水口 ；所述換熱器包括一個(gè)管殼及設(shè)于內(nèi)部的換熱管束，所述換熱管束的兩端分別連接該入水管端和出水管端，所述換熱管殼內(nèi)通入循環(huán)冷卻水；
[0010]一個(gè)物理除垢裝置，并聯(lián)在所述換熱管段的兩端之間，其包括:
[0011]一個(gè)捕球器，其設(shè)于該換熱管段的出水管端，用于回收已通過(guò)該換熱管段的清洗小球，所述捕球器與一個(gè)小球收集器以一個(gè)回球管連接，將回收的清洗小球集中收納至所述的小球收集器內(nèi)；一個(gè)發(fā)球管，所述發(fā)球管的一端接設(shè)并連通于該換熱管段的入水管端的一側(cè)管壁，所述發(fā)球管另一端與該小球收集器連接，所述發(fā)球管能夠供該小球收集器內(nèi)小球通過(guò)并進(jìn)入所述換熱管段的入水管端；一個(gè)發(fā)射水泵，該發(fā)射水泵與該換熱管段之間以兩套取水路徑和回水路徑連接；當(dāng)所述發(fā)射水泵是以第一套取水路徑和回水路徑工作時(shí)，該發(fā)射水泵的回水流經(jīng)所述小球收集器及發(fā)球管，將清洗小球以高速高壓水沖入該換熱管段；當(dāng)所述發(fā)射水泵是以第二套取水路徑和出水路徑工作時(shí)，該發(fā)射水泵的取水流經(jīng)所述捕球器及小球收集器；且所述發(fā)射水泵分別以第一套、第二套取水路徑和回水路徑工作時(shí)，流經(jīng)該小球收集器的水流方向相反。
[0012]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述物理除垢裝置包括I個(gè)第一三通管，所述第一三通管的第一支管與所述捕球器連接，所述第一三通管的第一支管構(gòu)成所述回球管；所述第一三通管的第二支管與該換熱管段連接，該第一三通管道的第二支管構(gòu)成所述的發(fā)球管；所述第一三通管的第三支管與所述小球收集器連接，且所述小球收集器設(shè)于所述第一三通管的第三支管的管道內(nèi)。
[0013]如上述所述的方案，所述物理除垢裝置的第一三通管的第三支管末端開(kāi)口為排污口，用于排除經(jīng)清洗小球清洗后從管壁脫離的污垢碎渣；在該排污口處進(jìn)一步可設(shè)排污閥。
[0014]如上所述的方案，所述物理除垢裝置還包括I個(gè)第二三通管，所述第二三通管的第一支管與所述換熱管段連接，所述第二三通管的第二支管與所述發(fā)射水泵的入水口連接，所述第二三通管的第一支管與第二支管構(gòu)成所述發(fā)射水泵的第一取水路徑；所述第二三通管的第三支管與該所述第一三通管的第三支管連接。
[0015]如上所述的方案，所述物理除垢裝置還包括I個(gè)第三三通管，所述第三三通管的第一支管與所述換熱管段連接，所述第三三通管的第二支管與所述發(fā)射水泵的出水口連接，所述第三三通管的第一支管與第二支管構(gòu)成所述發(fā)射水泵的第二回水路徑；所述第三三通管的第三支管與所述第一三通管的第三支管連接。
[0016]如上所述的方案，所述物理除垢裝置的所述第二三通管的第三支管、所述第一三通管的第三支管以及所述發(fā)球管構(gòu)成所述發(fā)射水泵的第一回水路徑。
[0017]如上所述的方案，所述物理除垢裝置的所述回球管、所述第一三通管的第三支管、第二三通管的第三支管、所述第二三通管的第二支管構(gòu)成所述發(fā)射水泵的第二取水路徑。
[0018]如上所述的方案，所述物理除垢裝置的所述發(fā)球管及回球管、所述第二三通管的第一支管及第三支管、所述第三三通管的第一支管及第三支管的管路上設(shè)有至少一個(gè)閥門(mén)，所述閥門(mén)為電子閥門(mén)或手動(dòng)閥門(mén)。
[0019]如上所述的方案，所述物理除垢裝置的還包括一個(gè)控制器，所述閥門(mén)為電子閥門(mén)，所述各電子閥門(mén)皆與所述控制器信號(hào)連接，由所述控制器控制各該電子閥門(mén)的啟閉，以使得所述發(fā)射水泵以不同的取水路徑、回水路徑工作。
[0020]如上所述的方案，所述物理除垢裝置的所述控制器為防爆電控系統(tǒng)。
[0021]如上所述的方案，所述多級(jí)多通道過(guò)濾器的各過(guò)濾器底部設(shè)有排污口。
[0022]如上所述的方案，所述物理除垢裝置的清洗小球概呈球狀結(jié)構(gòu)，其表面具有若干毛刺。例如可采用密度較大的核心，在外部包裹一層耐磨橡膠的外殼制成，在外殼表面形成若干毛刺。耐磨橡膠，其摩擦力大，除垢力強(qiáng)，重復(fù)利用率高，且在除垢時(shí)不會(huì)傷及較為堅(jiān)硬的管道內(nèi)壁；或者所述小球?yàn)殇摻z纏繞形成的球狀結(jié)構(gòu)。
[0023]如上所述的方案，所述物理除垢裝置的所述小球收集器為篩狀或籃狀容納裝置，即能收集所述的清洗小球，但不影響水流通過(guò)。小球收集器由碳鋼制成，外面烤制抗腐蝕油漆?？砂ㄒ粋€(gè)透明窗口，以便從外部觀察其中清洗小球的狀況，若小球被磨損無(wú)表面的毛刺時(shí)，可打開(kāi)透明窗即可更換其中的清洗小球。
[0024]如上所述的方案，所述物理除垢裝置的所述捕球器篩狀或籃狀的漏斗形結(jié)構(gòu)，可捕捉清洗小球并通過(guò)底端的開(kāi)口將清洗小球匯集至小球收集器。捕球器可由碳鋼制成，夕卜面烤制抗腐蝕油漆，內(nèi)部的篩子由SS316L不銹鋼金屬片打孔制成。通過(guò)捕球器篩孔應(yīng)滿足水流通過(guò)，且水壓力損失不應(yīng)大于5kPa，并且不能允許小球漏出或卡入篩孔。
[0025]如上所述的方案，所述物理除垢裝置的所述發(fā)射水泵為能夠產(chǎn)生高壓高速水流的泵，又可稱之為高壓水泵，例如大山DZ-X125/1.6、盛世JH-HR-YFY-60。
[0026]本發(fā)明的有益技術(shù)效果包括:
[0027]1、本發(fā)明的綜合防結(jié)垢系統(tǒng)，包括處于換熱管段上游的多級(jí)多通道過(guò)濾器，可將礦井水預(yù)先進(jìn)行處理，以濾除其中顆粒顆粒較大的礦物質(zhì)，以避免堵塞換熱管段；所述換熱管段包括一個(gè)換熱器，換熱管束為具有鈦納米防腐涂層的換熱管，所述換熱器較佳選擇為一種具防堵塞、防腐蝕、防爆功能的三防換熱器。
[0028]此外，還可在所述管殼內(nèi)沿長(zhǎng)度方向設(shè)