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USP-B系列板式換熱器超聲波除垢防垢裝置簡介


   USP--B系列板式換熱器除垢裝置是在USP--M系列超聲波除垢裝置的基礎上,針對板式換熱器而開發的另一款新產品。由俄羅斯VIDKON公司提供部分核心器件,授權我公司生產。其產品主要防止板式換能器產生水垢,提供連續不間斷的工作,具有:除垢、防垢、防腐、提高換熱效率、環保節能等突出的技術特點。技術成熟,是板式換能器除垢的專業產品。


一、 板式換能器是近10年才普及的,普及的原因是由于板式換能器具有以下優點:

1、傳熱系數高:板式換熱器的傳熱系數是管殼式換熱器的35倍。完成同一換熱任務,板式換熱器的換熱面積僅為管殼式換熱面積的1/31/4 

2、對數平均溫差大:流體在板式換熱器內的流動是并流或逆流的流動方式,其溫差修正系數一般在0.80.95 

3、占地面積小:板式換熱器結構緊湊,單位體積內的換熱面積為管殼式換熱器的25倍,實現同樣的換熱任務時,板式換熱器的占地面積約為管殼式換熱器的1/51/10 

4、重量輕:板式換熱器的板片厚度僅為0.51mm,在完成同樣換熱任務的情況下,板式換熱器的重量僅為管殼式換熱器的1/5左右。

5、價格低:單位換熱面積造價低于管殼式換熱器。

6、末端溫差小:板式換熱器的末端溫差很小,對于水水換熱可以低于1℃,而管殼式換熱器大約為5.這對于回收低溫位的熱能是很有利的。

7、污垢系數低:板式換熱器的流體呈現劇烈湍流,雜質不易沉積,板間通道的流通死區小,不銹鋼制造的換熱面光滑、且腐蝕附著物少。

8、可以實現多種介質換熱。

9、很容易改變換熱面積或流程組合。

二、 板式換能器雖然優點很多,但也有以下缺點:

1、工作壓力小:板式換熱器是靠墊片密封的,密封周邊很長,而且角孔的兩道密封處的支撐情況較差,墊片得不到足夠的壓緊力,所以目前板式換熱器的****工作壓力僅為2.5MPAa;單板面積大于1平方時,其工作壓力往往低于2.5MPa 

2、工作溫度低:板式換熱器的工作溫度決定于密封墊片能承受的溫度。用橡膠類彈性墊片時,****工作溫度在200℃以下;用壓縮石棉絨墊片工作溫度為250260℃,由于壓縮石棉絨墊片的彈性差,所以工作壓力較用橡膠墊片低。

3、易堵塞:換熱器的板間通道很窄,一般在35mm,當換熱介質中含有較大的固體顆粒或纖維物質時,就容易堵塞板間通道。

4、不易清洗:清洗時必須把換能器解體,逐片清洗,清垢難度大,清洗工作量大,清洗現場亂。

5、檢修費用高:由于板片很薄,在清洗硬垢的過程中板片易變形,密封墊圈極易損壞;為保證回裝質量,必須更換,檢修費用高。

三、針對板式換熱器存在的缺陷,我公司****研制了USP-B系列板式換熱器除垢裝置,該裝置通過超聲波除垢裝置去除換熱板上的硬垢,通過軟垢清除裝置去除換熱板間的氧化物及泥沙等軟垢,徹底解決了板式換熱器的除垢難題。

 技術創新點:

1、在國際上率先提出了一種全新的除垢模式,將超聲波除垢技術應用于板式換熱器除垢方面,較好地解決了超聲波應用頻率、功率密度、除垢效應三者之間的關系。

2、參數匹配合理,全新設計的換能器對硬垢的去除效果好。

3、輸出頻率與功率密度在線可調,便于尋找****工況。

4、增加了軟垢清除裝置,可以有效去除換熱板與板之間的軟垢。

5、使用壽命長,連續在線工作,基本處于免維護。

l  除垢作用

除垢效果明顯,一般在安裝使用后的3-6個月內,可去除80%以上的老垢,以后陸續清除干凈。

除垢機理:超聲波的聲波作用于液體中時,液體內形成許多微小的氣泡,形成“空化效應”,氣泡的破裂會產生五能量極大的沖擊波,影響了碳化沉積物內部之內的牢固性,破壞了碳化沉積物和金屬之間的關系,因此,產生許多小裂縫。當裂紋逐漸增多后,水垢便形成沙礫狀顆粒,一部分從管壁表面脫落。水在毛細的作用下通過細小裂縫滲入到受熱表面,那里有水被蒸發,從而帶動碳化沉積物的膨脹和成片地脫落,將垢清除徹底。

作用于金屬表面的超聲波振動產生了機械能量,使得金屬、水垢、水隨之震動,由于三者之間的頻率響應不同,產生不同步振動,形成垢層與管壁界面上的相對剪切力,即形成“剪切效應”,破壞了水垢和金屬之間的結合,導致垢層產生疲勞而松脫。

l 阻垢作用

阻垢徹底,自安裝之日起,新垢生成的概率很小。                       

阻垢機理:超聲波在液體介質中通過“空化效應”,將水分子裂解為H自由基和HO自由基,甚至H+OH-, OH與成垢物質離子可形成諸如CaOH MgOH 等的化合物,從而增加水的溶解能力,使其溶垢能力相對提高,具有"活化"效應。超聲波的輻射把液體拉裂而形成無數極微小的局部空穴和氣泡,在這些氣泡的周圍,形成許多的結晶中心,在水中開始形成硬鹽,形成細小的沙狀物,即產生超生“凝聚”現象,有很強的爭奪水中離子的能力。

受熱表面上的振動使金屬與水之間產生高速微流和空化效應,破壞垢類生成和在管壁沉積的條件,阻礙了這些沙狀物在管壁上的沉淀,具有阻垢效果。

l  防止氧化腐蝕作用

在管壁內表面自然形成的裂縫中,存有水中溶解的氧氣,在超聲波振動的作用下,它被強制從裂縫中排出來。超聲波的脈沖長期地作用于管的內壁表面,在微小的縫隙附近發生變形變化,這些變形變化把裂縫的邊緣鉚住,使它們被封住,水中的溶氧就不會滲入裂縫中,消除了腐蝕的源頭,保護金屬免受磨蝕。這種防腐蝕的效果在某種程度上取代了管子內表面的鈍化,可有效防止水中溶氧對金屬的腐蝕,相當于清除鋼鐵管受氧腐蝕的裝置。

l  提高換熱器效率

超聲波振動,形成其內部水和管壁的振動,減弱了水與管壁之間的流體力學阻力,從而提高了水流的速度。水與金屬加熱面之間的排出與進入加快,水與受熱表面的交換速度也加快,使被加熱液體的層流邊界層、過度層和紊流區能進行更好的混合,提高熱量的傳遞。同時,由于換熱設備處于無垢狀態下運行,換熱熱損耗很小,提高換熱器效率近3-5%

l  環保節能

物理方法防垢,對水體和環境無污染,對管線和容器無腐蝕。相對于結垢后在處理的其它方法而言,其在線式的工作方式,破壞了垢晶形成條件,使設備始終處于無垢狀態下運行,其熱傳導效率約提高了5-8%,節能3-5%

四、產品組成

1、USP-B系列板式換熱器除垢裝置由超聲波除垢裝置、軟垢清除裝置、電控裝置、附屬管路等組成。 

2、超聲波除垢裝置由脈沖電源和換能器組成。脈沖電源的功能是把AC220V的工頻電源轉換成一定頻率的脈沖電源;換能器的作用是把電子脈沖能量轉換成機械能量,產生超聲波振動,實現除垢的機理。

3、軟垢清除裝置由氣液混合器、控制器、管閥等組成,混合液以一定的壓力進入脈沖震蕩發生器,形成高壓脈沖水氣流,進入板式換熱器后,隨著氣泡的爆裂,板片內的水流被激發出強大的沖擊波,猛烈地沖刷板壁,并夾雜著被撞碎、剝離的雜質產生了巨大的"噴濺效應",從而清除泥砂、鐵銹渣等軟垢。

4、電控裝置由電氣開關、指示燈、接觸器、PLC等組成,運行過程中根據PLC編程,自動控制各電器單元的啟停,閥門的開閉,逐一清洗每臺板式換熱器,實現運行中除垢。


五、技術規范 

裝置型號

USP-300/1B

USP-300/2B

USP-300/3B

USP-300/4B

USP-900/1B

USP-900/2B

USP-900/3B

USP-900/4B

USP-1000/1B

USP-1000/2B

USP-1000/3B

USP-1000/4B

USP-1500/1B

USP-1500/2B

USP-1500/3B

USP-1500/4B

電源電壓

AC220V  50Hz / AC380V   50Hz

工作頻率

16.7KHz—19.2kHz

功率密度

10-16

外接水源入口及壓力

DN40國標法蘭/0.1-0.4MPa

混合液出口及壓力

DN40國標法蘭/0.6-0.8MPa

驅動板式換熱器數量

1-4

適應單臺板式換熱器換熱面積

100m2

200m2

300m2

400m2

安裝換能器數量

2-8

4-16

6-24

8-32

短時使用功率

4kw

4.4kw

4.8kw

6.2kw

長時使用功率

0.25-1kw

0.4-1.4kw

0.45-1.8kw

0.8-3.2kw

工作條件/冷卻方式/保護等級

持續工作/空氣/ IP40

主機重量

272-314kg

276-330kg

280-346kg

283-358kg

外形尺寸

1500×800×1000mm


六、經濟效益分析

1、熱網循環水不用添加阻垢劑,節省加藥費用,降低運行費用。

2、板式換熱器不用解體清垢,減少解體清垢所發生的材料更換及維護費用。

3、減少停機除垢所造成的直接和間接經濟損失。

4、保證換熱效率,減少燃料的浪費,增加設備運行的經濟性和安全性。

5、實現在線防垢和除垢,降低工人的勞動強度,減少人工清理費用,消除定期化學清冼發生的費用和對設備的腐蝕,延長設備的使用壽命。

       6、用于購買使用USP-B系列板式換熱器除垢裝置的成本,在它們工作以后的1-2個采暖期之內就會被全部收回。使用本裝置只是一次投資,使用有效期大于10
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