一種鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)，屬于熱交換技術(shù)領(lǐng)域，主要包括三個部分，熱源裝置、換熱裝置及管網(wǎng)，所述熱源裝置通過所述管網(wǎng)與所述換熱裝置相連接；所述熱源裝置為二氧化碳空氣源熱泵，所述換熱裝置位于煮洗池內(nèi)，所述管網(wǎng)包括循環(huán)水管道和循環(huán)水泵。本實用新型應(yīng)用二氧化碳空氣源熱泵作為鐵路煮洗池的熱源，對臭氧層不產(chǎn)生任何破壞，不會產(chǎn)生溫室氣體效應(yīng)，具有顯著的環(huán)保效益，同時具有比鍋爐、電加熱系統(tǒng)更高的運行效率，有利于降低運行成本；該系統(tǒng)自動化程度高，基本能夠?qū)崿F(xiàn)無人值守，能夠顯著提高操作的便捷性、減輕勞動強度。
【專利說明】
一種鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)，特別涉及一種利用二氧化碳空氣源熱栗機組作為熱源的鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)，屬于熱交換技術(shù)領(lǐng)域。通過循環(huán)加熱的方式給煮洗池內(nèi)水進行加熱，以達到清洗機車部件所需的生產(chǎn)工藝要求。
【背景技術(shù)】
[0002]目前鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)的熱源大都采用蒸汽鍋爐，蒸汽鍋爐與煮洗池間采用管路進行連接并與煮洗池連通，鍋爐燃燒生產(chǎn)的蒸汽經(jīng)過管道直接進入煮洗池內(nèi)，并將熱量傳遞給煮洗池內(nèi)的冷水。
[0003]目前的鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)基本采用人工操作，在煮洗池有工作量時需人工通知鍋爐房供氣，操作過程十分繁瑣;這些水溫加熱系統(tǒng)大多建設(shè)年代久遠，使用時間較長，煮洗池及蒸汽管道老化較為嚴重，出口蒸汽未能達到預(yù)計壓力，造成蒸汽供氣量不足，煮洗池升溫慢;有的煮洗池并未采取保溫措施，造成池中熱量嚴重流失，需增加供蒸汽次數(shù)才能滿足需求，能耗量高，浪費大，且高溫高壓蒸汽的制備和使用具有一定的危險性，一旦泄露將對人體造成傷害。同時較高的燃料費用及人工成本給使用單位造成了一定的經(jīng)濟負擔。煮洗池水溫加熱系統(tǒng)的熱源大多為小型燃煤、燃油鍋爐，在運行中會產(chǎn)生大量的有害氣體，在對大氣造成污染的同時對人體造成危害，國家發(fā)布的《大氣污染防治行動計劃》中提到“全面整治燃煤小鍋爐”，這些鍋爐面臨著被淘汰的命運。
[0004]我國鐵路系統(tǒng)煮洗設(shè)備遍布全國，隨著我國鐵路的快速發(fā)展，機車、車輛部件清洗工作量逐漸加大，鑒于煮洗池水溫加熱系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題，通過應(yīng)用先進技術(shù)手段，改變原有加熱方式能夠顯著提高操作的便捷性、減輕勞動強度、提高加熱效率、去除危險隱患、減輕企業(yè)經(jīng)濟負擔，同時有利于改善工作環(huán)境，增加職工的工作熱情和積極性，并能滿足國家對節(jié)能環(huán)保的相關(guān)要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型主要目的在于解決我國鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)自動化程度低、操作繁瑣、熱量損失大、能耗量大、運行費用高、有一定危險以及供熱熱源面臨被全面禁用的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案:
[0007]一種鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)，其特征在于:主要包括三個部分，熱源裝置、換熱裝置及管網(wǎng)，所述熱源裝置通過所述管網(wǎng)與所述換熱裝置相連接;所述熱源裝置為二氧化碳空氣源熱栗，所述換熱裝置位于煮洗池內(nèi)，所述管網(wǎng)包括循環(huán)水管道和循環(huán)水栗。
[0008]優(yōu)選地，所述換熱裝置為板式換熱器或盤管換熱器。
[0009]優(yōu)選地，所述二氧化碳空氣源熱栗為二氧化碳空氣源熱栗一體機機組或二氧化碳空氣源熱栗分體機機組。
[0010]優(yōu)選地，所述盤管換熱器位于煮洗池底部或四周。[0011 ]優(yōu)選地，所述煮洗池內(nèi)設(shè)有擾流裝置，以提高煮洗溫升及煮洗效果。
[0012]優(yōu)選地，所述煮洗池上部設(shè)有保溫扣蓋。
[0013]優(yōu)選地，所述循環(huán)水管道設(shè)有補水管道。
[0014]優(yōu)選地，所述循環(huán)水管道設(shè)有自動排氣閥。
[0015]優(yōu)選地，所述煮洗池內(nèi)設(shè)有溫度傳感器。
[0016]優(yōu)選地，所述循環(huán)水管道設(shè)有壓力傳感器。
[0017]本實用新型的優(yōu)點:
[0018]本實用新型應(yīng)用二氧化碳空氣源熱栗作為鐵路煮洗池的熱源，它采用二氧化碳作為制冷劑，對臭氧層不產(chǎn)生任何破壞，不會產(chǎn)生溫室氣體效應(yīng)，具有良好的安全性和化學(xué)穩(wěn)定性。同時由于采用逆卡諾循環(huán)原理，使其具有比鍋爐、電加熱系統(tǒng)更高的運行效率，有利于降低運行成本;采用的板式換熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高的特點，有利于減少熱量損失，提高煮洗池溫升速度，采用的盤管換熱器具有安裝簡單、不占用場地的特點。
[0019]下面通過附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步說明，但并不意味著對本實用新型保護范圍的限制。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本實用新型鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為本實用新型鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)中波紋管盤管換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]主要附圖標記說明:
[0024]I 二氧化碳空氣源熱栗機組2煮洗池
[0025]3波紋管盤管換熱器4循環(huán)水管道
[0026]5循環(huán)水栗6補水管道
[0027]7溫度傳感器8壓力傳感器
[0028]9自動排氣閥
【具體實施方式】
[0029]為更進一步闡述本實用新型為達成實用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)其【具體實施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。
[0030]實施例1
[0031]本實用新型較佳實施例的鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)主要包括熱源裝置、換熱裝置及管網(wǎng)。其中熱源裝置為二氧化碳空氣源熱栗機組，換熱裝置為波紋管盤管換熱器，管網(wǎng)為鍍鋅鋼管，并配有兩組循環(huán)水栗。
[0032]如圖1所示，為本實用新型鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，為本實用新型鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I為二氧化碳空氣源熱栗機組，2為煮洗池，3為波紋管盤管換熱器，4為循環(huán)水管道，5為循環(huán)水栗，6為補水管道，7為溫度傳感器，8為壓力傳感器，9為自動排氣閥。
[0033]二氧化碳空氣源熱栗機組I全部采用計算機控制，數(shù)碼顯示屏能夠?qū)崟r顯示環(huán)境溫度、進水溫度、回水溫度、水箱溫度、排氣壓力、吸氣壓力、工作電壓、工作電流等相關(guān)數(shù)據(jù)，可以任意進行溫度設(shè)定，由煮洗池內(nèi)的溫度傳感器7檢測到煮洗池內(nèi)的水溫達到設(shè)定最高溫度時自動停機；當溫度傳感器7檢測到煮洗池內(nèi)的水溫達到設(shè)定的最低溫度時自動開機。
[0034]二氧化碳空氣源熱栗機組I通過循環(huán)水管道4與波紋管盤管換熱器3相連，波紋管盤管換熱器3安裝固定在煮洗池2的底部，以利于熱量交換;對于波紋管盤管換熱器3，循環(huán)水管道4包括進水管與出水管，進水管中的熱水通過波紋管盤管換熱器3溫度下降后進入出水管;對于二氧化碳空氣源熱栗機組I，進水管中的冷水通過二氧化碳空氣源熱栗機組I內(nèi)的氣冷器后吸收二氧化碳工質(zhì)的熱量后溫度上升后進入出水管，并再次進入波紋管盤管換熱器3進行放熱。循環(huán)水栗5為循環(huán)水在管道中循環(huán)提供動力。由管道壓力傳感器8檢測到管道中循環(huán)水壓力較低時由機組控制打開電動閥，補水管道6自動向循環(huán)水管道4中補水，當壓力傳感器8檢測到循環(huán)水管道4中循環(huán)水壓力達到設(shè)定壓力時電動閥關(guān)閉，循環(huán)水管道4設(shè)有自動排氣閥9，當循環(huán)水管道4中的氣體達到一定壓力時通過自動排氣閥9排氣。
[0035]二氧化碳空氣源熱栗機組I放置在煮洗池2旁邊空閑處，煮洗池2容積較小，經(jīng)過計算采用I臺35HP的二氧化碳空氣源熱栗機組，利用夜間空閑時間來進行加熱。水溫加熱設(shè)定在45°C_55°C，低于45°C，二氧化碳空氣源熱栗機組自動啟動，高于55°C，二氧化碳空氣源熱栗機組自動停機。循環(huán)水管道4進出水溫差為5°C。二氧化碳空氣源熱栗機組I與煮洗池2之間采用波紋管盤管換熱器3進行換熱，如圖3所示，為本實用新型鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)中波紋管盤管換熱器3的結(jié)構(gòu)示意圖，波紋管盤管換熱器3根據(jù)煮洗池2的尺寸進行布置，由于洗件用吊車吊入煮洗池內(nèi)，為不影響洗件放置同時增加換熱效果，將波紋管盤管換熱器3布置在煮洗池底部。
[0036]熱源裝置采用二氧化碳空氣源熱栗，根據(jù)煮洗池生產(chǎn)工藝要求進行選型和配置；換熱部分采用板式換熱器或盤管換熱器，換熱面積和布置方式根據(jù)煮洗池的容積、尺寸、生產(chǎn)工藝要求、換熱量、材質(zhì)的換熱系數(shù)等因素確定;管網(wǎng)部分包括循環(huán)水管道及循環(huán)水栗，根據(jù)換熱量、流速等因素綜合確定管徑，根據(jù)阻力損失及流量進行循環(huán)水栗的選型。
[0037]熱源采用循環(huán)加熱式二氧化碳空氣源熱栗機組，當煮洗池所處車間內(nèi)有放置空間、放置位置便于冷量擴散或有采暖熱源、噪聲允許時可選擇二氧化碳空氣源熱栗一體機機組；當不滿足上述條件時，可選擇分體機機組。在循環(huán)加熱方式下，煮洗池內(nèi)的冷水不斷進入機組獲得固定的溫升后使煮洗池溫度逐漸上升，這種加熱方式溫升速度較慢，可以利用夜間空閑時間來進行加熱，也可以通過增加機組數(shù)量來增加制熱量，提高煮洗池溫升速度。
[0038]二氧化碳空氣源熱栗機組的配置應(yīng)根據(jù)煮洗池容積及機組的制熱量綜合進行確定，即根據(jù)煮洗池容積計算煮洗池內(nèi)冷水加熱一次所需的耗熱量，根據(jù)機組在一定溫度下的制熱量來計算單臺機組加熱時間，再根據(jù)生產(chǎn)工藝要求所能允許加熱時間對機組數(shù)量進行調(diào)整。
[0039]二氧化碳空氣源熱栗機組的制熱量受環(huán)境溫度的影響，即當環(huán)境溫度下降時機組的制熱量將衰減，因此在計算單臺機組加熱時間時所選用的單臺機組的制熱量應(yīng)考慮機組所處環(huán)境的溫度，當采用分體機時，機組制熱量應(yīng)為當?shù)囟驹O(shè)計溫度所對應(yīng)的制熱量;當采用一體機時，若機組放置在室內(nèi)，則機組的制熱量應(yīng)為房間在過渡季節(jié)的溫度所對應(yīng)的制熱量，若機組放在在室外，機組制熱量應(yīng)為當?shù)囟驹O(shè)計溫度所對應(yīng)的制熱量。
[0040]在計算得到單臺機組的加熱時間后，應(yīng)根據(jù)實際使用要求對機組數(shù)量進行調(diào)整，即當要求加熱時間縮短時，應(yīng)增加機組配置的數(shù)量，直到能夠滿足使用要求為止。
[0041]由于洗滌劑費用較高，煮洗池內(nèi)的水一般需要循環(huán)利用，隨著煮洗次數(shù)的增多，大量泥沙、灰塵等雜質(zhì)在煮洗池內(nèi)沉淀下來，若煮洗池內(nèi)的水直接進入機組氣冷器中與工質(zhì)換熱，極易在氣冷器管壁處結(jié)垢，影響換熱效果;循環(huán)水在流經(jīng)水栗時，水中雜質(zhì)會不斷擊打水栗葉片，減少水栗使用壽命；同時在循環(huán)管路的排污器處，較大顆粒極易造成堵塞，使循環(huán)水流量減小。因此需采用中間換熱器間接對煮洗池內(nèi)的水進行加熱。
[0042]換熱器的選型通過計算系統(tǒng)熱負荷確定換熱器的換熱面積，并根據(jù)流速對換熱器進行初選。對于潔凈度較高的煮洗池可采用板式換熱器，板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器，各種板片之間形成薄矩形通道，通過板片進行熱量交換。它與常規(guī)的管殼式換熱器相比，在相同阻力的情況下，其傳熱系數(shù)要高出很多。對于板式換熱器在確定了換熱器的換熱面積后需對初選的換熱器進行流速校核，以驗證換熱器內(nèi)流速是否滿足要求。通過查詢換熱器技術(shù)參數(shù)可得到換熱器的單板面積、板片數(shù)及單通道截面積。由于板式換熱器的流通通道較窄，采用板式換熱器的系統(tǒng)在運行一段時間后極易在換熱器及Y型過濾器內(nèi)形成堵塞，因此需經(jīng)常對板式換熱器及Y型過濾器的濾網(wǎng)進行沖洗。
[0043]對于雜質(zhì)較多的煮洗池，可采用在煮洗池內(nèi)布置盤管換熱器的方式進行換熱，與板式換熱器不同的是盤管換熱器對流速的要求較小，因此不需要進行流速校核。在確定盤管換熱器的換熱面積后，根據(jù)煮洗池的容積及尺寸確定盤管換熱器的布置方式。
[0044]盤管換熱器在煮洗池內(nèi)布置時應(yīng)綜合考慮施工、檢修等因素，盡量多的采用彎管以減少占地面積，在施工時盡可能將盤管布置在煮洗池底部或四周以利于熱量交換。
[0045]由于二氧化碳空氣源熱栗安裝簡便，可在煮洗池就近放置，管路系統(tǒng)較短，其沿程損失可以忽略不計，由于系統(tǒng)采用循環(huán)加熱方式，且為閉式系統(tǒng)，循環(huán)水管徑的確定可參考空調(diào)水系統(tǒng)的管徑計算方法，即根據(jù)循環(huán)水流量及假定的流速確定管徑。循環(huán)水栗的選型根據(jù)循環(huán)水栗的流量及揚程確定，其中循環(huán)水栗的揚程應(yīng)綜合考慮循環(huán)管路的沿程阻力損失、局部阻力損失以及流經(jīng)機組的阻力損失。
[0046]為增大管外側(cè)對流換熱系數(shù)，可在煮洗池內(nèi)增加擾流裝置，以提高煮洗溫升及煮洗效果，同時專門加工制作了一個煮洗池保溫扣蓋，在無作業(yè)時蓋在煮洗池上，減少熱量損失。
[0047]本實用新型的系統(tǒng)在運行時不產(chǎn)生任何污染排放，能夠解決我國鐵路機務(wù)系統(tǒng)生產(chǎn)用蒸汽鍋爐面臨被淘汰的問題，滿足我國鐵路對節(jié)能、環(huán)保的相關(guān)要求;系統(tǒng)具有較高的運行效率，能夠在一定程度上減輕使用單位的經(jīng)濟負擔;系統(tǒng)自動化程度較高，基本能夠?qū)崿F(xiàn)無人值守，降低了職工的勞動強度及人工成本。
【主權(quán)項】
1.一種鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)，其特征在于:主要包括三個部分，熱源裝置、換熱裝置及管網(wǎng)，所述熱源裝置通過所述管網(wǎng)與所述換熱裝置相連接;所述熱源裝置為二氧化碳空氣源熱栗，所述換熱裝置位于煮洗池內(nèi)，所述管網(wǎng)包括循環(huán)水管道和循環(huán)水栗。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)，其特征在于:所述換熱裝置為板式換熱器或盤管換熱器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)，其特征在于:所述二氧化碳空氣源熱栗為二氧化碳空氣源熱栗一體機機組或二氧化碳空氣源熱栗分體機機組。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)，其特征在于:所述盤管換熱器位于煮洗池底部或四周。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)，其特征在于:所述煮洗池內(nèi)設(shè)有擾流目.ο6.根據(jù)權(quán)利要求3所述鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)，其特征在于:所述煮洗池上部設(shè)有保溫扣蓋。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)水管道設(shè)有補水管道。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)水管道設(shè)有自動排氣閥。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)，其特征在于:所述煮洗池內(nèi)設(shè)有溫度傳感器。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述鐵路煮洗池水溫加熱系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)水管道設(shè)有壓力傳感器。
【文檔編號】F24H4/02GK205561258SQ201620175636
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月8日
【發(fā)明人】黃茵, 周敬博, 晏耐生, 尹聰, 謝漢生, 周新軍, 馬龍, 滿朝翰, 商帆, 商一帆
【申請人】中國鐵道科學(xué)研究院, 中國鐵道科學(xué)研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所