CN102305194A

CN102305194A - 自洁型盐雾处理设备及方法

Info

Publication number: CN102305194A
Application number: CN201110131006A
Authority: CN
Inventors: 蒋彦龙; 刘志丽; 康娜; 周年勇; 成丹凤
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2012-01-04
Anticipated expiration: 2031-05-20
Also published as: CN102305194B

Abstract

一种自洁型盐雾处理设备及方法，属于电力防护设备技术领域。由防盐雾通风主***、自洁蒸馏***、冷却机组组成；具体由初级过滤器（1）、次级过滤器（2）、再生喷头（3）、喷淋口（6）、淡水水管（7）、过滤器（8）、水泵（9）、蒸发器（10）、风机（11）、蒸馏管（14）、淡水箱（15）、次级蒸馏箱（23）、加热器（17）、冷凝器（18）、膨胀阀（19）、制冷工质（20）、压缩机（21）、截止阀（22）、接水盘（12）、电磁阀（4）、压差传感器（5）、回水管（13）组成。具有调节能力强、维护量小、可靠性高、能耗低等突出优点，在保证盐雾过滤的基础上，实现机舱冷却和舱内微正压维持。

Description

自洁型盐雾处理设备及方法

技术领域

本发明涉及一种自洁型盐雾处理设备及方法，属于电力防护设备领域。

背景技术

海上风力发电由于资源丰富、风速稳定、对环境的负面影响小等优点成为风电开发的重点关注对象。但是海上风力发电机由于其运行环境的特殊性，长期工作在潮湿和含盐的环境中，加之机舱无法完全密闭，舱内设备会受到海洋大气、盐分、海水飞沫、雨雪以及持续的干/湿交替循环的侵蚀。其中海洋大气中高浓度盐雾是造成设备腐蚀的最重要因素。盐雾对舱体及其设备的腐蚀直接影响了海上风力发电机的环境适应性、使用的可靠性和机组的寿命，降低其海上生存能力。高盐雾条件对设备主要造成三方面的不利影响：产生电化学腐蚀、加速应力腐蚀和盐在水中电离后形成的酸/碱溶液的腐蚀；由于盐沉积引起的电子装备损坏、绝缘材料和金属腐蚀；机械部件和组件的活动部分阻塞或粘结、由电解作用导致漆层起泡等。

风力发电机组机舱内的设备，由于关键大部件、核心设备众多，空间狭小，使得维护十分困难，更关键的是在海上大部件可靠运行是保证机组高利用率、经济运行的关键，海上风机部件更换成本非常昂贵，保护其可靠运行、长寿命尤为为重要。虽然近几年高盐雾条件下设备的腐蚀防护研究取得了较大的进展，防盐雾***的设计也有相关的技术涌现，如专利ZL201010111832.2提出的海上风力发电机组防盐雾***、专利ZL201020220114.4提出的一种除盐雾通风过滤***等，这些技术虽然解决了防盐雾的通风问题，但均没有考虑过滤器材的自洁，而且防盐雾的装置均只有单纯的过滤器过滤，防盐雾的冗余度不高，对于适用于高空的海上风力发电***，由于其安装维护不方便，大大增加了设备的维护成本。在保证良好的防盐雾通风的基础上，如何使滤材再生和保证防盐雾***的高冗余度是防盐雾通风设备设计亟待解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种调节能力强、维护量小、可靠性高、能耗低的自洁型盐雾处理设备及方法。

一种自洁型盐雾处理设备，其特征在于：由防盐雾通风主***、自洁蒸馏***、冷却机组组成；其中防盐雾通风主***依次包括初级过滤器、次级过滤器、喷淋口、蒸发器、风机；还包括位于喷淋口下方的接水盘；其中自洁蒸馏***依次包括通过回水管与接水盘相连的次级蒸馏箱，通过蒸馏管与次级蒸馏箱相连的淡水箱，还包括依次与淡水箱相连的过滤器、水泵、截止阀、淡水水管、再生喷头；其中次级蒸馏箱内安装有加热器；还包括用于检测次级过滤器前后压差的压差传感器、以及一端与压差传感器相连另一端与再生喷头相连的电磁阀；上述防盐雾通风主***的喷淋也通过淡水水管与淡水箱相连；其中冷却机组依次由与蒸发器出口依次相连的压缩机、冷凝器、膨胀阀组成，膨胀阀的出口与上述蒸发器进口相连。

利用所述的自洁型盐雾处理设备的处理方法，其特征在于包括以下过程：当***开始工作时，风机开启，从外界环境开始抽气，外部气流首先通过初级过滤器，初步除去空气中大颗粒盐雾及杂质；其次通过次级过滤器，进一步去除空气中的盐雾及杂质；再次进入喷淋室，蒸馏水经喷淋口喷出，与空气混合，清洗空气中残留盐分；最后空气流经蒸发器冷却除湿除盐，由于风机的抽吸作用，空气经风道送入机舱内，从而防止盐雾进入机舱并维持舱内正压，喷淋水和冷却除湿的凝结水由接水盘收集；接水盘中的水通过回水管进入次级蒸馏箱，由于水的沸点低于盐的沸点，含盐水中的水分在加热器的加热作用下不断汽化蒸发，水蒸气通过蒸馏管进入淡水箱，从而实现蒸馏的目的；淡水箱中的水在水泵的驱动下，依次流经过滤器、水泵、截止阀，并通过淡水水管分配到喷淋口，淡水水管还经过受压差传感器控制的电磁阀分配到再生喷头；压差传感器测量次级过滤器的前后压差，预设一个压差值，当压差值到达该值后，电磁阀开启，此时自清洗功能开启，再生喷头工作清洗次级过滤器；制冷工质在流经蒸发器后温度升高，发生液气相变，经压缩机压缩后，变成高温高压的气体，流经冷凝器发生气液相变，相变后的高压液体通过膨胀阀节流降温后，进入蒸发器制冷，如此循环反复，实现冷却除湿除盐功能。

如果上述接水盘与次级蒸馏箱之间还串连有初级蒸馏箱，上述冷凝器安装于该初级蒸馏箱内；接水盘中的水先进入初级蒸馏箱，初级蒸馏箱中的含盐水吸收冷凝器释放的热量后再进入次级蒸馏箱。冷凝器初加热含盐水，含盐水经冷凝器初加热后进入次级蒸馏箱，由加热器进一步加热，使其中的水分汽化。上述冷却***中冷凝器放出的热量与自洁蒸馏***的加热器共同为自洁蒸馏***提供热量，并充分利用冷却***的热量，节约能耗。

风机的风量可根据不同的安装地点、使用季节和实际防护等级具体调节，蒸发器的提供的冷量也可根据需要调控，从而实现舱内正压值及温度的控制。

与现有的防盐雾通风***相比，本发明涉及的自洁型盐雾处理设备的处理方法，自动完成对过滤器滤材的清洗，并在风机入口处设置有蒸发器，对处理过的空气进行再冷，保证其含水量和含盐量低于设计点。本发明具有调节能力强、维护量小、可靠性高、能耗低等优点。

附图说明

图1为不回收冷凝器散热的***原理图；

图2为本发明的原理图；

图中的标号名称： 1.初级过滤器，2.次级过滤器，3.再生喷头，4.电磁阀，5.压差传感器，6.喷淋口，7.淡水水管，8.过滤器，9.水泵，10.蒸发器，11.风机，12.接水盘，13.回水管，14.蒸馏管，15.淡水箱，16.初级蒸馏箱，17.加热器，18.冷凝器，19.膨胀阀，20.制冷工质，21.压缩机，22.截止阀，23.次级蒸馏箱。

具体实施方式

如图2所示，本发明所述的一种自洁型盐雾处理设备及方法，包括初级过滤器1，次级过滤器2，再生喷头3，电磁阀4，压差传感器5，喷淋口6，淡水水管7，过滤器8，水泵9，蒸发器10，风机11，接水盘12，回水管13，蒸馏管14，淡水箱15，初级蒸馏箱16，加热器17，冷凝器18，膨胀阀 19，制冷工质20，压缩机21，截止阀22，次级蒸馏箱23。

当***开始工作时，风机11开启，从外界环境开始抽气，外部气流首先通过初级过滤器1，初步除去空气中大颗粒盐雾及杂质；其次通过次级过滤器2，进一步去除空气中的盐雾及杂质；再次进入喷淋室，蒸馏水经喷淋口6喷出，与空气混合，清洗空气中残留盐分；最后空气流经蒸发器10冷却除湿除盐，由于风机11的抽吸作用，空气经风道送入机舱内，防止盐雾进入机舱并维持舱内正压。

喷淋水和冷却除湿的凝结水由接水盘12收集；接水盘12中的水通过回水管12进入初级蒸馏箱16，初级蒸馏箱16中的含盐水吸收冷凝器18释放的热量后进入次级蒸馏箱23，由于水的沸点低于盐的沸点，含盐水中的水分在加热器17的加热作用下不断汽化蒸发，水蒸气通过蒸馏管14进入淡水箱15，从而实现蒸馏的目的；淡水箱15中的水在水泵9的驱动下，依次流经过滤器8、水泵9、截止阀22，并通过淡水水管分配到喷淋口6，淡水水管7还经过受压差传感器5控制的电磁阀4分配到再生喷头3；压差传感器5测量次级过滤器2的前后压差，预设一个压差值，当压差值到达该值后，电磁阀4开启，此时自清洗功能开启，再生喷头3工作，蒸馏水冲刷次级过滤器2滤网，将粘附于其表面的盐雾及杂质颗粒清除，从而增加其过滤效率并延长其使用寿命。

制冷工质20在流经蒸发器10后温度升高，发生液气相变，经压缩机21压缩后，变成高温高压的气体，流经冷凝器18，将热量释放给初级蒸馏箱16后，发生气液相变，相变后的高压液体通过膨胀阀19节流降温后，进入蒸发器（10）制冷，如此循环反复，实现冷却除湿除盐功能。在不同的安装使用场合及不同的防护等级要求下，制冷机组的制冷量可根据机舱盐雾和温度控制需求灵活调节。

与现有的防盐雾过滤***相比，本发明所述的自洁型盐雾处理设备及方法的防盐雾效果由过滤器过滤、淡水喷淋、冷却除湿除盐综合保证，冗余度高，***运行更为可靠；***在运行时回收冷凝器热量，能耗低；另外，本***具备自洁***，降低了维护量和运行成本，为海上电子设备防护的设计提供了新视角与新思路。

Claims

1.一种自洁型盐雾处理设备，其特征在于：由防盐雾通风主***、自洁蒸馏***、冷却机组组成；

其中防盐雾通风主***依次包括初级过滤器（1）、次级过滤器（2）、喷淋口（6）、蒸发器（10）、风机（11）；还包括位于喷淋口（6）下方的接水盘（12）；

其中自洁蒸馏***依次包括通过回水管（13）与接水盘（12）相连的次级蒸馏箱（23），通过蒸馏管（14）与次级蒸馏箱（23）相连的淡水箱（15），还包括依次与淡水箱（15）相连的过滤器（8）、水泵（9）、截止阀（22）、淡水水管（7）、再生喷头（3）；其中次级蒸馏箱（23）内安装有加热器（17）；还包括用于检测次级过滤器前后压差的压差传感器（5）、以及一端与压差传感器（5）相连另一端与再生喷头（3）相连的电磁阀（4）；上述防盐雾通风主***的喷淋口（6）也通过淡水水管（7）与淡水箱（15）相连；

其中冷却机组依次由与蒸发器（10）出口依次相连的压缩机（21）、冷凝器（18）、膨胀阀（19）组成，膨胀阀（19）的出口与上述蒸发器（10）进口相连。

2.根据权利要求1所述的自洁型盐雾处理设备，其特征在于：上述接水盘（12）与次级蒸馏箱（23）之间串连有初级蒸馏箱（16），上述冷凝器（18）安装于该初级蒸馏箱（16）内。

3.利用权利要求1所述的自洁型盐雾处理设备的处理方法，其特征在于包括以下过程：

当***开始工作时，风机（11）开启，从外界环境开始抽气，外部气流首先通过初级过滤器（1），初步除去空气中大颗粒盐雾及杂质；其次通过次级过滤器（2），进一步去除空气中的盐雾及杂质；再次进入喷淋室，蒸馏水经喷淋口（6）喷出，与空气混合，清洗空气中残留盐分；最后空气流经蒸发器（10）冷却除湿除盐，由于风机（11）的抽吸作用，空气经风道送入机舱内，从而防止盐雾进入机舱并维持舱内正压，喷淋水和冷却除湿的凝结水由接水盘（12）收集；

接水盘（12）中的水通过回水管（13）进入次级蒸馏箱（23），由于水的沸点低于盐的沸点，含盐水中的水分在加热器（17）的加热作用下不断汽化蒸发，水蒸气通过蒸馏管（14）进入淡水箱（15），从而实现蒸馏的目的；淡水箱（15）中的水在水泵（9）的驱动下，依次流经过滤器（8）、水泵（9）、截止阀（22），并通过淡水水管（7）分配到喷淋口（6），淡水水管（7）还经过受压差传感器（5）控制的电磁阀（4）分配到再生喷头（3）；压差传感器（5）测量次级过滤器（2）的前后压差，预设一个压差值，当压差值到达该值后，电磁阀（4）开启，此时自清洗功能开启，再生喷头（3）工作清洗次级过滤器；

制冷工质（20）在流经蒸发器（10）后温度升高，发生液气相变，经压缩机（21）压缩后，变成高温高压的气体，流经冷凝器（18）发生气液相变，相变后的高压液体通过膨胀阀（19）节流降温后，进入蒸发器（10）制冷，如此循环反复，实现冷却除湿除盐功能。

4.根据权利要求2所述的自洁型盐雾处理设备的处理方法，其特征在于包括以下过程：上述接水盘（12）与次级蒸馏箱（23）之间串连有初级蒸馏箱（16），上述冷凝器（18）安装于该初级蒸馏箱（16）内；接水盘（12）中的水先进入初级蒸馏箱（16），初级蒸馏箱（16）中的含盐水吸收冷凝器（18）释放的热量后再进入次级蒸馏箱（23）。

5.根据权利要求2所述的自洁型盐雾处理设备的处理方法，其特征在于以下过程：在不同的安装使用场合及不同的防护等级要求下，制冷机组的制冷量可根据机舱盐雾和温度控制需求灵活调节。