本实用新型涉及节能环保技术领域，尤其涉及一种利用水轮机作动力驱动刮刀转动以清除水垢的电解旁滤装置。
背景技术：
循环冷却水除垢在电厂循环水系统和工业制冷系统等领域是一项各种重要议题，因为循环冷却水在换热器管壁结垢将带来换热效率低，循环冷却水消耗量大，微生物附着，管壁腐蚀等问题。相比传统的添加化学药剂除垢，目前新型的电解旁滤技术具有明显的竞争优势，比如免药剂添加，浓缩倍率高，节水，节能等。电解旁滤技术是利用电解原理，免药剂控制结垢(阴极)(实质是降低循环水中难溶离子如钙离子，铁离子，铜离子浓度，抑制其在换热器管壁上结垢)，微生物附着(阳极)等问题。电解旁滤装置通常以循环水旁滤形式安装，每隔一段时间取一定比例的循环冷却水进行电解处理，经过一个周期将循环系统中所有保有的水全部处理一遍。在电解旁滤装置(ESF)中，内部钛合金电极作为阳极，金属圆筒内壁作为阴极，在阴极附近某些阳离子与电解反应产生的氢氧根离子生成难溶性水垢(碳酸钙，氢氧化钙，氢氧化铜，氢氧化铁等)，附着在阴极(桶内壁)上，从而降低循环水中这些难溶离子浓度，避免其在换热器管壁上结垢。阳极附近形成酸性环境以杀死水中的微生物和藻类，防止其过度繁殖并附着在换热器表面阻碍换热，造成腐蚀。在电解旁滤(ESF)装置中，随着电解反应的持续进行，内壁上结垢厚度越来越大，需要定期利用刮刀清除附着在阴极表面(桶内壁)的水垢，再通过下方的排渣口冲排走，以保证电解反应与循环水除垢的进一步顺利发生。而刮刀的驱动方式多种多样，有电机驱动，气动，液压传动，液力机械驱动等多种方式。目前，由于电力的普及，使用方便，便于控制等优点，电动机越来越成为各种设备的动力机械，在社会上被使用广泛。通常用来驱动刮刀转动的是普通电动机，由于常规的电动机转速较快，无法直接连接刮刀转轴，需要先通过一定减速比的减速机来实现降低速度，增大转矩，再通过联轴器连接刮刀转轴。因此，配套的驱动装置结构复杂，安装不方便。电机和减速机的采购费用也较高，增加了设备采购总成本。而且电动机和减速机运行容易出故障，可靠性较差，维护成本较高，且存在安全隐患，容易发生触电或火灾等安全事故。
技术实现要素：
本实用新型设计了一种利用水轮机驱动刮刀转动以清除水垢的电解旁滤装置，其解决了目前常用的电机配合减速机驱动刮刀带来的许多问题。例如浪费循环冷却水管路中富余水能且额外消耗电能，电机驱动装置结构复杂，易出故障，采购维护费用较高，电气设备易发生触电火灾等安全事故等等。
为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用了以下方案：
一种利用水轮机驱动刮刀转动以清除水垢的电解旁滤装置，其特征在于：包括压力水管(19)、电解旁滤装置外壳(11)、水轮机外壳(13)以及底座(14)，所述水轮机外壳(13)上方安装所述电解旁滤装置外壳(11)，所述水轮机外壳(13)下方设置为所述底座(14)，所述压力水管(19)与水轮机(5)的进水管相连，所述压力水管(19)中的水通过喷嘴(17)冲击在水轮机转轮的水斗(16)上使得转轮转动，转轴上下两端分别连接刮刀(12)和转轮，转轴通过联轴器与刮刀(12)相连，转轮带动刮刀(12)转动并对电解旁滤装置圆筒内壁进行除垢。
进一步，还包括流量调节阀(18)，所述流量调节阀(18)控制进入水轮机(5)的水流量从而调节刮刀(12)的转速。
进一步，所述压力水管(19)中的水通过水轮机(5)做工后的水经由所述底座(14)中的引水管路从出水口(15)排出。
一种冷却水循环系统，其特征在于：包括冷却塔(1)、循环水泵(2)、换热器(3)、电解旁滤装置(4)以及冲击式水轮机(5)，通过冷却塔(1)与空气换热后的冷却水在循环水泵(2)中获得能量，前往换热器(3)与汽机乏汽换热以冷凝乏汽；在此之前，循环水泵(2)分流出一部分流量通过压力水管(19)用于驱动水轮机(5)做功。
进一步，冷却塔(1)与换热器(3)之间设有回流通道。
进一步，循环水泵(2)分流出一部分流量还直接进入电解旁滤装置(4)中，并回流到冷却塔(1)中。
进一步，从出水口(15)排出的水回流至冷却塔(1)中。
该利用水轮机驱动刮刀转动以清除水垢的电解旁滤装置具有以下
有益效果：
本实用新型在基于传统利用电动机配合减速机驱动刮刀转动以清除水垢的电解旁滤装置的基础上，开发出了一种利用水轮机作动力驱动刮刀转动以清除水垢的电解旁滤装置；采用本技术方案，可以充分利用循环冷却水管路中的剩余水能，减少能量浪费；本实用新型电解旁滤装置结构简单，运行稳定可靠，设备采购费用低，维护方便，无需另外耗电，节约能源，从整体上降低了项目的运行成本；操作简便安全，故障率低，无火灾触电等安全隐患等，从而提高了装置的整体的安全性和可靠性。
附图说明
图1：本实用新型利用水轮机驱动刮刀转动以清除水垢的电解旁滤装置所在的冷却水循环系统整体示意图；
图2：本实用新型利用水轮机驱动刮刀转动以清除水垢的电解旁滤装置的结构示意图
附图标记说明：
1-冷却塔；2-循环水泵；3-换热器；4-电解旁滤装置；5-冲击式水轮机；ESF-电解旁滤装置。
11-电解旁滤装置外壳；12-刮刀；13-水轮机外壳；14-底座；15-水轮机出水口；16-水轮机水斗；17-喷嘴；18-流量调节阀；19-压力水管。
具体实施方式
下面结合图1和图2，对本实用新型做进一步说明：
如图1所示，一种冷却水循环系统，包括冷却塔1、循环水泵2、换热器3、电解旁滤装置4以及冲击式水轮机5，通过冷却塔1与空气换热后的冷却水在循环水泵2中获得能量，前往换热器3与汽机乏汽换热以冷凝乏汽；在此之前，循环水泵2分流出一部分流量通过压力水管19用于驱动水轮机5做功。
冷却塔1与换热器3之间设有回流通道。循环水泵2分流出一部分流量还直接进入电解旁滤装置4中，并回流到冷却塔1中。从出水口15排出的水回流至冷却塔1中。
图1中的电解旁滤装置4参照图2所示，一种利用水轮机驱动刮刀转动以清除水垢的电解旁滤装置，包括压力水管19、电解旁滤装置外壳11、水轮机外壳13以及底座14，所述水轮机外壳13上方安装所述电解旁滤装置外壳11，所述水轮机外壳13下方设置为所述底座14，所述压力水管19与水轮机5的进水管相连，所述压力水管19中的水通过喷嘴17冲击在水轮机转轮的水斗16上使得转轮转动，转轴上下两端分别连接刮刀12和转轮，转轴通过联轴器与刮刀12相连，转轮带动刮刀12转动并对电解旁滤装置圆筒内壁进行除垢。
还包括流量调节阀18，所述流量调节阀18控制进入水轮机5的水流量从而调节刮刀12的转速。压力水管19中的水通过水轮机5做工后的水经由所述底座14中的引水管路从出水口15排出。
其工作原理如下：经过循环水泵后的冷却水分流出的一部分水流，经过压力管道19，水轮机喷嘴17，冲击在水轮机转轮的水斗16上，对水轮机做功使转轮转动，转轴通过联轴器与刮刀12相连，带动刮刀转动从而达到ESF阴极除垢的目的。流量调节阀18可调节水轮机的流量，进而可以根据不同工况，调节水轮机的功率，进而调节刮刀12转速。通过水轮机做工后的循环水经由底座14中的引水管路从出水口15排出，流向冷却水补水系统，进而流入冷却塔底部的冷水池。部分冷却水经过另一条引出，经过ESF本体下方的进水口进入，在ESF本体内发生电解反应除垢杀菌，再通过上方的出水口排出，进入冷却塔下方的冷水池。结垢在圆筒内壁上，定期通过刮刀12将水垢刮下掉落在ESF本体底部，再通过排渣口排出。一段时间内约12h可以完整的处理一遍冷却水保有水量。
水轮机利用流体的动能和势能做功，将其转化为机械能并输出的机械设备，分为反击式水轮机和冲击式水轮机。冲击式水轮机水头利用范围大，效率曲线平缓(不会因为流量改变而是效率出现大幅下降)，便于大幅度流量波动调节；挖深较小，无需安装较大的尾水管，节省占地空间；冲击式水轮机过流部件结构简单，方便维护与检修，且对水质要求也不高。因此相比反击式水轮机，冲击式水轮机更适用于配套作为ESF刮刀的驱动装置。冲击式水轮机的工作原理如下：有一定水头的水流经过引水管引流，经过喷嘴喷针配合调节流量后，射向转轮上的水斗，水流经过水斗时动量矩发生变化，从而将动能经过转轮传递给水轮机主轴，再通过联轴器输出。一般的冷却水循环泵为了保障冷却水系统的安全稳定运行，都会预留一定的扬程裕量(能量裕量)，这部分富余的水能一般消耗在用于控制流量的而故意憋压的阀门处，白白造成能量浪费。因此配合水轮机驱动刮刀转动可以充分利用循环冷却水管路中的剩余水能，减少能量浪费。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。