电磁场对循环冷却水微生物污垢及水质参数的影响

基于污垢热阻监测实验台,考察了电磁场作用下换热器微生物污垢形成过程典型水质参数的变化,并用灰色关联分析法探讨了水质参数与污垢热阻的关联性。结果表明:在电磁场作用下,细菌数、污垢热阻、浊度较未加磁的对照组低,而p H、电导率较未加磁的对照组高。灰色关联分析显示水质参数与污垢的形成密切相关,其中,浊度对污垢热阻影响最为显著。     

电磁场对结垢过程中电导率及pH值的影响

通过双路对比实验模拟现场换热设备结垢过程,基于水处理技术阻垢及缓蚀性能在线评价实验台的实验数据,利用多项式回归模型对变频电磁场作用下水质参数电导率、pH值的变化规律进行分析,结合Matlab和Origin处理软件基础性地研究磁场作用时间与多种水质参数的关系及影响程度,结果表明:水质参数电导率较pH值对电磁场参数的解释程度更高,电导率相比pH值对于建立电磁场参数与多水质参数之间的数学模型是更为重要的水质参数,得出了电磁场参数与电导率、pH值之间的数学模型,为建立多水质参数与电磁抑垢效果之间的数学模型提供了基础理论,并为探索电磁抑垢机理及应用提供了实验依据。     

高频电磁场抑垢效果的实验研究

用高频电磁法进行换热设备的抑垢处理,具有应用方便、投资小、无污染等优点,是一种极具发展前景的应用技术。但有效评价高频电磁场在线抑垢效果的策略及手段还很欠缺。基于污垢热阻值的在线监测技术,通过自主研发的在线监测评价实验系统采集和处理模拟换热器中研究管段的流体出入口温度、流速和壁温,得到加磁处理与未加磁处理的污垢热阻变化趋势以及加磁处理的抑垢率。同时测量和分析了溶液电导率的变化,完成了高频电磁场的抑垢效果的客观评价,并取得了良好的预期结果。     

不同抑垢效果下电磁场对CaCO3溶液电导率和pH值的影响

在自主研发的能有效评价电磁场抑垢效果实验台的基础上,定量研究了不同抑垢效果下磁处理后水溶液电导率及pH值的变化。研究发现:加磁后的电导率比未加磁的高且下降缓慢,pH值变化不明显。     

电磁抑垢实验中磁场作用与电导率及pH值的关联分析

基于变频电磁场作用下各水质参数的变化规律,采用关联度分析法及均衡接近度对电导率、pH值与磁场作用时间的关系进行细致分析,得出污垢生成过程中电导率相比pH值与电磁场有更密切的关联,为电磁场参数与多水质参数的数学模型的建立提供理论及实验依据。     

水质参数与板式换热器结垢的关联

采用在线监测和手工分析相结合的方法,突出研究了天然循环冷却水（松花江水）中铁离子、细菌总数、pH值、溶解氧、浊度、电导率等水质参数与板式换热器内冷却水污垢热阻的关系。结果表明：板式换热器冷却水污垢热阻值比TEMA标准值小,且不存在诱导期;pH值和溶解氧影响铁腐蚀速率和细菌总数的变化,而浊度和电导率的变化又受细菌总数的影响;它们在运行初始阶段对结垢特性影响较大,而后进入平缓期。混合污垢间存在协同效应,减小溶解氧和细菌总数的含量可以起到抑制结垢的目的。     

Ca2+环境下水质参数变化对板式换热器铁细菌微生物污垢的影响

换热设备微生物污垢形成机制和影响因素复杂,污垢数据和规律的获取难度较大。本文采用搭建的板式换热器循环冷却水实验系统,获得了加入Ca²⁺后板式换热器冷却水铁细菌微生物污垢热阻数据,研究了加入Ca²⁺后不同运行工况下冷却水水质参数（OD、pH、电导率）的变化,进一步分析了水质参数变化对微生物污垢生长带来的影响。结果表明,加入Ca²⁺后微生物污垢热阻渐变化明显。随着低温循环冷水进口温度增加,含有Ca²⁺和铁细菌的循环冷却水OD逐渐降低,pH则逐渐升高,电导率减小,微生物污垢热阻逐渐降低;随着流体速度的增加,循环冷却水OD则升高,pH降低,电导率增大,但流速的增大同样加剧了冷却水对通道壁面的剥蚀作用,导致微生物污垢热阻随流速增逐渐下降。     

一种板式换热器污垢热阻预测新方法

在恒定壁面材料、流速和水温的条件下,实验研究了水质参数对污垢热阻的影响。基于对污垢形成机理的初步认识,定性分析了pH值、电导率、溶解氧、浊度、硬度、碱度、氯离子、化学需氧量(COD)、铁离子浓度和细菌总数这些水质参数对污垢形成的影响,并以这些水质参数作为模型输入变量,污垢热阻作为输出变量,建立了基于模拟退火支持向量机的板式换热器污垢热阻预测模型。结果表明,预测值与实验得到的实测值基本吻合,平均误差很小,满足工程需求。     

水质参数对交叉缩放椭圆管污垢的影响

采用对比的实验方法对交叉缩放椭圆管与光管的污垢热阻进行了分析,并重点研究了冷却水（松花江水）水质参数对污垢产生的影响。实验结果表明：在低流速时,交叉缩放椭圆管的污垢热阻渐近值比光管低,且没有明显的诱导期;实验中冷却水水质参数的变化对污垢影响明显。并深度分析了水质参数随时间的变化及水质参数变化对强化换热表面污垢特性的影响,为换热器提高换热效率提供了参考。     

电磁场对换热表面CaCO3结垢行为及其形态影响的实验研究

基于水处理技术抑垢及缓蚀效果在线监测实验台,进行了换热器表面污垢在电磁处理下生长特性的半工业性实验研究。通过污垢热阻的在线监测跟踪换热器表面碳酸钙的结垢过程。利用Quanta 200扫描电子显微镜及X'Pert Pro X射线衍射仪对污垢样本的晶型、晶貌进行了定性和定量分析,表述了电磁场对碳酸钙晶型及晶貌的影响。实验结果表明:电磁场能降低换热器表面的结垢速率,垢样中方解石质量分数由100%降低为40.55%,文石质量分数增加为59.45%。     

板式换热器冷却水污垢热阻预测的偏最小二乘回归法

搭建板式换热器冷却水污垢热阻实验台,测得不同时间、流速和温度下天然循环冷却水（松花江水）中铁离子、氯离子、细菌总数、pH值、溶解氧、浊度、电导率等水质参数,随机取一组实验的水质参数作为输入变量,建立换热器冷却水污垢热阻预测的偏最小二乘回归模型,对板式换热器的污垢热阻进行预测。整个实验过程中,热水进口温度为43.5～44.5℃,冷却水进口温度为21.5～22.5℃,流速为0.104 m·s-1,当温度和流速发生变化时,则重新采取数据。经过计算,确立本模型应提取4个潜变量,由此建立了板式换热器冷却水污垢热阻预测模型。预测结果和实验结果最大相对误差在5.11%以内。结果表明偏最小二乘回归算法的污垢模型预测精度高,所建预测模型是合理可行的。     

松花江水质参数与换热管内污垢热阻的关联分析

研究松花江水在换热过程中,主要水质参数对表面污垢热阻的影响程度,分别测定3种管型在换热过程中水质参数的变化情况,所选管型分别是光管、交叉缩放椭圆管和不连续双斜向内肋管,水质参数为pH、碱度、电导率、溶解氧、钙离子浓度和亚铁离子浓度.应用灰色关联方法,将水质数据和污垢热阻数据进行关联分析得出,两种强化管的水质参数关联顺序相同.其中的两种参数与污垢热阻呈现同向变化趋势,其余参数与污垢热阻呈现反向变化的趋势.强化换热管不但对水质参数的变化产生影响,而且对关联程度也有影响.     

电磁场对循环水致垢水质参数的影响分析

基于自主设计的水处理技术抑垢及缓蚀性能在线评价实验台,研究电磁场对循环水的pH值、电导率、钙浓度和碱度的影响,结合化学反应方程和电磁抑垢机理对产生影响的原因进行分析,得出加磁后总碱度相对于钙浓度与电导率具有更密切关联关系的结论,并应用关联度分析方法对此结论加以证实。为建立电磁场参数与污垢之间的数学模型提供理论和实验依据。     

循环冷却水处理在线监控评价设备的开发

开发了一种新型循环冷却水处理在线监控评价设备,用于水处理对策在线评价、优化与核心水质参数在线监控。该装置以电厂凝汽器循环冷却水的实际流态、水质、金属材质、换热强度为基础,对换热器污垢热阻、腐蚀速率及核心水质参数(pH、ORP、浓缩倍率)进行在线实时监测,以此为依据,对水处理剂加药浓度在线评价,并实时调整。设计了监控系统硬件,包括:污垢热阻检测器、腐蚀速率检测器、自动加药装置、水质参数分析仪表和工控机等,利用Delphi7.0编制了系统软件,可完成监控参数设置、实时显示、在线控制、历史数据查询、报表打印等。该装置应用于山东兖矿集团兴隆庄电厂1号机组,实验结果表明:该装置可实时评价水处理加药方案,有效地抑制污垢热阻生长,减轻换热器腐蚀,瞬时污垢热阻 <1.5×10^-4 m²·K·W^-1,腐蚀速率<0.005 mm·a^-1,循环冷却水浓缩倍率由2倍提高到4倍,优化了水处理方案,提高了电厂经济效益。