论文摘要
本文首先对“双通道工业循环冷却水分析实验台”的数据采集系统进行了改进,使实验台具备有自动运行、补水和数据采集等功能。设计制作了“磁电协同式工业循环冷却水阻垢处理装置”,该装置实现了电场与磁场协同作用于循环冷却水,提高了电磁场能的传递效率。其次运用“双通道工业循环冷却水分析实验台”和“磁电协同式工业循环冷却水阻垢处理装置”进行三因素四水平正交阻垢实验,通过正交阻垢实验对实验参数进行了优选。在运行周期24h,线圈匝数300匝,脉冲电压20V时,优选出最佳阻垢参数为循环水流速0.669m/s、脉冲频率50Hz、高压电压6.0kV,污垢热阻法阻垢率68.95%,换热铜管重量法阻垢率66.36%,起到了明显的阻垢效果。对水垢晶体进行了电镜扫描（SEM）和X射线衍射（XRD）分析,结果表明,经过高压静电场和变频脉冲磁场处理后,水垢的主要构成物一碳酸钙晶体中的方解石含量出现不同程度降低,文石含量出现不同程度增高现象,以正交实验13#组为例,未经处理组文石的含量为78.76%,方解石含量21.24%,而处理组文石的含量为100%,方解石含量为0%。说明电磁场具有抑制方解石生成而促进文石生成的作用。最后文中从水分子的活化作用的角度分析了高压静电场及变频脉冲磁场对循环冷却水阻垢作用的机理。传输到水体中的电场能和磁场量,一方面加大了水分子的活化度。另一方面当脉冲频率接近水分子频率时,与水分子“共振”加剧,活化度进一步加大。活化水分子对水中Ca2+（水）和C032-（水）离子水化作用增强,起到阻垢作用。从水垢晶体生长角度来讲,施加高压静电场和变频脉冲磁场后,系统体系的自由能增加,导致文石晶核形成的几率增大。由于文石属于斜方晶系,其构造呈石墨样的层状,易随水流冲走而降低了在换热表面的沉积,起到了阻垢作用。
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摘要Abstract第一章 电厂循环冷却水系统及水质质量控制1.1 电厂循环冷却水系统1.1.1 循环冷却水系统及换热凝汽器1.1.2 循环冷却水系统水质特点1.2 敞开式循环冷却水系统对水质的要求1.2.1 电厂循环冷却水系统对水质的要求1.2.2 循环冷却水系统阻垢技术的发展1.3 本文的主研究内容第二章 循环冷却水阻垢处理装置2.1 循环冷却水动态模拟实验台2.1.1 实验台简介2.1.2 阻垢率的计算2.1.3 实验台温度控制系统2.2 实验台温度数据自动采集系统的设计与改进2.2.1 温度数据自动采集装置的改装2.2.2 DH3820控制器和采集器2.2.3 DHDAS信号测试分析系统软件功能简介第三章 磁电协同式工业循环冷却水阻垢处理装置3.1 阻垢处理装置的结构设计3.2 阻垢处理装置高压静电场的设计与计算3.2.1 阻垢处理装置内部电场的形成3.2.2 阻垢处理装置内部电场强度的计算公式3.3 阻垢处理装置脉冲磁场的设计3.3.1 阻垢处理装置内部磁场的产生3.3.2 电磁脉冲线圈的设计3.3.3 脉冲线圈磁感应强度的测定及测量方法3.3.4 不同软磁性铁芯材料的影响3.3.5 脉冲线圈匝数的选择3.3.6 占空比与脉冲波型和频率的选择3.4 阻垢处理装置参数的确定及内部电磁场分析3.4.1 实际阻垢处理装置形状及参数的确定3.4.2 实际阻垢处理装置内部电场与磁场分析第四章 磁电协同作用于循环冷却水的阻垢实验4.1 实验用水水质分析与配制4.1.1 分析方法4.1.2 实验用水配制4.2 实验用水蒸发量及水中离子损失率的测定与补充4.2.1 蒸发量的测定4.2.2 离子损失率的测定及其补充4.3 磁电协同作用于工业循环冷却水阻垢实验4.3.1 实验原理4.3.2 实验方法与仪器4.3.3 正交实验方案设计与实验4.4 正交实验结果分析4.4.1 正交实验污垢热阻曲线4.4.2 正交实验结果分析4.5 垢样的电镜扫描（SEM）4.5.1 扫描电镜原理及扫描参数4.5.2 正交阻垢样品的电镜扫描图片第五章 实验结果与电磁场阻垢机理分析5.1 方解石型水垢与文石型水垢5.1.1 方解石型水垢5.1.2 文石型水垢5.2 水垢晶体的SEM分析5.3 水垢晶体的XRD衍射分析5.3.1 X射线衍射（XRD）5.3.2 X射线衍射（XRD）分析5.4 水垢晶体的能谱EDS分析5.4.1 能谱EDS分析5.4.2 正交实验阻垢率最好组的EDS能谱5.4.3 阻垢率最差组的EDS能谱5.5 高压静电场及变频脉冲磁场的阻垢机理分析5.5.1 电磁场对水分子的活化作用5.5.2 对水垢晶体生长的作用第六章 结论与展望6.1 结论6.2 建议6.3 展望参考文献致谢在读期间科研成果
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