電廠凝汽器銅管除垢及強(qiáng)化換熱技術(shù)探究

王書琴

摘 要：超聲波具有比較好的物理性能，在凝汽器銅管除垢中發(fā)揮了重要的作用，而且具有強(qiáng)化換熱的功能。超聲波的除垢效率比較高，不會對銅管產(chǎn)生不良的影響，能夠滿足凝汽器除垢的需要，還能夠提高銅管的換熱系數(shù)，而且應(yīng)用便利。因此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)超聲波技術(shù)在凝汽器銅管除垢中的應(yīng)用研究，這對于凝汽器銅管的除垢工作具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：銅管；除垢；超聲波

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-3198（2015）25-0278-02

在傳統(tǒng)的凝汽器的除垢過程中主要采用的是借助人工除垢的方法，這種工作方式的勞動強(qiáng)度比較大，而且不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作的需要，除垢效率比較低，最終影響了電廠機(jī)組的運(yùn)行效率。超聲波除垢技術(shù)具有良好的除垢效果，能夠達(dá)到銅管除垢的目標(biāo)。超聲波除垢技術(shù)作為一種物理除垢的方法，不僅能夠滿足除垢的需要，同時(shí)也能夠有效提高傳熱效率，節(jié)省了水資源；在使用的過程中，超聲波除垢系統(tǒng)也減少了對設(shè)備的損害，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 超聲波除垢技術(shù)分析

1.1 垢的特點(diǎn)

電廠凝汽器銅管中的污垢類型比較多，需要針對性的進(jìn)行分析。其中化學(xué)污垢比較多，占據(jù)了其中的大部分，例如一些無機(jī)鹽等在接觸的過程中所形成的污垢，還有一些蒸發(fā)器中的水在接觸的過程中形成了水垢；在流體工作的過程中不同的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所形成的污垢；還有一些污垢是因?yàn)榱黧w因?yàn)楦g作用所形成的，在固體的表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種污垢往往會造成比較嚴(yán)重的污染現(xiàn)象。在凝汽器銅管中所形成的污垢會影響到其原有的工作性能，例如降低流體的流動速度。當(dāng)流體的溫度提高時(shí)，會影響到污垢的成長率，最終造成污垢量的增大。

1.2 超聲波除垢的過程

超聲波本身具有比較高的頻率，在傳播的過程中主要以直線的方式進(jìn)行。由于超聲波特殊的物理性能，所以能夠穿透比較厚的固體介質(zhì)，而且氣體對其有比較好的吸收功能，但是液體和固體的吸收功能比較低。當(dāng)超聲波作用在液體上時(shí)，能夠發(fā)生理化反應(yīng)，最終改變物質(zhì)的性質(zhì)。超聲波振動時(shí)，能夠?qū)χ車奈镔|(zhì)產(chǎn)生作用，對于水垢來說，當(dāng)超聲波振動時(shí)能夠使水垢脫離，同時(shí)還會在介質(zhì)的界面上產(chǎn)生一定的應(yīng)力，使管壁和污垢之間難以緊密的結(jié)合在一起，通過這樣的方式能夠不斷地剝離污垢。在超聲波工作的工作過程中，會產(chǎn)生能量的傳遞效應(yīng)，導(dǎo)致污垢的局部溫度過高，最終產(chǎn)生電離的效應(yīng)，打破了原有的結(jié)垢環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了除垢的效果。在具體的工作中通過超聲波發(fā)生器將振動傳遞到冷卻水中，在液體中形成比較多的氣泡，氣泡在破裂時(shí)會產(chǎn)生沖擊波，從而破壞了垢沉積物原有的作用力，在污垢中出現(xiàn)比較多的縫隙等，在氣泡的不斷作用下，水垢最終形成細(xì)小的顆粒，一部分在管壁上脫離。同時(shí)水還會沿著縫隙滲入到受熱管壁的表面，形成水蒸氣等，從而帶動垢的沉積物脫離，實(shí)現(xiàn)垢的完全清除。在超聲波的作用下，也減少了分子之間的作用力以及分子與管壁之間的結(jié)合力，使垢顆粒不容易在管壁上沉積，能夠達(dá)到預(yù)防凝汽器銅管結(jié)垢的目的。

1.3 超聲波的除垢效果

超聲波能夠直接對一些水分子以及無機(jī)化合物等產(chǎn)生作用，最終達(dá)到除垢的效果。在超聲波工作的過程中，其除垢的效果與其功率具有密切的關(guān)系。在實(shí)際的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)超聲波的功率比較小時(shí)，即便是長時(shí)間的工作，但是也難以取得令人滿意的除垢效果。當(dāng)超聲波的功率滿足一定的條件時(shí)，除垢的效果非常好，而且效率比較高；特別是當(dāng)期功率提高時(shí)，其除垢的強(qiáng)度也會得到提升和增加，最終提高了除垢的質(zhì)量，但是也會對儀器的性能產(chǎn)生不良的影響。超聲波的功率大小與污垢的數(shù)量具有密切的關(guān)系，當(dāng)污垢的數(shù)量比較多時(shí)，可以通過大功率的超聲波來取得比較好的效果；當(dāng)污垢數(shù)量比較少時(shí)，可以選擇一些功率比較小的超聲波。這種超聲波除垢技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在線清洗的目標(biāo)，而且不影響銅管的性能，除垢效果比較好。在具體的應(yīng)用過程中，不影響凝汽器的運(yùn)行，而且操作比較簡單，在電廠的技術(shù)改造中應(yīng)用比較廣泛。

2 超聲波對于強(qiáng)化換熱的效果

當(dāng)凝汽器換熱管中產(chǎn)生污垢之后，由于污垢本身的導(dǎo)熱系數(shù)比較小，降低了銅管本身的傳熱系數(shù)；再加上污垢的存在也減少了凝汽器的清潔率，最終增加了水泵的能量，增加了傳熱的熱阻造成了傳熱系數(shù)的降低。當(dāng)換熱效果下降時(shí)，不僅會增加機(jī)組的能耗，同時(shí)也會降低電廠的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)污垢現(xiàn)象比較嚴(yán)重時(shí)，需要進(jìn)行停機(jī)清洗。超聲波能夠達(dá)到有效清除污垢的效果，所以能夠有效降低污垢對傳熱系數(shù)所產(chǎn)生的影響，增加了傳熱系數(shù)。超聲波的功率對于傳熱系數(shù)具有比較重要的影響，當(dāng)超聲波的功率越大時(shí)，其能量越大，產(chǎn)生的空化作用越強(qiáng)，最終產(chǎn)生的熱作用也更加強(qiáng)。在研究中發(fā)現(xiàn)超聲波的功率大于傳熱系數(shù)的影響具有一定的函數(shù)特點(diǎn)，存在最佳的功率。在研究中發(fā)現(xiàn)某個(gè)超聲波系統(tǒng)功率由100瓦增加到200瓦時(shí)，換熱管由于受到了除垢的影響，其傳熱系數(shù)增加；當(dāng)功率從200瓦增加到600瓦時(shí)，由于除垢率的增加效果不夠明顯，氣泡數(shù)量的增多也影響了介質(zhì)的傳熱效率，最終使換熱器的傳熱系數(shù)降低。在其它條件不變的情況下，傳熱系數(shù)與超聲波的功率之間滿足一定的數(shù)學(xué)關(guān)系。在某個(gè)確定的功率下，傳熱系數(shù)會達(dá)到最大值，當(dāng)超聲波的功率低于確定的功率時(shí)，傳熱系數(shù)會隨著功率的增加而增大；當(dāng)功率大于確定的值時(shí)，功率增加時(shí)，傳熱系數(shù)會隨之降低。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，一般選擇最佳功率來達(dá)到最佳除垢效果與傳熱的目的。

3 結(jié)束語

在電廠發(fā)電的過程中，凝汽器是其中重要的設(shè)備，由于需要水進(jìn)行連續(xù)的循環(huán)工作，容易導(dǎo)致凝汽器的銅管產(chǎn)生污垢。超聲波對于銅管除垢具有比較好的效果，而且這種方法不需要進(jìn)行停機(jī)操作，能夠滿足電廠連續(xù)性工作的需要。超聲波除垢過程中不會對其它材料和介質(zhì)產(chǎn)生不良的影響，能夠進(jìn)行自動化的工作，能夠滿足電廠發(fā)電的需要。超聲波在除垢完成之后，會提高銅管的傳熱系數(shù)，而且超聲波本身的物理性質(zhì)在工作的過程中也會增加銅管的傳熱系數(shù)，最終提高了電廠的發(fā)電效率，具有比較好的經(jīng)濟(jì)效益。

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