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内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版） 2016年第5期45卷 639-644页

作者：刘智安王雨萌夏添刘启旺赵巨东邵晓珏杨星贾建军内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古呼和浩特010051 吉林化工学院吉林吉林132002 内蒙古工业大学理学院内蒙古呼和浩特010051

模拟火电厂循环冷却水系统的运行工况,采用强制对流换热方式,在不同的水流速度下,分别对换热管壁面析出的CaCO_3附着垢及游离于水中的脱除垢进行多晶X射线衍射分析.结果表明,水垢中方解石和文石的晶粒尺寸均随水流速度的增加而增大,其... 详细信息

模拟火电厂循环冷却水系统的运行工况,采用强制对流换热方式,在不同的水流速度下,分别对换热管壁面析出的CaCO_3附着垢及游离于水中的脱除垢进行多晶X射线衍射分析.结果表明,水垢中方解石和文石的晶粒尺寸均随水流速度的增加而增大,其中附着垢中方解石和文石的晶粒尺寸变化较大,脱除垢中方解石和文石的晶粒尺寸变化较小;水流速度的增大会影响方解石和文石的晶面间距,附着垢中方解石和文石的最强衍射峰的晶面间距d_(104)和d_(111)均比脱除垢中的有所减小.从循环冷却水流速、剪切力变化和成垢离子有序稳定密堆积方面,对实验现象进行了解释.

关键词：循环水流速换热器附着垢脱除垢晶粒尺寸晶面间距

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高压静电场影响循环冷却水CaCO3结晶行为及动力学研究

高压静电场影响循环冷却水CaCO3结晶行为及动力学研究

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作者：安慧凤内蒙古工业大学

学位级别：硕士

本文以火电厂循环冷却水为研究对象,以“双通道工业循环冷却水分析实验台”为实验平台,分别利用“平行极板匀强高压静电场阻垢处理器”和“离子棒非匀强高压静电场阻垢处理器”对循环冷却水进行了动态模拟阻垢实验。实验过程中,跟踪检... 详细信息

本文以火电厂循环冷却水为研究对象,以“双通道工业循环冷却水分析实验台”为实验平台,分别利用“平行极板匀强高压静电场阻垢处理器”和“离子棒非匀强高压静电场阻垢处理器”对循环冷却水进行了动态模拟阻垢实验。实验过程中,跟踪检测了循环冷却水主要水质指标的变化,并对实验中所产生的Ca CO3附着垢和脱除垢进行了扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)分析。通过对“平行极板匀强高压静电场阻垢处理器”和“离子棒非匀强高压静电场阻垢处理器”实验结果分析,无论是在匀强高压静电场还是非匀强高压静电场作用下,阻垢率均为正值,说明了两种高压静电场对火电厂循环冷却水确有阻垢效果。在相同实验条件(电压3000V、4000 V、5000 V,流量600L/h)下,经匀强高压静电场处理后,最大阻垢率为22.85%,经非匀强高压静电场处理后,最大阻垢率为49.50%,表明非匀强高压静电场较匀强高压静电场的阻垢效果更明显。实验过程中,定时进行水质检测,测定循环冷却水中总硬度H、Ca2+、p H、碱度、电导率κ、Na+、SO42-和Cl-等水质指标,分析水溶液中主要离子的变化规律,研究水质指标的变化对Ca CO3晶核的形成和生长的影响作用。对实验中采集的Ca CO3附着垢和脱除垢晶体进行了SEM、XRD和EDS分析。由SEM分析得出,附着垢和脱除垢晶体的形貌主要呈文石状和方解石状;由EDS分析得知,无论附着垢还是脱除垢,垢样的主要成分均为Ca CO3。对附着垢和脱除垢晶体进行的XRD衍射分析表明,无论匀强高压静电场还是非匀强高压静电场,与对照组相比较,实验组的文石晶粒尺寸均发生了减小的变化,而方解石晶粒尺寸部分呈现减小的变化。文中从电场力作用下水分子线性排列与激活能变化和水溶液粘度变化的角度,分析了两种高压静电场作用下对水溶液粘度的影响,以及电场力对循环冷却水溶液的作功情况。对于匀强高压静电场来说,由于电场力对水溶液分子不做功,电场力使水溶液分子趋于线性排列和增加激活能,降低Ca CO3晶体的成核速率,宏观上表现出一定的阻垢效果;对于非匀强高压静电场来说,除了电场力使水溶液分子趋于线性排列和增加激活能因素以外,还由于电场力对水溶液分子作负功,导致水溶液粘度进一步增大,进而阻垢效果更明显。实验结果还表明,无论哪种高压静电场作用下,电压值为3000V和5000V时的阻垢率均要高于4000V时的阻垢率,对这情况产生的原因,还需作进一步的实验和分析。

关键词：匀强高压静电场非匀强高压静电场晶粒尺寸液体粘度附着垢脱除垢

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电磁场影响循环冷却水中CaCO3结晶行为及动力学研究

电磁场影响循环冷却水中CaCO3结晶行为及动力学研究

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作者：夏添内蒙古工业大学

学位级别：硕士

应用实验室自制的“双通道工业循环冷却水分析实验台”和“脉冲磁场阻垢处理器”,在动态模拟工业循环冷却水运行工况的条件下,分别进行了Ca CO3附着垢与脱除垢对比分析实验和脉冲方波磁场阻垢实验。通过能谱分析和X射线衍射分析等,对Ca ... 详细信息

应用实验室自制的“双通道工业循环冷却水分析实验台”和“脉冲磁场阻垢处理器”,在动态模拟工业循环冷却水运行工况的条件下,分别进行了Ca CO3附着垢与脱除垢对比分析实验和脉冲方波磁场阻垢实验。通过能谱分析和X射线衍射分析等,对Ca CO3附着垢和脱除垢晶体进行了对比分析,并从循环冷却水溶液的粘度、扩散系数、扩散激活能等角度,对脉冲方波磁场作用下Ca CO3结晶行为进行了动力学分析。经对Ca CO3附着垢与脱除垢对比分析显示:在冷却水温30±0.5℃,加热端温90±0.5℃下,Ca CO3附着垢和脱除垢晶体的物相均由方解石和文石组成;当循环水流速从0.401m/s增至1.338m/s时,Ca CO3附着垢的晶粒尺寸增大,附着垢中方解石和文石的晶粒尺寸分别高出脱除垢200?00?和100?00?,而脱除垢晶粒尺寸基本不变。由于受溶液过饱和度、绝对温度等因素的影响,附着垢的晶面间距小于脱除垢的晶面间距。实验表明:当循环水流速为0.669m/s,水流雷诺数Re为16.630×103时,水流剪切应力产生的机械除垢作用既可清除文石垢,当循环水流速增大至0.870m/s,雷诺数Re>21.626×103时,水流剪切应力产生的机械除垢作用显著增加,此时可较明显的清除方解石垢,说明方解石水垢更难被水力冲刷清除。脉冲方波磁场阻垢实验结果表明:固定频率脉冲方波磁场的阻垢效果不佳。当循环水流速为0.401m/s,脉冲频率为50Hz,峰值脉冲电压为10V时,脉冲方波磁场的阻垢效果较好,但也仅为5.94%。研究表明,在脉冲方波磁场作用下,由于存在各种阻尼因素,循环水将发生磁化损耗,且脉冲频率f越高,磁化损耗越大,循环水的内能增加,水分子的扩散激活能降低,进而引起循环水的粘度减小、扩散系数增大、Ca CO3晶体的成核速率升高、Ca CO3晶体从循环水溶液中获得Ca CO3分子的溶质通量增加,促进了Ca CO3水垢的生成。与固定频率相比较,扫频脉冲方波磁场的阻垢效果优于固定频率的处理效果,阻垢率达到25.46%,其原因还有待从固定频率和扫频作用机理等方面作深入的实验和分析。

关键词：附着垢脱除垢晶粒尺寸脉冲方波磁场结晶动力学

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