（神華國能天津大港發(fā)電廠，天津 300272）

掃頻電磁場發(fā)生裝置在火力發(fā)電廠的應(yīng)用研究

李 龍

（神華國能天津大港發(fā)電廠，天津 300272）

火力發(fā)電廠在循環(huán)水系統(tǒng)和除灰管道中普遍存在管道堵塞以及結(jié)垢問題，通常采用化學(xué)方法或物理方法的處理措施，經(jīng)實(shí)踐應(yīng)用，這些措施有一定的局限性。為此，本文介紹掃頻電磁發(fā)生裝置在火電廠中的應(yīng)用，并對其特點(diǎn)進(jìn)行研究。

火電廠；除灰管道；掃頻電磁場；除藻；防垢技術(shù)

一、概述

在電力行業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，因?yàn)檠h(huán)冷卻水的不斷蒸發(fā)和濃縮，造成循環(huán)水管道結(jié)垢、腐蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重；另外由于循環(huán)水系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)，極易滋生細(xì)菌和藻類，這些藻類在溫度條件適宜的情況下，在換熱器表面瘋長，使得傳熱面積大為減少，甚至發(fā)生管路堵塞。這些因素都會大大影響換熱設(shè)備的傳熱效果，甚至損壞設(shè)備，從而使機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行受到威脅。

因此在火力發(fā)電廠中對結(jié)垢問題的研究非常重要，現(xiàn)有的化學(xué)處理方法不僅污染環(huán)境，而且會降低設(shè)備的使用壽命。伴隨著人們對電磁場處理污水優(yōu)越性認(rèn)識的加深，以電磁場作用的水處理方法成為近幾年發(fā)展迅速的一項(xiàng)新型水處理技術(shù)，以電磁場作用水體的方法，由于其優(yōu)越的特性，慢慢的被各行業(yè)所接受，目前開發(fā)的掃頻式電磁場水處理裝置兼具防垢除垢的特性，并在殺菌、滅藻、防銹方面具有獨(dú)特的功能，極具市場前景。

二、裝置的作用機(jī)理探究

2.1 掃頻脈沖電磁發(fā)生裝置的殺菌、滅藻原理

水分子是一種偶極子，在常態(tài)下容易形成穩(wěn)定的團(tuán)狀大分子，在本裝置的交流脈沖磁場作用下，水分子產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)、碰撞，活躍性加強(qiáng)，締結(jié)的大分子容易分散成單個(gè)水分子，穩(wěn)定性增加，最終形成穩(wěn)定的雙水分子（H2O）2，水的活性得到了改變。滲透是生物學(xué)中極為重要的物理現(xiàn)象，在水的兩側(cè)用半透膜隔開，半透膜的特性是可以容許水通過，但礦物質(zhì)的鹽類不能通過，微生物的細(xì)胞膜就是一種半透膜，一旦水的活性增強(qiáng)后，通過半透膜的水分子增加，微生物體內(nèi)的水分子大量增多，從而能快速的撐壞水中微生物的半透膜——細(xì)胞膜，最終達(dá)到了殺死微生物和藻類的目的。通過實(shí)驗(yàn)觀察，本裝置在安裝一段時(shí)間后，會使貼附在管道壁上的微生物層脫落，造成水中細(xì)菌水平升高，但隨著作用時(shí)間的增強(qiáng)，細(xì)菌水平還會緩慢下降。

2.2 掃頻脈沖電磁發(fā)生裝置的除垢原理

礦物質(zhì)溶解于水時(shí)，以離子的形式存在，離子帶有電荷，包括正離子和負(fù)離子，水體中最常見的正離子包括Ca2+、Mg2+等，負(fù)離子包括SO42-、（HCO3）2-，一旦在合適的條件下（高溫或者壓力降低）正負(fù)離子相遇，會產(chǎn)生難溶于水的碳酸鈣和碳酸鎂等沉淀物，這些沉淀物會在管壁等部位逐漸堆積，產(chǎn)生結(jié)垢的現(xiàn)象。本裝置能夠激發(fā)水分子共振，使大的水分子鏈團(tuán)分散成活化性高的極性小分子水，這種小分子水對碳酸鈣和碳酸鎂的溶解性強(qiáng)，可以達(dá)到除垢的目的。另外，該裝置的頻率覆蓋范圍較大，從幾十赫茲掃描到幾十千赫茲，基本能找到各種水源的共振點(diǎn)，使得設(shè)備的通用性較強(qiáng)。

三、掃頻電磁防垢裝置的構(gòu)成和創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 掃頻電磁防垢裝置的構(gòu)成

掃頻脈沖電磁裝置是由一臺微電腦掃頻控制器與纏繞在水管外壁上的多股共振線圈組成。微電腦控制器可以產(chǎn)生周期按一定規(guī)律變化的掃頻電流，當(dāng)微電腦控制器接通電源后，纏繞在水管外壁上的多股共振線圈接受掃頻電流，在共振線圈的內(nèi)腔形成一個(gè)沿流體方向分布的掃頻磁場，當(dāng)污水流經(jīng)過該共振線圈時(shí)，會使較多的過飽和水分子達(dá)到共振頻率。因此，采用掃頻脈沖技術(shù)能夠使不同水質(zhì)條件下的水分子或垢粒子產(chǎn)生共振，從而達(dá)到防垢、除垢的效果。

3.2 掃頻電磁防垢裝置的創(chuàng)新點(diǎn)

3.2.1 自適應(yīng)頻率

掃頻式微電腦水處理器利用直流脈沖和變頻掃描原理進(jìn)行水處理，微電腦控制器（信號發(fā)生源）在一定時(shí)間內(nèi)從低頻到高頻掃描一次，根據(jù)水分子的固有頻率能自動(dòng)選擇與其相同的頻率并位移到該范圍內(nèi)，與其產(chǎn)生共振，該共振上的沖擊力將該管道和容器壁上的垢、沉淀物和粘泥松散。

3.2.2 采用脈沖電磁方法

a.激發(fā)瞬時(shí)高電壓，提高能量傳遞效率； b.既具有交流感應(yīng)特點(diǎn)，可以通過電感線圈，傳送電磁場能量，同時(shí)也具有直流電場的特點(diǎn)，引起水體分子變形、電離、極化以及管壁生成氧化保護(hù)膜； c.頻率按一定周期掃描，覆蓋范圍廣，效果好。

四、掃頻脈沖電磁裝置與其它除垢方法的比較

4.1 節(jié)省殺菌劑費(fèi)用 采用掃頻脈沖電磁水處理裝置后，減少了殺菌劑的用量，節(jié)省藥劑費(fèi)用。

4.2 除垢效果好、無腐蝕性

4.3 節(jié)約運(yùn)行和管理費(fèi) 采用掃頻脈沖電磁水處理裝置耗電小，維護(hù)費(fèi)用低，節(jié)省人工費(fèi)用。

4.4 無環(huán)境污染，保護(hù)水資源

五、掃頻電磁場發(fā)生裝置在火電廠的應(yīng)用前景

循環(huán)冷卻水的處理是電廠水處理專業(yè)的瓶頸，掃頻電磁場技術(shù)在火電廠除灰防垢系統(tǒng)的應(yīng)用說明了它在技術(shù)上的可行性、經(jīng)濟(jì)性和對被處理水質(zhì)廣泛的適應(yīng)性，這也正是循環(huán)冷卻水需要解決的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)難點(diǎn)，除蒸發(fā)損失外，如濃縮比率為3，補(bǔ)充水量則為1000t/h左右，系統(tǒng)消耗水損失為12%～25%，年損耗水量為800萬t/h左右,沒有二次化學(xué)污染，大幅度的降低運(yùn)行成本，年節(jié)約水量500萬t以上，折合資金100多萬元，并可大量減少水資源消耗。同時(shí)掃頻電磁場發(fā)生裝置在電廠循環(huán)水殺菌及防腐同樣具有顯著效果，具有很強(qiáng)的殺菌滅藻和滅殺海洋微生物、貝類生物的功能，可以保持循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的暢通。

結(jié)語

本文介紹了掃頻電磁發(fā)生裝置在火電廠中的應(yīng)用研究，掃頻電磁場技術(shù)是隨電子工業(yè)的進(jìn)步而發(fā)展起來的高新技術(shù)，以其自適應(yīng)頻率強(qiáng)、無污染、安裝方便、處理效果好的特點(diǎn)及可觀的經(jīng)濟(jì)效益和明顯的環(huán)保優(yōu)勢而逐步得以推廣和發(fā)展。在建設(shè)節(jié)約型社會和節(jié)約型企業(yè)的今天，我們面臨著淡水資源緊張、水質(zhì)資源惡化的局面，積極的研發(fā)和推廣這項(xiàng)技術(shù)，有著巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]張惠靈．火電廠沖灰系統(tǒng)物理防垢技術(shù)的研究[J]．湖北環(huán)境科學(xué)，2005（24）：43—44．

[2]張超．電磁防垢實(shí)驗(yàn)研究[J]．中國石油大學(xué)（華東）報(bào)，2010（23）．

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