除垢节能

2024-06-16

除垢节能（共7篇）

除垢节能篇1

1 引言

我国一次能源消耗一直以煤为主, “节能减排”的重要任务就是节煤, 节煤的首要任务之一就是提高锅炉的热效率[1,2]。影响锅炉热效率的原因很多, 但水垢是最重要的原因之一。由于水垢导热率仅为锅炉材料软铁的1/100～1/200, 结垢使水质污染, 流体动力学条件变坏, 导热性大大降低, 使锅炉的热效率大大降低, 煤耗增加, 经济性下降, 甚至引起过热、蠕变、鼓泡以致炸裂等重大事故。我国是锅炉占有量最高的国家, 上世纪中后期锅炉设备爆炸事故率高达3.1起/万台·年, 是发达国家的30倍, 近年来已大幅下降, 但仍为发达国家的5～6倍[3]。阻垢、除垢是提高锅炉热效率的有效途径, 成为“节能减排和环保”的重要手段。

两百多年以来, 人们对结垢、阻垢、防垢、除垢的研究从未间断过, 如何防止结垢腐蚀的努力持续了整整两个多世纪, 并形成了“水处理”与“化学清洗”两大产业, 发展了许多以化学方法为主的专门技术, 目前普遍采用化学法或化学与机械相结合的防除积垢措施, 但也存在许多问题[4,5]。化学药剂清除阻止水垢, 不仅污染受纳水体, 成本增加, 清洗废水使环境受灾, 对设备腐蚀性强, 劳动强度大, 辅助时间长, 操作麻烦, 而且效果并不理想, 水垢不能完全去除, 还影响生产、生活, 最终是治标不治本。与此同时, 人们也一直在探求一种“不投药、不排污”的理想的除垢、阻垢的技术和方法, 即现在人们提出的“绿色防垢”技术—各种物理阻垢、除垢方法, 并已经取得一些成果, 主要是采用磁场、电场、声场等各种物理场的防除积垢节能技术[6,7,8,9], 虽然卓有成效, 但是存在设备复杂、需要额外能源、处理成本高、安装操作麻烦, 技术不够成熟等问题。

本文报道了一种新的绿色阻垢/除垢的新技术—放射性辐射阻垢/除垢技术。对锅炉水进行适当放射性辐射处理, 将对锅炉的结垢过程和水垢都产生十分重大的影响, 可以有效阻止水垢的形成, 去除附着于发热管和炉壁上的水垢, 对于锅炉“节能减排”具有十分重要的意义。这是一种新的物理现象, 也是一种新的绿色阻垢/除垢的技术。

2 实验及结果分析

2.1 实验试剂与设备

(1) 实验材料:

微辐射性稀土材料、铸铁。

(2) 设备:

锅炉设备为使用多年的蒸馏水发生器。用D/MAX-RA型铜靶X射线衍射仪对水垢进行物相分析;水垢晶体形貌分析在Leica Microsystems DM LM型显微镜下观测。

2.2 实验及结果

实验过程如下:用铸铁和稀土材料制成具有微量放射性的可安装在水管上的水处理器。将水处理器安装在蒸馏水锅炉的进水水管上。锅炉设备为使用多年的蒸馏水发生器, 在加热管及炉壁上已结了一层水垢。让蒸馏水锅炉每天运行6小时的试验, 运行几天后观察水垢的生成及逐渐变化情况。

图1是蒸馏水锅炉运行4天试验后观察到的从发热管及炉壁上的老水垢脱落和新生成的沉积在锅炉底部水垢的情况。从图1 (a) 可以观察到加热管上已经没有厚厚的水垢附着, 局部区域可以直接看见加热管的金属, 而在底部有大量的水垢。图1 (b) 是脱落在锅炉底部老水垢的图片。从水垢的形状上来看, 这些水垢具有一定的弧度, 与加热管上的相吻合, 主要是从加热管上脱落下来的老水垢。试验中, 蒸馏水锅炉仅运行了4天试验, 老水垢就从发热管上脱落, 而一般认为老垢脱落需要1个月以上的时间[10]。这一实验结果说明, 水经过安装在水管上具有微量放射性的水处理器处理后可以除垢, 这表明微量放射性具有除垢功能。

图1 (c) 、 (d) 是新形成的沉积在锅炉底部的水垢。在这个图中, 我们观察到的主要是沉积在锅炉底部的新形成水垢的情况。从图1 (c) 、 (d) 可以观察到, 锅炉底部新形成的水垢呈凝絮态存在, 未粘附于发热管、炉壁上。这与未经辐射处理的水垢结垢在发热管、炉壁上的情形不同, 未经辐射处理的水垢结垢是呈块体粘附于发热管、炉壁上。这种呈凝絮态存在的新形成的水垢半浮于水中, 可随水一起流动。这十分有利于锅炉水垢的去除。这一实验现象说明, 辐射处理可以阻止水垢结垢粘附于发热管、炉壁上, 因而可以起到很好的阻垢作用。

图2是收集到的水垢烘干后的X射线衍射图。图2 (a) 是未经辐射处理的水垢的X射线衍射图, 从图谱中可以分析出, 水垢的成份主要由霰石型晶体结构的CaCO3和少量方解石型晶体结构的CaCO3组成。图2 (b) 是经辐射处理的水垢的X射线衍射图, 从图谱中可以分析看出, 水垢的成份主要由霰石型晶体结构的CaCO3、 (Ca, Mg) CO3和微量方解石型晶体结构的CaCO3组成。由这一X射线衍射分析结果表明, 辐射处理对锅炉所形成的水垢成份有较大的影响, 经辐射处理后水垢中的 (Ca, Mg) CO3的成份明显增加。这一结果说明, 辐射处理有助于 (Ca, Mg) CO3的形成。

图3是采用光学显微镜观察和拍照的方法观测到的未经辐射处理和经辐射处理形成的水垢晶体的显微图片。图3 (a) 是未经辐射处理锅炉水垢晶体的显微图片, 从图中可以看出, 未经辐射处理锅炉水垢具有一定晶面的晶体, 晶体主要呈条形, 最长的可达10 μm, 部分成块状。图3 (b) 是经辐射处理锅炉水垢晶体的显微图片, 经辐射处理锅炉形成的水垢晶体主要是大小约0.1～1 μm的颗粒晶体, 小部分是细小的条 (棒) 状晶体。显微镜观测结果表明, 锅炉形成的水垢晶体的形状和大小未经辐射处理和经辐射处理的差异很大, 未经辐射处理的水垢晶体呈有一定晶面角的大小在1～10 μm条形状晶体;而经辐射处理形成的水垢主要是大小约0.1～1 μm的颗粒水垢。这说明微量辐射处理对锅炉水垢及其成垢过程具有重要影响, 微量辐射处理可以使垢晶形成细小的颗粒, 或使老水垢破碎成细小的颗粒, 从而产生防垢、除垢效果。

3 微量辐射锅炉阻垢除垢的作用机理分析

从以上研究结果说明, 微量辐射处理对锅炉水垢及其成垢过程具有重要影响, 微量辐射可以对锅炉进行阻垢、除垢。微量辐射产生的阻垢、除垢效果是一种新的物理效应, 目前还没有对它进行更多的研究和报道, 对其作用机理的研究还需进行更多的研究和实验。在此, 我们从辐射使水产生离解对水的作用入手, 对它进行简单的分析。

水是相当稳定的的化合物, 其电离电位为12.6eV (电子伏特) , 通常的加热方法无法使它们离解。而放射性核辐射射线或粒子的能量都在兆电子伏 (MeV) 范围, 比电离电位大5～6个数量级。它们在其径迹周围几十个纳米范围内引起水的分解电离 (称水的辐解) , 产生大量的各种离子和自由基等各种粒种。它们和水分子及自己相互作用而产生更多的中间产物, 如:H2O+、H3O+、OH-、H2、O2、HO2、H+、e-水化等[11]。即使在一个较弱的辐射场中, 这些初级粒种和中间产物的数量仍然是相当可观的。以α粒子为例, 在大多数放射性同位素中, 其能量约为5Mev。假如“α粒子”的能量全部用于水辐解而被完全吸收, 那么一个α粒子使水辐解的分子数约为396 825 (≈4×105) 。假设放射源强度为1微居里 (μC) , 且每一次衰变仅只放射出一个α粒子, 那么每秒钟能够辐解的水分子数约为1.5×1010。实际上每次核衰变中除α粒子外, 还常常同时有β、γ射线, 它们也引起水的辐解。因此, 可能辐解的水分子数还要更大, 每一辐解又可能产生多个中间产物。这样, 一个较弱的放射源在水中产生的各种中间产物的数量也很大 (≥1013) 。当然在实际中, 辐射能不一定100%地用于水辐解过程, 比较可靠的估计是用实验得到的产额G进行计算[12]。实验测得:5Mev的α粒子在水中的离子产额约为3。这就是说, 一个α粒子在水中产生的离子数为3×104;采用同样1 μC的放射源时, 每秒产生的离子数≈1.5×109个, 比前面的估计小一个数量级, 但仍然是一个大数!

这些初级粒种和中间产物多数是带电的, 它们对水的各种物理化学性质及水中的各种平衡产生强烈影响, 导致水的各种物理化学性质 (如酸度pH、水的粘度、表面张力、电导率) 发生变化, 缩短了成垢物质的成核诱导期, 迅速生成比发热器表面大得多的界面, 有很强的争夺水中成垢物质离子的能力, 减少了粘附于发热面成垢离子数量, 这样就降低了积垢的沉降速率, 容易形成凝絮态水垢, 起到阻垢的效果。

锅炉中水垢形成的主要原因是:

Ca (HCO3) 2⇔CaCO3↓+CO2+H2O

该式向右进行时结垢, 向左时水垢 (或岩石) 溶解。当温度 (T) 一定时, 反应方向决定于水中游离态的CO2浓度。因为CO2溶于水形成碳酸H2CO3, H2CO3分级电离在水中以H2CO3-和CO32-存在, 当温度一定时, 这三种物质的比例取决于水的酸度, 即决定于水中氢离子H+的浓度。当H+增加时, pH值减少, 产生还原作用, CaCO3将重新溶解, 从而达到溶垢除垢的目的。

在辐射作用下, 除直接产生H+外, 还产生大量的水合氢离子 (如H3O+) , 这种水合氢离子是H+和H2O的结合物, 其结合能很低。特别是锅炉中温度较高时, 很容易放出H+, 它的产额高达2.7, 产量很高。这些氢离子在水中积累使水的酸度增加, 使老水垢重溶。这种重溶首先发生在水垢的表面及水垢与换热管的接触界面, 于是导致水垢的脱落。而OH-与成核物质离子可形成如CaOH、MgOH等配合物, 可以增加水的溶解能力, 使其溶垢能力相对提高。所以辐射不仅可以阻垢, 而且还可除垢。而CaOH, MgOH等配合物则可进一步形成 (Ca, Mg) CO3等水垢, 这就可以解释在辐射作用下形成的水垢中检测到 (Ca, Mg) CO3等成份的原因。

4 结论

微量辐射处理对锅炉水垢及其成垢过程具有重要影响, 微量辐射处理可以使垢晶形成细小的颗粒, 或使老水垢破碎成细小的颗粒。放射性辐射可以产生防垢、除垢效果, 既可阻垢, 也可除垢, 而不需任何化学药剂, 可以从根本上克服了现行各种化学除垢方法的各种弊病。这是一种新的物理现象, 也是一种新的绿色阻垢/除垢的技术。虽然, 对这一技术的研究还处于初期阶段, 但这一新的物理现象对于人类所追求的绿色阻垢、除垢的实现无疑有着很大的实际意义。

参考文献

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除垢节能篇2

1 存在的问题

1.1 无功损耗增加，系统效率降低

由于注水管道结垢压损大，管道末点压力低，为保证配注泵站需提高运行压力，因此造成注水系统无功损耗增加，系统整体效率降低。另外，由于管道结垢压损大，造成部分水井采取单井增注，能耗增加，管理及维修工作量增加。

1.2 水质二次污染严重

多年来，只重视污水处理系统表面的运行，对污水处理系统的运行过程控制及日常管理不到位，储罐定期清砂、排污的制度没有形成，大部分储罐沉砂、积油，造成水质严重的二次污染(表1)。

1.3 形成安全隐患

由于管道结垢，压损增大，系统运行压力升高，造成地面注水设施承压升高，形成安全隐患。

2 除垢技术研究与应用

为了解决南部油田注水管道结垢问题，对不同管道、不同垢质进行了深入细致的研究分析，制定出不同的技术方案，优选了3种除垢技术即注水管道通球除垢技术、化学清洗除垢技术、“射流”(物理)除垢技术，解决了南部油田注水管道结垢问题，取得可观的经济及社会效益。

2.1 通球除垢技术及现场应用效果

2.1.1 除垢器（球）除垢技术原理

聚氨酯软体除垢器是由优质进口聚氨酯原料和独特的发泡工艺制造而成，经过特殊的加工工艺，对于垢质较硬的管道，可在软体除垢器的基础上，加上带有高强度的钢钉组成加强型软体除垢器。除垢过程中，除垢器在压力的作用下，对管道内壁的垢进行刮削，达到除垢的目的。此种方法简单易行，安全环保，投资低(图2、图3)。

2.1.2 除垢器的特点

通过能力强，可通过1.0 D弯头，用于结垢较厚、结垢不规则的管线，其最大变形大于等于50%，当卡阻时可通过提高输送压力将其涨碎而不会堵塞管线。安装方便，通球过程中容易控制，操作简便、安全，可实现白天通球、晚上继续注水的间断方式，不影响正常注水。

2.1.3 注水管道通球除垢情况及效果分析

1）除垢工作量完成及效果

自2006年开始应用新型注水管道除垢器技术以来，总计对29条注水干线、25条单井注水管道实施了通球除垢。29条系统干线除垢后，平均压损由3.5 MPa降至1.1 MPa，净降压损2.4 MPa;25条单井注水管道除垢后，平均压损由4.0 MPa降至1.2MPa，净降压损2.8 MPa。

2）节能效果分析

注水泵的输出功率为

在井口压力不变时，泵输出功率只与克服管道摩阻消耗能量有关，即

在流量不变的情况下，通过管道除垢降低泵出口压力，可以达到节能降耗的目的。其节能效果如下：

◇注水管道实施通球除垢后，有4个注水站因除垢而实现降压运行，平均降低压力2.6 MPa，实现年节电157.2×104kWh;

◇共停运2台增压泵，有16台在用增注泵因进口压力升高而降低了增注压力，实现年节电338.7×104k Wh;

◇注水管道除垢后因末点压力升高，注水井实现正常配注，从而取消了增加12台增注泵的计划，实现年间接节电326.9×104k Wh。

注水系统通球除垢年节电822.8×104kWh，投资246.5万元，投入产出比1∶2.6，投资回收期4.6月(表2)。

3）有效解决注水井欠注问题

注水管道实施通球除垢后，由于管道压损降低，末点压力上升，解决欠注井28口，增加注水量870 m3/d。

4）有效降低水质的二次污染

注水管道实施通球除垢后，有效地解决了管道结垢对回注水产生的二次污染(表3)。

2.2 化学清洗除垢技术及现场应用效果

2.2.1 技术原理

派迪清洗液主要由有机络合物(母本载体)和水系统运行除垢清洗液组成。根据配位场化学最新理论：金属离子的d轨道在某些配位化合物静电场影响下可发生分裂而形成能量不同的轨道。当配位体给出的孤对电子与中心金属元素形成α键时，若该配位体分子中存在空的π分子与轨道或空的pd分子轨道，且对称时，中心元素d轨道上的孤对电子可与配位体形成反馈π键，从而形成稳定配位化合物——络合物。基于以上原理，首先选用能使Ca2+、Mg2+d轨道发生能级分裂，且有π分子轨道的化合物作为π接受配位体，当这些化合物与钙、镁水垢作用时，可与Ca2+、Mg2+形成稳定的化合物，从而破坏结垢化合物的分子结垢，将垢中含Ca2+、Mg2+的物质溶解;其次选用油污清洗剂溶解各种油污、灰泥等污垢(图4)。

2.2.2 技术特点

派迪清洗的技术特点为：溶解垢、油污彻底，不燃不爆，无毒、无腐蚀，对于垢质坚硬、通球无法解决的管道，该技术可轻易解决，适于所有结垢管道。

在清洗施工过程中，针对化学反应产生H2S气体造成的安全隐患，利用酸碱中和原理及活性碳吸收特性，改进了H2S气体处理设备。经过现场应用和检测，排放气体指标均在安全允许范围之内(图5)。

2.2.3 注水管道化学清洗及效果分析

1）清洗工作量及效果

自2006年开始应用新型注水管道化学清洗技术以来，总计对29条单井注水管道实施了化学清洗除垢，平均压损由5.9 MPa降至0.8 MPa，净降压损5.1 MPa。

2）节能效果分析

注水管道除垢后因末点压力升高，注水井实现正常配注，从而取消了增加7台注水泵的计划，实现年间接节电194.6×104kWh。

单井注水管道化学清洗除垢年节电194.6×104kWh，投资121万元，投入产出比1∶1.25，投资回收期9.6月(表4)。

3）有效解决注水井欠注问题

注水管道实施化学清洗除垢后，由于管道压损降低，末点压力上升，共计解决欠注井27口，增加注水量843 m3/d。

2.3 射流（物理清洗）除垢技术及现场应用效果

2.3.1 技术原理

清洗仪器上设计安装了内振系统和射流喷嘴，将清洗仪器投入管道中，在水力的推动下旋转行进，水流自尾翼压入内振系统，猛烈收缩又急剧膨胀，生成无数空泡，汇入喷嘴后，在清洗仪器周围形成爆破性冲击射流，击打前方的管垢，然后与冲击清洗下来的碎垢一道汇聚成湍流，向前窜动，直达排污口(图6)。

2.3.2 技术特点

射流除垢是物理清洗过程，施工过程中不产生任何有毒气体，安全可靠;操作简便，一旦清洗仪器卡阻，用泵车反打水，一般情况下清洗仪器能顺利退出，不会卡堵管道;通过能力强，可通过1.0D弯头;管道除垢较彻底，除垢率达90%以上。

2.3.3 注水管道射流除垢及效果分析

1）除垢工作量及效果

截至目前，总计对18条注水干线、81条单井注水管道实施了通球除垢。18条系统干线除垢后，平均压损由3.0 MPa降至1.0 MPa，净降压损2.0MPa;81条单井注水管道除垢后，平均压损由2.5MPa降至0.6 MPa，净降压损1.9 MPa(图7)。

2）节能效果分析

停运增压泵1台，取消增注泵1台，有3台在用增注泵因进口压力升高而降低增注压力，实现年节电82×104kWh。

注水管道实施射流除垢年节电82×104kWh，投资180万元，投入产出比1∶0.36，投资回收期2年10个月(表5)。

3）有效解决注水井欠注问题

注水管道实施通球除垢后，由于管道压损降低，末点压力上升，共计解决欠注井8口，增加注水量570 m3/d。

4）有效降低水质的二次污染

注水管道实施通球除垢后，有效解决了管道结垢对回注水产生的二次污染(表6)。

3 主要成果及认识

3.1 注水系统整体效果及经济效益

2006年至今，南部油田注水管道通过采取通球、化学清洗、射流(物理清洗)等除垢技术，共完成除垢管道187条，除垢总长度144 650 m。

注水系统年节电1 099.4×104kWh，年节电费857.5万元，投资547.5万元，投入产出比1∶1.57，投资回收期7.7月(表7)。

3.2 技术创新点

1)通球除垢技术、化学除垢技术、射流除垢技术的应用有效解决了不同注水管道除垢难的问题，实现了注水管道实施除垢的技术新突破，达到了节能降耗的目的。

2)化学清洗技术能够有效清除管道结垢，效果较好，但因存在产生硫化氢气体的安全隐患，需进一步改进。

3)从结垢的严重程度和垢质成分方面考虑，对于垢质较软、结垢厚度小于管道内径30%～40%的管道可采用费用较低的通球技术;而垢质较硬、结垢厚度超过管道内径50%的管道则以射流除垢技术为主。

除垢节能篇3

关键词：自动除垢,强化换热,发电汽耗,节能

1 项目背景

山东光明热电股份有限公司是新矿集团协庄煤矿的自备电厂,共有3台机组,总装机容量为24MW,主要担负着给矿区供暖、供汽、供电的任务。循环水补水水源为煤矿矿井排水,矿井排水碱度、硬度高,结垢倾向大,导致凝汽器真空低、端差大,影响机组的整体热效率。

凝汽器作为汽轮机的主要附属设备,是朗肯循环及回热循环中不可或缺的一环。凝汽器是一个典型的表面式换热器,表面式换热器存在的换热管结垢问题,凝汽器也不例外。由于补水为高碱高硬水,内壁结垢严重影响换热效果,降低了系统的热经济性。通过在凝汽器管内加装自动除垢强化换热装置,有效减小传热端差,增加蒸汽在汽轮机内的可用比焓降,提高了循环热效率。

2 自动除垢强化换热装置原理

在凝汽器管内安装自动除垢强化换热装置后,当汽轮机组运行时,无需外加动力,利用水的流速驱动其旋转部件长期在凝汽器管内不停地快速旋转和振摆,改变管内水的流动状态,增大近壁区的紊流强度,加强了边界层流体与主流流体的混合,使对流传热过程得以强化,从而提高总传热系数。同时,强烈旋转的水流产生对管壁的摩擦力和剪切力,转动的侧刃对垢层作用以周向的剪切力刮扫,径向振摆时,边刃对污垢层产生碰撞挤压,在周向刮扫剪切和径向振摆碰撞的共同作用下,达到对管内已有水垢的连续清洗作用,对无垢的传热面则有很好的防垢保洁作用,装置原理图如图1所示。

3 自动除垢强化换热装置安装实施

3.1 根据凝汽器参数选择自动除垢强化换热装置技术规格

3.1.1 凝汽器参数

凝汽器冷却面积:560m2;

凝汽器管材质:TP304不锈钢;

冷凝管长度:3800mm;

冷却水温:27～32℃;

冷却水流速:1～2m/s;

冷却水压:0.2MPa;

冷凝管根数:2402根;

凝汽器管厚度及外径:0.7mm×20 mm。

3.1.2 自动除垢强化换热装置技术规格选择

凝汽器内径为18.6mm,既要保证自动除垢强化换热装置能充分带动水流旋转,同时不与管壁接触,对水流的阻力要小。

对装置的宽度、厚度及密度应进行选择,具体如下:

装置规格型号:TD-14;

装置长度:3800mm;

装置宽度:14mm;

装置厚度:1mm;

装置耐温:耐温-30℃≤T≤100℃;

装置材料:高分子聚合材料。

该装置密度与水的密度相近,能较好地浮动在管的中心部位。在运行时避免与金属的硬摩擦,使管内除垢均匀化,保护金属表面的氧化膜。材料应耐腐、耐磨、抗老化。

3.2 安装前的准备工作

安装前凝汽器管的清洁程度对自动除垢强化换热装置的运行影响较大,特别是有硬垢存在时。因此在安装前需对凝汽器进行清洗,常用的清洗方法有化学清洗、高压水清洗,根据对凝汽器的检查情况选择高压水清洗。调整高压清洗泵压力在40MPa,采用软连接接头,对凝汽器管进行逐一清洗。

3.3 安装(见图2)

凝汽器换热管清洗干净后,用手把装置纽带部分插入管内,在换热管进口端对支架进行固定,换热管出水端螺旋纽带为自由活动方式。

为防止停机等过程中水倒流将自动除垢换热装置压出,应采用专用工具进行紧固,紧固过程不能伤及转轴。自动除垢换热装置完全以水流的速度为动力驱动,转轴至螺旋纽带必须顺水流方向安装。

4 投资情况及节能计算

自动除垢换热装置安装于2010年5月23日机组小修期间进行,工期10d。主要投资包括清洗费用3万元,自动除垢换热装置15万元,人工4万元,合计22万元。

凝汽器改造前后汽轮机进汽温度、压力、流量维持一定,冷却水的进口温度、压力、流量保持稳定。

改造前后运行参数如表1所示。

假定主蒸汽进汽焓值为h0。

排汽焓值hc0 = 标准真空对应饱和蒸汽焓值-标准真空对应饱和压力下的蒸汽凝结潜热×排汽湿度。

汽轮机热焓降h=进汽热焓h0-排汽热焓hc0。

新蒸汽节约率=改造前后蒸汽热焓降之差H/改造前焓降。

新蒸汽节约量=新蒸汽节约率×改造前发电汽耗。

改造前排汽焓值hc0=2590kJ/kg-2382kJ/kg×(100%-94%)=2447kJ/kg;汽轮机进出口焓值降h=h0-2447kJ/kg。

其中:2590kJ/kg为标准真空0.088MPa对应饱和蒸汽焓值;2382kJ/kg为对应饱和压力0.088MPa下的蒸汽凝结潜热;94%为改造前汽轮机排汽干度。

改造后排汽焓值h′c0= 2573kJ/kg-2405kJ/kg×(100%-94%)= 2428kJ/kg;汽轮机进出口焓值降:h′=h0-2428kJ/kg。

其中:2573kJ/kg为标准真空0.0926MPa对应饱和蒸汽焓值;2405kJ/kg为对应饱和压力0.0926MPa下的蒸汽的凝结潜热;94%为改造后汽轮机排汽干度。

改造前后焓值降之差H=(h0-2428)-(h0-2447)=19kJ/kg,新蒸汽焓值为3302kJ/kg,改造前汽轮机进出口热焓降为3302kJ/kg-2447kJ/kg=855kJ/kg,新蒸汽节约率为19/855=2.22%,新蒸汽节约量为4.87kg/kWh×2.22%=0.11kg/kWh。

5 改造前后对比及运行注意事项

5.1 改造前后流动状态对比(见图3)

改造前内壁水的流动呈现层流状态,改造后内壁水的滞流层消失呈现紊流状态。

5.2 使用注意事项

1)由于自动强化换热装置是完全利用水流的动力而不需外加动力,因此换热管内水的流速是影响其效果的一个重要因素,要求换热管内水流速≥1.6m/s。

2)进水口须加装滤网,以防止冷却塔碎填料等杂物卡住纽带,影响转动,降低换热效果。

3)当冷却水中含有泥砂或悬浮物含量大于20mg/L时应加旁滤,防止悬浮物及泥砂对自动除垢换热装置的转动头造成磨损。

6 采用自动除垢强化换热装置的经济效益分析

6.1 直接经济效益

由表1可知,机组在纯凝工况下,汽耗降低0.14kg/kWh,与理论计算有一定差异,主要原因为改造前后蒸汽的干度有所变化。机组年运行7000h,蒸汽价格以100元/t,以年平均5500kW负荷运行计,则改造后年节约为:0.14kg/kWh×5500kW×7000h×100元/t=53.9万元。

6.2 间接效益

1)提高凝汽器管使用周期。

水垢的附着,特别是粘泥的附着,会在附着物下部发生局部腐蚀穿孔。制约凝汽器管的运行。自动强化换热装置可有效除去水垢及附着物,提高凝汽器管使用周期。

2)降低循环水泵能耗。

通过自动强化换热装置对水垢及附着物的刮扫,降低了冷却循环水系统的水流阻力,提高了冷却水的流量,降低了循环水泵的压头损失和能耗。

3)提高浓缩倍率,降低补充水量。

由于结垢倾向降低,循环冷却水的浓缩倍率可大幅提高,从而节约循环水系统补充水量约20%、加药量20%。

节约清洗费用,提高机组可用率。

7 结语

自动除垢强化换热装置既既有清洗除垢的作用,又有强化换热的功效,能够替代胶球清洗装置对凝汽器管进行在线连续清洗和强化换热。同时它运行安全,能连续工作,值得在凝汽器上推广。

参考文献

[1]辽宁省电力工业局.汽轮机运行[M].北京:中国电力出版社,1995.

新型油管除垢装置篇4

随着油田井况的不断恶化, 含水率逐年上升, 回收的旧管中垢管数量也逐年上升, 中原油田采油一厂油管厂原来的油管修复工艺无法对结垢管进行除垢及修复, 不能满足采油厂的实际需求。为此, 设计了新型油管除垢装置及配套工艺, 使之能进行油管内部水垢刮削清洗, 同时进行外部锈污清洗。经刮削清洗过的油管, 能够清除附着于油管内外壁的杂质, 使油管恢复原有通径, 进入到下一个修复工艺中, 实现对垢管的修复。该油管机械除垢装置的主要特点: (1) 常温水刺洗与钢丝刷相结合进行油管外壁清洗。 (2) 采用机械刀具的高速刮削来去除油管内壁垢。 (3) 刀具旋转刮削与油管进给速度为无级调速, 适应垢量、垢类不同的油管。 (4) 刮削刀具部件可伸缩, 能自动紧贴于油管内壁, 提高刮刀寿命和除垢质量。 (5) 油管及刀杆能自动夹持对中、找正, 操作使用方便。

油管除垢装置应用后, 达到了设计预期要求, 能对油管内外壁进行有效的清理, 并满足后续修复工艺要求, 操作方便、安全环保达标。

小型除垢拖把设计探讨篇5

目前, 在专利方面, 还没有涉及到可以除去地面难除物的一些拖把专利的申请。市面上所销售的拖把类型虽然种类繁多, 但大部分依然只是基本外形的改变, 很多也都无法解决地面上难除的污垢除去的问题。人们采用的依旧是传统的一些人工手动方法, 在人们过快节奏生活的时候也给人们带来很大的不便之处。国内国外在一些大型的公司或者是工厂会才用一种叫做洗地机的工具进行拖地除去难除物, 这种机器结构复杂而且比较繁重, 一般用在一些超市等地方, 不适合居家使用。随着人们对生活品质以及生活质量更加高的要求的同时, 市场也需要有着这样一件商品可以替代洗地机, 结构简单, 用法方便, 适合广大家庭居家使用。我们所设计的拖把正是为了解决这些问题的。我们希望通过我们所设计出来的这款拖把, 让广大群众在拖地时再也不受地面难除物的影响, 方便快捷。

1 构思由来

在日常生活中, 在清扫房间地板的时候, 有时候面对着不好清理的污垢, 市场上的拖把仅仅能将地板的绝大部分污垢清理, 然而对于一些物质是很难把它完全消除的, 比如:口香糖等, 对此绝大多数清理者无可奈何, 只好放之不理。另外拖地之前我们都会将拖把用水打湿, 以保持拖地的清洁度, 但这样又会将地板弄湿, 使得我们需要等地面干了以后才能再进入房间中, 这也会给我们的日常生活带来许多的不便之处。我们团队经过一段时间的市场调研后, 发现这种情况还特别多, 在很大程度的上给清扫者带来了诸多的不便, 同时也影响了心情。鉴于上述这种难题, 我们团队经过一段时间的共同努力与创造, 终于研究出了一款小型除垢拖把--它不仅可以解决以上难题, 更有甚者可堪称“除垢王”。

2“除垢王”先进技术

2.1 它的前端装有一个分布着许多小孔的喷嘴。

基本原理就是:在拖把杆中间偏下位置悬挂一个装有特殊化学液体的容器, 并且在旁边设有控制开关, 在拖地过程中可以由操作者根据实际需要打开开关将这种特殊化学液体经过喷嘴喷射出来。这样做的好处是:在除垢过程中在既可以吸收灰尘同时又可以起到溶解污垢的效果, 从而大大增加了除垢的力度。我们还可以将其中的化学液体换成是清水或是融入了香剂的液体, 在我们拖地时就不用将拖把弄湿, 可以直接通过洒水装置向地面洒水, 拖过后地面马上就会干, 不会因为拖地的原因而给大家的日常生活带来不便。

2.2 它的下端是由一个底盘、刀片、摩擦装置以及基本的抹布组成。下面分开介绍:

2.2.1 刀片结构:

刀片结构作为本产品的一大主要结构, 有着其无可替代的重要地位, 主要起着第一步除垢的作用, 在遇到如泥土等一些固体时, 可通过刀片结构破坏其稳定的内部结构, 有利于下一步的清除工作;在遇到如泡泡糖等一些凝结性特别好的物质是, 刀片结构能够除去其表层的较大部分, 剩余的部分则可以通过摩擦结构或是化学药剂除去。刀片结构主要由一个可以旋转的固定机构、可更换的刀片以及贴合地面的软毛皮组成, 可旋转的机构可以通过旋转使得刀片与地面的夹角不同, 从而对不同的地板达到不同的除垢目的;可更换的刀片结构主要是防止刀片因除垢次数较多刀片表面污垢较多, 可拆下进行清洗;软毛皮则是紧贴固定机构靠近地面的表面, 使得刀片进行除垢是不会破坏地板。

2.2.2 摩擦结构:

摩擦结构主要部分是一个三棱柱的可旋转机构, 其三个面分别是三种不同的可更换的摩擦材料。其中三棱柱机构每次可旋转120度, 能保证每次都能使得摩擦面对着地面, 在与拖把主体连接部分是卡槽, 保证摩擦时不会再转动。三种摩擦结构分别是分别为钢化绒条和细绒布条和石蜡条, 分别对应大理石或水泥地板、瓷砖、木质地板等不同的硬度条件的地板结构。由于木质地板还存在着损坏需保养的特点, 故需用到石蜡条对其进行阶段性的保养, 其余两种则主要去除刀片结构留下的残留物, 通过摩擦将其带走。后面的拖布则进行进一步的去除。

2.2.3 抹布:

抹布紧跟在摩擦结构的后面, 通过刀片结构以及摩擦结构以后, 地面上的难除物会只剩下一点点, 通过抹布结构一方面能将难除物的那一点点除去, 另一方面能如普通拖把一样将地面上的灰尘的除去。抹布采用吸水性强的柔软布料制成, 一方面可以吸去喷嘴喷出来的化学液体, 另一方面又将污垢一并拖走。

3 结束语

本装置基于面向大众化, 解决清扫地板过程中除垢不完全、除垢不清洁等问题应运而生。在装置中, 应用了刀片、摩擦结构、抹布等强有力的除垢部件, 可以轻松的除去地板的上的泡泡糖等难除杂质。与此同时, 在刀片的刀刃部位粘上一层薄薄的软绒条, 这样的话就可以在刀片与地板接触时保护地板不被划伤。在操作者实际使用过程中, 可以根据地板的表面粗糙度, 旋转控制旋钮以将刀片调节到不同的角度, 来清理掉残留在地板上的杂质, 也可以选择粘有不同绒条的摩擦面, 从而更好的清扫难处理杂质。另外, 关于本装置还有一个另外先进的想法, 那就是安了一个洒水装置, 水不是一半的水, 它是一种含有特殊清洁剂的绿色液体。在使用时, 我们可以打开控水开关, 将其喷在地板上, 既可以润湿地板更好的除垢又可以吸收因除垢造成的尘土。在这个人人都在倡导绿色高效节能的生活时代, 我相信, 这种新型的拖把一定会受到人们的欢迎。

摘要：相信很多做过家务的人都会发现, 在我们拖地时, 总会有那么一到两块地方会因为各种原因而拖不干净, 有可能因为粘上了泥土, 有可能是粘上了泡泡糖, 这些难除物时刻困扰着我们。很多时候我们拿它们无可奈何, 有些人会选择用刀片把这些难除物一一的刮去;有些人会选择通过反复的用拖把拖有难除物的地方进行除去, 这些方法都繁杂并且费事, 给大家的生活带来了极其多的不便。因为拖地时拖把的湿度是大家无法控制的, 拖完地以后地面需要很长的时间才能干, 在这期间大家也不能进入房间或者是客厅, 严重影响日常生活。现在, 通过我们设计出的这种新型的除垢拖把, 这些都将不再是问题, 我们会通过巧妙三棱形的摩擦结构和可旋转的刀片结构将这些难除物全部解决, 并且加入了独特的洒水结构, 给大家带来绝对的方便。

关键词：除垢拖把,旋转刀片结构,三棱摩擦结构,便捷实用

参考文献

[1]孙恒.机械原理 (第七版) .北京:高等教育出版社, 2006.

浅谈新型除垢拖把篇6

一、本发明具体方案

(一) 本发明目的

在我们的生活中, 总会碰到这样的事, 例如拖地时, 总有那么一两块地方不管怎么拖都拖不干净。费尽千辛万苦后, 那一两个地方还有污垢残留, 影响美观, 也影响我们的心情。本次我们的想法就是基于这一情况而确立的。我们设想创新出一种可以轻松除去生活中的那些常见的难除污垢的新型拖把。

(二) 本发明的技术方案

通过针对于不同顽垢的物理和化学方法, 给人们带来便利。物理中刀片除垢法和固体除垢法相结合-刀片结构为可转动型, 在用完后可通过转动使其转至拖把内部, 不至于割伤人, 在刀片下面附上一层软毛皮, 可保护地板不被刀片割坏;固体除垢结构则是三棱柱型的, 三个面附有三种不同摩擦结构, 以满足不同地板类型。对于化学结构, 我们设计出洒水结构, 可在里面加入化学试剂, 也可在其中加入水, 还可在水中加入香料等, 凭个人喜好, 满足大众需要, 既去了难除物, 也解决了拖地后积水多的问题。

(三) 本发明的有益效果

既解决了平时拖地时去除难除物的问题, 有可以提升拖把的实际使用效果, 不仅仅是拖地而已, 还可以洒水, 提升人们的生活质量。

二、本发明图示结构

(见图1~图2)

三、具体实施方式

(一) 连接机构介绍

拖把主体为拖把的外腔和拖把把手, 分三个连接部分。第一部分为洒水结构, 其余拖把外腔为一体, 多加入储水结构, 以及连接在拖把把手上的控制结构。第二部分为刀片结构, 刀片结构的连杆贯穿外腔的左右纵面, 其内有卡槽结构, 保证转动后能够不再滑动。第三部分为摩擦系统结构, 其为三棱柱结构, 与刀片结构相同, 也是贯穿加上卡槽结构, 卡槽对应的角度有所变化, 刀片结构为180度, 而摩擦结构为120度。其余部分则为普通拖把的组要结构, 包括拖布等。

(二) 使用介绍

在使用时, 首先是洒水结构的储水, 上有一个装水口, 可连接在水管上装水, 而后就是洒水控制, 在把手上有一个控制开关, 推下时为洒水, 回复则不洒水。接下来就是刀片结构, 当遇到用拖布难以出去的物质时, 刀片结构会将其刮去, 留下一个小薄层, 或是将其稳定连接破坏直接去除。而后是摩擦结构, 主要去除刀片结构留下的残留物, 通过摩擦将其带走。后面拖布则进行进一步去除。

结语

本项目主要为了解决人们拖地时省力与干净的问题。项目中, 物理研究方向主要采取的是刀片除垢法和摩擦系数大的固体除垢法。先是刀片除垢, 基于保护地板的因数, 我们在刀片下层添加了一个小薄光滑软皮, 在除去最多污垢同时保护地板。紧跟刀片后的是我们的粗糙小固体, 此固体是精心准备的, 它摩擦系数大, 具有较强吸附能力, 能轻易将刀片除垢后留下一个小薄层除去并吸附带走, 不留痕迹。设想化学方法针对物理方法不易去除的物质。泡泡糖等物质中主要是一些有机物质, 我们可以找出专门针对于污垢化学试剂, 通过化学相似相容原理或反应进行除去。通过针对于不同顽垢的物理和化学方法, 过程中再通过实验进行方案优化和改进, 从而达到预期效果。

参考文献

[1]孙恒.机械原理 (第七版) [M].北京:高等教育出版社, 2006.