冷卻水污垢對策評價與預(yù)測方法及裝置研究.pdf

1、污垢是熱的不良導(dǎo)體，它既是造成換熱設(shè)備、流體機械能源浪費、環(huán)境污染的直接原因，也是嚴(yán)重威脅設(shè)備正常運行，降低設(shè)備利用率，引起巨大經(jīng)濟損失的重大誘因，因而成為各工業(yè)行業(yè)節(jié)能減排的主要目標(biāo)。但鑒于污垢形成機理的極為復(fù)雜，其形成機理的研究目前還遠遠落后于實際應(yīng)用的需求，直接研究和不斷改進各種污垢對策的理論和技術(shù)，雖有治標(biāo)不治本之憾，卻可快捷地、至少局部滿足節(jié)能減排的急需。本論文系基于作者參與“十一五”國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃基金項目：《高能耗

2、行業(yè)典型換熱設(shè)備節(jié)能的先進理論與方法》之四“傳熱表面污垢生成機理與對策”[2007CB206904]的污垢對策評價和污垢特性預(yù)測部分的研究工作，將研究所得進行了較系統(tǒng)的總結(jié)而成。 本論文的主要研究內(nèi)容有： 針對我國目前指導(dǎo)水處理劑阻垢性能評定的化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2160-1991—鼓泡法及其評定設(shè)備的不足，根據(jù)國外上世紀(jì)末提出的電導(dǎo)滴定法，研制了一種一體化智能型阻垢劑性能的快速評定裝置。該裝置基于微機技術(shù)應(yīng)用平臺，實現(xiàn)

3、了水處理劑阻垢性能評定的全程自動化，通過檢測結(jié)果的影響因素分析和實驗條件優(yōu)選，給出了實驗室最佳測量條件，與現(xiàn)有各評定方法和設(shè)備相比，本儀器的精準(zhǔn)度高、重復(fù)性好、評定快捷、操作簡便、能耗小，有望成為鼓泡法評定設(shè)備的換代產(chǎn)品。 根據(jù)碳酸鈉溶液滴定氯化鈣過程中溶液的光學(xué)特性，提出了基于透光率檢測評定阻垢劑性能的方法，研制了集光電檢測器、自動滴定控制、恒溫控制和計算機一體化透光率智能檢測分析評價裝置，通過綜合性能測試、影響因素分析和實驗

4、條件優(yōu)選，給出實驗室測量條件，為水處理劑阻垢效果評定提供了又一種新方法和實用裝置。 基于碳酸鈣成垢過程動力學(xué)與電導(dǎo)滴定過程電導(dǎo)率隨滴定時間變化特征的對比分析，擬定了一個碳酸鈣成垢誘導(dǎo)期的確切定義，給出了鈣離子和碳酸根離子濃度、成核速率和生長速率等參數(shù)的在線計算方法，通過電導(dǎo)率滴定法的靜態(tài)、動態(tài)模擬實驗證明了方法的可行性，為深入研究碳酸鈣成垢誘導(dǎo)期的機理模型提供了新的簡便、有效手段。 為滿足冷卻水污垢特性預(yù)報的廣泛需求，本

5、文設(shè)計了以模擬管殼式冷卻器為主要部件的動態(tài)模擬實驗系統(tǒng)，進行指定工況和一定管材/水質(zhì)配的動態(tài)模擬運行，選擇與冷卻水污垢特性相關(guān)性強的一組可測水質(zhì)參數(shù)和模擬換熱器運行工況參數(shù)為直(接檢)測變量，以應(yīng)用需要量大的污垢特性參數(shù)為目標(biāo)(被估計)變量，利用人工智能算法建立兩類變量的實驗數(shù)據(jù)的定量關(guān)聯(lián)式(數(shù)學(xué)模型)，通過對典型工業(yè)冷卻水的水樣(松花江吉林市區(qū)段的水樣)的連續(xù)監(jiān)測和長達一年以上的實驗數(shù)據(jù)處理、分析，來獲取可信的水樣污垢特性以相應(yīng)水質(zhì)參