汽輪機凝汽器銅管結垢的原因分析與處理【畢業(yè)論文,絕對精品】

1、汽輪機凝汽器銅管結垢的原因分析與處理摘要能源工業(yè)是國民經濟發(fā)展的基礎工業(yè)，經濟的持續(xù)發(fā)展與能源穩(wěn)定高效 供給是密不可分的，電力工業(yè)作為國民經濟的先行產業(yè)，在能源工業(yè)中起著 舉足輕重的作用，而凝汽器又是電廠中的重要設備之一，它的正常運行將節(jié) 約大量能源。本文針對火力發(fā)電機組凝汽器結垢的現(xiàn)狀，通過分析總結結垢形態(tài)的形 成機理及環(huán)境因素，提出了有效的防護方案，從理論和實驗上研究了凝汽器 銅管結垢的內在原因。研究發(fā)現(xiàn)，該凝汽器銅管的結垢主要是碳酸鈣結垢， 結垢的根本原因在于系統(tǒng)所用循環(huán)水質問題。選用除垢能力和抗結垢能力高的凝汽器冷卻管膠球清洗系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)的抗結垢能力，從而在一定程度 上解決結垢腐蝕

2、問題。隨著科學技術的不斷發(fā)展，新的防垢除垢技術不斷推 出。本文從凝汽器結構及其作用出發(fā)，分析了凝汽器結垢的機理及凝汽器結 垢對機組熱經濟性和安全性的影響，對應得出幾種凝汽器的清洗方法。主要 有，高壓水射流清洗法、膠球清洗法、靜電水處理法、高頻電磁場水處理法、 加酸法、二氧化碳法等。關鍵詞：凝汽器；結垢；防垢；機械清洗；化學清洗引言 1第一章凝汽器設備 21.1 凝汽設備的組成與作用 21.1.1 凝汽設備的組成 21.1.2 凝汽設備的作用 31.2 凝汽器的運行 41.2.1 凝汽器的汽阻 41.2.2 凝汽器的水阻 41.2.3 凝結水過冷 4第二章凝汽器銅管結垢原因分析 62.1 凝汽器

3、水側污垢的類型 62.2 水垢 62.2.1 水垢的組成及特性 62.2.2 水垢的形成過程 72.2.2.1 碳酸鈣垢、碳酸鎂垢的形成過程 72.3 粘泥垢 82.3.1 粘泥附著機理 92.3.2 淤泥堆積機理 10第三章凝汽器結垢危害 113.1 凝汽器冷卻水管結垢的危害 113.2 凝汽器結垢對凝汽器性能的影響 123.2.1 凝汽器結垢對端差的影響 123.2.2 凝汽器結垢對汽輪機功率的影響 14第四章凝汽器除垢 154.1 機械清洗 154.1.1 高壓水射流清洗 154.1.1.1 高壓水射流清洗技術簡介及其發(fā)展趨勢 154.1.1.2 高壓水射流沖擊下垢體的破壞 164.1.

4、2 膠球連續(xù)清洗技術 174.1.2.1 膠球清洗技術簡介及其發(fā)展趨勢 174.1.2.2 膠球清洗技術的原理 174.1.2.3 膠球清洗系統(tǒng)的主要問題 184.1.2.4 膠球清洗系統(tǒng)的運行 194.1.3 靜電水處理法 204.1.3.1 靜電水處理法的簡介 204.1.3.2 靜電水處理器的結 構 214.1.3.3 靜電水處理法的機理 224.1.4 高頻電磁場水處理技術 234.1.4.1 處理設備及物理原理 234.1.4.2 高頻電磁場防垢原理 244.1.4.3 高頻電磁場除垢原理 254.2 化學清洗 254.2.1 加酸法 264.2.2 二氧化碳法 26第五章凝汽器阻垢

5、 285.1 換水處理 285.2 凈水濾網處理 285.3 阻垢劑處理 285.4 軟化處理 295.4.1 離子交換軟化法 295.4.2 石灰軟化法 305.5 超聲波防垢器的防垢 315.5.1 空化效應 315.5.2 活化效應 325.5.3 剪切效應 325.5.4 抑制效應 325.6 加酸處理 32結論 34參考文獻 35謝辭 37畢業(yè)論文引言凝汽器是汽輪發(fā)電機組的重要設備之一。它的設計、制造和運行質量的優(yōu)劣，直 接對機組運行的安全性、經濟性產生很大影響。凝汽器的主要作用，一是在汽輪機排 汽口建立并保持高度真空；二是回收汽輪機排汽凝結的水作為鍋爐給水，構成一個完 整的循環(huán)。而

6、凝汽器通過與循環(huán)冷卻水進行熱交換，使汽輪機的排汽凝結成水，從而 降低汽輪機背壓，使凝汽器保持較高的真空度。凝汽器冷卻表面的污臟或結垢，是凝汽器運行中容易出現(xiàn)的問題，污垢的存在導 致流體與換熱壁面之間的傳熱熱阻增加，管內對流傳熱系數下降，傳熱惡化，端差增 大，所以應采取措施抑制污垢的生成和消除已生成的污垢。國內最常見的清洗方法是 膠球在線清洗和人工停車清洗，隨著科學技術的不斷發(fā)展，新的防垢除垢技術不斷推 出。由于污垢的存在導致凝汽器端差增大，真空度降低，汽耗增大，機組經濟性和安 全性降低。每年都需對凝汽器進行清洗，清洗通常采用酸洗法和高壓清洗法，不僅耗 大量的人力、物力，而且對銅管的磨損較大，降

7、低了凝汽器銅管的使用壽命。為了減 少銅管結垢的不良影響，在凝汽器的運行過程中，應嚴格控制操作條件，采取在線機 械清洗等技術抑制污垢的生成；而對于那些無法避免的污垢在停機期間采取酸洗和高 壓清洗相結合的除垢方法，以最大限度地降低污垢對凝汽器設備性能的影響。5第一章凝汽器設備1.1 凝汽設備的組成與作用1.1.1 凝汽設備的組成凝汽式汽輪機的凝汽設備通常由表面式凝汽器，抽氣設備，凝結水泵，循環(huán)水泵以及這些部件之間的連接管道組成。如圖1 1。疏水擴容器熱井循環(huán)冷卻水n11循環(huán)水泵抽氣器r-凝結水泵圖1-1凝汽設備組成排汽離開汽輪機后進入凝汽器，凝汽器內流入由循環(huán)水泵提供的冷卻工質，將汽 輪機乏汽凝結

8、為水。由于蒸汽凝結為水時，體積驟然縮小，從而在原來被蒸汽充滿的 凝汽器封閉空間中形成真空。為保持所形成的真空，抽氣器則不斷的將漏入凝汽器內 的空氣抽出，以防不凝結氣體在凝汽器內積聚，使凝汽器內壓力升高。集中在凝汽器 底部的凝結水，則通過凝結水泵送往除氧器方向作為鍋爐給水。凝汽器大都采用水作為冷卻工質。按供水方式的不同，有一次冷卻供水和二次冷 卻供水。供水來自江、河、湖、海等天然水源，排水仍排回其中的，稱為一次冷卻水， 或開式供水。供水來自冷卻水塔或冷卻水池等人工水源，排水仍回到冷卻水塔（水池） 循環(huán)使用的，稱為二次冷卻供水，或閉式供水。在特別缺水的地區(qū)，則可采用空氣作 為冷卻介質10本文主要介

9、紹開式供水和閉式供水系統(tǒng)的結垢。表面式凝汽器在火電站和核電站中得到廣泛的應用，圖12為表面式凝汽器結構 示意圖。冷卻水出口冷卻水入口圖12表面式凝汽器結構示意圖凝汽器運行時，冷卻水從前水室的下半部分進來，通過冷卻水管（換熱管）進入 后水室，向上折轉，再經上半部分冷卻水管流向前水室，最后排出。低溫蒸汽則由進 汽口進來，經過冷卻水管之間的縫隙往下流動，向管壁放熱后凝結為水。1.1.2 凝汽設備的作用汽輪機裝置中的凝汽設備是起了一種熱力學中“冷源”的作用，降低冷源的溫度 就能提高循環(huán)的熱效率。因此，凝汽設備的第一個作用是：在汽輪機的排汽口建立并 保持高度真空，使進入汽輪機的蒸汽能膨脹到盡可能低的壓力

10、，從而增大機組的理想比始降，提高其熱經濟性。近代汽輪機的設計排氣壓力一般都在0.00290.0069mpa的范圍內2。凝汽設備的第二個作用是將排汽凝結而成的凝結水作為鍋爐的給水，循環(huán)使用。 鍋爐給水不潔凈將使鍋爐結垢和腐蝕，使新汽夾帶鹽分，汽輪機通流部分結垢將會嚴 重，影響電廠的安全經濟運行。凝汽器潔凈的凝結水正好可大量用作鍋爐的給水。1.2 凝汽器的運行凝汽器的運行好壞對汽輪機組運行的安全性和經濟性是十分重要的。凝汽器壓力 升高1kpa,會使汽輪機白汽耗率增加1.5%2.5%。凝結水的含氧量也和過冷度有關， 當過冷度增大，則含氧量升高，將影響蒸汽的品質；同時，凝結水的過冷度增加 1%, 機組

11、煤耗率將增大0.13%。循環(huán)水泵的耗電量是比較大的，一般占機組發(fā)電量的1.2% 2%,因此，凝汽器的經濟運行對節(jié)省廠用電也是有意義的。對凝汽器運行的主要要求 是保證達到最有利的真空，減小凝結水的過冷度和保證凝結水品質合格3。1.2.1 凝汽器的汽阻凝汽器的汽阻是指空氣抽氣口處的壓力與凝汽器蒸汽入口處的壓力差。由于汽阻 的存在將使凝結水的過冷度和含氧量增大，還會使凝汽器蒸汽入口處壓力升高，汽輪 機運行經濟性降低，因此應力求減小凝汽器的汽阻值。1.2.2 凝汽器的水阻冷卻水在凝汽器內的循環(huán)通道中所受到的阻力稱為水阻，凝汽器中的水阻主要包括 冷卻水在冷卻水管內的流動阻力，冷卻水進入和離開冷卻水管時產

12、生的局部阻力，以 及冷卻水在水室中和進出水室時的阻力三部分。水阻的大小對循環(huán)水泵的選擇、管道布置均有影響，水阻越大，循環(huán)水泵的功耗也 越大，一般應通過技術經濟比較來合理確定，大多數雙流程凝汽器的水阻在 50kpa以 下，單流程凝汽器的水阻一般不超過40kps25。1.2.3 凝結水過冷除了凝汽器的真空下降外，凝汽器的另一個嚴重的工作不正?，F(xiàn)象是凝結水的過 冷。凝結水的溫度應該是凝汽器壓力下的飽和溫度，當凝結水的溫度低于凝汽器壓力 下的飽和溫度時，即為凝結水過冷，所低的度數稱為過冷度。由于凝結水過冷，表明蒸汽冷凝過程中，傳給冷卻水的熱量增大，冷卻水帶走了額 外的熱量，降低了汽輪機組的熱經濟性。止

13、匕外，凝結水的含氧量也與凝結水的過冷度 有關，凝結水含氧量過高往往是因為凝結水過冷而產生的結果。第二章凝汽器銅管結垢原因分析凝汽器是汽輪發(fā)電機組的重要輔機之一，其設計、制造、 系統(tǒng)連接、運行環(huán)境、運 行方式等是影響其工作性能的主要因素。而凝汽器工作性能的好壞將直接影響整個裝 置的經濟性和安全性。凝汽器的換熱過程是：汽輪機排汽在冷卻水管（俗稱銅管）表面上放出汽化潛熱（稱為汽側放熱），熱量從銅管外壁傳導到內壁，再由內壁對冷卻水放熱（水側放熱）。 傳熱的強弱與汽側和水側的放熱系數有關，也與銅管的導熱系數有關，當銅管表面沉 積有污垢時，將嚴重削弱凝汽器的換熱能力。在冷卻水量不變的情況下，凝汽器真空 將

14、會緩慢下降，影響機組出力，降低機組熱效率。在凝汽器的傳熱過程中，人們對凝汽器的汽側放熱和水側的對流換熱都作了很深 入的研究，但對管壁上污垢層對換熱影響的研究還不是很多，而一般污垢的導熱系數 都很小，即使污垢層厚度不大，也會導致傳熱系數降低。例如厚度僅為0.2mm的鈣鹽沉積層，就會使純凈蒸汽凝結傳熱系數降低20%25%4。所以，研究污垢熱阻對傳熱 的影響，找出清除污垢的最佳方法以及最佳時機就顯得非常重要。如何使污垢的影響 降到最低，從而提高電廠的效益，也就成為擺在我們面前的一項緊迫的任務。2.1 凝汽器水側污垢的類型污垢的形成是一種極其復雜的熱量、動量和質量交換過程，而且污染現(xiàn)象遍及自 然過程。

15、各種工業(yè)過程和日常生活中，由于各個領域各個部門的污垢形態(tài)和影響不完 全相同，因而術語很不統(tǒng)一，也沒有確切的、公認的命名和分類方法。一般說來，凝 汽器管側（即管內壁）污垢可以粗略地分為兩大類：水垢和粘泥垢5。2.2 水垢2.2.1 水垢的組成及特性汽輪機組凝汽器大多采用雙流程抽氣凝汽器，循環(huán)水從下部經過一次往返從凝汽 器上部排出。這樣，溫度較低的循環(huán)水由下部流過銅管與蒸汽進行熱交換，再流經凝 汽器上部高溫部分排出。由于上管簇布置較密及流程損失等原因，循環(huán)水流經凝汽器 上部管簇時水溫逐漸升高，流速變緩，使凝汽器汽側高溫蒸汽不能被及時冷凝，導致凝汽器上部管簇溫度較高。而鎂、鈣離子溶解度隨著溫度升高而

16、降低 (析出)，導致凝 汽器結垢，且上部結垢比下部嚴重得多。冷卻水的水垢，一般都具有固定品格和反常溶解度(即溶解度隨溫度升高而減小) 的難溶或微溶鹽類。如：碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣或磷灰石、硫酸鈣、氫氧化鎂或硅 酸鎂、硅酸鈣或二氧化硅、氧化鐵等，其中碳酸鈣和碳酸鎂約占水垢總量的80%90% 它們主要沉積在溫度較高的換熱面上，冷卻水系統(tǒng)的其它非換熱面部位，則很少有水 垢生長5。2.2.2 水垢的形成過程隨空氣及其他原因進人循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的各種沙子，泥土等，作為碳酸鈣結晶 析出的晶核與碳酸鈣一起沉積在傳熱表面上。凝汽器結垢以碳酸鈣和碳酸鎂為主要成分，碳酸鎂容易水解生成堿式碳酸鎂，進 而形成溶解度更

17、低的氫氧化鎂。在天然水中，鈣的含量大于鎂，所以碳酸鹽垢的主要 成分為碳酸鈣，有少量的碳酸鎂和氫氧化鎂。2.2.2.1 碳酸鈣垢、碳酸鎂垢的形成過程在循環(huán)式冷卻系統(tǒng)中，由于冷卻水循環(huán)使用，不斷蒸發(fā)和濃縮，使含鹽量逐漸增 加，濃縮倍率如經常超標，堿度不斷上升，ph不斷上升，超過設計控制指標濃縮倍率 和堿度，導致重碳酸鹽不斷分解，碳酸鈣、碳酸鎂的濃度超過飽和極限濃度而沉淀，化 學反應方程式為：ca(hco3)2 = caco3 j +co2 + h2o( 2 - 1 )mg(hco3)2 = mgco3 j+co2 +h2o(2-2)造成凝汽器銅管內結垢。補充水中含有重碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物、硅酸鹽

18、，以及鈣離子、鎂離子等，一 方面在冷卻器進行熱交換過程中水因蒸發(fā)而產生損失，循環(huán)水中的鹽類被濃縮；另一 方面循環(huán)水中溶解的重碳酸鹽如ca(hco), mg(hco)不穩(wěn)定，當循環(huán)水與熱交換器表 面接觸時一部分重碳酸鹽受熱分解發(fā)生以下反應：(2-3)2hco-co +co +h2o在堿性條件下：ca(hco3)2 2oh 一 = caco3。+co： 2h2o部分二氧化碳被空氣帶走,堿性物質co增多，ph值上升，若不對循環(huán)冷卻水進行 處理，當循環(huán)水濃縮超過飽和ph值時，碳酸鈣處于過飽和狀態(tài)而從水中結晶析出，沉積 在傳熱表面形成水垢。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中形成的水垢主要是碳酸鈣 （cacos）。碳酸鹽水

19、垢一般為白色片狀物。當含有金屬氧化物時，會帶有顏色。如有鐵銹時， 呈粉紅色或紅褐色。它難溶于與冷水，也難溶于熱水，但易溶于無機強酸，如鹽酸、 硝酸和高氯酸等。2.3 粘泥垢以微生物（細菌、霉菌、藻類等微生物群）和共粘在一起的粘質物（多糖類、蛋白質 等）為主體，混有泥砂，無機物等，形成軟泥性的污物，稱為粘泥。粘泥可分為附著型粘泥和堆積型淤泥兩種。一般地說，附著型粘泥，其灼燒減量 超過25%,含有大量的有機物（以微生物為主體）。堆積型淤泥，具灼燒減量在25%以 下，相對微生物含量比較低，泥砂等無機成分較多。當然，在灼燒減量中，還包括微 生物以外的有機物量。因此要準確判別，還應測定蛋白質量（僅微生物

20、含有）7。粘泥附著型污垢和淤泥堆積型污垢的發(fā)生部位見表 2-1。表2-1粘泥垢發(fā)生部位表發(fā)生部位粘泥類型熱交換器管內粘泥附著型冷卻塔水池底部淤泥堆積型池壁粘泥附著型填料粘泥附著型在決定粘泥的處理方法時，必須了解構成粘泥的微生物種類、性質和特點參見表2-270表22粘泥性質特點表微生物種類特點(2-4)7藻類黑藻類細胞內含有葉綠素，利光能進行碳酸同化作用，在冷卻塔下部接觸光 的場所常見綠藻類硅藻類細菌類菌膠團狀細菌是塊狀瓊脂，細菌分散于其中，在有機物污染的水系中常見絲狀細菌稱做水綿，在有機物污染的水系中呈棉絮狀集聚鐵細菌氧化水中的亞鐵離子，使高鐵化合物沉積在細胞周圍硫細菌污水中常見，一般在體內含

21、后硫磺顆粒，使水中的硫化氫等氧化硝化細菌將氨氧化成亞硝酸鹽的細菌和使亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽的細菌，在循環(huán)水系統(tǒng)中有氨的地區(qū)繁殖硫酸鹽還原菌使硫酸鹽還原成硫化氫澡菌類（水霉菌）在菌絲中沒有隔膜，全部菌絲成升-個細胞不完全菌類（綠菌類）在菌絲中有隔膜2.3.1 粘泥附著機理一般認為，水中的微生物附著在某個固體表面上，對利用營養(yǎng)成分是有利的，所以 微生物有附著固體表面生長的傾向。熱交換器上附著粘泥的模式如圖2-1所示7。這種 附著形態(tài)也在水中的懸浮物表面進行，生成微生物絮凝物，這種絮凝物附著在金屬表 面，并使粘泥附著加速進行。微生物和國國的 粘春枷面a毛機鋤微生物圖2-1粘泥附著模式圖（a）微生物在固

22、體表面附著；（b）微生物周圍生成粘性物質；（c）粘著性物質發(fā)生粘結作用，附著無機懸濁物志；（d）附著重新進行粘泥附著過程分為三個時期，即附著初期、對數附著期和穩(wěn)定附著期。穩(wěn)定附著期 是指粘泥附著速度與水流引起的粘泥剝離速度處于平衡狀態(tài)。2.3.2 淤泥堆積機理冷卻水中的懸浮物，出于微生物生成的粘質物的作用，而使其絮凝化。生成絮凝物, 在低流速部位，它會沉降而形成淤泥。人們把有微生物參與的絮凝現(xiàn)象稱為生物絮凝。 此外無機物相互間的絮凝作用也是淤泥堆積的原因。但在冷卻水系統(tǒng)中，通常以生物 絮凝為主。37第三章凝汽器結垢危害3.1 凝汽器冷卻水管結垢的危害凝汽器管結垢的主要危害是降低汽輪發(fā)電機組的效

23、率，結垢嚴重還將影響汽輪發(fā) 電機的出力。當凝汽器結垢0.5mm左右，可使真空度由90%以上降到85%以下，使發(fā) 電煤耗升高15- 20g/（kw h）。對于一臺年運轉7000 h、負荷率為90%的300mw機組來 說，每年將多耗標準煤約2.8- 3.8萬噸，以現(xiàn)煤價500元/噸計，約合人民幣1400- 1890 萬元；如果水垢厚度達1 mm,則不僅每年多耗煤量5萬多噸，而且將影響10%的發(fā)電 出力叫凝汽器銅管結垢還將導致脫鋅（黃銅）、脫鍥（白銅）和點蝕27。清潔的凝汽器管可 使用15年以上，如果結垢而不及時消除可使其在3年內穿透。凝汽器銅管泄漏是火電 廠水質故障的根源，一旦凝汽器管腐蝕穿孔，帶

24、壓力的冷卻水就會漏入負壓的凝結水 中。而凝結水占鍋爐給水的95%左右，它遭受污染后將引起鍋爐結水垢，產生酸腐蝕（冷 卻水為海水時）或堿腐蝕（冷卻水為淡水時），還會造成過熱器和汽輪機結垢，嚴重危害 電廠的安全運行。對于凝汽器，一般管內流體的流動總是處于旺盛湍流狀態(tài)。根據管內流體受迫流 動換熱理論，液體在管內流動分為3層：即層流邊界層、過渡流層和紊流區(qū)，并由于流 體的粘性而使各層流動速度 v不同。層流邊界層緊貼附于管壁，流速非常緩慢，循環(huán) 水中的cacc3等雜質最易滯留在管內壁上形成污垢；止匕外，層流邊界層雖然很薄，但 僅依靠導熱方式進行換熱，熱阻很大，嚴重影響傳熱效果。冷卻水管內污垢的導熱系數很

25、小，大大地增加了傳熱熱阻，造成傳熱系數降低， 嚴重削弱凝汽器的換熱能力，使循環(huán)冷卻水吸熱不良，減緩了汽輪機排汽的凝結速度， 致使排汽壓力和溫度均升高。而排汽溫度的升高又導致有更多的熱量需要循環(huán)水帶走， 使循環(huán)水溫度開得更快。循環(huán)冷卻水溫度升高后又進一步惡化真空，增大端差，形成 惡性循環(huán)。表面上看很容易判斷為是由于冷卻塔冷卻效果不良所致，其實循環(huán)冷卻水 溫度高的原因在冷卻塔冷卻效果一定的情況下是凝汽器真空低直接導致的。水側污垢 不僅使凝汽器清潔率下降和冷卻而積減少，還增加了冷卻水流動阻力，從而改變了冷 卻水流量，進一步了降低了凝汽器真空。所以，凝汽器水側污垢是導致真空惡化的最 主要的原因。真空降

26、低使蒸汽的有效始降減小，會影響汽輪機組運行的安全性和經濟性。運行 經驗表明：凝汽器真空每下降1 kpa,汽輪機汽耗會增加1.5% 2.5%,真空過低時會 限制機組出力，嚴重時要停機清洗，影響汽輪機組的經濟效益。而且真空過低，會使 低壓缸、排汽缸溫度升高，引起汽輪機軸承中心偏移，嚴重時會增大汽輪機組的振動； 當真空降低時，為保證機組出力不變，必須增加蒸汽流量，從而導致軸向推力增大， 致使推力軸承過負荷，影響汽輪機組的安全運行。同時，沉積物下腐蝕是凝汽器銅管腐蝕的主要形態(tài)。沉積物造成銅管表而不同部 位上的供氧差異和介質濃度差異，導致局部腐蝕。凝汽器銅管因腐蝕壁而變得粗糙而 使污垢易于附著，又進一步

27、加速了沉積物下腐蝕，形成惡性循環(huán)。銅被氧化生成的cu2+ 及cu-離子傾向于水解生成氧化亞銅，并使溶液局部酸化，加劇了腐蝕的發(fā)展，嚴重時 造成針型腐蝕穿孔，導致銅管及管板泄漏，循環(huán)冷卻水泄漏到汽側，造成凝汽器滿水， 嚴重威脅著汽輪機組的運行安全，也直接影響發(fā)電廠的經濟效益。凝汽器冷卻水管內壁形成污垢的速度很快，據有關資料介紹，凝汽器冷卻水管清 洗24h后，清潔系數就會從1.00變?yōu)?.692,實際傳熱系數由2.93kw/ （m2：c）降低 到1.98 （m2：c）,致使排汽溫度從315c上升到35.5c 0而0.1mm厚污垢的熱阻足以 讓1mm厚銅管的導熱熱阻被忽略不計。如此短的積垢時間和低的

28、傳熱效率，導致凝汽 器長期處于低效率運行中4o因此，無論從保證火電廠的效率和出力方面考慮，還是從防止凝汽器銅管腐蝕， 進而防止鍋爐結垢、腐蝕方面考慮，及時地清除凝汽器積垢是電廠涵待解決的一個問 題。3.2 凝汽器結垢對凝汽器性能的影響凝汽器冷卻表面結垢，使傳熱系數 k降低，致使傳熱端差增大。由于銅管內側污 臟、結垢，致使銅管堵塞，將使冷卻水通流面積減小，水流阻力增大，冷卻水量減少。 在一定的蒸汽負荷下，冷卻水溫升將超過正常值，這些都將引起真空下降，降低機組 運行的經濟性。3.2.1 凝汽器結垢對端差的影響圖3-1中曲線1表示凝汽器內蒸汽凝結溫度ts的變化，ts在主凝結區(qū)基本不變，在 空冷區(qū)下降

29、較多。曲線2表示冷卻水由進口處的溫度tw1逐漸吸熱上升到出口處的溫度 tw2,冷卻水溫升&t = tw1-tw2 , ts與tw2之差稱為凝汽器的端差。蒸汽fac一凝汽器總傳熱面積；as一空氣冷卻區(qū)面積也由凝汽器熱平衡方程式求得:q=1000d c(hc-hci)=1000d w(hw2-h wi) = 4187d w 廿(3-1)式中：q凝汽器的傳熱量,kj/ h;dc, dw 進入凝汽器的蒸汽量和冷卻水量，t/ h;hc, hd 凝汽器中的蒸汽比始和凝結水比始，kj/ kg;hwi, hw2 冷卻水流出和進入凝汽器的比焙，kj/ kg。在低溫范圍內，水的比始hw2、hwi在數值上約等于水溫

30、tw2、twi,則由上式可得:4.187dw/dc 4.187m(3-2)式中：m凝汽器的冷卻倍率，可見，m主要決定于循環(huán)倍率m,凝汽器正常運行時，dc一定，故主要決定于冷 卻水量；因凝汽器銅管結垢，致使冷卻水量減少，&t增大，真空下降，機組的經濟性降低。傳熱器端差的公式可由傳熱方程式推導得:q = kac&tm(3-3)式中：k凝汽器的總體傳熱系數，kj/ (m2 h ：c)；ac 冷卻水管外表面總面積，m2;tm 蒸汽和冷卻水之間的對數平均傳熱溫差，。可由圖1看出，由于ac面積較小，故一般假設蒸汽凝結溫度ts沿整個面積as不變, 此時加為：-=tm(ts -twl ) -(ts -tw2

31、)ln 上之ts -tw2.：tln(3-4)聯(lián)立公式(3-1)(3-3)(3-4),解得:(3-5). tkac4187dw e - 1可見，傳熱端差6t與ak、q、dw有關，在運行時，ac已定，因此傳熱系數k 是影響6t的主要因素。k越大,6t越小，ts越小，真空較高.凡影響k的因索，都影 響6,從而影響真空的好壞。6 t的大小主要取決于k,即凝汽器冷卻表面的清潔程度。 凝汽器冷卻表面結垢或變污會妨礙傳熱，引起6 t升高，使凝汽器壓力升高，機組效率 下降叫3.2.2凝汽器結垢對汽輪機功率的影響如前所述凝汽器結垢使汽輪機端差增大，降低凝結器的真空，影響到汽輪機的熱 降和功率，端差對汽輪機功率

32、的影響主要是因為它影響了末級葉片的功率。故應重視凝結器銅管結垢問題，端差超過允許值后，必須對凝汽器進行清洗，否 則會直接影響汽輪機的真空，降低汽輪機的功率。第四章凝汽器除垢凝汽器盡管采用了良好的設計，有效的循環(huán)冷卻水處理技術，但凝汽器在運行一 段時間后，凝汽器的管側還是存在不同程度的污染，使凝汽器的傳熱效率降低，流動 阻力增大，甚至發(fā)生故障或堵塞。因此，凝汽器被污染到一定程度，就需要進行清洗， 以除去換熱面上的污垢，恢復凝汽器的性能。從換熱面上清除污垢的方法，根據工作 原理分為機械清洗法和化學清洗法兩類。4.1 機械清洗機械清洗是靠流體的流動或機械作用提供一種大于污垢粘附力的力而使污垢從換 熱

33、面上脫落。機械清洗的方法可以分為兩類：一類是強力清洗法，如噴水清洗、噴砂清 洗，刮刀、鉆頭除垢等；另一類是軟機械清洗，如鋼絲刷清洗和膠球清洗等。對于不 同的污垢應采用不同的機械清洗方法。機械清洗是工業(yè)中常用的除垢方法，軟質污垢 可直接用刷子刷洗，硬質污垢可使用高壓泵進行清洗。用這種方法可以除去化學清洗 方法不能除去的炭化污垢和硬質污垢。下面對幾種機械清洗方法進行介紹。4.1.1 高壓水射流清洗4.1.1.1 高壓水射流清洗技術簡介及其發(fā)展趨勢高壓水射流清洗技術是20世紀70年代末80年代初發(fā)展起來的一門科學，它是利 用高壓水發(fā)生設備產生高壓水i通過噴嘴將壓力能轉變?yōu)楦叨染奂乃淞鲃幽芡?成清

34、洗工藝的技術。高壓水射流是以水作介質，通過高壓發(fā)生裝置，使它獲得巨大能量后，用一種特 定的流體運動方式，從一定形狀的噴嘴中以很高的噴射速度噴射出來的能量高度集中 的一股水流。這股水流由于它的速度很高，本身又具有一定的質量，因此它具有很高 的動能，它像一連串彈丸一樣發(fā)射出去，可以完成很多復雜的工藝任務。由于高壓水 射流打擊固體物料的獨特機理，在一定條件下，在一些用金屬刀具無法發(fā)揮效能的場 合，高壓水射流便顯示獨特的優(yōu)點。它對固體表而的破壞，不僅僅是正向的打擊作用， 而且還有切向的沖擊作用。當射流射向固體壁面后，即轉為切向流，這種高速切向流 挾帶最初被剝離下來的破碎物一起沖刷其表面，從而提高了清洗

35、和除垢效果。止匕外，當固體表面有裂隙時，射流就產生“水楔”作用，擴大裂縫，加速了裂縫的發(fā)展，有 助于污垢層的剝落。當水射流的打擊力大于所除物質的破碎能力時，就可以達到清洗 除垢效果。4.1.1.2 高壓水射流沖擊下垢體的破壞在高壓水射流或高速液滴打擊下，固體的破壞形式十分復雜，垢體的破壞取決于 垢體本身的性質和液滴沖擊速度等因素。在液滴高速沖擊下，垢體的破壞現(xiàn)象主要是 在拉力作用下的脆性破壞以及剪力作用下的塑性破壞11o根據破壞發(fā)生的位置及應力 作用方式可以分以下幾種破壞形式：1 .固體表面的破壞在高速液滴沖擊下，固體表面的破壞不僅在脆性物體內產生，而且也發(fā)生在那些 應變率低，有一定延伸性的物

36、體內。沖擊開始時，受壓區(qū)內的壓力分布是均勻的，但 液體徑向流動開始后壓力急劇下降，壓縮波被反射后形成強大的徑向拉力，當拉力值 超過物體的破裂強度時，物體就產生裂縫。固體表面的破壞主要表現(xiàn)為出現(xiàn)表面的淺 坑和裂紋，裂紋包括環(huán)形裂紋及其周圍的短而細的發(fā)散性裂紋。2 .固體表面的剪力破壞液體以很高的速度在物體表面作徑向運動時，物體表面受剪力破壞。剪力破壞形 式很多，如表面出現(xiàn)液體流變的痕跡，小坑或擠壓、顆粒邊界抬高或出現(xiàn)裂紋等。在 高壓水射流作用下，被打擊區(qū)域在強大壓縮波的作用下處于絕對受壓狀態(tài)，直到液體 向外做徑向流動后，作用在同一液體接觸面的壓力才由水錘壓力降到噴嘴的滯止壓力。 液體在固體表面作

37、徑向流動的速度相當快，在流動過程中產生很大的剪切力而使固體 受到破壞。對于有一定孔隙率的物體，在壓力作用下，物體內的孔隙水也有很高的壓 力，使得孔隙介質顆粒間的連接力減弱，加速了固體的破壞。根據實驗室試驗和工業(yè)性試驗證明：1）高壓水射流旋削清垢技術是一項快速高效清除電站凝汽設備結垢的實用新技 術。在我國現(xiàn)有的幾百家坑口電站和中、小型火力發(fā)電廠中使用這一技術將使我國電 站檢修技術提高到一個新水平。2）高壓水射流旋削清垢技術，由于采用了自動噴射推進的方式，大幅度降低了檢 修工人的勞動強度，縮短了檢修時間，降低了檢修成本，受到現(xiàn)場工程技術人員的普 遍歡迎。3）高壓水射流旋削清垢技術，大幅度提高了凝汽

38、器表面的潔凈度，因此，從根本上改善了凝汽器銅管表面的傳熱性能，提了凝汽系統(tǒng)的真空度，因而，使整機系統(tǒng)的 效率提高了 2%以上12。4.1.2膠球連續(xù)清洗技術為了節(jié)省停機清洗的勞力和費用，延長機組運行周期、節(jié)約維修費用，現(xiàn)己研究 出了各種在線機械清洗裝置。膠球連續(xù)清洗技術就是一種機械在線清洗防垢技術。4.1.2.1 膠球清洗技術簡介及其發(fā)展趨勢膠球連續(xù)清洗早在50年代初期國外電廠己有應用。1958年后，國內不少電廠也進 行過實驗，但由于系統(tǒng)的設計、安裝以及膠球質量等問題未能很好地解決，大都停止 使用。近年來隨著技術的不斷發(fā)展，凝汽器膠球連續(xù)清洗技術的關鍵設備收球網和二 次濾網己更新?lián)Q代多次，技術

39、更加成熟，使得膠球清洗技術廣泛應用于電站的冷凝器 中 13。膠球清洗裝置是電廠輔機的主要設備，它不僅可以清洗凝汽器銅管表面的污垢， 降低凝汽器端差，提高凝汽器真空，改善機組的熱經濟性，而且還可以防止凝汽器銅 管結垢，以及結垢所產生的銅管腐蝕，起到延長銅管使用周期的作用。4.1.2.2 膠球清洗技術的原理膠球連續(xù)清洗是利用特制的海綿膠球，在汽輪機組運行中，不斷反復地通過凝汽 器銅管，使銅管內的附著物、沉積物、有機物、淤泥等被膠球沖刷掉，保持銅管的換 熱系數，同時海綿膠球擾動管壁附近的層流水層，使傳熱性能提高，從而有效地保持 汽輪機較高的真空，降低發(fā)電汽耗及煤耗。膠球表面有特制的表面粗糙度得以緩和

40、地 清洗管壁而不磨蝕管子正反面，若要除去大量結垢可用特制的碳化硅摩擦球清洗。凝汽器的前、后水室和膠球清洗裝置構成為凝汽器膠球清洗系統(tǒng)。膠球清洗裝置 由膠球泵、裝球室、收球網和管道及其附件組成。該系統(tǒng)的功用是：用膠球清洗凝汽器 冷卻管內壁的污垢，以保證凝汽器有高的換熱效率，使凝汽器保持汽輪機經濟運行所 必需的真空，從而保證整個熱力系統(tǒng)的高效，提高機組的出力。膠球清洗裝置已成為 凝汽器不可缺少的輔助設備。根據國內外電廠運行經驗統(tǒng)計14,火電機組正確使用凝汽器膠球清洗系統(tǒng)可提高 機組出力1% 3%。以2臺300mw機組為例，按年平均運行6000h,平均負荷為75% 額定功率，每度電0.2元計算，若有

41、1%的出力提高，則1年增加收益為：2 300000 ）6000 75%0.2 1%=540000元/ 年足見經濟效益十分可觀。電力系統(tǒng)統(tǒng)計資料表明，膠球連續(xù)清洗裝置的投運，煤耗可降低 0.6%。因此，是 電廠節(jié)能降耗增加經濟性的有效措施之一。4.1.2.3 膠球清洗系統(tǒng)的主要問題下面對凝汽器膠球清洗系統(tǒng)的幾個主要問題進行簡略的論述。1 .收球率裝球室內的膠球，由膠球泵輸送，從凝汽器進水管加入，隨循環(huán)水流動，在凝汽 器前、后水室壓差作用下，膠球流經冷卻管，擦洗管子內壁，同時膠球前面形成噴射 水流，清除泥沙、藻類和雜物等污垢，最后經循環(huán)水排水管上的收球網收集，返回膠 球泵入口。在清洗過程中，如此循

42、環(huán)，膠球反復擦洗冷卻管。一旦清洗周期結束，膠 球被收集在裝球室內。一直以來電廠就以收球率作為衡量膠球清洗系統(tǒng)的重要性能指 標。影響收球率的因素是多方面的，諸如膠球質量、各部件的選型及其內部關鍵零件 的裝配尺寸、輸球管路及其附件設計是否合理、循環(huán)水的水質、循環(huán)水的參數、凝汽 器水室的結構以及運行方式等。膠球質量是影響收球率最主要的因素。2 .膠球膠球是清洗冷卻管的直接作用物，它的優(yōu)劣直接影響收球率和清洗效果，即膠球 清洗裝置的性能。膠球分為硬球和軟球兩種，前者已少見，而屬于后者的海綿橡膠球 是當今國內外電廠中使用最為普遍的一種，國內已有多個制造這種球的廠家，但產品 質量均未過關，究其原因是：不講

43、究質料配方；密度偏?。挥捕炔缓线m；易膨脹；制造 工藝粗糙；同一批球的尺寸誤差很大；品種單一，根本無法滿足使用要求15o海綿橡膠球的濕態(tài)直徑應比冷卻管的內孔直徑大 1- 2mm,膠球浸水后脹大則直徑 難以控制，過小無清洗作用，過大則堵管。球的膨脹量要控制在 00. 5mm。膠球的 密度應控制在一細小范圍內（即密度為1.001.18g/cm3）16,使水深數米的不同水位高 度均分布有球，使得密度較小的球能達到頂部的管子，密度較大的球則清洗中下部的 管子。膠球的硬度也要作為一個參數指標加以重視。這就要求橡膠、海綿等的成份含 量應有優(yōu)化配方，并經實驗確定?，F(xiàn)有國產膠球的橡膠含量偏高，且膠球表面覆蓋著

44、一層橡膠薄膜，水難以浸入球內。3 .設備1）收球網收球網是膠球清洗裝置中回收膠球的關鍵部件，它應設計成能夠確保不失球的同 時，用較短的時間和小的水量將膠球送入出球管。國產設備幾經改型，現(xiàn)在大功率機 組中用得最多的是兩塊格柵網板成“a”形設計的sf型，即第二代收球網。它比成“v 形設計的sl型收球網優(yōu)越。運行時，兩塊網板下端應與收球網筒體內壁貼緊，同時 兩塊網板上端接合縫距不得大于7mm,這兩點應作為設備制造廠家出廠前裝配調試的 保證項。網板的材料應選用抗腐蝕和抗磨蝕能力強的不銹鋼，如用于江水、河水的材質宜 選用1cu8ni9ti。若采用銘不銹鋼（1cu3）,則使用壽命難以達到30年13。格柵距

45、的大小和格柵迎水角度必須適應不同的水流、水速，設計中還應考慮共振 因素。應避免采用焊接制作的格柵，因為它在水流長期沖刷下易變形腐蝕，而用手工 固定的格柵有著很強的穩(wěn)定性，不易變形腐蝕。收球網進出水側應裝設壓力表計，顯示出壓差的大小，用來判斷網板的潔凈程度， 及時進行反洗，確保整個設備的正常使用壽命。操縱格柵網板開、關的執(zhí)行機構（不論電動還是手動）應靈活可靠，開關標志應正 確無誤。2）膠球泵膠球泵是輸送膠球的專用設備，應保證膠球通過泵后不受到損壞，因此不能用普 通的化學泵替代。泵的揚程應適中，不宜過大，也不能太小，應與循環(huán)水的參數相匹 配。3）輸球管路及其附件輸球管路設計中應盡量減少90。彎轉，

46、以減少膠球進行的路程和阻力。閥門的設置 應合理可靠，尤其是裝球室入口處應裝有球閥或單向閥片，用其防止膠球泵停轉時水 倒流而失球。4）凝汽器水室凝汽器前、后水室分別是膠球的集聚站和中轉站。它們的結構設計應考慮盡量消 除集球死區(qū)，除了水室設計成弧形的球、柱狀腔體外，還可采取增設弧形導流板 （弧形 水室不必加導流板）和加裝格柵等。4.1.2.4膠球清洗系統(tǒng)的運行 1.運行方式國內電廠凝汽器膠球清洗系統(tǒng)運行方式歷來采用間斷運行（定期運行）。這種方式具 實不合理，其出發(fā)點無非是為了節(jié)省廠用電和省下一筆膠球費用。國外機組多采用連 續(xù)運行方式，經常不斷地清洗冷卻管，始終保持它的高清潔度。國內電廠還有一個通

47、病，機組投運初期很長時間對膠球清洗系統(tǒng)不予重視，設備閑置不用，運行數月后發(fā) 現(xiàn)凝汽器真空下降了，才想起投入膠球清洗裝置，不像對抽氣裝置那樣重視，其實這 是個誤區(qū)。正確做法是機組要投運時，隨即就應投入膠球清洗裝置，不要等到管板上 管孔集上雜物，冷卻管積垢嚴重才清洗，臺則，膠球難以進入管內，或膠球堵管，使 收球率很低。另外，應經常反沖洗收球網的網板，以減少循環(huán)水的流動阻力，減輕振動，保證 收球網安全運行。建議當采用間斷運行方式時，應每個班投運一次每次運行時間為 3050min15。 2.投球量每套膠球清洗系統(tǒng)使用的膠球數量一般為單程被清洗管子數的 10%20%。以 300mw機組為例，單程冷卻管數

48、為5,600根左右，故一次裝球量以6001200個為宜 13 04.1.3 靜電水處理法4.1.3.1 靜電水處理法的簡介靜電水處理法是當今世界工業(yè)領域的一門新技術。它的工作原理是由于水分子中 氫原子位置不對稱，而有極性，一般稱偶極子。在靜電場的作用下，水分子將定向地 按正極、負極的順序呈鏈狀整齊排列。當水中含有溶解鹽的離子時，這些陽離子和陰 離子將分別被水偶極子包圍，也將按正負順序整齊地排列在水偶極子群中，使之不能 自由運動，也就不可能靠近管壁，防止污垢的生成。靜電水處理法在美國、日本等工業(yè)發(fā)達國家被廣泛應用于工業(yè)水處理。近年來我 國北京有色冶金設計總院和南京格林水處理設備廠等單位經多年攻關

49、研制成功shi系列，據報道在國內電廠己有應用實例17。在靜電場處理后，水將釋放出少部分氧。對于無垢的新系統(tǒng)來說，釋放的氧將銅 管產生微薄的氧化膜，防止腐蝕。而對于己結垢的系統(tǒng)，釋放的氧將破壞垢分子間的 電子結合力，改變其晶體結構，使堅硬垢變?yōu)槭杷绍浌福ㄟ^靜電場處理，將增大水 偶極子的偶極距，增強其與鹽類離子的水合能力，從而提高水垢的溶解速率，這樣積垢逐漸剝蝕，乃至成碎屑、碎片脫落，達到除垢目的18 0由此可見，靜電水處理技術不改變水中的化學成分，不去除水中離子，只是阻止 水中鈣離子、鎂離子與碳酸根，硫酸根離子結合，不使它們生成鹽類，達到除垢、防垢 的目的。靜電水處理器除能防止水垢生成外，還具

50、有溶垢和殺菌滅藻功能。與其他水 處理法堵如化學法相比，具有節(jié)電節(jié)水，無污染，穩(wěn)定性好，操作簡便、運行費用低 等優(yōu)點。4.1.3.2 靜電水處理器的結構靜電水處理的核心部分是靜電水處理器。靜電水處理器又稱靜電水垢控制器、靜 電水發(fā)生裝置。它的結構如4-1.圖41靜電水處理器的結構示意圖靜電水處理器主要由兩部分組成：一是供給產生高直流電壓和強直流靜電場的高 壓直流電源；二是使水靜電化的裝置。靜電水處理器是將一根絕緣良好的鐵芯置于聚 四氟乙烯圓筒內作為正極，將鍍鋅無縫鋼管制成的殼體作負極。在正、負極上施以高 電壓（3400v）,正、負極之間保持一定距離，以便使水從正、負極之間的腔體中流過。 水在腔體

51、中經受了靜電場處理后，再進入用水設備?，F(xiàn)在使用的靜電水處理器的外加 電壓通常為 34006000v,此時，靜電水處理腔體中的平均電場強度為13002500v/m18。4.1.3.3 靜電水處理法的機理對于靜電水處理器能夠阻垢的作用機理，目前的看法是，水是一種偶極分子 （見圖 4-2）.在靜電場的作用下，水分子的偶極矩增大，并按正、負次序整齊排列（見圖4- 3）。此時，溶解在水中的鹽類的正、負離子周圍被數個偶極分子包圍。于是，這些正、 負離子也以正、負的次序進入偶極分子群中（見圖44）。這樣一來，它們的運動速度 和彼此間的有效碰撞就大為減少，從而使器壁上的水垢不易生成。另一方而，由于在 靜電場的

52、作用下，水分子的偶極矩增大，它與鹽類的正、負離子的水合作用和水合能 力也就增強，其結果是加大了水垢的溶解度和加快了水垢的溶解速度。因而靜電水處 理能夠阻垢和溶垢。圖4 2水偶極子圖43靜電場中偶極分子的排列/田三在3由e5xe3。;/- g2 （二電二）&3 /*ooeg（36離子/圖44靜電場中離子和偶記分子的排列4.1.4 高頻電磁場水處理技術自從1945年比利時的韋梅朗(t.vermeiren)首次成功地應用磁處理技術防止鍋爐 水垢形成，并除去了原先沉積的水垢后19o半個多世紀以來，各種水的物理處理技術應 運而生，靜電處理、高能電子輻射處理、電子處理、恒磁場軟化水和超聲處理等。高頻 電磁

53、場水處理技術物理處理設備相對簡單、維修操作簡便、壽命長、運行費用低且無 二次污染。而且實驗證明循環(huán)冷卻水經處理后，有殺滅細菌、降低水的腐蝕性，減少硬 垢形成并能除去原先沉積水垢的作用，因此在發(fā)電廠循環(huán)冷卻水處理中具有廣泛的應 用前景。4.1.4.1 處理設備及物理原理高頻電磁場水處理技術是在靜電阻垢和磁場軟化水基礎上發(fā)展起來的一種新型的 物理法水處理技術，具設備由高頻發(fā)生器和水處理器兩大部分組成，見圖45,水處理 器由絕緣內筒、外筒、絕緣層構成。內筒接正極，外筒接負極。在高頻發(fā)生器中，電子 電路產生高頻電磁振蕩。當發(fā)生器與水處理器相連后，在水處理器中的兩固定電極間將 感應出隨時間周期性變化的等

54、量異號電荷，由于兩極上電荷隨時間變化，所激發(fā)的電場 也將隨時間變化，根據麥克斯韋電磁理論，隨時間變化的電場將在空間激發(fā)出隨時間變 化的磁場，而隨時間變化的磁場又激發(fā)出隨時間變化的電場，由于電場、磁場不斷地相 互激發(fā)，在水處理器間將形成具有一定強度的高頻交變電磁場。水及溶解鹽中的正、負離子在通過高頻交變電磁場，并在其流動中獲得能量，從而使流過處理器的水得到處 理開關m 一辛9十止極圖4-5高頻電磁場水處理設備裝置簡圖4.1.4.2 高頻電磁場防垢原理高頻電磁場對溶解鹽中陰、陽離子的作用：當水中含有溶解鹽的陰、陽離子通過 水處理器時，（1）它們也會受到與水分子類似的作用，周期性的振動會增強離子和粒

55、子 的水合進程，降低陰、陽離子結合成粗大粒子的機率。（2）具有一定電導率的液體流過 電磁場時會引起電子激發(fā)，這種來自電磁場對結晶過程的影響能夠改變晶體的形成和 生長速度。特定的能場將抑制方解石的形成，產生紋石結晶的能量，使所生成的沉淀強 度降低,不再按晶形排列而是松散的聚集。國外文獻介紹，一般認為普通水經過高頻電 磁場處理之后，其溶液中會立即出現(xiàn)0.10.3 pm的微小顆粒，這些顆粒較難溶解并且受 到電磁場的活化后，極有可能成為新相形成的“預制”結晶核心19。由相變原理可知， “預制”的結晶核心將會大大降低碳酸鹽結晶析出所要求的過飽和度，使之在很低的溫 度下便開始結晶析出，從而加快了結晶速度。

56、因此，經過高頻電磁場處理后，水體中將彌 散大量的微晶，水溫差的循環(huán)變化使微晶效應更為突出，從而大大強化體積結晶率，使 直接在換熱表面上的結晶顯著減少。對經處理后的水的水垢結晶體的顯微研究表明，碳 酸鈣結晶從原來的方解石轉變?yōu)榧y石，由于紋石晶體結構疏松，很容易被流水帶走，因 此減少了水垢向器壁的沉積。（3）根據美國學者麥克林“磁性流體力學”理論，廣泛存 在于水體中的微晶可通過絮凝作用結合成較大的、松散的聚合體，或懸浮或沉積下來20。（4）由于綜合鏈狀、團狀大水分子的破裂使得即使發(fā)生了 ca2+和co32-結合成caco3 的成垢反應，但在caco3微小晶體形成的初期，它們會很快被趨向后的水分子包圍而束 縛在水的偶極子群中，不能自由運動，具運動的自由程和彼此間的有效碰撞將大為減 少。而且，由于溶解鹽的陰、陽離子振動能增加，使其向器壁靠近的阻力增大?？傊?，高 頻電磁場的作用將抑制 caco3粗大結晶從水中的析出并沉積于管壁上，從而使器壁上 的水垢不易生成。由此可見，高頻電磁場水處理技術是將電場、磁場、振動對水和溶解 鹽中的陰、