蒸发式冷凝器循环冷却水结垢阻垢实验研究

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蒸发式冷凝器是一种高效制冷设备,它将传统凉水塔与冷凝器合二为一,具备高效节能节水的特点。在目前我国水资源和能源资源紧缺的条件下,蒸发式冷凝器具有非常广阔的发展前景。 蒸发式冷凝器循环冷却水系统属于敞开式循环冷却水系统,蒸发式冷凝器关键部件为换热盘管,利用换热盘管表面水膜蒸发散热,盘管表面水温变化大,盐分容易饱和,导致换热管表面结垢,降低换热管传热系数,降低系统制冷效率,是蒸发式冷凝器推广应用亟待解决的问题。本文对蒸发式冷凝器循环冷却水结垢阻垢问题进行了实验研究。 在静态实验研究中,利用碳酸钙静态沉积法对六种工业阻垢剂进行了不同水质条件下阻垢效果的实验研究。实验发现有机膦酸类阻垢剂和聚羧酸类聚合物阻垢剂具有良好的静态阻垢效果。温度升高,阻垢剂阻垢率下降,不同阻垢剂下降速率不同。pH值升高,阻垢剂阻垢率下降,聚羧酸类聚合物阻垢剂阻垢率受pH值影响相对要弱于有机膦酸类阻垢剂。木质素磺酸钠阻垢剂阻垢性能不佳,高浓度时阻垢率受温度和pH值变化明显。不同Fe<3+>浓度对阻垢剂阻垢效果的影响不同,有机膦酸类阻垢剂对杂质Fe<3+>离子的忍耐力要高于聚羧酸类聚合物阻垢剂。 在动态实验研究中,搭建了蒸发式冷凝器动态模拟实验装置。动态浓缩实验发现在5倍浓缩倍数下,钙离子,镁离子,氯离子,溶解性固体含量与浓缩倍数基本成线性关系,pH值和碱度与浓缩倍数呈非线性关系。动态结垢阻垢实验考察了添加阻垢剂和未添加阻垢剂热量从管内热水传递给管外水膜总传热系数和污垢热阻随时间的变化关系,在结垢实验中,换热管表面结垢使得总传热系数下降25%左右。阻垢实验中由于添加阻垢剂,传热系数只下降7%左右,表明阻垢剂丙烯酸一丙烯酸-2-甲苯-2-丙稀酰胺基磺酸共聚物(AA/AMPS)在模拟装置循环冷却水中取得良好的阻垢效果。高清晰度相机对结垢过程的相片拍摄,红外摄像仪对结垢阻垢实验后换热管,以及洁净管进行同等热平衡条件下管表面温度红外拍摄结果,对结垢阻垢实验结果做出了更形象的说明。 最后对蒸发式冷凝器循环水系统的各水量指标进行分析说明和计算,结合冷却水水质指标和水质倾向判断方法,提出了蒸发式冷凝器水处理流程简图,对蒸发式冷凝器循环冷却水处理提出了建议,以期为蒸发式冷凝器的循环水处理提供参考。
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