冷卻水污垢對策評價與預測方法及裝置研究.pdf

1、污垢是熱的不良導體，它既是造成換熱設備、流體機械能源浪費、環(huán)境污染的直接原因，也是嚴重威脅設備正常運行，降低設備利用率，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。但鑒于污垢形成機理的極為復雜，其形成機理的研究目前還遠遠落后于實際應用的需求，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”國家重點基礎研究發(fā)展規(guī)劃基金項目：《高能耗

2、行業(yè)典型換熱設備節(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： 針對我國目前指導水處理劑阻垢性能評定的化工行業(yè)標準HG/T2160-1991—鼓泡法及其評定設備的不足，根據(jù)國外上世紀末提出的電導滴定法，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)有各評定方法和設備相比，本儀器的精準度高、重復性好、評定快捷、操作簡便、能耗小，有望成為鼓泡法評定設備的換代產(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與電導滴定過程電導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報的廣泛需求，本

5、文設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，以應用需要量大的污垢特性參數(shù)為目標(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水質(zhì)參