凝汽器超声波防除垢及强化换热的技术研究

摘要

凝汽器铜管结垢是导致凝汽器工作性能恶劣的最主要原因,本文探讨超声波防垢除垢作用机理,利用实验手段研究超声波防垢除垢方法及其影响规律,设计开发出适用于电厂凝汽器的超声波防垢除垢系统及其装置。
　　论文首先阐述了超声波防除垢与强化传热的基本理论,分析了超声波空化作用对防除垢与强化传热的重要作用。其次,在实验室条件下模拟了水在换热器中流动过程的积垢规律,验证了超声波技术防垢和除垢的机理及效果。同时在流动状态下,实验研究了超声波功率对防垢、除垢的匹配关系及声空化强度对传热系数的影响,通过实验铜管和不锈钢管两种管道来研究超声波的除垢效果,并利用防垢率和传热系数两个特征参数反映超声波作用效果,为超声波强化传热在工程应用上参数配置提供了理论依据。实验研究结果表明,随着超声波声功率的提高,除垢率升高,换热器管道在功率达到600W时除垢率可达到98.5％。在水流速度、水温不变条件下,随着超声波功率的增加,传热系数先升后降,并存在一个最佳运行功率。此外,本文还对超声波系统内置式与外置式进行了实验对比,结果表明内置式比外置式的除垢防垢效果要更好,其原因在于超声波的空化效果距离更近。最后,在理论研究和实验研究的基础上,本文还设计了300MW汽轮发电机组凝汽器的防除垢与强化传热的技术方案,并对其经济效益进行了预测分析。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 凝汽器防垢除垢技术的研究状况

1.3 超声波防垢除垢技术综述

1.4 本文主要研究工作

第2章 超声波防除垢及强化传热的基本理论

2.1 垢的类型及影响因素

2.2 超声波防垢除垢理论

2.3 超声波强化传热基本理论

2.4 超声波作用效果评价方法

2.5 本章小结

第3章 超声波除垢实验方案设计

3.1 实验装置设计

3.2 变幅杆的设计

3.3 实验方案设计

第4章 实验结果与分析

4.1 超声波的除垢效果

4.2 超声波功率对除垢率和强化传热的影响

4.3 内置式与外置式对比

4.4 不同实验管的实验效果对比

4.5 实验结论

第5章 凝汽器超声波防除垢及强化传热方案设计

5.1 凝汽器结构

5.2 凝汽器防垢除垢及强化传热方案设计

5.3 系统设备组成

5.4 运行方式

5.5 经济效益分析

5.6 本章小节

第6章 结论与展望

6.1 工作总结

6.2 展望

参考文献

致谢

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