掃頻電磁場發生裝置在火力發電廠的應用研究

李龍

摘 要：火力發電廠在循環水系統和除灰管道中普遍存在管道堵塞以及結垢問題，通常采用化學方法或物理方法的處理措施，經實踐應用，這些措施有一定的局限性。為此，本文介紹掃頻電磁發生裝置在火電廠中的應用，并對其特點進行研究。

關鍵詞：火電廠；除灰管道；掃頻電磁場；除藻；防垢技術

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A

一、概述

在電力行業的循環冷卻水系統中，因為循環冷卻水的不斷蒸發和濃縮，造成循環水管道結垢、腐蝕現象較為嚴重；另外由于循環水系統是一個開放的系統，極易滋生細菌和藻類，這些藻類在溫度條件適宜的情況下，在換熱器表面瘋長，使得傳熱面積大為減少，甚至發生管路堵塞。這些因素都會大大影響換熱設備的傳熱效果，甚至損壞設備，從而使機組的安全穩定運行受到威脅。

因此在火力發電廠中對結垢問題的研究非常重要，現有的化學處理方法不僅污染環境，而且會降低設備的使用壽命。伴隨著人們對電磁場處理污水優越性認識的加深，以電磁場作用的水處理方法成為近幾年發展迅速的一項新型水處理技術，以電磁場作用水體的方法，由于其優越的特性，慢慢的被各行業所接受，目前開發的掃頻式電磁場水處理裝置兼具防垢除垢的特性，并在殺菌、滅藻、防銹方面具有獨特的功能，極具市場前景。

二、裝置的作用機理探究

2.1 掃頻脈沖電磁發生裝置的殺菌、滅藻原理

水分子是一種偶極子，在常態下容易形成穩定的團狀大分子，在本裝置的交流脈沖磁場作用下，水分子產生高速旋轉、碰撞，活躍性加強，締結的大分子容易分散成單個水分子，穩定性增加，最終形成穩定的雙水分子（H2 O） 2 ，水的活性得到了改變。滲透是生物學中極為重要的物理現象，在水的兩側用半透膜隔開，半透膜的特性是可以容許水通過，但礦物質的鹽類不能通過，微生物的細胞膜就是一種半透膜，一旦水的活性增強后，通過半透膜的水分子增加，微生物體內的水分子大量增多，從而能快速的撐壞水中微生物的半透膜——細胞膜，最終達到了殺死微生物和藻類的目的。通過實驗觀察，本裝置在安裝一段時間后，會使貼附在管道壁上的微生物層脫落，造成水中細菌水平升高，但隨著作用時間的增強，細菌水平還會緩慢下降。

2.2 掃頻脈沖電磁發生裝置的除垢原理

礦物質溶解于水時，以離子的形式存在，離子帶有電荷，包括正離子和負離子，水體中最常見的正離子包括Ca2+、Mg2+等，負離子包括SO42-、（HCO3）2-，一旦在合適的條件下（高溫或者壓力降低）正負離子相遇，會產生難溶于水的碳酸鈣和碳酸鎂等沉淀物，這些沉淀物會在管壁等部位逐漸堆積，產生結垢的現象。本裝置能夠激發水分子共振，使大的水分子鏈團分散成活化性高的極性小分子水，這種小分子水對碳酸鈣和碳酸鎂的溶解性強，可以達到除垢的目的。另外，該裝置的頻率覆蓋范圍較大，從幾十赫茲掃描到幾十千赫茲，基本能找到各種水源的共振點，使得設備的通用性較強。

三、掃頻電磁防垢裝置的構成和創新點

3.1 掃頻電磁防垢裝置的構成

掃頻脈沖電磁裝置是由一臺微電腦掃頻控制器與纏繞在水管外壁上的多股共振線圈組成。微電腦控制器可以產生周期按一定規律變化的掃頻電流，當微電腦控制器接通電源后，纏繞在水管外壁上的多股共振線圈接受掃頻電流，在共振線圈的內腔形成一個沿流體方向分布的掃頻磁場，當污水流經過該共振線圈時，會使較多的過飽和水分子達到共振頻率。因此，采用掃頻脈沖技術能夠使不同水質條件下的水分子或垢粒子產生共振，從而達到防垢、除垢的效果。

3.2 掃頻電磁防垢裝置的創新點

3.2.1 自適應頻率

掃頻式微電腦水處理器利用直流脈沖和變頻掃描原理進行水處理，微電腦控制器（信號發生源）在一定時間內從低頻到高頻掃描一次，根據水分子的固有頻率能自動選擇與其相同的頻率并位移到該范圍內，與其產生共振，該共振上的沖擊力將該管道和容器壁上的垢、沉淀物和粘泥松散。

3.2.2 采用脈沖電磁方法

a.激發瞬時高電壓，提高能量傳遞效率； b.既具有交流感應特點，可以通過電感線圈，傳送電磁場能量，同時也具有直流電場的特點，引起水體分子變形、電離、極化以及管壁生成氧化保護膜； c.頻率按一定周期掃描，覆蓋范圍廣，效果好。

四、掃頻脈沖電磁裝置與其它除垢方法的比較

4.1 節省殺菌劑費用 采用掃頻脈沖電磁水處理裝置后，減少了殺菌劑的用量，節省藥劑費用。

4.2 除垢效果好、無腐蝕性

4.3 節約運行和管理費 采用掃頻脈沖電磁水處理裝置耗電小，維護費用低，節省人工費用。

4.4 無環境污染，保護水資源

五、掃頻電磁場發生裝置在火電廠的應用前景

循環冷卻水的處理是電廠水處理專業的瓶頸，掃頻電磁場技術在火電廠除灰防垢系統的應用說明了它在技術上的可行性、經濟性和對被處理水質廣泛的適應性，這也正是循環冷卻水需要解決的技術和經濟難點，除蒸發損失外，如濃縮比率為3，補充水量則為1000t/h左右，系統消耗水損失為12%～25%，年損耗水量為800萬t/h左右，沒有二次化學污染，大幅度的降低運行成本，年節約水量500萬t以上，折合資金100多萬元，并可大量減少水資源消耗。同時掃頻電磁場發生裝置在電廠循環水殺菌及防腐同樣具有顯著效果，具有很強的殺菌滅藻和滅殺海洋微生物、貝類生物的功能，可以保持循環冷卻水系統的暢通。

結語

本文介紹了掃頻電磁發生裝置在火電廠中的應用研究，掃頻電磁場技術是隨電子工業的進步而發展起來的高新技術，以其自適應頻率強、無污染、安裝方便、處理效果好的特點及可觀的經濟效益和明顯的環保優勢而逐步得以推廣和發展。在建設節約型社會和節約型企業的今天，我們面臨著淡水資源緊張、水質資源惡化的局面，積極的研發和推廣這項技術，有著巨大的現實意義。

參考文獻

[1]張惠靈.火電廠沖灰系統物理防垢技術的研究[J].湖北環境科學，2005（24）：43—44.

[2]張超.電磁防垢實驗研究[J].中國石油大學（華東）報，2010（23）.