＊郅剛 楊濤 王乾 龍日升 張愷 張立強(qiáng)

（1.國(guó)家能源集團(tuán)山西電力有限公司 山西 030021 2.沈陽(yáng)化工大學(xué) 遼寧 110142）

1.引言

發(fā)電廠尖峰冷卻系統(tǒng)是大型工業(yè)建筑中十分重要的組成部分，直接關(guān)系到發(fā)電效率和運(yùn)行安全。然而，常年的運(yùn)行啟停、高溫高壓的工作環(huán)境及水源質(zhì)量的影響，往往導(dǎo)致管道內(nèi)的水垢、污垢等問題出現(xiàn)，如不及時(shí)有效地預(yù)防和處理，會(huì)引發(fā)管道阻塞、泄漏，甚至爆炸等嚴(yán)重后果。傳統(tǒng)的防垢阻垢技術(shù)多為化學(xué)方法或人工清洗維護(hù)，存在費(fèi)用高、效果難以保證的問題。

隨著電磁技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，電磁防垢阻垢技術(shù)已經(jīng)逐漸成為發(fā)電廠尖峰冷卻系統(tǒng)管道維護(hù)的新技術(shù)熱點(diǎn)。該技術(shù)通過向管道內(nèi)部加入一定頻率和強(qiáng)度的磁場(chǎng)，利用磁場(chǎng)的作用破壞水中的結(jié)晶體或分散成小顆粒，從而達(dá)到抑制或減少水垢沉積和清除管道內(nèi)部污垢的效果，不僅無(wú)需使用化學(xué)藥劑，而且不會(huì)改變水質(zhì)性質(zhì)，且還能通過對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度、頻率及工作時(shí)間的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)管道內(nèi)不同類型垢層的清洗和防腐抗蝕保護(hù)。

在實(shí)際應(yīng)用中，電磁防垢阻垢技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠尖峰冷卻系統(tǒng)管道的防垢阻垢維護(hù)中，具有高效、環(huán)保、低成本等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和改進(jìn)，該技術(shù)的應(yīng)用范圍和效果也在不斷得到拓展和提升，對(duì)于保障發(fā)電廠安全、高效運(yùn)行發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。因此，目前該領(lǐng)域的研究和應(yīng)用仍有很大的發(fā)展空間和前景，將繼續(xù)推動(dòng)電磁防垢阻垢技術(shù)向更廣泛的領(lǐng)域拓展。

李想等[1]針對(duì)發(fā)電機(jī)組的尖峰冷卻系統(tǒng)管道水循環(huán)存在的問題進(jìn)行分析，主要采用了化學(xué)噴淋清洗及壓力水兩種方式，并對(duì)解決效果進(jìn)行匯總。趙維忠[2]對(duì)國(guó)內(nèi)外火力發(fā)電廠空冷凝汽系統(tǒng)發(fā)展 歷程、發(fā)展趨勢(shì)及運(yùn)行出現(xiàn)的問題進(jìn)行闡述；描述了尖峰冷卻裝置在工程應(yīng)用中的現(xiàn)狀，對(duì)新型裝置原理進(jìn)行了敘述。蔣文斌[3]將變化的電磁除垢裝置加入水系統(tǒng)中，對(duì)前后產(chǎn)生的變化進(jìn)行對(duì)比并歸納總結(jié)。本文對(duì)發(fā)電廠尖峰冷卻系統(tǒng)電磁防垢阻垢技術(shù)進(jìn)行研究，將市面上的電磁除垢設(shè)備的相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行調(diào)研；將電磁防垢阻垢裝置應(yīng)用于發(fā)電廠的尖峰冷卻系統(tǒng)的管道中，對(duì)其產(chǎn)生的效果進(jìn)行歸納總結(jié)。

2.尖峰冷卻系統(tǒng)

尖峰冷卻系統(tǒng)是一種發(fā)電廠冷卻系統(tǒng)，它通過在高負(fù)荷期間將冷卻水暫存于儲(chǔ)罐或池中，在低負(fù)荷期間將其用于冷卻，以減少水資源的消耗。尖峰冷卻系統(tǒng)的組成如圖1所示[4]。

圖1 尖峰冷卻系統(tǒng)系統(tǒng)圖

(1)組成

尖峰冷卻系統(tǒng)通常由儲(chǔ)罐或池、泵站、管道、冷卻器等組成。在高負(fù)荷期間，冷卻水通過管道從冷卻器流入儲(chǔ)罐或池中存儲(chǔ)；在低負(fù)荷期間，冷卻水則通過泵站從儲(chǔ)罐或池中抽出并送回到冷卻器中進(jìn)行循環(huán)使用。

(2)機(jī)理

尖峰冷卻系統(tǒng)采用噴霧增濕原理，通過改善空冷器運(yùn)行的環(huán)境條件來(lái)提升換熱性能的冷卻系統(tǒng)。尖峰冷卻系統(tǒng)的機(jī)理主要利用了水的熱容量和緩慢的溫度變化特性，使得儲(chǔ)存的冷卻水能夠在低負(fù)荷期間充分吸收和散發(fā)熱量，達(dá)到節(jié)約水資源和提高發(fā)電效率的目的。

此外，尖峰冷卻系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)的負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻水的流向和量，確保系統(tǒng)的高效運(yùn)行。該系統(tǒng)還可以采用先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)整個(gè)冷卻過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理，確保冷卻系統(tǒng)的安全可靠和穩(wěn)定運(yùn)行。

3.電磁防垢阻垢裝置的安裝及使用效果

(1)相關(guān)產(chǎn)品及參數(shù)

電磁除垢裝置是一種利用磁場(chǎng)作用使水中的垢或污垢分子分解掉的裝置。以下是一些常見的電磁除垢裝置及其主要參數(shù)：

ML-05電磁除垢器：適用于管道直徑40～50mm，最大處理水流量12m3/h，工作電壓220V。

JL-05電磁水處理器：適用于管道直徑20～500mm，最大處理水流量238m3/h，工作電壓220V/380V。

AFM2000型電磁水處理器：適用于管道直徑20～1000mm，最大處理水流量控制在500m3/h以內(nèi)，工作電壓220V/380V。

MTSC-J-N型電磁除垢器：適用于各類工業(yè)管道和設(shè)備，最大處理水流量可達(dá)2000m3/h，工作電壓220V/380V，頻率50Hz/60Hz。

以上是一些常見的電磁除垢裝置及其主要參數(shù)。圖2是現(xiàn)階段常用的電磁防垢阻垢設(shè)備。

圖2 電磁防垢阻垢設(shè)備

(2)布置及安裝

電磁除垢裝置的布置和安裝對(duì)于其除垢效果和穩(wěn)定性具有非常重要的影響。以下是電磁除垢裝置的布置和安裝常見的要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。

布置位置選擇：應(yīng)在水泵出口或設(shè)備進(jìn)口處安裝電磁除垢裝置，以保證水流通過裝置時(shí)，在磁場(chǎng)的作用下垢和污垢分子被分解掉，防止垢或污垢對(duì)設(shè)備造成損害。

安裝方式選擇：基本分為兩種，一種是固定式，則通常需用螺栓或法蘭將裝置和設(shè)備連接在一起；另一種是移動(dòng)式，類似磁棒式，只需將裝置放入設(shè)備中，即可起到除垢的作用，但使用不便。

安裝位置調(diào)整：保持水流方向與電磁除垢裝置的磁場(chǎng)方向相垂直，這樣能最大化全面地進(jìn)行水質(zhì)除垢。

電源連接：電磁除垢裝置使用交流電或直流電，安裝前應(yīng)檢查電源穩(wěn)定并連接正確，防止裝置運(yùn)行不穩(wěn)、燒毀等意外情況。

安裝前檢查：應(yīng)檢查水管的通水狀態(tài)，以免影響除垢效果。此外，應(yīng)清洗裝置，確保裝置不受損壞并充分發(fā)揮其除垢作用。

安裝時(shí)的注意點(diǎn)：距離閥門與彎頭為管道口徑的20倍以上；線圈下游直管長(zhǎng)度最好保證達(dá)5m以上；保證兩根線圈不相互碰；保證線圈不碰觸到管子管道和其他金屬物；保證線圈纏繞處距離其控制系統(tǒng)的距離在2m以內(nèi)。

總之，電磁除垢裝置的布置和安裝十分重要，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際水處理設(shè)備進(jìn)行綜合考慮。正確地布置和安裝可以最大化地發(fā)揮裝置的除垢作用，減少水質(zhì)問題及減少維護(hù)成本[5-8]。

(3)使用效果

針對(duì)發(fā)電廠尖峰冷卻系統(tǒng)管道因長(zhǎng)期水循環(huán)而導(dǎo)致的管道內(nèi)壁結(jié)垢的問題，決定安裝電磁防垢阻垢裝置進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)，電磁防垢阻垢裝置安裝示意圖如圖3所示。

圖3 電磁防垢阻垢裝置安裝示意圖

將安裝前后的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行羅列，通過相關(guān)參數(shù)的變化來(lái)進(jìn)行對(duì)比，得到使用效果。

表1是對(duì)某發(fā)電廠的尖峰冷卻系統(tǒng)的水循環(huán)管道上安裝電磁防垢阻垢裝置后五個(gè)月內(nèi)對(duì)相關(guān)參數(shù)平均值在每個(gè)月中的變化。具體是指水質(zhì)的電導(dǎo)率、總鐵含量、濁度、堿度、水的硬度、濃縮倍率、結(jié)垢情況及菌藻的生長(zhǎng)情況。

表1 五個(gè)月內(nèi)的水質(zhì)編號(hào)表

從表中可以看出，電除垢防垢設(shè)備在發(fā)電廠尖峰冷卻系統(tǒng)中起到了積極效應(yīng)。尤其是在6月時(shí)，水池內(nèi)側(cè)只含有少量的菌藻，說(shuō)明菌藻的生長(zhǎng)得到了抑制；結(jié)垢層逐漸軟化，到了8月只能觀察到少垢物質(zhì)；水質(zhì)的濁度逐漸清晰；其中堿度在6—8月相比較之前大幅增加，說(shuō)明在安裝防垢除垢設(shè)備之后，大量的各種結(jié)垢發(fā)生分解、溶解，水中含有大量的碳酸根等堿性離子使得此階段的水質(zhì)呈堿性，通過水的循環(huán)系統(tǒng)可將其排出。另外，其他數(shù)值都保持在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的參考指標(biāo)范圍內(nèi)。

4.總結(jié)

總的來(lái)說(shuō)，電磁防垢阻垢技術(shù)在發(fā)電廠尖峰冷卻系統(tǒng)管道維護(hù)中的應(yīng)用得到了廣泛認(rèn)可和推廣[5-8]。通過該技術(shù)的運(yùn)用，不僅可以有效地阻止管道內(nèi)垢層的沉積和堆積，而且能夠清除管道內(nèi)余留的污垢和隱患物質(zhì)，從而保證了管道的正常運(yùn)行和安全性。

此外，與傳統(tǒng)的防垢阻垢方法相比，電磁防垢阻垢技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、無(wú)需加藥、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，而且能夠有效降低運(yùn)行成本和提高運(yùn)行效率。因此，電磁防垢阻垢技術(shù)不僅得到了廣泛應(yīng)用，而且也在不斷得到改進(jìn)和完善，推動(dòng)其進(jìn)一步向更廣泛的領(lǐng)域拓展和發(fā)展。

然而，電磁防垢阻垢技術(shù)的應(yīng)用也面臨著一些挑戰(zhàn)和限制，如磁場(chǎng)的強(qiáng)度、頻率和作用時(shí)間等因素需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理地調(diào)整和設(shè)計(jì)。因此，在今后的研究和應(yīng)用中，需要進(jìn)一步深入探討電磁防垢阻垢技術(shù)的機(jī)理和優(yōu)化控制方法，以確保其在發(fā)電廠尖峰冷卻系統(tǒng)管道維護(hù)中的最佳效果和實(shí)用性。