冷却水典型致垢因素关联研究及在电磁抑垢过程中的应用

冷却水中携带的致垢成份在一定条件下附着在换热面上就会形成污垢。研究冷却水致垢因素并找出典型致垢因素与换热面污垢之间的关联特性，获得快速反映水质稳定性（污垢特性）的判据变量，对实现换热设备的防垢、抑垢、除垢及探索污垢形成机理具有重要意义。项目拟针对冷却水水质稳定性定量评价指标的不确定性和滞后性（污垢热阻），在换热器参数固定的条件下，利用冷却水污垢热阻智能在线监测实验台，比较不同运行参数条件下水质参数及其浓度组合对污垢影响的关联特性，遴选并确定冷却水的典型致垢因素；建立电磁场对冷却水典型水质参数、运行参数的定量影响关系模型；研究利用典型水质参数及运行参数进行结垢倾向预测的方法；获取合适的判据变量作为有无结垢倾向或衡量结垢程度的定量标准，以此变量为反馈信号，在电磁抑垢水处理系统中，建立一套优化调整电磁场频率和强度的自适应算法，并推广应用于其它物理或化学抑垢过程。

冷却水是换热器最常用的工质，减少冷却水污垢危害是节能减排的有效方法之一。本项目在自主研发的电磁水处理装置的基础上，研究电磁场对换热表面析晶污垢特性的影响。以pH值、电导率、溶解氧和浊度为代表，研究了电磁、水质与污垢三者的耦合关系并进行关联分析。将控制理论中自适应控制算法引入抑垢机理研究之中，实现了电磁场对析晶污垢沉积的有效抑制。经实验观测和理论分析，电磁场使换热面污垢发生了形态上的变化，对晶体的介稳区也产生较大影响。电磁场对于水质参数的总体变化趋势并未产生影响，但是加磁前后的变化幅度会有较大的改变。通过不同关联方法，得到水质参数与污垢热阻、和磁场参量的关联结果。将电磁频率、磁场强度和加磁方式作为抑垢的主要指标。并通过大量实验数据和机理分析，得到关于水质参数与电磁间的预测模型，实现电磁抑垢水处理系统。