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USP-M系列超聲波除垢裝置簡介

 

 

一、 USP除垢裝置技術特點:

1、除垢作用
除垢效果明顯,一般在安裝使用后的3-6個月內,可去除80%以上的老垢,以后陸續清除干凈。
除垢機理:超聲波的聲波作用于液體中時,液體內形成許多微小的氣泡,形成“空化效應”,氣泡的破裂會產生能量極大的沖擊波,破壞了沉積物和金屬之間的吸附,水垢便形成沙礫狀顆粒,一部分從管壁表面脫落。水在毛細的作用下通過細小裂縫滲入到受熱表面,那里有水被蒸發,從而帶動碳化沉積物的膨脹和成片地脫落,將垢清除徹底。

超聲波振動使得金屬、水垢、水隨之震動,由于三者之間的頻率響應不同,產生不同步振動,形成垢層與管壁界面上的相對剪切力,即形成“剪切效應”,破壞了水垢和金屬之間的結合,導致垢層產生疲勞而松脫。

2、阻垢作用
阻垢徹底,自安裝之日起,新垢生成的概率很小。                       
阻垢機理:超聲波在液體介質中通過“空化效應”將水分子裂解為H自由基和HO自由基,甚至H+和OH-等, 而OH與成垢物質離子可形成諸如CaOH 、MgOH 等的化合物,從而增加水的溶解能力,使其溶垢能力相對提高,具有"活化"效應。超聲波的輻射又產生超生“離子凝聚”現象,而不附著在金屬上。
受熱表面上的振動使金屬與水之間產生高速微流和“空化效應”,破壞垢類生成和在管壁沉積的條件,阻礙了這些沙狀物在管壁上的沉淀。水中尚未結晶的鹽及以結晶后難溶解的鹽形成懸浮的狀態,隨介質流走或通過排污排除。
 

3、防止氧化腐蝕
在管壁內表面自然形成的裂縫中,存有水中溶解的氧氣,在超聲波振動的作用下,它被強制從裂縫中排出來。超聲波的脈沖長期地作用于管的內壁表面,在微小的縫隙附近發生變形變化,這些變形變化把裂縫的邊緣鉚住,使它們被封住,水中的溶氧就不會滲入裂縫中,消除了腐蝕的源頭,保護金屬免受磨蝕。

4、提高換熱效率




超聲波振動,形成其內部水和管壁的振動,減弱了水與管壁之間的流體力學阻力,從而提高了水流的速度。水與金屬加熱面之間的排出與進入加快,水與受熱表面的交換速度也加快,使被加熱液體的層流邊

界層、過度層和紊流區能進行更好的混合,提高熱量的傳遞。同時,由于換熱設備處于無垢狀態下運行,換熱熱損耗很小,提高換熱器效率近3-5%。


5、殺菌滅藻、凈化水質
超聲波振動,使液體內形成許多微小的氣泡,當氣泡破裂時,會產生能量極大的沖擊波,在水體中產生紊流,破壞了微生物細胞膜的離子通道,改變了細胞適應的內控電流和生存所需的環境條件,使其喪失生存能力而死亡。

6、純物理方法、環保節能 

在線運行,物理方法防垢,對水體和環境無污染,對管線和容器無腐蝕。相對于結垢后在處理的其它方法而言,除垢方法更為環保,節能效果顯著。

、 USP除垢裝置產品組成:

1、USP-M系列超聲波除垢裝置由脈沖電源和換能器組成。
2、脈沖電源的功能是把AC220V的工頻電源轉換成一定頻率的脈沖電源;換能器的作用是把電子脈沖能量轉換成機械能量,產生超聲波振動,實現除垢的機理。                                                           
3、USP-M系列超聲波除垢裝置設計了7個型號,即一臺脈沖電源驅動多只換能器組成一套裝置。



三、 USP除垢裝置技術規范
1、脈沖電源

 

、USP除垢裝置的選型
1、換能器的除垢能力
超聲波在全金屬焊接的換熱器上傳導的聲波衰減很小,在有法蘭連接的換熱器上傳導的聲波衰減則很大。因此,對于不同連接方式的換熱設備及管線,換能器的除垢能力是不同的。
1)用在全焊接的金屬管線上,一只換能器可以去除30-50延長米管線中的水垢。
2)用在法蘭連接結構的換熱器上(冷油器、熱網加熱器),一只換能器只能去除40-50m2的水垢。
3)用在全焊接結構的換熱器上(凝汽器、表冷器),一只換能器可以去除70-90m2的水垢。
上述換能器的除垢能力計算只是依據俄方提供的數據而進行的估算,僅作參考。
2、產品選型

用戶先確定換熱設備的換熱面積(或長度),按一只換能器可去除水垢的能力,乘以0.8-1.2的系數,確定換能器的數量。再根據“USP裝置的技術規范”選擇設備型號和臺數,完成設備的選型。

五、除垢效果對比分析:

1、研制除垢在線實驗平臺

為對比各類物理防垢技術的除垢效果,研制除垢在線實驗平臺,進行為期一年的在線安裝試驗,以確定 “電磁、電子、振波、合金、鋅離子、納米、超聲波”等各類產品的除垢效果。



2USP除垢裝置與國內外同類型產品的差異性對比

 

比較項目

USP系列產品

同類型產品

備注

產品型號

4個型號,分別驅動26只換能器

2個型號,分別驅動2--4個換能器

在技術指標、選型與安裝方面差異性大

換能器電功率

167-200W

80-100W

除垢效果差異性大

換能器振幅

5μm

2μm

材質差異大、除垢效果不同

換能器居里溫度

960

560

在高溫應用領域差異性大

換能器品種

6個品種

2個品種

適應行業廣、選擇性強

脈沖電源顯示與調節

內置累計工作時間顯示器,工作頻率與功率密度現場調節

便于現場及時更改設定的參數、達到****除垢效果

換能器除垢能力

70-90m2

40-50m2

相差43%

調

安裝方法

在換熱設備的外部和水室組合安裝,禰補脈沖能量損失

外部安裝

內外組合安裝便于脈沖能量就近到達結垢表面

安裝理論

通過近萬臺設備的安裝使用分析,建立安裝數據模型

依經驗而定

除垢效果差異性很大

換能器安裝位置和計算

根據安裝理論計算安裝位置,實現諧波疊加,避免峰谷疊加

依經驗而定,是否達到諧波疊加,只是湊巧或概率

換能器安裝位置與除垢效果有直接的關系

頻率與密度調試

對脈沖頻率和功率密度進行調整,對應****諧振頻率

工作頻率與功率密度除垢效果有直接的關系

泥沙及硬垢

阻垢效果好,對已經形成的硬垢清除效果好

阻垢效果好,對已經形成的硬垢清除效果一般

除垢機理相同,但除垢能力差異性大

除垢效果

30多個國家的1.5萬臺設備上進行安裝使用,除垢有效率達到96%以上

安裝使用數量少,現場使用有的地方效果明顯,有的地方不明顯

與產品技術指標、安裝與調試方法有一定關系

機器的工作可靠性

俄羅斯原裝進口散件組裝,嚴格按俄方技術標準生產,平均無故障運行大于2萬小時

平均無故障運行小于4千小時,非故障停機很普遍,器件亦損壞

與產品的設計、器件的篩選、安裝工藝、參數匹配有關


3、使用USP除垢裝置經濟效益分析

3.1在換熱設備上使用:

1) 循環水不用進行預處理,對一般性水質不用添加阻垢劑,節省加藥費用。

2) 循環水可以保持較高的濃縮倍率,減少排水費用。

3)在線除垢,減少停機除垢所造成的直接和間接經濟損失。

4)增加設備運行的安全性,減緩垢下腐蝕,減少除垢對設備的損壞,延長設備的使用壽命。

5)實現在線防垢和除垢,降低工人的勞動強度,減少各類除垢費用。

6) 增加設備運行的經濟性,換熱設備保持額定運行參數,節能效果顯著。

3.2 在鍋爐上使用:

1)減少運行費用:水垢厚度與鍋爐增加的煤耗成正比,保持鍋內不結垢,減少做功煤耗的增加。

2) 減少檢修費用:降低設備由于結垢和腐蝕而引起的爆管、垢下腐蝕、氧化腐蝕所發生的材料更換及維護費用。減少停爐造成的直接和間接損失。

3)防止垢下腐蝕:有效防止因結垢造成爐管表面不同部位上的供氧差異和介質濃度差異而導致的局部腐蝕現象。避免針型腐蝕穿孔、爐管泄漏、被迫停機檢修等情況發生。

4)保證安全運行:保證金屬受熱面和爐水之間的溫差不大于80℃。使鍋爐鋼材保持額定的抗拉強度,避免受壓部件過熱可能產生變形、龜裂、鼓包、甚至爆破。

5)提高使用壽命:減少鍋爐因清除水垢使受熱面受到損傷,提高鍋爐的使用年限。

3.3 投資回收期:

用于購買使用USP裝置的成本,根據設備的運行工況與水的硬度,在它們工作以后的6-12個月之內就會被全部收回。使用USP裝置,只是一次投資,使用有效期大于10年。

六、 選擇USP除垢裝置的理由

1、USP裝置自投產至今已歷經了20年的市場考驗,期間進行過3次大的技術改進。在俄羅斯、歐洲、亞洲等30多個國家的1.5萬多臺熱轉換設備上陸續安裝使用,實現了無垢化運行。

2、USP裝置擁有3項專利技術、5項檢測認證,形成了獨有的安裝理論和現場安裝調試應用經驗。

3、USP-M系列超聲波除水垢裝置,是目前國際國內眾多物理方法除垢設備中,應用業績最多、技術先進成熟、除垢效果顯著、運行費用較低、應用領域廣泛的高技術產品。

4、換能器產生的聲波是彈性波,應力約為金屬疲勞極限的1/10,對熱交換設備無任何損傷,對運行人員無任何不良影響。

       5、降低生產熱能量的成本,不僅僅有技術上和經濟上的意義,而且具有社會意義,是構建節約型社會的一種技術手段。










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