水冷却腔结垢对电机运行的影响与对策研究
发布时间：2021-02-23 06:51
泵站的安全经济运行具有重要意义,电机作为泵站的重要组成部分,其水冷却腔结垢会给设备运行产生严重影响,传热效率低下,造成大量的能源浪费和经济损失,影响泵站安全经济运行。本文针对泵站电机水冷却腔结垢问题,分析影响水冷却腔结垢的主要因素,计算研究运行中不同时期各月份随着进水温度和污垢厚度的变化对电机冷却产生的影响,以冷却水系统运行和清垢总费用最低为目标,确定电机的最佳清垢周期。主要研究内容及成果如下:（1）分析影响污垢积聚的主要因素,分别改变冷却水离子浓度、进水温度、流速等参数,计算污垢厚度随时间的变化。结果表明,离子浓度越大,污垢厚度随时间的积聚增大,污垢厚度趋于渐近值的时间越长;冷却水进水温度越高,污垢沉积的速率越快,污垢厚度越大,污垢厚度趋于渐近值的时间越长;流速越大,污垢厚度增加的速度越慢,污垢厚度趋于渐近值的时间越短。此外,冷却腔壁表面粗糙度越大,污垢越容易沉积。（2）针对影响污垢积聚的主要因素,确定污垢厚度与热阻的计算模型。利用电机运行实测数据计算确定冷却传热系数。提出最小冷却水流量概念,计算电机水冷却腔壁洁净与结垢状态下对应不同时期进水温度的电机最小需要冷却水流量。结果表明不同...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１电机水冷却腔结构示意图??２．１冷却水离子浓度的影响??
＿?离子浓度１５０ｍｇ／Ｌ??〇〇１〇?．?离子浓度２５０ｍｇ／Ｌ???离子浓度３５０ｍｇ／Ｌ｜??０．００８?－??＾０００６?－??１?■?ｘ?ｚ，一－－??０．００４?－?Ｚ?，，一．??ｚ??０．００２?－?／?ｚ，????Ａ：：：．．．．．．．．…????０．０００?＇?Ｊ￣１￣１￣￣１￣１￣■￣１￣１￣１￣１￣１￣１￣１￣■￣￣１￣＇￣１￣１￣１￣■￣＇￣■￣??０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６?１８?２０?２２?２４??时间／／月??图２－２不同离子浓度下污垢厚度随时间变化??２．２冷却水进水温度的影响??冷却水进水温度对结垢的影响主要体现在污垢的化学反应速率上，一般温度越高，化??学反应速率越快。由于碳酸钙具有反常溶解度，温度越高，所对应的溶解度越低即可析出??更多的晶体，从而沉积率越大，污垢的沉积速率越快。??选取冷却水钙镁离子浓度为２５０?ｍｇ／Ｌ，水冷却腔壁保持７０°Ｃ恒温，流速为０．０５?ｍ／ｓ，??表面粗糙度相同，计算环境温度分别为２０°Ｃ、２５°Ｃ、３０°Ｃ时的污垢厚度。由第三章式（３－６）??－（３－１２）计算所得污垢厚度与进水温度关系如图２－３所示，由图可得，进水温度越高，??污垢的沉积速度越快，污垢的沉积量也越大。??０．００７????？?进水温度３０°Ｃ??０．００６???进水温度２５?°Ｃ??■?Ｉ?进水温度２０°Ｃ｜??＾?０．００４?－?Ｚ??姻?ｚ八??ｉｔ?广．??＾?０．００３?－?／ｙ．’??０．００２?－??／??０．００１?－?Ｚ??０．０００?￣￣＇￣￣￣￣￣￣＇￣￣■￣￣Ｉ￣￣＇￣■￣＇￣■￣￣￣￣￣
才会不断地吸附在己形成的污垢表面，沉积率增加。但流速增大对污垢的剥??蚀率影响较沉积率更为显著。这是因为当流速增加时，流体的剪切力也随之变大，对污垢??的剥蚀作用亦变大。因此污垢的净沉积率将降低，污垢厚度值减校??选取冷却水钙镁离子浓度为２５０?ｍｇ／Ｌ，进水温度为３５°Ｃ，水冷却腔壁保持７０°Ｃ恒温，??冷却腔壁表面粗糙度相同，计算冷却水流速分别为０．０６?ｍ／ｓ、０．０８?ｍ／ｓ、０．１０?ｍ／ｓ时的污垢??厚度。由第三章式（３－６）?－?（３－１２）计算污垢厚度与冷却水流速关系如图２－４所示。由图可??得，污垢厚度随流速的增大而减小，污垢厚度曲线随着时间增加的斜率减小，污垢厚度趋??于渐近值的时间越短。??０．００５?????流速０．０６?ｍ／ｓ???流速０．０８?ｍ／ｓ??〇．〇０４?流速０？丨?０?ｍ／ｓ??＾?０．００３?－?一一－?一－??趔?ｚ?一，一??ｌｉｔ?Ｚ．．．?■■■■■■■???Ｉ０。。２－?？．??０．００１?－?／？、、??１／??０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６?１８?２０?２２?２４??时间＂月??图２－４不同流速时污垢厚度随时间变化??２．４冷却腔壁表面粗糙度的影响??污垢的沉积同时也受到换热材料表面粗糙度的影响，相关研宄发现，换热表面粗糙度??越大，污垢越容易沉积。这是因为换热表面的凹凸部分增大了碳酸钙、碳酸镁的附着面积，??为其晶核提供更多的核址，使得颗粒的附着变得更容易［３６］。??目前换热表面材料的选择种类较多，常用的有碳钢、不锈钢、铜合金等金屈材料［３７｜。??如采用耐蚀性能较好的陶瓷、石墨等不容易结垢的非金属材料，但其
【参考文献】：
期刊论文
[1]换热管道污垢热阻直接检测方法与实现[J]. 王恭,罗博文,曹生现,赵波,张叶,吕昌旗. 中国电机工程学报. 2018(14)
[2]结构对圆形楞涡流发生器CaSO4污垢特性和综合换热特性的影响[J]. 韩志敏,刘坐东,王景涛,张一龙,徐志明. 中国电机工程学报. 2017(10)
[3]工业循环冷却水系统中运行条件对污垢的影响[J]. 彭力,许萍,张雅君,汪慧贞. 水处理技术. 2016(04)
[4]换热器污垢特性的建模与预测[J]. 文孝强,苗庆龙,孙灵芳. 化工机械. 2014(06)
[5]入口温度对换热器污垢热阻的影响及其修正[J]. 曹生现,周昊,张腾宇,李宗攀,时丕栋. 化工自动化及仪表. 2014(10)
[6]松花江水质参数与换热管内污垢热阻的关联分析[J]. 徐志明,张一龙,刘坐东,张仲彬. 化工学报. 2014(12)
[7]列管式换热器结垢原因及其解决方案[J]. 王皓. 科技与企业. 2014(10)
[8]天然气净化装置换热器污垢的检测及清洗技术探讨[J]. 李新宇,苏建文,张树勇,苏志浩,李春亮. 化学工程与装备. 2014(05)
[9]基于水质监测的换热器结垢、腐蚀预测模型[J]. 曹生现,李思博,刘学冰,徐秀国,张素燕. 工程热物理学报. 2014(02)
[10]换热表面污垢热阻影响因素的评价研究[J]. 张仲彬,王丙林,李煜,徐志明. 中国电机工程学报. 2014(02)
硕士论文
[1]超声波原油管道除垢防垢技术研究[D]. 姜秉辰.哈尔滨工业大学 2016
[2]换热面CaSO4结垢过程的数值模拟[D]. 张蕊.大连理工大学 2016
[3]钢厂高炉循环冷却水系统节能研究[D]. 丁慧.扬州大学 2016
[4]BRO.O15F型板式换热器结垢特性的实验研究[D]. 杜祥云.东北电力大学 2013
[5]江水源热泵换热器污垢动态特性及其影响规律研究[D]. 程可辉.重庆大学 2011
[6]换热面上结垢过程数值模拟[D]. 孙卓辉.中国石油大学 2008
[7]污垢对能量传递过程影响的机理研究及其应用[D]. 苏畅.重庆大学 2008
本文编号：3047189
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１电机水冷却腔结构示意图??２．１冷却水离子浓度的影响??
＿?离子浓度１５０ｍｇ／Ｌ??〇〇１〇?．?离子浓度２５０ｍｇ／Ｌ???离子浓度３５０ｍｇ／Ｌ｜??０．００８?－??＾０００６?－??１?■?ｘ?ｚ，一－－??０．００４?－?Ｚ?，，一．??ｚ??０．００２?－?／?ｚ，????Ａ：：：．．．．．．．．…????０．０００?＇?Ｊ￣１￣１￣￣１￣１￣■￣１￣１￣１￣１￣１￣１￣１￣■￣￣１￣＇￣１￣１￣１￣■￣＇￣■￣??０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６?１８?２０?２２?２４??时间／／月??图２－２不同离子浓度下污垢厚度随时间变化??２．２冷却水进水温度的影响??冷却水进水温度对结垢的影响主要体现在污垢的化学反应速率上，一般温度越高，化??学反应速率越快。由于碳酸钙具有反常溶解度，温度越高，所对应的溶解度越低即可析出??更多的晶体，从而沉积率越大，污垢的沉积速率越快。??选取冷却水钙镁离子浓度为２５０?ｍｇ／Ｌ，水冷却腔壁保持７０°Ｃ恒温，流速为０．０５?ｍ／ｓ，??表面粗糙度相同，计算环境温度分别为２０°Ｃ、２５°Ｃ、３０°Ｃ时的污垢厚度。由第三章式（３－６）??－（３－１２）计算所得污垢厚度与进水温度关系如图２－３所示，由图可得，进水温度越高，??污垢的沉积速度越快，污垢的沉积量也越大。??０．００７????？?进水温度３０°Ｃ??０．００６???进水温度２５?°Ｃ??■?Ｉ?进水温度２０°Ｃ｜??＾?０．００４?－?Ｚ??姻?ｚ八??ｉｔ?广．??＾?０．００３?－?／ｙ．’??０．００２?－??／??０．００１?－?Ｚ??０．０００?￣￣＇￣￣￣￣￣￣＇￣￣■￣￣Ｉ￣￣＇￣■￣＇￣■￣￣￣￣￣
才会不断地吸附在己形成的污垢表面，沉积率增加。但流速增大对污垢的剥??蚀率影响较沉积率更为显著。这是因为当流速增加时，流体的剪切力也随之变大，对污垢??的剥蚀作用亦变大。因此污垢的净沉积率将降低，污垢厚度值减校??选取冷却水钙镁离子浓度为２５０?ｍｇ／Ｌ，进水温度为３５°Ｃ，水冷却腔壁保持７０°Ｃ恒温，??冷却腔壁表面粗糙度相同，计算冷却水流速分别为０．０６?ｍ／ｓ、０．０８?ｍ／ｓ、０．１０?ｍ／ｓ时的污垢??厚度。由第三章式（３－６）?－?（３－１２）计算污垢厚度与冷却水流速关系如图２－４所示。由图可??得，污垢厚度随流速的增大而减小，污垢厚度曲线随着时间增加的斜率减小，污垢厚度趋??于渐近值的时间越短。??０．００５?????流速０．０６?ｍ／ｓ???流速０．０８?ｍ／ｓ??〇．〇０４?流速０？丨?０?ｍ／ｓ??＾?０．００３?－?一一－?一－??趔?ｚ?一，一??ｌｉｔ?Ｚ．．．?■■■■■■■???Ｉ０。。２－?？．??０．００１?－?／？、、??１／??０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６?１８?２０?２２?２４??时间＂月??图２－４不同流速时污垢厚度随时间变化??２．４冷却腔壁表面粗糙度的影响??污垢的沉积同时也受到换热材料表面粗糙度的影响，相关研宄发现，换热表面粗糙度??越大，污垢越容易沉积。这是因为换热表面的凹凸部分增大了碳酸钙、碳酸镁的附着面积，??为其晶核提供更多的核址，使得颗粒的附着变得更容易［３６］。??目前换热表面材料的选择种类较多，常用的有碳钢、不锈钢、铜合金等金屈材料［３７｜。??如采用耐蚀性能较好的陶瓷、石墨等不容易结垢的非金属材料，但其
【参考文献】：
期刊论文
[1]换热管道污垢热阻直接检测方法与实现[J]. 王恭,罗博文,曹生现,赵波,张叶,吕昌旗. 中国电机工程学报. 2018(14)
[2]结构对圆形楞涡流发生器CaSO4污垢特性和综合换热特性的影响[J]. 韩志敏,刘坐东,王景涛,张一龙,徐志明. 中国电机工程学报. 2017(10)
[3]工业循环冷却水系统中运行条件对污垢的影响[J]. 彭力,许萍,张雅君,汪慧贞. 水处理技术. 2016(04)
[4]换热器污垢特性的建模与预测[J]. 文孝强,苗庆龙,孙灵芳. 化工机械. 2014(06)
[5]入口温度对换热器污垢热阻的影响及其修正[J]. 曹生现,周昊,张腾宇,李宗攀,时丕栋. 化工自动化及仪表. 2014(10)
[6]松花江水质参数与换热管内污垢热阻的关联分析[J]. 徐志明,张一龙,刘坐东,张仲彬. 化工学报. 2014(12)
[7]列管式换热器结垢原因及其解决方案[J]. 王皓. 科技与企业. 2014(10)
[8]天然气净化装置换热器污垢的检测及清洗技术探讨[J]. 李新宇,苏建文,张树勇,苏志浩,李春亮. 化学工程与装备. 2014(05)
[9]基于水质监测的换热器结垢、腐蚀预测模型[J]. 曹生现,李思博,刘学冰,徐秀国,张素燕. 工程热物理学报. 2014(02)
[10]换热表面污垢热阻影响因素的评价研究[J]. 张仲彬,王丙林,李煜,徐志明. 中国电机工程学报. 2014(02)
硕士论文
[1]超声波原油管道除垢防垢技术研究[D]. 姜秉辰.哈尔滨工业大学 2016
[2]换热面CaSO4结垢过程的数值模拟[D]. 张蕊.大连理工大学 2016
[3]钢厂高炉循环冷却水系统节能研究[D]. 丁慧.扬州大学 2016
[4]BRO.O15F型板式换热器结垢特性的实验研究[D]. 杜祥云.东北电力大学 2013
[5]江水源热泵换热器污垢动态特性及其影响规律研究[D]. 程可辉.重庆大学 2011
[6]换热面上结垢过程数值模拟[D]. 孙卓辉.中国石油大学 2008
[7]污垢对能量传递过程影响的机理研究及其应用[D]. 苏畅.重庆大学 2008
本文编号：3047189
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3047189.html
