冷却水试验与对水利学科带动

摘 要 本文在总结冷却水试验策略的基础上，设计了一种新型冷却水动态模拟试验，重点对一些冷却水运动模拟试验的装置和处理策略做了阐述和研究。通过设计冷却水动态模拟试验，对新型冷水装置进行了改造升级。同时，通过本次试验成功运转，证明了冷却水装置前瞻性和科学性，不但反映本实验研究的重要性，也对今后水利科学发展的方向起到了一定的指导作用。
关键词 冷却水；试验装置；冷却幅度
A 文章编号 1674-6708（20冷却水试验及对水利学科的带动相关论文由www.udooo.com收集13）102-0139-02
我国早期冷却水试验的设计，通常都是选用苏联开创的平面流理论。随着我国第一座自主研发的百万千瓦级火电站的问世，在国内学者中，掀起了一股冷却水动态试验的研究风波。笔者考虑到冷却水在具体的运动过程中，所伴随的温差大的特点，进一步提出了温差水体模型实验的试验策略和相似条件。经过不断的改善和尝试就冷却水动态模拟利用水体温差作为试验介质，进行了水面散热效应的动态模拟试验。通过对一些运转电厂冷却池的现场实验和观测，取得了良好的试验效果，下面就这一试验进行阐述和分析。
1试验装置

1.1换热器系统

换热器是由一种特质的耐蚀性比较强的金属材料制造而成，整个换热器的外壁有着一层良好的隔热保温层。整个系统中的热介质通常都是水蒸汽，因此针对一些换热强度比较小的实验，可以选用热水进行参照比较。对于换热器的换热管道的实际长度，要充分结合实验管的具体长度而制定，实验数据表明最佳长度通常选择在500mm左右。试验管的有效直径一般选为10mm×1mm无缝轻质金属管，为了增加实验效果，试验管一般都是由多根管道组成（特殊情况也可以依据具体实验环境对其尺寸进行改善），其具体长度一般都选择在150mm～230mm为宜。根据对多次试验结果的比较和分析，发现20号优质碳素钢是最佳选择材料。试验管的内壁不能出现明显的裂纹、麻点以及锈蚀等现象，试验管的两端应有两个正反扣的螺纹，试验管的外壁还要镀上一层硬铬，至于联接接头的外径一定不能小于23mm，在内孔的两头也要设置两个正反扣的螺纹。

1.2冷却塔系统

集水池是整个冷却塔的核心部位，其容积的大小主要取决于循环冷却水的用水消耗量，最常见的一种运算方式就是依据每小时用水量的1/2～1/5进行计算。集水池的液位必须确保一个恒定的值，要确保集水池的蓄水量能够随时根据实际情况进行自动制约。冷却塔的实际标度要参照当地湿度、气温以及工艺流程中的具体温差而定。一般情况下冷却塔的高度选择为150mm，而直径则为220mm，填料高度保持在整个塔身的3/4上下，冷却塔的冷却幅度必须确保在10℃～15℃之间为宜，填料通常都是选用聚丙烯鲍尔环。冷却塔系统的轴流风机一般都是全封闭，功率为100W，水泵选用流量

1.32m3/h，扬程4m即可。

2试验策略

2.1试验选管

每一组试验要选择长度不同的3根试验管，同时还要配备相应数量的联接接头。所有的联接管在连接之后的总长度要小于换热器的真实长度。在实验进行之前，先要用粗砂纸把所有试验管的内壁点蚀和坑蚀进行打磨，然后用细砂纸对其进行磨平处理，最后在根据GB5776附录A对所有的试验管进行进一步地清洗。低合金钢和碳钢的称准为1㎎，耐蚀器材称准为0.5㎎。对一些大口径的试验管，可以将称准放宽到5㎎左右。把这些遴选好的接头和长度不同的试验管进行连接，然后依次进行细致的检查，确保所有的接头处没有漏水现象发生，之后在进行测量整个管道的有效传热长度D（m）。其有效传热长度的计算公式为：
D=D1-D2
式中：D为试验管的有效传热长度，单位为米；D1为整个换热器的有效长度，单位为米；D2为联接接头的总长度，单位为米。

2.2清洁管热阻测定

在开机之前，一定要先打开水泵，之后才能缓缓通入加热水蒸汽。在停机之前，必须先关闭蒸汽（或加热），30min之后才能关闭水泵。等到冷却水流量与蒸汽温度完全达到实验所规定的值之后，还要持续稳定2～6个小时，在冷切的整个过程当中，每隔15～30min要对蒸汽温度和冷却水的进出口温度进行8次左右的测量。测量过程中一定要严格地将所有的流量、蒸汽温度以及进口温度制约在事先所规定的要求范围之内。通过数理统计的策略对一些异常值进行特殊处理，从而求出所有数据的算术平均值。在测定了清洁管的热阻r之后，每两个小时测定一次瞬时的污垢热阻，其值以m2.℃/w进行表示。在没有排污的情况下，每2个小时要对GB10539钾离子、GB6905氯化物以及HG5-1502碱度进行测定和记录，其参照数据如下表。

2.3试验后处理

试验结束之后，要分别对污垢的化学成分进行测定，主要测定内容有：污垢沉积率mcm，污垢热阻r*s1，垢层密度ρ、平均垢厚X、腐蚀率B以及局部的腐蚀深度。其策略为把试验管的一头紧压在特质的橡皮胶板之上，用滴定管在另一端加入蒸汽机量，取其体积用V1，进行标注，然后再将水全部放出，再把试验管放在105℃的鼓风烘箱下进行干燥，取其质量用G2进行标注。利用不锈钢的匙对其烘干后的管内污垢进行轻刮，然后义军HG 5-1600～1607策略对污垢成分进行测定。按照相同的策略量取称重和体积，其质量和体积分别用C3和V2行进标注。试验管在剖开之前，要仔细地记录和观察所有的腐蚀形貌，对于比较典型的一些试样一定要对其进行拍照。笔者通过对多个工程的实际测试，该冷却水动态模拟试验取得了期望结果。在实际运转的过程中曾出现过热水短路现象，不过在研究人员转变了排水口方向，此类理由没有再发生，因此，本冷却水动态模拟试验是科学的、是行之有效。
3结论
冷却水动态模拟试验质量的高低，并不在于模拟步骤的简繁和实验程度的易难，而在于对制约模拟原体资料的科学选择和实际运转环境的研究。对复杂模拟作了较多简化的各种水力热力模型试验，试验的完成，仅是一个研究阶段的结束，还有待继后原体观测的检验。上述试验对带动管道水力学、测量技术、水面蒸发、物理模型试验等技术的发展有着推动和推动作用，同时也对我国水力学科的大繁荣和大发展产生积极的学术牵制作用。在已有学术起点上开展试验研究；选题具备生产需要、国内较少研究、有应用对象和学术作用几个条件；科研与设计密切合作，是取得上述结果的主要条件。
参考文献
[1]刘托民.电厂循环排污水回用处理工程探究[J].给水排水，2011.
[2]李传统.火电厂循环冷却水应用中水的试验研究[J].南京师范大学学报，2013.