USP-M系列超声波除垢装置简介

 

 

一、 USP除垢装置技术特点：

1、除垢作用
除垢效果明显，一般在安装使用后的3-6个月内，可去除80%以上的老垢，以后陆续****干净。
除垢机理：超声波的声波作用于液体中时，液体内形成许多微小的气泡，形成“空化效应”，气泡的破裂会产生能量极大的冲击波，破坏了沉积物和金属之间的吸附，水垢便形成沙砾状颗粒，一部分从管壁表面脱落。水在毛细的作用下通过细小裂缝渗入到受热表面，那里有水被蒸发，从而带动碳化沉积物的膨胀和成片地脱落，将垢****彻底。

超声波振动使得金属、水垢、水随之震动，由于三者之间的频率响应不同，产生不同步振动，形成垢层与管壁界面上的相对剪切力，即形成“剪切效应”，破坏了水垢和金属之间的结合，导致垢层产生疲劳而松脱。

2、阻垢作用 阻垢彻底，自安装之日起，新垢生成的概率很小。                        阻垢机理：超声波在液体介质中通过“空化效应”将水分子裂解为H自由基和HO自由基，甚至H+和OH-等, 而OH与成垢物质离子可形成诸如CaOH 、MgOH 等的化合物，从而增加水的溶解能力，使其溶垢能力相对提高，具有"活化"效应。超声波的辐射又产生超生“离子凝聚”现象，而不附着在金属上。 受热表面上的振动使金属与水之间产生高速微流和“空化效应”，破坏垢类生成和在管壁沉积的条件，阻碍了这些沙状物在管壁上的沉淀。水中尚未结晶的盐及以结晶后难溶解的盐形成悬浮的状态，随介质流走或通过排污排除。

3、防止氧化腐蚀
在管壁内表面自然形成的裂缝中，存有水中溶解的氧气，在超声波振动的作用下，它被强制从裂缝中排出来。超声波的脉冲长期地作用于管的内壁表面，在微小的缝隙附近发生变形变化，这些变形变化把裂缝的边缘铆住，使它们被封住，水中的溶氧就不会渗入裂缝中，****了腐蚀的源头，保护金属免受磨蚀。

4、提高换热效率

超声波振动，形成其内部水和管壁的振动，减弱了水与管壁之间的流体力学阻力，从而提高了水流的速度。水与金属加热面之间的排出与进入加快，水与受热表面的交换速度也加快，使被加热液体的层流边 界层、过度层和紊流区能进行更好的混合，提高热量的传递。同时，由于换热设备处于无垢状态下运行，换热热损耗很小，提高换热器效率近3-5%。

5、****灭藻、净化水质 超声波振动，使液体内形成许多微小的气泡，当气泡破裂时，会产生能量极大的冲击波，在水体中产生紊流，破坏了微生物细胞膜的离子通道，改变了细胞适应的内控电流和生存所需的环境条件，使其丧失生存能力而死亡。

6、纯物理方法、环保节能 

在线运行，物理方法防垢，对水体和环境无污染，对管线和容器无腐蚀。相对于结垢后在处理的其它方法而言，除垢方法更为环保，节能效果显著。

二、 USP除垢装置产品组成：

1、USP-M系列超声波除垢装置由脉冲电源和换能器组成。
2、脉冲电源的功能是把AC220V的工频电源转换成一定频率的脉冲电源；换能器的作用是把电子脉冲能量转换成机械能量，产生超声波振动，实现除垢的机理。                                                           
3、USP-M系列超声波除垢装置设计了7个型号，即一台脉冲电源驱动多只换能器组成一套装置。

三、 USP除垢装置技术规范：
1、脉冲电源

 

四、USP除垢装置的选型
1、换能器的除垢能力
超声波在全金属焊接的换热器上传导的声波衰减很小，在有法兰连接的换热器上传导的声波衰减则很大。因此，对于不同连接方式的换热设备及管线，换能器的除垢能力是不同的。
1）用在全焊接的金属管线上，一只换能器可以去除30-50延长米管线中的水垢。
2）用在法兰连接结构的换热器上（冷油器、热网加热器），一只换能器只能去除40-50m2的水垢。
3）用在全焊接结构的换热器上（凝汽器、表冷器），一只换能器可以去除70-90m2的水垢。
上述换能器的除垢能力计算只是依据俄方提供的数据而进行的估算，仅作参考。
2、产品选型

用户先确定换热设备的换热面积（或长度），按一只换能器可去除水垢的能力，乘以0.8-1.2的系数，确定换能器的数量。再根据“USP装置的技术规范”选择设备型号和台数，完成设备的选型。

五、除垢效果对比分析：

1、研制除垢在线实验平台

为对比各类物理防垢技术的除垢效果，研制除垢在线实验平台，进行为期一年的在线安装试验，以确定 “电磁、电子、振波、合金、锌离子、纳米、超声波”等各类产品的除垢效果。

2、USP除垢装置与国内外同类型产品的差异性对比

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工作频率与功率密度除垢效果有直接的关系

	比较项目	USP系列产品	同类型产品	备注
技 术 指 标	产品型号	4个型号，分别驱动2—6只换能器	2个型号，分别驱动2--4个换能器	在技术指标、选型与安装方面差异性大
	换能器电功率	167-200W	80-100W	除垢效果差异性大
	换能器振幅	5μm	2μm	材质差异大、除垢效果不同
	换能器居里温度	960℃	560℃	在高温应用领域差异性大
	换能器品种	6个品种	2个品种	适应行业广、选择性强
	脉冲电源显示与调节	内置累计工作时间显示器，工作频率与功率密度现场调节	无	便于现场及时更改设定的参数、达到****除垢效果
	换能器除垢能力	70-90m2	40-50m2	相差43%
安 装 与 调 试	安装方法	在换热设备的外部和水室组合安装，祢补脉冲能量损失	外部安装	内外组合安装便于脉冲能量就近到达结垢表面
	安装理论	通过近万台设备的安装使用分析，建立安装数据模型	依经验而定	除垢效果差异性很大
	换能器安装位置和计算	根据安装理论计算安装位置，实现谐波叠加，避免峰谷叠加	依经验而定，是否达到谐波叠加，只是凑巧或概率	换能器安装位置与除垢效果有直接的关系
	频率与密度调试	对脉冲频率和功率密度进行调整，对应最佳谐振频率	无
除 垢 效 果	泥沙及硬垢	阻垢效果好，对已经形成的硬垢清除效果好	阻垢效果好，对已经形成的硬垢****效果一般	除垢机理相同，但除垢能力差异性大
	除垢效果	在30多个国家的1.5万台设备上进行安装使用，除垢有效率达到96%以上	安装使用数量少，现场使用有的地方效果明显，有的地方不明显	与产品技术指标、安装与调试方法有一定关系
质 量	机器的工作可靠性	俄罗斯原装进口散件组装，严格按俄方技术标准生产，平均无故障运行大于2万小时	平均无故障运行小于4千小时，非故障停机很普遍，器件亦损坏	与产品的设计、器件的筛选、安装工艺、参数匹配有关

3、使用USP除垢装置经济效益分析

3.1在换热设备上使用：

1) 循环水不用进行预处理，对一般性水质不用添加阻垢剂，节省加药费用。

2) 循环水可以保持较高的浓缩倍率，减少排水费用。

3）在线除垢，减少停机除垢所造成的直接和间接经济损失。

4）增加设备运行的安全性，减缓垢下腐蚀，减少除垢对设备的损坏，延长设备的使用寿命。

5）实现在线防垢和除垢，降低工人的劳动强度，减少各类除垢费用。

6) 增加设备运行的经济性，换热设备保持额定运行参数，节能效果显著。

3.2 在锅炉上使用：

1）减少运行费用：水垢厚度与锅炉增加的煤耗成正比，保持锅内不结垢，减少做功煤耗的增加。

2) 减少检修费用：降低设备由于结垢和腐蚀而引起的爆管、垢下腐蚀、氧化腐蚀所发生的材料更换及维护费用。减少停炉造成的直接和间接损失。

3）防止垢下腐蚀：有效防止因结垢造成炉管表面不同部位上的供氧差异和介质浓度差异而导致的局部腐蚀现象。避免针型腐蚀穿孔、炉管泄漏、被迫停机检修等情况发生。

4）保证安全运行：保证金属受热面和炉水之间的温差不大于80℃。使锅炉钢材保持额定的抗拉强度，避免受压部件过热可能产生变形、龟裂、鼓包、甚至爆破。

5）提高使用寿命：减少锅炉因****水垢使受热面受到损伤，提高锅炉的使用年限。

3.3 投资回收期：

用于购买使用USP装置的成本，根据设备的运行工况与水的硬度，在它们工作以后的6-12个月之内就会被全部收回。使用USP装置，只是一次投资，使用有效期大于10年。

六、 选择USP除垢装置的理由

1、USP装置自投产至今已历经了20年的市场考验，期间进行过3次大的技术改进。在俄罗斯、欧洲、亚洲等30多个国家的1.5万多台热转换设备上陆续安装使用，实现了无垢化运行。

2、USP装置拥有3项专利技术、5项检测认证，形成了独有的安装理论和现场安装调试应用经验。

3、USP-M系列超声波除水垢装置，是目前国际国内众多物理方法除垢设备中，应用业绩**多、技术先进成熟、除垢效果显著、运行费用较低、应用领域广泛的高技术产品。

4、换能器产生的声波是弹性波，应力约为金属疲劳极限的1/10，对热交换设备无任何损伤，对运行人员无任何不良影响。

       5、降低生产热能量的成本，不仅仅有技术上和经济上的意义，而且具有社会意义，是构建节约型社会的一种技术手段。