Giảm thiểu sự lắng đọng bụi trong các bộ ngưng tụ làm mát bằng không khí tại các nhà máy nhiệt điện bằng lớp phủ dựa trên Ni–P

Springer Science and Business Media LLC - Tập 23 - Trang 1727-1736 - 2021
Bo Zhao1, Xiaoxv Wang1, Yongshao Xu2, Bingzheng Liu2, Shengxian Cao1, Qi Zhao3
1School of Automation Engineering, Northeast Electric Power University, Jilin, China
2China Nuclear Industry Maintenance CO., LTD, Shanghai, China
3School of Science and Engineering, University of Dundee, Dundee, UK

Tóm tắt

Một trong những vấn đề lớn nhất với hầu hết các nhà máy nhiệt điện hiện tại là hiệu suất làm mát. Bài báo này nhằm mục đích giảm thiểu đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu và lượng nhiệt bị lãng phí trong các nhà máy nhiệt điện và do đó giảm phát thải CO2 bằng cách giải quyết các vấn đề bám bẩn liên quan đến các bộ ngưng tụ làm mát bằng không khí. Để giảm sự lắng đọng bụi bẩn trong các bộ ngưng tụ làm mát bằng không khí, các ống phẳng có cánh được phủ nickel-phosphorus và nickel-phosphorus-polytetrafluoroethylene (Ni–P-PTFE) thông qua công nghệ phủ không điện hóa. Hiệu suất chống bám bẩn của các ống được phủ đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng các tham số vận hành thực địa của các bộ ngưng tụ làm mát bằng không khí, và ảnh hưởng của năng lượng bề mặt của các lớp phủ đối với sự bám dính bụi cũng đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy các ống có cánh được phủ Ni–P cho hiệu suất tốt nhất, với sự giảm mức kháng bám bẩn xuống 83,3% so với các ống có cánh chưa được xử lý. Các lớp phủ Ni–P có tiềm năng ứng dụng trong các nhà máy nhiệt điện để giảm thiểu sự bám bẩn của bộ trao đổi nhiệt và do đó giảm đáng kể lượng nhiệt thừa và phát thải CO2.

Từ khóa

#Bộ ngưng tụ làm mát bằng không khí #bám bẩn #lớp phủ Ni–P #nhà máy nhiệt điện #phát thải CO2

Tài liệu tham khảo

Abedi-Varaki M (2017) Study of carbon dioxide gas treatment based on equations of kinetics in plasma discharge reactor. Mod Phys Lett B 31(22):1750210 Bell IH, Groll EA (2011) Air-side particulate fouling of microchannel heat exchangers: Experimental comparison of air-side pressure drop and heat transfer with plate-fin heat exchanger. Appl Therm Eng 31(5):742–749 Byers EA, Hall JW, Amezagaa JM (2014) Electricity generation and cooling water use: UK pathways to 2050. Global Environ Chang 25:16–30 Casanueva-Robles T, Bott TR (2016) Proceedings of 6th International Conference on Heat Exchanger Fouling and Cleaning. The Berkeley Electronic Press. 2; 278–282. Cheng YH, Chen HY, Zhu ZC, Jen TC, Peng YX (2014) Experimental study on the anti-fouling effects of Ni–Cu–P-PTFE deposit surface of heat exchangers. Appl Therm Eng 68:20–25 Gungoren C, Guven O, Cinar M, Ozdemir O (2020) An investigation of the effect of clay type on coal flotation along with DLVO theoretical analyses. Int J Coal Prep Util 40(3):210–222 Hadzima B, Janecek M, Estrin Y, Kim HS (2007) Microstructure and corrosion properties of ultrafine-grained interstitial free steel. Mat Sci Eng A 462(1–2):243–247 Han B, Liang S, Wang B, Zheng J, Xie X, Xiao K, Wang X, Huang X (2019) Simultaneous determination of surface energy and roughness of dense membranes by a modified contact angle method. Colloid Surface A 562:370–376 Harimawan A, Zhong S, Lim CT, Ting TP (2013) Adhesion of B. subtilis spores and vegetative cells onto stainless steel-DLVO theories and AFM spectroscopy. J Colloid Interf Sci 405:233–241 Jandacka J, Micieta J, Holubcik M, Nosek R (2017) Experimental Determination of Bed Temperatures during Wood Pellet Combustion. Energ Fuel 31(3):2919–2926 Lenhard R, Malcho M, Jandačka J (2019) Modelling of Heat Transfer in the Evaporator and Condenser of the Working Fluid in the Heat Pipe. Heat Transfer Eng 40(3–4):215–226 Liang L, Tan J, Li B, Xie G (2019) Reducing quartz entrainment in fine coal flotation by polyaluminum chloride. Fuel 235:150–157 Liu C, Zhao Q (2011a) Influence of surface-energy components of Ni-P-TiO2-PTFE nanocomposite coatings on bacterial adhesion. Langmuir 27:9512–9519 Liu C, Zhao Q (2011b) The CQ ratio of surface energy components influences adhesion and removal of fouling bacteria. Biofouling 27:275–285 Liu J, Hu Y, Zeng D, Wang W (2013) Optimization of an air-cooling system and its application to grid stability. Appl Therm Eng 61:206–212 Mardoyan A, Braun P (2015) Analysis of Czech Subsidies for Solid Biofuels. Int J Green Energy 12(4):405–408 Marouek J, Struneck O, Kolá L, Vochozka M (2020) Advances in nutrient management make it possible to accelerate biogas production and thus improve the economy of food waste processing. Energ Source Part A 2:1–10 Matjie R, Zhang S, Zhao Q, Mabuza N, Bunt JR (2016) Tailored surface energy of stainless steel plate coupons to reduce the adhesion of aluminium silicate deposit. Fuel 181:573–578 Müller-Steinhagen H, Malayeri MR, Watkinson AP (2007) Recent Advances in Heat Exchanger Fouling Research, Mitigation and Cleaning Techniques. Heat Transfer Eng 28:173–176 Müller-Steinhagen H, Malayeri MR, Watkinson AP (2011) Heat Exchanger Fouling: Environmental Impacts. Heat Transfer Eng 30:773–776 Ni C, Bu X, Xia W, Peng Y, Yu H, Xie G (2018) Observing slime-coating of fine minerals on the lump coal surface using particle vision and measurement. Powder Technol 339:434–439 Rammerstorfer E, Karner T, Siebenhofer M (2019) The kinetics and mechanisms of fouling in crude oil heat transfer. Heat Transfer Eng 41(2):1–17 Rolewicz-Kalińska A, Lelicińska-Serafin K, Manczarski P (2020) The Circular Economy and Organic Fraction of Municipal Solid Waste Recycling Strategies. Energies 13(17):4366 Tang SZ, Li MJ, Wang FL, Liu ZB (2019) Fouling and thermal-hydraulic characteristics of aligned elliptical tube and honeycomb circular tube in flue gas heat exchangers. Fuel 251:316–327 Wang FL, Tang SZ, He YL, Kulacki FA, Yu Y (2019) Heat transfer and fouling performance of finned tube heat exchangers: Experimentation via on line monitoring. Fuel 236:949–959 Wu JM, Zhang H, Yan CH, Wang Y (2012) Experimental study on the performance of a novel fin-tube air heat exchanger with punched longitudinal vortex generator. Energ Convers Manage 57:42–48 Yang L, Tan H, Du X, Yang Y (2012) Thermal-flow characteristics of the new wave-finned flat tube bundles in air-cooled condensers. Int J Therm Sci 53:166–174 Yu Y, Ma L, Xu H, Sun X, Zhang Z, Ye G (2018) DLVO theoretical analyses between montmorillonite and fine coal under different pH and divalent cations. Powder Technol 330:147–151 Zhang C, Zhong L, Wang J (2018) Decoupling between water use and thermoelectric power generation growth in China. Nat Energy 3:792–799 Zhang XY, Zhou XT, Xi HP, Sun JX, Liang XL, Wei J, Xiao X, Liu ZG, Li SW, Liang ZS, Chen YY, Wu ZR (2019) Interpretation of adhesion behaviors between bacteria and modified basalt fiber by surface thermodynamics and extended DLVO theory. Colloid Surface B 177:454–461 Zhao Q, Liu Y, Wang S, Müller-Steinhagen H (2005) Effect of surface free energy on the adhesion of biofouling and crystalline fouling. Chem Eng Sci 60(17):4858–4865 Zou W, Zhao J, Sun C (2018) Adsorption of Anionic Polyacrylamide onto Coal and Kaolinite Calculated from the Extended DLVO Theory Using the van Oss-Chaudhury-Good Theory. Polymers-Basel 10(2):113