专利名称：一种改变锅炉水分子构象的顺磁共振场装置及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水处理节能器设备，尤其是涉及一种适用于工业锅炉蒸发系统和电厂锅炉循环系统配套使用的改变水分子构象的水处理节能器设备-顺磁共振场装置。本发明还涉及顺磁共振场装置的用途。
背景技术：
水的蒸发速率指单位质量的液体被单位质量的热量加热蒸发的速度，蒸发速率越高，在同样的热能作用下蒸发量就越高，反之，蒸发量稳定的条件下，蒸发速率越高，蒸发定量水的时间越少，则能耗越少。液态(水)汽化热指一定压强下，单位质量物质由液相变为同温度的气相所需的 ^^^ (heat of vaporization), X^Hit^ (enthalpy of vaporization) ,M 发热。由于汽化热只用于改变物质的相而不改变物质的温度，所以又称汽化潜热(latent heat of vaporization)。汽化热值越小，表示由液相变为气相所需的热量越少，说明节能。工业锅炉指主要以软化水及部份除盐水为介质生产低压、中压(P ( 3. 82Mpa)蒸汽的容器与加热载体。电厂锅炉大多数是以除盐水为给水介质，生产高温、高压蒸汽，并以此为汽轮机动力，蒸汽做功后再通过凝汽器冷却为凝结水，与少量补充水(除盐水)混合后，经相关处理工艺重新进入锅炉本体，完成了“水(锅水)_汽(蒸汽)_水(凝结水)”的循环，该循环系统与高压助燃的加热系统及热平衡的监控系统相组合，共同构成了电厂锅炉装置。锅炉给水指工业锅炉和电厂锅炉生产低压、中压、高压蒸汽过程中使用的给水介质。根据生产蒸汽的不同品质，不同的蒸汽压力，工艺上对锅炉给水有不同的水质要求。软化水——水质允许含有微量硬度盐离子，适用于生产低压蒸汽的工业锅炉；除盐水——水质允许含有微量杂质，适用于生产中压、高压蒸汽的工业锅炉及电厂锅炉；工业纯水——7jC 质允许含有极少杂质，在除盐水基础上经滤膜处理的水质，适用于生产高压蒸汽的电厂锅炉。锅炉水(锅水)指工业锅炉和电厂锅炉生产低压、中压、高压蒸汽过程中在锅内运行的用水介质，根据生产蒸汽的不同温度、不同压力、不同介质，锅水的水质稳定指标有严格的区别。例如，工业锅炉的锅水常用PH值和溶解固形物含量来调控锅水排污量实现水质稳定，而电厂锅炉则用稳定PH值和电导率值指标来调节锅水排污量(连排、定排)实现水质稳定。工业纳米水指改变水分子构象的锅炉介质水。以软化水经过能量场(顺磁共振场)处理后进入工业锅炉生产各种蒸汽的给水介质；以除盐水或工业纯水为给水(补水) 在电厂锅炉“水-汽-水”系统循环运行流经能量场(顺磁共振场)处理后的锅水介质。作为给水介质具有锅内阻垢，降低锅水溶解固形物含量的功效，作为锅水介质具有改善水质稳定工况和提高蒸发速率两种功能。锅炉(工业锅炉、电厂锅炉)是耗能大户、污染大户，是我国节能减排的高耗能重点行业，全球倡导低碳节能的环境下，锅炉行业不但要在锅炉的燃料、燃烧工艺及热平衡的监控系统中寻找节能减排的方法，而且在锅水的蒸发过程，锅水的水质稳定等“水”的方面也应努力寻找节能减排的空间。采用工业纳米水作为锅水运行能有效地改变“水”的汽化热值与其组成方式，提高“水”的蒸发速率，改善水质稳定工况。在稳定蒸发量的热运行工况条件下，提高蒸发速率则锅管压强下降，不但利于锅炉热效率节能，而且利于锅管在较低压强(允许范围的偏下方)安全运行。水分子构象和水分子间的构象(或组合)排序影响水分子之间的相互作用及蒸发的难易，水分子构象指构成液态(H2O)的键角(常态下为104° 58')、氢键的长短(短表示断开)，水分子间通常以团簇的方式形成一定的构象，资料显示，自然界常态下水分子团簇(H2O)n, η = 12 18。通过实践发现锅炉水(除盐水)的水分子间的构象(团簇大小)被改变后水分子更容易从液体中逸出，使热运行工况条件下有利于水与水中杂质的分离，“水一汽，，蒸发速率明显加快，原因是水分子间的构象变化后，缔合水分子间的氢键作用力减弱，反映水物理性质的介电容常数，介电损耗(能量)、表面张力等指标明显降低，说明水分子吸收能量力后水分子动能增加，使水分子间的团簇架构变小，所以改变锅炉水分子构象后“水一汽”蒸发过程吸热更快，耗能更少。常态下除盐水在电厂锅炉“水一汽一7jC”循环系统运行中其水分子构象相对稳定， 随着水分子从液态一汽态一液态的变化，热运行工况各种参数始终稳定不变。外加顺磁共振场装置的方法能改变除盐水的水分子构象，水分子内的共振运动令水分子构象变化，(包括键角、键长可能发生的变化)，同时引起水分子间的构象变化使团簇架构分散变小，介电容常数、介电损耗(能量)、表面张力等物理指标均发生变化，导致汽化热值与其组成方式和“水一汽”蒸发速率也发生变化。实验证明，让液态软化水或除盐水流经或反复流经一个顺磁共振场装置就能有效改变锅炉水的水分子构象。此方法在工艺上操作简便、易行，安全、经济，是促成软化水实现工业锅炉阻垢减排、除盐水实现发电机组节能降耗的途径。“水”与节能关系流程图
权利要求
1.一种改变锅炉水分子构象的顺磁共振场装置，其特征是包括开有进水口(1)和出水口( 的壳体(3)，所述的壳体C3)进水口和出水口之间设有顺磁共振场间隔，所述的顺磁共振场由至少一组、每组两块正面相对且夹有永磁铁( 并以穿过中心孔(6)的螺栓(7) 连接的顺磁共振场效应盘(4)组成，所述的顺磁共振场效应盘(4)采用现有技术的水处理功能材料制成，结构为盘面开有中心孔(6)以及偏心的过水孔(9)，中心孔两端周围设有定位环形凸台(8)，盘面背面为波纹面(10)。
2.根据权利要求1所述的改变锅炉水分子构象的顺磁共振场装置，其特征是所述的顺磁共振场效应盘(4)背面的波纹面(10)为放射状波纹面。
3.根据权利要求2所述的改变锅炉水分子构象的顺磁共振场装置，其特征是所述的顺磁共振场效应盘(4)盘面上过水孔⑶)为对称的两个，每组两块相对的顺磁共振场效应盘的过水孔(9)错开一定角度布置。
4.根据权利要求3所述的改变锅炉水分子构象的顺磁共振场装置，其特征是所述的顺磁共振场效应盘正面的过水孔周围设有围沿。
5.根据权利要求4所述的改变锅炉水分子构象的顺磁共振场装置，其特征是所述的永磁铁( 为4块具有防水功能设置的圆柱形永磁铁。
6.根据权利要求5所述的改变锅炉水分子构象的顺磁共振场装置，其特征是所述的壳体C3)为管状，两端封闭但分别开有进、出水口，所述的顺磁共振场效应盘(4)为圆盘。
7.根据权利要求1至6所述的任意一种改变锅炉水分子构象的顺磁共振场装置的用途适用于工业锅炉蒸发系统和电厂锅炉蒸发循环系统。
全文摘要
改变锅炉水分子构象的顺磁共振场装置包括开有进水口和出水口(1和2)的壳体(3)，进、出水口之间设有顺磁共振场间隔由至少一组、每组两块正面相对且夹有永磁铁(5)并以螺栓(7)连接的效应盘(4)组成，效应盘盘面开有中心孔以及偏心的过水孔(9)，中心孔两端周围设有定位环形凸台(8)，盘面背面为波纹面(10)。本发明使顺磁共振场装置组成节能器后处理的锅炉介质水具有特别的物理性质，用于生产蒸汽的过程更易沸腾、蒸发。如电厂锅炉安装水处理节能器，在稳定蒸汽压、蒸发量运行时，给水压力自然降至最佳范围，说明锅管阻力减少，蒸发速率提高。经调控水温、炉温及锅水排污量，使燃煤量减少，达到锅炉效率升高而节能。
文档编号C02F1/48GK102180534SQ20111005730
公开日2011年9月14日 申请日期2011年6月16日 优先权日2011年6月16日
发明者张进修, 杨中艺, 梁晓鸣, 梁玉婷, 郝景泰 申请人:中山大学, 广州市中南泵业有限公司