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USP系列超声波水处理器 产 品 简 介产 品 简 介 一、一、USPUSP 机器的机器的技术特点技术特点 USP 系列超声波除水垢机器主要用于防止热转换设备大面积产生水垢，提供连续不间断 的工作。 尤其针对性解决换热设备低温结晶产生的生产危害效果尤为突出，具有除垢、 防垢、 防腐、提高换热效率、杀菌灭藻、环保节能等突出的技术特点。 1 1、除垢效果明显，一般在安装使用后的、除垢效果明显，一般在安装使用后的 3-63-6 个月内，可去除个月内，可去除80%80%以上的老垢，一年后，以上的老垢，一年后， 基本清除干净基本清除干净 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，影响了碳化沉积物内部之内的牢固性，破坏了 碳化沉积物和金属之间的关系，因此，产生许多小裂缝。当裂纹逐渐增多后，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，将垢清除彻底。 作用于金属表面的超声波振动产生了机械能量，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 2、阻垢彻底，自安装之日起，新垢不再生成、阻垢彻底，自安装之日起，新垢不再生成 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。 超声波的辐射把液体拉裂而形成无数极微小的局部空穴和气泡，在这些气泡的周围，形 成许多的结晶中心，在水中开始形成硬盐，形成细小的沙状物，即产生超生凝聚现象，有很 强的争夺水中离子的能力。 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。 超声波辐射压力、 声学毛细管现象、 科努瓦诺夫 效应和声流也有直接的防除垢效应。 3 3、可有效防止水中溶氧对金属的腐蚀，使金属表面逐渐生成钝化膜、可有效防止水中溶氧对金属的腐蚀，使金属表面逐渐生成钝化膜 超声波除垢设备 产品简介 在内管壁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， 消除了腐蚀的源头，保护金属免受磨蚀。这种防腐蚀的效果在某种程度上取代了管子内表面 的钝化，相当于清除钢铁管受氧腐蚀的装置。 4 4、提高换热器效率近、提高换热器效率近 10-20%10-20%，节能，节能15-26%15-26% 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，节能效果显著。 5 5、有效杀灭水中菌类和藻类的繁殖，净化水质、有效杀灭水中菌类和藻类的繁殖，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。同时激励后的水分子能将水中溶解氧包围封锁， 切断了微生物进行生命活动所需氧的来源，杀菌灭藻，同时也防止了生物污泥的产生。 6 6、纯物理方法，环保节能，对人身、设备、环境无任何不良影响、纯物理方法，环保节能，对人身、设备、环境无任何不良影响 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，其在线式的工作方式，破坏了垢晶形成条件，使设备始终处于无垢状态下运行 其热传导效率约提高了7-22%，节能可达10-30%。 7 7、可以应用于污水处理、可以应用于污水处理 超声波污水处理以其高频高压振荡产生的“空化效应”对污水进行乳化、破碎，对污水 中的有害微生物实施粉碎、 杀灭，当与臭氧、 紫外线等新技术联用时，其消毒杀菌功能进一步 加强，是水处理和污水处理领域的现代手段。 二、二、USPUSP 机器的技术成熟性机器的技术成熟性 1、1999年 8月，该产品换能器的材料配方及工艺处理获得俄罗斯发明专利。 2、 2002年 7月，俄罗斯联邦卫生环保检疫局对其进行检测，检测结果为：对人体及设备 无任何损坏。 3、2002年 8月，俄罗斯联邦质检局对其进行检测，各项指标符合国家标准。 4、 2002年 9月，俄罗斯联邦锅炉质量检验局向俄全国推广使用该产品，用来消除锅炉及 各类换能器设备中的水垢。 3 超声波除垢设备 产品简介 三、三、USPUSP 机器的研发与使用机器的研发与使用 该产品的前身是前苏联的一项军工技术，研发的产品主要应用在舰艇动力锅炉上，技术 非常成熟。 起始应用年代为上世纪 80 年代，前苏联解体后，该项目的主要研究人员进行了民 用化开发，从 1993 年到 1996 年，对不同结构、容量的民用锅炉除垢进行了广泛的应用试验， 产品逐步趋于定型，于1996 年正式投入生产。到2005年，累计生产了7800 多台套，在俄罗 斯得到了普遍的应用 四、关键技术及技术创新点 四、关键技术及技术创新点 1、 在国际上率先将超声波技术应用于除垢方面，进行了超声波应用理论的研究，提出了 一种全新的除垢模式，较好地解决了超声波应用频率、 功率密度、 除垢效应三者之间的关系。 2、将换能器直接焊接在需除垢器设备的外表面，其除垢机理、除垢方式以及设备结构均 不同于其它的除垢设备，不但简化了现场的安装与调试，更使除垢能效得到大幅度的提升。 同时，可以不停机安装，不影响原设备的正常工作，给安装、 运行和维护带来了极大的方便。 3、 电源与换能器功率选配合理，超声功率密度适当，电参数配匹合理，动态调整范围宽， 即保证了除垢效果，又对设备和人无任何损坏和不良影响。 4、 设备选型灵活（四个型号），便于与被除垢设备选配。 频率调试方便，显示清淅明了。 5、 全新开发研制了一种新型功能材料：即磁致伸缩材料，它是由一种新型产生磁共振的 材料 制成，此材料的生产技术已取得俄罗斯联邦专利。 由此材料制成的 磁性换能器具有以下突出的技术特点： 5.1、机电转换效率高，比一般的磁致伸缩材料提高了 20%。 5.2、居里温度高达560，使其在锅炉等高温部位的应用实现了可能。 5.3、 一般的磁致伸缩材料涡流大，温升高，需要有降温措施，而本材料正常工作时温升 小于60，且性能稳定，不用考虑降温措施。 5.4、独特的磁致伸缩效应：振幅大，超出一般磁致伸缩材料的数倍。功率密度大于空化 临界点数倍。 6、 具有超长的使用寿命，耐温高，振子本体不存在损坏问题，所以该换能器具有超稳定 使用性能和超长使用寿命。 7、整机的工业可靠性较高，可连续在线工作 10 年以上，基本处于免维护，也没有什么 更换的部件和调试的地方，带给用户的效益是长期的，显著的。 8、本机的应用范围较宽，功率密度与设备选型换算简单，几乎对所有的设备使用都没有 4 超声波除垢设备 产品简介 限制，不存在在有的设备上好使，在有的设备上不好使的问题。 五、五、USPUSP 机器的产品组成机器的产品组成 1、USP机器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、 根据需要，机器设计了4个型号，一个脉冲电源带动2（3 个、 4个、 6个）个换能器组 成一套机器而作用于一定换热面积的热转换设备。 六、六、USPUSP 机器的技术参数机器的技术参数 技 术 参 数技 术 参 数 参数名称参数名称型 号型 号 USP-300MUSP-300MUSP-500MUSP-500MUSP-900MUSP-900MUSP-1000MUSP-1000M 电源电压AC220V 频率50Hz 换能器数量2个3个4个6 个 使用功率0.25kw0.35kw0.35kw0.45kw 工作条件持续工作 冷却空气 主机和转换器的保护等级IP40 主机重量12.2kg15.8kg15.8kg18kg 转换器的重量3.65kg 主机外型尺寸400280200mm 转换器外型尺寸3655555mm 七、七、USPUSP 机器的工作原理和构造机器的工作原理和构造 1 1、机器的工作原理：、机器的工作原理： 脉冲的产生-功率放大-反馈调节-机电转换-显示调节。即在一对模块的帮助下， 形成一束强振动的电流，通过换能器上的一组磁性线圈的刺激，流过跳动的电流，使之产生 超声波频率的振动。 2 2、箱体的构造：、箱体的构造： 由外壳和底版组成，配电板固定在底板上。 在配电板上装有：电源变压器、 脉冲单元、 功 率单元、显示调节单元。在箱底部装有启动电源的开关，输出插头，显示调节接线端子。 3 3、显示窗口：、显示窗口： 5 超声波除垢设备 产品简介 面板开有显示窗口，内有多段发光二级管的指示器；其中：第一个灯为电源指示灯，其 它灯为换能器工作指示灯（工作指示灯和换能器数量相同，并一一对应）。 八、八、USPUSP 机器的适用范围机器的适用范围 主要用于机械制造业，石油工业，化学工业，钢铁冶金行业，电力行业，机电设备的工 业专用设备，工业一般常用换热设备，国防军事专用设备，也可用于轻工行业，生活换热设 备等方面的除垢和防垢。应用的设备如下： 1、 火力电厂：锅炉（汽包、 省煤器、 水冷壁）、 汽轮发电机组（凝汽器、 高低压加热器、 冷油 器、空冷器）、管路（汽水、冲洗水、冷却水、排污、输灰）、热网加热器、除氧器、水箱等。 2、城市供热：锅炉、热网加热器、热交换站换热器、散热器、供热管线。 3、 矿山冶金：中频电炉、 炼铁高炉、 轧钢机、 动力锅炉、 辅机冷却水系统、 污水处理系统、 换 热器、散热器、冷凝器、水管线。 4、石油采收：大功率超声波可以把高黏度的石油分解为低黏度的石油，提高采油率。 5、 化工：冷却塔、 预加热器、 冷却器、 蒸发器、 锅炉、 化学反应釜、 原油集输管道、 注水井循 环水管道、储罐。 6、 纺织印染：车间加湿器、 蒸汽锅炉、 喷水织机、 中央空调、 换热器、 染料均质处理、 染色处 理、乳化处理、细化处理。 7、造纸制药：锅炉、污水处理设备、冷却器、换热器、管线、蒸发器、制药反应釜。 8、 食品酿酒：锅炉、 冷却器、 换热器、 管线、 蒸馏塔、 杀菌灭藻、 调料均质处理、 染色处理、 乳 化处理、防腐处理、快速淹制。 9、污水处理：污水处理设备、输水管线、杀菌消毒灭藻。 10、国防：舰船发动机、机场四站、原子反应堆等。 11、其他：冷库、游泳池，中央空调及水处理系统。 九、九、USPUSP 机器的选型安装机器的选型安装 1、 换能器的除垢能力：用在管线上，一个换能器可去除200-300 延长米（中间无软连接） 金属管线的水垢。用在换热器上，一个换能器可以去除 100-150m2的水垢。 2、选型：用户可根据需除垢设备的特性、参数、结构，计算出该设备的换热面积（或长 度），在根据热交换装置的循环系统，水的硬度和结垢情况，乘以 0.8-1.2 的系数，按上面 一个变换器可去除水垢的有效能力，就可以确定设备的选型。 3、 安装：把换能器直接焊接在需要除垢的设备外表面，焊点一般选择在最容易结成水垢 6 超声波除垢设备 产品简介 的地方，把主机就近安装在墙上或设备上，连上规定面积的导线就安装好了。建议在安装本 机器之前最好把热交换器设备内的水垢清除干净。 十、十、USPUSP 机器的使用分析机器的使用分析 当今有以下几种除垢方法：物理处理、化学处理、电磁化处理、超声波处理。 1 1、不同除垢方法的优缺点对比表、不同除垢方法的优缺点对比表 除垢方法除垢方法优 点优 点缺 点缺 点 反冲洗操作方便，安全可靠，可不停机进行仅冲去生物黏泥等松软的污垢、清洗不彻底、 无法清除硬垢、易产生垢下腐蚀 加除垢缓蚀剂通过化学吸附，阻止结晶成长或抑制 晶体析出，可不停机进行 原水水质对阻垢效果有影响、需经常添加药剂 及排污、 费用较高、 略腐蚀管路和设备、 垢层仍 缓慢增长 人工或机械清 洗 方便可靠，不产生化学废液停机、 劳动强度大、 对设备有损伤、 清洗不彻底、 有死角、硬垢残留多、沉积物垢下腐蚀现象普 遍 高压水冲洗操作周期短，安全可靠停机、 清洗不彻底、 有死角、 内外差别较大、 内 部硬垢残留多、易产生垢下腐蚀 电磁化处理不停机处理，不产生化学废液处理效果和水质有关、 效果不明显、 很快失效、 易产生垢下腐蚀 化学清洗清洗彻底，可对设备和系统管道进行 循环清洗，去除污垢和沉积物效果好 停机、化学物质对管路和设备造成一定的腐蚀 伤害、 操作周期长、 费用比较高、 化学废液污染 环境 USP 机器除垢彻底，操作方便，安全可靠，无 污染、 设备长期在无垢状态下不停机连 续运行。 除垢期为 3个月，3 个月后进入无垢防止期 效果对比：通过优缺点对比，USP机器兼具了上述各项处理方法的所有优点。 2 2、降低运行及维护的费用、降低运行及维护的费用 2.1、 热交换设备的导热介质不在需要进行软化或除盐处理，节省了设备购置和药剂的消 耗，降低运行及维护费用。 2.2、 热交换设备始终保持在无垢状态下运行，减少燃料的浪费，增加设备运行的经济性 和安全性。 2.3、实现在线防垢和除垢，消除为除垢而定期做化学或物理清冼发生的设备折旧、人工 和消耗材料等费用。 2.4、 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 修费用。 2.5、减少停机除垢所造成的直接和间接经济损失。降低了对设备的腐蚀，延长了设备的 使用寿命。 3 3、经济效益显著（俄罗斯提供）、经济效益显著（俄罗斯提供） 7 超声波除垢设备 产品简介 3.1、USP机器用在汽轮机凝汽器上：可使端差接近设计值，真空接近设计值，同等汽耗 情况下提高发电量3.5-5.5%左右。 3.2、USP机器用在电站锅炉上：在水处理不合格的情况下，可除垢防垢，防止氧腐蚀， 减少四管腐蚀内漏和结垢爆管的概率。增加如下效益：减少停炉热损失和起炉的燃油燃煤消 耗，增加发电时数，降低燃料消耗和检修费用；年均增