CN111550290A - 氢能泵及基于其的火力发电水/汽系统水能增产发电方法 - Google Patents

氢能泵及基于其的火力发电水/汽系统水能增产发电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可改变水能量性质或是改变锅炉给水水分子氢键能级的氢能泵，其包括内、外层容器，内、外层容器之间留有空隙，外层容器设有出水管，内层容器设有进水管穿出外层容器外，内层容器的壁上分布有众多的开孔，每个开孔上设有外力场水处理装置。本发明还公开了一种基于氢能泵的火力发电水/汽系统水能增产发电方法：在火力发电水/汽系统中凝结水泵的出口端至锅炉给水泵的进口端之间的低温(≤180℃)、低压(≤1.0Mpa)管段，以串联方式加入一台氢能泵参与水/汽系统的运行。本发明不但有“水能发电”的效果，而且有使发电锅炉“节能”、“减排”的效益，还不会影响水/汽系统设备及管网材质使用的可靠性和安全性。

Description

氢能泵及基于其的火力发电水/汽系统水能增产发电方法
技术领域
本发明涉及一种可改变水能量性质或是改变锅炉给水水分子氢键能级的核磁共振水处理装置-氢能泵。本发明还涉及基于所述氢能泵、通过水的氢键能级变化来增产发电量的方法，具体指利用传统的火力发电水/汽系统作为平台，加入所述氢能泵达到增加发电量的方法。
背景技术
本文术语解释：
水——除盐水/凝结水，指水质硬度为零，极低电导率的发电锅炉工质，简称“锅炉给水”。
水能——水分子的氢键能级，指锅炉给水的水分子构象(H2O)n、水分子团簇构型[(H2O)n·m]的n、m值因氢键的解离或缔合所发生的能量变化过程。
泵——一种向流体输送能量的设备。例如：水泵是一种向液态水输入机械能，利用水的不可压缩物理特性，让水输出势动能的机械设备。
氢能泵——一种向液态水输入“外力能”，利用水分子间氢键的解离与缔合的物理特性，让水输出势能的机械设备。
水能发电技术——指利用传统的火力(燃煤、燃油、燃气、余热及核能)发电厂的水(锅炉给水)→汽(过热蒸汽)→水(凝结水)循环系统(简称：水/汽系统)作为应用平台，在水/汽系统中凝结水泵的出口端至锅炉给水泵的进口端之间的低温(≤180℃)、低压(≤1.0Mpa)管段，以串联方式加入一台氢能泵参与水/汽系统的运行(见图1)。让锅炉给水全流量流经氢能泵的进口端及出口端便完成锅炉工质的能量叠加(热能、势动能+势能)的水质处理过程，即“水能”的变化过程。随着工质在水/汽系统的循环流动，叠加的势能亦不断增加，在某个时间奇点，工质在液态中会出现氢离子自由基[H]+的积聚，并且工质在汽态中会出现氢聚变作用于汽轮机叶轮表面做功。
现有的燃煤火力发电效率一般在40％左右，还有可待提高的空间，但需要应用新的技术和增加设备。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题，就是提供一种可改变水能量性质或是改变锅炉给水水分子氢键能级的氢能泵。
本发明所要解决的第二个技术问题，就是提供一种基于所述氢能泵、通过水的氢键能级变化来增产发电量的火力发电水/汽系统水能增产发电方法。
应用本发明的氢能泵实施本发明的方法，不但有“水能发电”的效果，而且有使发电锅炉“节能”、“减排”的效益，还不会影响水/汽系统设备及管网材质使用的可靠性和安全性。
解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种可改变水能量性质或是改变锅炉给水水分子氢键能级的氢能泵，其特征是：
包括外层容器和内层容器，所述的内层容器与外层容器之间留有空隙，外层容器设有出水管(或进水管)，内层容器设有进水管(或出水管)穿出外层容器外，内层容器的壁上分布有众多的开孔，每个开孔上设有核磁共振水处理装置-简称外力场水处理装置；
所述的外力场水处理装置包括：
若干含放射性核素铁基合金材料制成的过流构板，所述的过流构板的正、反两面(A/B)中间设有凸台、正面分布有放射状沟槽，凸台中间开有通孔，构板上还开有至少一个过水孔(实施例是2个)；
以两件过流构件的B面与B面对合，形成基本单元组件，其两外侧均为A面，以≤10组基本单元组件纵向排成一串，构成A面、B+B面、A+A面、……B+B面、A面的序列串联叠加；
其中，B+B组的相对面之间的过流空间对称安置了≤4个采用耐温、耐压的全密封式永磁组件作为能量诱发源；A+A的过流空间为对合后带放射性沟槽的流道；最后用一根不锈钢螺杆及螺母穿过凸台中间通孔串接，安装在一不锈钢管状外壳之内，两端管口分别以开有通孔的进水封板和出水封板封闭，形成一个相对封闭的单向水道空间。
如此形成了能量“自激发”区域空间；从外壳进水端至出水端的这个穿越A+A、B+B多个组合的空间流道，是一个充满诱发源外力与自激发源外力的能量共振场。
所述外力场水处理装置的过流构板的材料组成包括灰生铁A、放射性含量低于7×104Bq/Kg的含痕量核素铀、钍的矿石粉B、含有小于5.0％的金属钛或其氧化物的金属锌粉C及稀土纳米材料D。
所述的各组分所占的重量百分比为：
·灰生铁95％～97％；
·放射性含量低于7×104Bq/Kg的含痕量核素铀、钍的矿石粉0.5％～2.0％；
·含有小于5.0％的金属钛或其氧化物的金属锌粉1.0％～3.0％；
·稀土纳米材料0.05％～0.3％；
即材料成分的比例A:B:C:D＝95％～97％:0.5％～2.0％:1.0％～3.0％:0.05％～0.3％。
所述的放射性含量低于7×104Bq/Kg的含痕量核素铀、钍的矿石粉的成份为：10％镁、40％铁、45％硅、3％钙、1.0％铝和1.0％锰；所述的稀土可以是金属镧、铈、钕、钐或是它们的氧化物，通过球磨成纳米级粉末。
所述的永磁组件为：采用磁场强度1000～4000高斯的钕、铁、錋材质永磁铁材，内置于工程塑料(ABS、PPS等)制成盒式密封构件中，外加一个不锈钢防护套而形成耐温耐压的全密封式永磁组件。
所述的单个外力场水处理装置的额定流量为≤1.5t/h；最大承压≤4.0Mpa；最大承温≤180℃；最大管损≤0.05Mpa；氢能泵的额定流量由N个外力场水处理装置的数量确定，N值产生的最大额定流量≤3000t/h。
所述的内层容器和外层容器为立式或卧式罐体。
解决所述第二个技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种基于所述氢能泵、通过水的氢键能级变化来增产发电量的火力发电水/汽系统水能增产发电方法，其特征是包括以下步骤：
在火力发电水/汽系统中凝结水泵的出口端至锅炉给水泵的进口端之间的低温(≤180℃)、低压(≤1.0Mpa)管段，以串联方式加入一台氢能泵参与水/汽系统的运行。
所述锅炉给水在水质处理流程的流速为0.3秒～2.5秒，安装、调试完毕应加装保温层等安全措施。
如此，氢能泵即可向管内液态水(锅炉给水)输入“外力势能”，使其参与水/汽系统的运行。
纯物理能量场水处理装置有多种方式，例如：电磁、超声波和紫外光等等。本发明选择了无需用电或其它能源的核磁共振能量场(简称：外力场)水处理装置，“外力场”作为氢能泵向锅炉工质(给水)输入势能的外力源，“外力场”由内置的特殊材料构成水处理流道结构，当液态水以一定的时空流速(0.3秒～2.5秒)流经“外力场”的流道时，由内置流道材料的射线能量向流体散射出能量外力，满足锅炉工质(给水)流经氢能泵后获得水的能量叠加(热能+势动能+势能)的水质处理需求。
本发明的原理及有益效果：
本发明是一组安装了N个产生共振能量作用力的自激发式核磁共振力场(外力场)水处理装置的氢能泵，外力场的设计与外加激发能的力源性质/强度/数量/时空/分布/方向有关，外力场的作用是依靠构筑水道的内置特殊纳米功能合金材料、N303UH合金材料的共振能量作用力去改变了流经的锅炉工质(给水)内部水分子氢键能级和水分子构象(H2O)n的物理性质与化学性质。
外力场，在奇特的流道影响下，通过的水流出现分合碰撞、波动效应、旋转效应、射流效应等紊流流态，并同时受到自激发的能量共振外力场产生的协同效应作用力冲击。即可以理解为：某个质点(水分子)，在某一静止时空，同时受到一个旋转核/磁外力与一个直线核/磁外力的冲击，而形成一种独特的核/磁共振水质处理现象。正是这个现象，改变了水分子(H2O)氢键能级，在液态水的工质条件下，加快了水分子(H2O)间氢键的解离速率，使水分子构象(H2O)n和水分子团簇构型[(H2O)n·m]的n、m值变小，实现了锅炉热效率(同比)提高；在汽态水的工质条件下，延迟了氢离子自由基[H]+与氢氧根离子[HO]-的缔合速率，使一定量的氢离子自由基[H]+存留于液态水(凝结水)中积累而产生氢聚变能量，实现了水能发电(同比)增产率达二位数(≥10.0％)的效果。
1、节能原理
锅炉给水的叠加能量(势能)可替代部分碳燃料热值而节能。在发电锅炉的水——汽蒸发工作过程，即锅炉工质(给水)从液态→吸热→汽态的相变过程(见图2)，吸热的工序主要由碳(碳相关)的热值以炉膛辐射热来完成，当工质预先吸收一个外加的势能(外力)后，相同运行工况条件下，工质所需的碳燃料热值就相对减少，其原因是外力可以改变工质的水分子氢键能级，即外力加快了相同温度条件下的水分子(H2O)间氢键的解离，改变了水分子构象(H2O)n及水分子团簇构型[(H2O)n·m]的氢键排序，使水分子的构象n值和构型m值相对变小，运动阻力变小，表现在水(给水)的介电常数、介电(能量)损耗值同比降低51％和56％。因此，锅炉工质(给水)水→汽蒸发过程所需的汽化热下降和蒸发速率上升而产生节能效果(见发明专利：ZL 2011 1 0057303.3)，锅炉热效率(同比)提高1.0％～2.5％，节能率≥1.5％。
给水的汽化热值越小，表示由液相变为汽相所需的热(动)能越小，说明蒸发效率提高。即相同的燃料和流量工况下，能够维持汽/水系统更高的压力，即提高主蒸汽压力；若维持原工况对应的流量、压力，则可以减少燃料(煤)消耗量(需详细计算)。这样，即同时减少了锅炉对流换热份额，即减少过热器系统、空预器系统、省煤器系统的吸热，对于目前电厂锅炉存在的对流吸热比例大于热力计算比例，排烟温度高的情况，无疑具有较诱人的节能潜力。
蒸发效率提高了，除水冷壁的辐射吸热消耗可能加剧，有利于降低水冷壁面温度，对目前存在的锅炉结焦有一定的缓解作用。
2、减排原理
发电锅炉“四管泄漏”问题亟待解决。
“四管”指锅炉的焊位管、弯位管、变位管和向火侧管，“四管”存在于锅炉水冷壁、过热器、再热器及省煤器等部位，“四管泄漏”指锅炉的这几个部位容易出现水/汽泄漏或爆管事故。泄漏问题的根源由垢下腐蚀引起，垢来源于锅炉给水中的杂质，例如：铁、铜、硅、纳等阳离子，其中铁离子是因为水/汽系统存在溶解氧对管网金属钢腐蚀的原因而析出。水杂离子高温条件下结成单晶型垢(铁垢、水垢)，传统的化学水处理方法是投放阴离子药剂与水中阳离子等杂质结成双晶型水渣沉淀排出。由于氢能泵输出的势能改变了水分子的氢键能级，亦改变了氧(溶解氧)的氧化腐蚀特性，更改变了锅炉工质(锅水)中所有溶解固形物的结晶晶型，即所有阴离子与阳离子配位成离子对晶核，受热条件下直接结成双晶型的水渣。如此垢的现象消失了，垢下腐蚀的现象也同时避免了，锅炉“四管泄漏”问题迎刃而解。因此，氢能泵在水/汽系统的投运是一项物理在线清洗工艺(见发明专利：ZL 2007 10031117.6)，阻垢率36％～63％，自然运行除垢率70％～80％/年，锅炉排污率(同比)减少40％～50％，还避免了采用化学除垢清洗工艺带来的废水排放。
3、水能发电原理
锅炉工质的吨蒸汽/发电量增加表现在过热蒸汽的做功、冷凝过程，即锅炉工质从汽态→做功→液态的相变过程。传统的发电流程，过热蒸汽进入汽轮机，于汽轮机叶轮表面做功产生推力，完成汽轮发电机组的转动发电，蒸汽做功后进入冷凝器降温，完成汽态→液态的相变过程，锅炉工质在给水的工况下外加了势能，所产出的过热蒸汽其初始焓值不变，当以凝结水的工况再次流经氢能泵时，又一次受到氢能泵外力场的作用，势能又一次被叠加，如此返复循环运行，在某个时间的奇点(约180天)，蒸汽内焓质量变大，相同运行工况条件下，单位蒸吨的发电量明显提高，说明汽轮机输出效率提高，使发电机产电量同比提高(见图3)。
蒸汽是单个水分子(H2O)的存在形态，是一种纳米级水滴的表现形式，研究表明，单个纳米级水滴的空气介面表面存在自然电离现象，电离的结果是水分子(H2O)的氢离子[H+]与氢氧根离子[HO]-极容易分离，析出氢离子自由基[H]+，随着介面温度的变化(蒸汽→冷凝)，氢离子自由基[H]+快速还原，重新与氢氧根离子[HO]-缔合成水分子(H2O)。由叠加势能的工质所产生的蒸汽，在做功的过程因介面电离而析出氧离子自由基[H]+，当介面温度下降时，其还原速率被延迟，部分氢离子自由基[H]+重新缔合的功能被改变，即凝结水中存留了一定量的氢离子自由基[H]+。随着水/汽系统的循环运行，锅炉工质(给水)存留的氢离子自由基[H]+数量发生变化，在某个时间奇点，过热蒸汽在汽轮机叶轮表面做功时氢离子自由基[H]+从量变到质变，使蒸汽以热能+势动能+氢聚变势能的总能量推动汽轮发电机组的运转，同比工况条件下产出了更多的有功功率。案例显示，发电增产率(同比)提高10.0％～30.0％，增产部分的电量即水能发电工艺的产量。
优化设计氢能泵输出“外力能”的强度/质量/形式，使锅炉工质叠加势能后的水、汽，在水/汽系统运行管网的所有流经金属材质中没有出现氢腐蚀现象，是水能发电技术的关键点。
相同工况条件下，工质以热能(碳燃料热值)+势动能(给水泵流量、压力)+氢聚变能量(氢能泵势能)的能量变化，提高了汽轮发电机组的输出功率，其中“水能”带来的发电增产率有二位数(≥10.0％)的空间，水能发电工艺的氢能泵运行无需耗电、无需消耗其它能源，有低运行成本、低投资成本、绿色环保、低碳节能等优点，适用于所有火力发电锅炉机组配套，特别适合于降峰运行的大型发电机组和小型余热发电机组的应用。
附图说明
图1为火力发电厂生产过程示意图；
图2为锅炉汽水系统流程图；
图3为凌源钢铁集团动力厂二期案例，氢能泵在水/汽系统投运前、后的汽/电运行曲线图；
图4为本发明的实施例氢能泵的剖视示意图；
图5为本发明的实施例的外观示意图；
图6为本发明的实施例的左视示意图；
图7为沿图5的A-A线剖视(向左)示意图；
图8为沿图5的B-B线剖视(向右)示意图；
图9A为本发明的实施例氢能泵的外力场水处理装置的过流构件剖视图；
图9B为本发明的实施例的过流构件左视图(A面)；
图9C为本发明的实施例的过流构件右视图(B面)；
图9D为本发明的实施例的两件过流构件以基本单元组件B+B组合的A面视图；
图9E为沿图9D的A-A线剖视图，即两件构件的组装图；
图10为本发明的实施例的外力场水处理装置组成部件立体分解示意图；
图11为本发明的实施例二的氢能泵外观示意图(中压运行)；
图12为本发明的实施例二的实际应用效果的第三方检测报告及结论图；
图13为本发明的实施例二的用户意见；
图14为本发明的实施例三的氢能泵外观示意图(高压运行)；
图15为本发明的实施例三的实际应用效果的第三方检测报告及结论图；
图16为本发明的实施例三的实际应用效果的在线能效记录表图(投运前、后)；
图17为本发明的实施例三的连续运行的中控室在线记录(2015年7月投运前)；
图18为本发明的实施例三的连续运行的中控室在线记录(2015年9月投运后)；
图19为本发明的实施例三的连续运行的中控室在线记录(2016年1月投运后)；
图20为本发明的实施例三的用户意见；
图21为本发明的实施例四的实际应用效果的在线能效记录表图(投运前、后)；
图22为本发明的实施例四的实际应用效果的第三方检测报告及结论之一；
图23为本发明的实施例五的实际应用效果的第三方检测报告及结论之二。
图中附图标记：
1-发电锅炉；2-汽轮机；3-发电机；4-凝汽器；5-凝结水泵；6-低压加热器；7-除氧器；8-锅炉给水泵；9-高压加热器；10-汽轮机抽汽管道；11-循环冷却泵；12-氢能泵；1201-外力场水处理装置；1202-过流构板；1203-永磁组件；1204-连接件；1205-外壳；1206-封板。
氢能泵设备：
Figure BDA0002425437970000101
-进水口；
Figure BDA0002425437970000102
-放气口；
Figure BDA0002425437970000103
-出水口；
Figure BDA0002425437970000104
-排水口；
Figure BDA0002425437970000105
-人孔口；
Figure BDA0002425437970000106
-安全阀接口。
具体实施方式
图1为本发明的火力发电厂生产流程体系中的水/汽系统实施例一示意图，包括以管道依次循环连接的发电锅炉1、汽轮机2、凝汽器4、凝结水泵5、低压加热器6、除氧器7、氢能泵12、锅炉给水泵8和高压加热器9。
汽轮机2带动发电机3，凝汽器4设有循环冷却泵11使冷却水循环，还设有汽轮机抽汽管10分别从汽轮机2抽取蒸汽输至低压加热器6和高压加热器9。
图2为实施例一的火力发电厂发电锅炉水/汽系统示意图，发电锅炉水/汽系统包括：省煤器、汽水分离器、水冷壁、过热器、再热器等设备及管网系统。
图4到图10为本发明的可改变水能量性质或是改变锅炉给水水分子氢键能级的氢能泵12的实施例一。
本实施例一的氢能泵12包括外层卧式罐体和被包裹在其内的同样卧式内层罐体，内层罐体和外层罐体之间留有空腔，外层罐体设有出水管
Figure BDA0002425437970000116
内层罐体设有进水管
Figure BDA0002425437970000117
穿出外层罐体外，内层罐体的壁上分布有众多的开孔，开孔上设有外力场水处理装置1201(图4中的内层罐体壁上周边小矩形及中间的小双层圆孔)，内层罐体与外层罐体之间夹层留有空腔。内层罐体的内腔和内外层罐体的夹层空腔上还开有过流管道孔(进、出水孔)
Figure BDA0002425437970000111
排污口
Figure BDA0002425437970000114
放气口
Figure BDA0002425437970000115
还有单独开在内层容器上的人孔
Figure BDA0002425437970000112
人孔
Figure BDA0002425437970000113
视生产工艺开一个或二个。
参见图9A到图9C，外力场水处理装置1201包括：若干含放射性核素铁基合金材料制成的过流构板1202，其正、反两面(A和B面)中间设有凸台、正面分布有放射状沟槽。凸台中间开有通孔，构板上还开有2个过水孔。
参见图9D到图9E，以两件过流构件的B面与B面对合，形成基本单元组件，其两外侧均为A面。
参见图10，以≤10组基本单元组件纵向排成一串，构成A面、B+B面、A+A面、……B+B面、A面的序列串联叠加。
其中，B+B组的相对面之间的过流空间对称安置了≤4个采用耐温、耐压的全密封式永磁组件1203作为能量诱发源。A+A的过流空间为对合后带放射性沟槽的流道。最后用一根不锈钢螺杆及螺母1204穿过凸台中间通孔串接，安装在一不锈钢管状外壳1205之内，两端管口分别以开有通孔的进水封板和出水封板1206封闭，形成一个相对封闭的单向水道空间。
外力场水处理装置的过流构板的材料组成包括灰生铁A、放射性含量低于7×104Bq/Kg的含痕量核素铀、钍的矿石粉B、含有小于5.0％的金属钛或其氧化物的金属锌粉C及稀土纳米材料D，各组分所占的重量百分比为：
·灰生铁95％～97％；
·放射性含量低于7×104Bq/Kg的含痕量核素铀、钍的矿石粉0.5％～2.0％；
·含有小于5.0％的金属钛或其氧化物的金属锌粉1.0％～3.0％；
·稀土纳米材料0.05％～0.3％。
即材料成分的比例A:B:C:D＝95％～97％:0.5％～2.0％:1.0％～3.0％:0.05％～0.3％。
其中，放射性含量低于7×104Bq/Kg的含痕量核素铀、钍的矿石粉的成份为：10％镁、40％铁、45％硅、3％钙、1.0％铝和1.0％锰；所述的稀土可以是金属镧、铈、钕、钐或是它们的氧化物，通过球磨成纳米级粉末。
永磁组件为：采用磁场强度1000～4000高斯的钕、铁、錋材质永磁铁材，内置于工程塑料(ABS、PPS等)制成盒式密封构件中，外加一个不锈钢防护套而形成耐温耐压的全密封式永磁组件。
各个单个外力场水处理装置的额定流量为≤1.5t/h，最大承压≤4.0Mpa，最大承温≤180℃，最大管损≤0.05Mpa。总的额定流量由N个外力场水处理装置的数量确定，N值产生的最大额定流量≤3000t/h。
外力场水处理装置的数量依流量决定(即配套锅炉或锅炉给水泵的额定流量)。
图9A至图9E为本发明的氢能泵实施例一的外力场水处理装置过流构件的剖视图、外观正视图和左视图，以及B+B组合的外观示意图。
基于上述氢能泵、通过水的氢键能级变化来增产发电量的火力发电水/汽系统水能增产发电方法实施例包括以下步骤：
参见图1，本实施例一是在火力发电水/汽系统中除氧器7的出口端(其实只要在凝结水泵之后即可)至锅炉给水泵8的进口端之间的低温(≤180℃)、低压(≤1.0Mpa)管段，以串联方式加入一台氢能泵12参与水/汽系统的运行。
所述锅炉给水在水质处理流程的流速为0.3秒～2.5秒。
图11为本发明的氢能泵应用实施例二，与实施例一不同之处仅在于内层罐体和外层罐体为立式罐体，进水管与出水管为在罐体的两边同轴分布。
本实施例使用时，对应于余热发电锅炉处于P≤2.9Mpa的中压工况，本发明的设备连接在发电锅炉水/汽系统除氧器7出口端至给水泵8进口端之间的管道上。
对于燃气(天燃气、高炉气等)、燃煤发电锅炉(高压、中压，P≤9.8Mpa)的工况，本设备连接在发电锅炉水/汽系统的锅炉给水泵8进口端至凝结水泵5出口端之间的管道上。
对于燃煤发电锅炉(超高压，P≤17.6Mpa)的工况，所述的设备连接在发电锅炉水/汽系统的凝结泵5出口端至除氧器7进口端之间的管道。
设备在选定的连接管道采用串联安装或以旁路连接方式串联安装。(旁路连接方式指可自行选择开通旁路上的设备或关闭其设备不影响水/汽系统的正常运行，对设备投运入系统而言属串联安装方式。
本发明在凌源钢铁集团动力厂新建烧结余热锅炉(2×25t/h)发电机组水/汽系统中应用，由辽宁省鞍钢设计院负责余热发电站设计及氢能泵(锅炉纳米环保节能器)在水/汽系统的配套设计。凌源钢铁集团动力厂新建烧结余热锅炉发电机组于2012年2月投产运行，并于2012年10月开通投运。
根据第三方能效评估机构的检测报告结论显示：技术改造项目投运后，锅炉热效率、余热利用率和产汽率分别提高了3.75％、1.57％和1.98％，见图11～图13，其中图13为用户意见。
图14为本发明的应用实施例三，与实施例一不同之处仅在于内层罐体和外层罐体为立式罐体，与实施例二不同之处仅在于进水口管与出水口管为同方向上下分布。
本发明在凌源钢铁集团动力厂新建二台高炉气发电锅炉(2×110t/h)机组的水/汽系统中应用，由凌源钢铁集团设计院负责氢能泵(锅炉纳米环保节能器)在水/汽系统的配套设计。凌源钢铁集团动力厂新建二台高炉汽发电锅炉机组于2013年10月投产运行，氢能泵于2015年8月安装并投运。根据第三方能效评估机构的检测报告结论显示，技术改造项目投运后，锅炉热效率、产汽率和发电标煤耗，分别提高了1.51％、2.46％和降低了1.67％，见图15。图16是发电锅炉机组中控室显示在线运行统计数据。根据图17(投运前)、图18及图19(投运后)这些连续运行的中控室在线记录，投运后比投运前吨蒸汽/发电量有二位数(≥10.0％)的增产空间，见图3。图20为用户意见。
图21为本发明的氢能泵应用实施例四，山西省候马市晋田热电公司220t/h燃煤锅炉发电机组水/汽系统安装使用的现场外观图。技术改造项目于2006年10月投运，运行历时8年，由山西省电力科学研究院作为第三方进行能效检测，西安热电院作为第三方进行锅管在线除垢检测及锅管金属钢材质氢腐蚀检测，报告显示投运三个月后锅炉排污量同比下降50.67％；水冷壁锅管内壁向火侧铁垢去除率34.43％，水冷壁锅管金属钢材质没有氢腐蚀现象，见图21～图23。

Claims (9)

1.一种可改变水能量性质或是改变锅炉给水水分子氢键能级的氢能泵，其特征是：
包括外层容器和内层容器，所述的内层容器与外层容器之间留有空隙，外层容器设有出水管，内层容器设有进水管穿出外层容器外，内层容器的壁上分布有众多的开孔，每个开孔上设有核磁共振水处理装置-简称外力场水处理装置；
所述的外力场水处理装置包括：
若干含放射性核素铁基合金材料制成的过流构板，所述的过流构板的正、反两面(A面和B面)中间设有凸台、正面分布有放射状沟槽，凸台中间开有通孔，构板上还开有至少一个过水孔；
以两件过流构件的B面与B面对合，形成基本单元组件，其两外侧均为A面，以≤10组基本单元组件纵向排成一串，构成A面、B+B面、A+A面、……B+B面、A面的序列串联叠加；
所述B+B组的相对面之间的过流空间对称安置了≤4个采用耐温、耐压的全密封式永磁组件作为能量诱发源；A+A的过流空间为对合后带放射性沟槽的流道；最后用连接件穿过凸台中间通孔串接，安装在一不锈钢管状外壳之内，两端管口分别以开有通孔的进水封板和出水封板封闭，形成一个相对封闭的单向水道空间。
2.根据权利要求1所述的可改变水能量性质或是改变锅炉给水水分子氢键能级的氢能泵，其特征是：所述的永磁组件为：采用磁场强度1000～4000高斯的钕、铁、錋材质永磁铁材，内置于工程塑料制成盒式密封构件中，外加一个不锈钢防护套而形成。
3.根据权利要求1所述的可改变水能量性质或是改变锅炉给水水分子氢键能级的氢能泵，其特征是：所述外力场水处理装置的过流构板的材料组成包括灰生铁A、放射性含量低于7×104Bq/Kg的含痕量核素铀、钍的矿石粉B、含有小于5.0％的金属钛或其氧化物的金属锌粉C及稀土纳米材料D。
4.根据权利要求3所述的可改变水能量性质或是改变锅炉给水水分子氢键能级的氢能泵，其特征是：所述外力场水处理装置的过流构板的材料的各组分所占的重量百分比为：
·灰生铁95％～97％；
·放射性含量低于7×104Bq/Kg的含痕量核素铀、钍的矿石粉0.5％～2.0％；
·含有小于5.0％的金属钛或其氧化物的金属锌粉1.0％～3.0％；
·稀土纳米材料0.05％～0.3％。
5.根据权利要求4所述的可改变水能量性质或是改变锅炉给水水分子氢键能级的氢能泵，其特征是：所述的放射性含量低于7×104Bq/Kg的含痕量核素铀、钍的矿石粉的成份为：10％镁、40％铁、45％硅、3％钙、1.0％铝和1.0％锰；所述的稀土可以是金属镧、铈、钕、钐或是它们的氧化物，通过球磨成纳米级粉末。
6.根据权利要求5所述的可改变水能量性质或是改变锅炉给水水分子氢键能级的氢能泵，其特征是：所述的单个外力场水处理装置的额定流量为≤1.5t/h；最大承压≤4.0Mpa；最大承温≤180℃；最大管损≤0.05Mpa；氢能泵的额定流量由N个外力场水处理装置的数量确定，N值产生的最大额定流量≤3000t/h。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的可改变水能量性质或是改变锅炉给水水分子氢键能级的氢能泵，其特征是：所述的内层容器和外层容器为立式或卧式罐体。
8.一种基于权利要求7所述氢能泵的火力发电水/汽系统水能增产发电方法，其特征是包括以下步骤：
在火力发电水/汽系统中凝结水泵的出口端至锅炉给水泵的进口端之间的≤180℃的低温、以及≤1.0Mpa的低压管段，以串联方式加入一台氢能泵参与水/汽系统的运行。
9.根据权利要求8所述的火力发电水/汽系统水能增产发电方法，其特征是：所述锅炉给水在水质处理流程的流速为0.3秒～2.5秒。
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