一种利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法及系统，方法为在待驱离水体中沿水下生物移动的方向设置低频声波换能器和高频声波换能器，利用低频声波换能器驱除水体中的鱼类，利用高频声波换能器杀死未被低频声波换能器驱除的微生物，并通过过滤清除微生物残骸，保持水体流动的清洁。系统为通过设置取水涵管连接的前池以及排污栅、旋转滤网、凝汽器和虹吸井等，将水下生物包括鱼类和微小生物有效驱除。

A method and system of using high and low frequency acoustic transducer to drive out underwater organisms

【技术实现步骤摘要】
一种利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法及系统
本专利技术属于换能器领域，涉及一种利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法及系统。
技术介绍
沿江边、海边电厂凝汽器冷却水一般采用江水或海水作为冷却介质，采用单元制直流供水系统。为了防止江海生物在冷却水系统中附着和滋生，进而影响冷却水系统的通流面积，降低凝汽器的传热效率及产生生物腐蚀，必须对凝汽器冷却水系统进行杀菌除藻处理。常用的海水直流冷却系统的处理方法是投加杀菌剂赶走或杀死海洋生物从而使系统保持洁净；另一类是涂刷防腐涂料，使海洋且物无法附着滋生。在实际生产运行中，如果海水循环水入口加药量不足，水螅虫等海生物就会很快繁殖，以致于凝汽器换热管污堵，运行压差增大，从而严重影响凝汽器的传热效果，严重时甚至迫使机组停运清理。而对于沿江电厂使用的循环水为长江水，为防止水源污染，往往禁止采用加药清理，工业上常采用胶球清洗装置，在一定程度上胶球清洗可以提高凝汽器的传热效果，还可以延长换热管的使用寿命。相较于传统的处理工艺，声波驱除技术作为一种新型的处理技术，通过在目标水域利用声波发生装置释放特定频谱声波，从而形成较大范围的声场，然后声场声波通过干涉叠加，直接作用于水下生物，利用声波的特性驱除水下生物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决微生物对电厂循环水系统运行的影响，提供一种利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法及系统。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法，在待驱离水体中沿水下生物移动的方向设置低频声波换能器和高频声波换能器，利用低频声波换能器驱除水体中的鱼类，利用高频声波换能器杀死未被低频声波换能器驱除的微生物，并通过过滤清除微生物残骸，保持水体流动的清洁。进一步，所述的利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法，所述高频声波换能器均采取阵列设置方式。进一步，所述的利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法，所述低频声波换能器的频率范围为20Hz-20kHz，所述高频声波换能器的频率范围为20kHz-50kHz。进一步，所述的利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法，所述过滤采用旋转滤网进行过滤然后采用虹吸井排出。进一步，所述的利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法，通过在低频换能器内部设置温度传感器测试温度，当工作温度高于预设值时自动关闭低频换能器。进一步，所述的利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法，低频声波换能器和高频声波换能器安装在可调高度的安装架上。一种利用高低频声波换能器驱离水下生物的系统，包括取水涵管连接的前池，前池的出水口连接排污栅，排污栅出口连接旋转滤网，旋转滤网出水端通过设置循环泵和凝汽器连接虹吸井，其中前池内设置安装架，安装架上设置有低频声波换能器和阵列设置的高频声波换能器，前池的两侧均设置有固定架，固定架上均设置有电动机和导向轮，安装架的两端分别连接钢丝绳，两端钢丝绳均通过对应端的导向轮与对应端的电动机连接。进一步，所述的利用高低频声波换能器驱离水下生物的系统，所述安装架上的高频声波换能器和低频声波换能器通过电缆线与控制柜连接。进一步，所述的利用高低频声波换能器驱离水下生物的系统，所述控制柜至少包括相互连接的控制模块、信号发生器和功率放大器。更进一步，所述的利用高低频声波换能器驱离水下生物的系统，所述低频声波换能器振子腔体内部设置温度传感器，通过温度传感器测试低频声波换能器的工作温度；安装架顶部设置有液位计，通过温度传感器和液位计与控制柜中的控制模块相连。本专利技术提供的利用高低频声波换能器驱离水下生物的系统，高低频声波换能器安装在电厂的前池内，前池的作用在于平稳进入吸水室的水流，避免出现回流和漩涡，故前池为冷却水进入循环水系统之前的缓冲水池。系统运行时，循环水中的部分鱼类生物受到前池处低频声波的作用，远离声源，从而由取水口返回江海中，而对低频声波不敏感的部分微生物，则在前池处高频声波的作用下，迅速被杀死，在经过旋转滤网时，部分较大的生物被清除出循环水系统，而体积较小的微生物残骸则随着循环水系统的运行，经由虹吸井排出循环水系统，不会附着在凝汽器中，影响设备性能。本专利技术提供的利用高低频声波换能器驱离水下生物的系统中，低频声波换能器可以采用现有换能器，如专利CN201811391678.1所述的换能器，而高频声波换能器采用目前常用的能产生高频段声波的换能器，如杭州应用声学研究所WBT45换能器等。本专利技术提供的利用高低频声波换能器驱离水下生物的系统，低频声波换能器可以采用电动式换能器，高频声波换能器可以采用压电陶瓷换能器，换能器的数量取决于前池的尺寸。低频声波换能器的声波作用范围较大，前池中仅需配置一台即可，但高频声波换能器由于其作用范围有限，需密集布置，单位面积上的能量输出达到使用要求，由于单位面积上的能量输出要求一定，高频换能器以阵列模块形式出现。高低频换能器可以安装在自上而下的滑轨上，且在换能器上装有液位传感器，根据液位传感装置反馈信息，控制系统可对换能器的位置进行自动调整，保证换能器处于最佳的作用位置。另外，在低频声波换能器内部可以加装温度传感器，对其内部的温度进行监控，当温度超过系统设定的上限时，控制系统强制停止系统运行，对换能器进行降温，保证换能器的安全运行。本专利技术涉及多个工作原理，具体如下：工作原理一：超声波空化效应。液体中的微小气泡核在超声波作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡将迅速膨胀，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，这种膨胀、闭合、振荡等一系列动力学过程。利用超声波空化效应，杀死水下的微生物。工作原理二：鱼类生物声音敏感频域。利用鱼类生物对声音对特定频率范围内的声波敏感，发出该段频率的高强声波，驱除鱼类生物。专利技术的优点①通过调节声波频率、增加声功率并利用声波的固有属性，实现声波驱杀水生物的目的。有效的解决了电厂凝气器循环水中微生物或藻类在换热管壁附着、生长的现象，对凝汽器换热效率的提高有积极的作用。②相对电厂循环水系统传统的加药杀死水生物的技术，声波对周边的环境没有污染，且声波可持续使用，无需经常性更换设备，在一定程度上节省电厂的生产成本。③低频换能器作用于对声波敏感的高级水生物，发出的大功率声波可驱离这类生物，而高频换能器大功率超声波，可直接杀死声波作用范围内的微生物，两种换能器混合作用，驱赶和杀死水生物的效果更好。④声波驱杀水生物工艺流程简单、改造难度小、占地空间小且易于维护检修。⑤系统中装有温度传感器和液位计，控制系统通过其可实现对设备位置和温度的监测，并根据监测结果对设备进行调整，实现系统的自动运行。附图说明图1为本专利技术实施例2中提供的利用高低频声波换能器驱离水下生物的系统示意图；图2为本专利技术实施例2中提供的前池结构示意图；图3为本专利技术实施例2中提供的前池中安装架与换能器安装俯视图；图4为本专利技术实施例3中提供的控制系统及控制过程示意图。以上图1-图4中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法，其特征在于，在待驱离水体中沿水下生物移动的方向设置低频声波换能器和高频声波换能器，利用低频声波换能器驱除水体中的鱼类，利用高频声波换能器杀死未被低频声波换能器驱除的微生物，并通过过滤清除微生物残骸，保持水体流动的清洁。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法，其特征在于，在待驱离水体中沿水下生物移动的方向设置低频声波换能器和高频声波换能器，利用低频声波换能器驱除水体中的鱼类，利用高频声波换能器杀死未被低频声波换能器驱除的微生物，并通过过滤清除微生物残骸，保持水体流动的清洁。


2.根据权利要求1所述的利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法，其特征在于，所述高频声波换能器均采取阵列设置方式。


3.根据权利要求1所述的利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法，其特征在于，所述低频声波换能器的频率范围为20Hz-20kHz，所述高频声波换能器的频率范围为20kHz-50kHz。


4.根据权利要求1所述的利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法，其特征在于，所述过滤采用旋转滤网进行过滤然后采用虹吸井排出。


5.根据权利要求1所述的利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法，其特征在于，通过在低频换能器内部设置温度传感器测试温度，当工作温度高于预设值时自动关闭低频换能器。


6.根据权利要求1所述的利用高低频声波换能器驱离水下生物的方法，其特征在于，低频声波换能器和高频声波换能器安装在可调高度的安装架上。


7.一种利用高低频声波换能器驱离水下生物的系统，其特征在于，包括取水涵管（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海洋，顾承真，张旭娇，闻小明，张荣初，
申请(专利权)人：南京常荣声学股份有限公司，南京常荣环境科技有限公司，江苏声振声学技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32