循环冷却水系统广泛应用于电力、冶金、石油化工等领域,是大型换热设备的必要组成部分。然而随着时间的推移,循环冷却水系统的管道内壁会不断生成碳酸钙等盐类水垢,水垢的生成会降低换热设备的传热效率,加速设备老化,产生安全隐患。因此必须对冷却水管道进行处理,电磁阻垢技术具有阻垢效率高、能源消耗低、安全无污染等优点,发展前景十分广阔。本文以循环冷却水处理技术为背景,采用扫频电磁场对循环水管道进行阻垢除垢,分析了循环水管道内壁水垢的形成过程以及影响循环水管道结垢的因素。对扫频电磁场的阻垢机理进行总结分析并运用ANSYS电磁场仿真软件研究线圈匝数、管材以及管径对处理腔内磁场强度和分布的影响。通过综合分析可得,扫频频率段和感应磁场强度是影响阻垢效果的两个重要因素;选择100匝缠绕线圈且内径为100mm的PVC管作为模拟管道参数最为合适。通过对扫频电磁场阻垢机理进行研究,设计了扫频电磁场除垢装置,扫频电磁场除垢装置的工作原理为:单片机产生特定频率的方波信号,通过电平转换电路对该方波信号进行升压提高带载能力,然后通过积分电路将方波信号变换成三角波信号,扫频信号发生电路通过CD4046芯片将输入的三角波信号转化为扫频方波信号,最后通过驱动电路和功率放大电路进行功率放大并驱动电磁线圈,产生扫频电磁场从而实现除垢目的。该除垢装置的频率可调范围为20KHz-70KHz。在扫频电磁场阻垢机理和本文设计的除垢装置基础上,搭建了扫频电磁场阻垢静态实验系统以及恒温模拟循环冷却水实验系统,通过实验对扫频电磁场阻垢机理进一步研究,实验结果表明,经电磁场处理的循环冷却水会加速碳酸钙水垢的生成且水垢结晶形态以文石为主,其结构松散容易被水流带走而不是沉积在管壁上。在本实验的工况条件下,当扫频范围为50KHz-60KHz时模拟循环冷却水溶液的电导率和pH值下降幅度最大,除垢率及除垢效率最高,该扫频范围是该硬水的最佳除垢频率。