高频电磁水处理技术在采暖系统阻垢防腐上的应用
第１７卷第４期２００３年８月
全 面 腐 蚀 控 制
TOTAL C ORROS ION CONT ROL Ｖｏｌ．１７ Ｎｏ．４Ａｕｇ． ２００３
高频电磁水处理技术在采暖系统阻垢防腐上的应用
吴景峰１ 叶宝娟２
（１、大庆石化公司热电厂，２、大庆石化公司水气厂 黑龙江 大庆 １６３７１４）
摘 要 某采暖系统用水硬度大、含碱度较高，导致系统结垢腐蚀严重，使用高频电磁水处理技术很好的解决了这一问题。
关键词 高频电磁水处理 硬度 碱度 除垢 防腐
The Application of High Frequency Electronic Magnetic Water Treatment Technology to
the Heating System's Descaling and Anticorrosion
Ｗｕ Ｊｉｎｇｆｅｎｇ Ｙｅ Ｂａｏｊｕａｎ
（１、Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄａｑｉｎｇ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ ２．Ｓｔｅａｍ－ｇａｓ ｆａｃｔｏｒｙ ｏｆ Ｄａｑｉｎｇ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｉｍｃａｌ
Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｄａｑｉｎｇ， １６３７１４ ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ ｌｎ ｓｏｍｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ ｂａｓｉｃｉｔｙ ｂｒｉｎｇ ａｂｏｕｔ ｓｅｒｉｏｕｓ ｓｃａｌｅ ａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｏｌｖｅ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ ｖｅｒｙｗｅｌｌ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｈｉｇｈ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ， ｈａｒｄｎｅｓｓ， ｂａｓｉｃｉｔｙ， ｄｅｓｃａｌｉｎｇ
黑龙江大庆地区是属于盐碱地区，大部分换热站采暖系统用水为井水或地表水，由于其特殊的地理结构决定了用水硬度大、含碱度高，总硬度为３３０～４２０ｍｇ／Ｌ（以ＣａＣＯ３计），总碱度为３７０～４４０ｍｇ／Ｌ（以ＣａＣＯ３计）。由于水的硬度碱度高，在采暖期内，若不采取任何水处理措施，管板式换热器一个月就要除垢一次，整个系统则每个采暖期就必须清洗一次，同时由于结垢严重，高效的板式换热器根本无法使用，另外由于用水碱度大，设备腐蚀也特别严重。采用传统的离子稳定器、预膜法或化学投药等方法费用都较高，一个小的换热站一个采暖期的费用就要十几万元，并且维护量大，管理困难。针对以上问题，目前大庆市部分换热站尝试在采暖系统中加装高频电磁水处理器进行防腐防垢，收到了良好的效果。
具有一定的阻垢除垢及防腐作用。
１．１ 阻垢除垢原理
在高频电磁场的作用下，水分子被激活形成偶极矩分子，对周围带电粒子的静电引力增强，使水分子和水中的杂质离子（如Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋）等，形成水合离
２＋
子［Ｃａ（Ｈ２Ｏ） 这种水合离子的形成起着阻垢除垢４］，
作用，因为Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋处于水分子的包围中，不易形成水垢。另一方面，水合作用可以增强其溶解力，所以已经形成的老垢会逐渐松散、剥落，达到除垢的作用。
１．２ 防腐原理
水与金属接触产生的腐蚀，从原理上讲是电化学腐蚀即“微电池效应”，高频电磁水处理器在特定的频谱电磁场作用下，激发出大量电子，依据“附肌效应”原理在水管内壁形成动态的负电荷富态层，消弱抑制电化学腐蚀。同时水中Ｏ２＋ｅ→Ｏ２－，由于Ｏ２－的生成，使水中的Ｏ２减少。另外由于因管道自身的电位差腐蚀而产生的Ｆｅ２０３・ｎＨ２Ｏ（俗称铁锈）和负电
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１ 基本原理
高频电磁水处理器通过换能器产生的高频电磁场作用，在分子水平上改变水的物理特性，从而使其
全面腐蚀控制 吴景峰 叶宝娟：高频电磁水处理技术在采暖系统阻垢防腐上的应用 ２００３年第１７卷第４期
荷发生如下反应：
３Ｆｅ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏ＋２ｅ→２Ｆｅ３Ｏ４（１／２）０２＋３ｎＨ２ＯＦｅ３Ｏ４在常温下很稳定，不再被氧化，称为磁性氧化铁（俗称黑锈），它形成的膜，将管道壁和水隔开，腐蚀即停止。磁场作用形成负电荷富态层，同时生成Ｆｅ３Ｏ４保护膜，使腐蚀大为减少。
前面已提及，在负电荷作用下，使水中的 Ｏ２＋ｅ生成Ｏ２－称为活性氧。活性氧对水中微生物及铁细菌有强大的杀伤力，减少了后续管道中的污垢，防止管道被腐蚀。
３ 社会效益及经济效益
结垢和腐蚀总是对设备的影响巨大，其一，结垢会增加换热设备的传热阻力，降低传热效率， 增加能耗。 水垢的导热系数仅为０．５—１８．６ｋｃａｌ／ｍ２．ｈ．Ｋ之间，而铁铜的导热系数高达２６０－３４０ｋｃａｌ／ｍ２．ｈ．Ｋ之间。因此只要换热面上附着—层很薄的水垢，造成的热阻也是相当大的。其二，由于结垢产生的垢下腐蚀速度是正常情况下的５￣８倍。造成设备腐蚀穿孔损坏，给用户造成严重的经济损失。其三、管道锈蚀使循环水质恶化，形成黄锈水现象，增加了循环水补水量。
高频电磁水处理技术采用物理方法，很好地解决了采暖系统中的结垢腐蚀问题，它在工作过程中不用添加化学药剂，对水质无污染，对设备只起保护作用，无化学处理的二次腐蚀。它比传统的化学处理节约费用，且日常管理、运行简单，免维护，运行管理费用只相当于化学方式的百分之几。
２ 系统布置安装
由于高频电磁水处理设备的防垢防腐原理是“时间软化活化水”的概念，并不发生真正的化学反应，故处理后的水必须直接进入工作设备，即电磁设备必须靠近工作设备。对于热网系统和热水锅炉系统，水处理设备应尽可能安装在换热器入口和锅炉进水侧，对水质不好的二次网加装水处理设备更为重要。高频电磁水处理器的安装位置如图１所示。
来水
水处理器
４ 结论
高频电磁水处理技术在采暖系统和热水锅炉系统的应用中，除垢阻垢及防腐效果明显，是小型换热器站水处理的首选。
图１ 高频电子水处理设备布置图
（上接第４２页）
表３ 有机酸清洗操作条件
酸类草酸ＥＤＴＡ柠檬酸
垢型尿垢尿垢锅炉垢
材质３１６Ｌ３１６Ｌ碳钢
酸浓度％３～１０１０～１５２～４
清洗温度℃９０～１００１５０～１６０９０～９８
清洗时间ｈ８～１２６～７４～６
４．１１ｔ／ｈ，节约燃料油１６７８ｔ／ａ。江苏某石化公司化肥厂用柠檬酸化学清洗化肥装置，效果显著。四川某天然气化工厂用“有机混酸”化学清洗尿素循环加热器，将２～３ｍｍ厚的垢层全部清洗干净，清洗效果达１００％。湖南某氮肥厂利用有机酸清洗尿素循环加热器和尿素汽提塔，提高了换热效率和汽提效率，为尿—４０—
素装置提前达标提供了保障。我厂２０００年大修期间，合成氨锅炉系统使用柠檬酸清洗，历经一周，解决了因水质污染造成锅炉结垢而影响蒸气供应量的问题。
参考文献
［１］ 杨文治．缓冲剂．化学工业出版社，１９８９
［２］ 李博达等．普通化学．人民教育出版社，１９８３：３３３［３］ 任建新．化学清洗．甘肃科学技术出版社，１９９３