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浅谈工业锅炉磁水处理应用
发布时间:2018-11-08 14:38


工业锅炉是生产蒸汽或热水的换热设备,实现换热过程,必须用水作为传能的介质。其水质一般都含有钙、镁等易产生水垢的物质,同时也含有易发生腐蚀的溶解氧和二氧化碳,以及悬浮物、胶体等杂质。它们进入锅炉后,很快形成沉积物,并在受热面上结成水垢或泥渣粘浮物,严重时堵塞炉管,因此一般工业锅炉的用水都要经过水处理设备进行处理。一种合格的水处理设备必须能够有效地起到阻垢和缓蚀的作用。阻垢主要是避免锅炉本体的受热面生成水垢;缓蚀是指避免或减缓包括锅炉本体以及蒸汽管道、热交换器和冷凝水管道发生腐蚀。其目的是为了保证锅炉安全、可靠、经济、合理地运行,并减少环境污染。目前工业锅炉水处理方法有以下几种。

一.锅内加药法

锅内加药是锅炉水处理历史上最先采用的方法。锅内加药法就是在锅炉水中按一定比例投入阻垢、防腐的药剂,其主要成分为三钠一胶。它与锅水中Ca2+Mg+SiO2等容易结垢的物质发生化学或物理化学作用,形成沉积物。锅内加药法使用时依据锅炉水质的各项指标,做到量水投药,对症下药,科学排污,就能达到有效阻垢和防腐的要求。其特点有:(1)对原水水质适用范围较大,设备简单,投资小,成本低,操作维护简便及节省劳动力。(2)锅内加药处理法是最基本的水处理方法,又是锅外化学水处理的继续和补充。经过锅外水处理以后还可能有残余硬度,为了防止锅炉结垢与腐蚀,仍需加一定的水处理药剂;(3)锅内加药对环境没有什么污染。缺点:一是当给水硬度大于6mmol/L时,就不能采用锅内加药的方法,因为给水硬度过高时,将形成大量水渣,反而加快锅炉受热面的结垢速度;二是不能完全防止锅炉结成水垢,特别是锅炉生成的泥垢,在排污不及时的情况下很容易结生二次水垢;三是锅炉的排污率较高,致使热损失增大;四是由于去水现象的客观存在,对阻垢、防腐的效果会产生一定的影响,同时増加运行费用。

二、离子交换法

离子交换法是一种在锅外进行的水处理方法。它是利用树脂的离子交换作用,将水中的各种离子去除或减少到一定程度的水处理方法。也就是水通过离子交换器时,水中含有的钙、镁离子和树脂中的钠 离子进行交换,产生沉淀物析出,以达到降低水质硬度,使锅炉受热面不结水垢的目的。其特点是(1)设备简单,管理方便。(2)经离子交换软化后的水,硬度大大降低或基本消除,使出水残余硬度达到国家水质标准的要求。(3)碱度保持不变。由于碳酸盐硬度等量地转变成了碳酸氢钠,所以软水中的含盐量略有増加。缺点是不能有效地防止腐蚀发生,同时含有大量盐及氯根的水渗入地下,造成环境污染。由于使用过程中要不断再生或更换己失效的树脂,因此运行费用高,同时要经常对水质进行化验,对水质化验人员或司炉人员的素质要求比较高。

三、磁水处理器

磁水处理器是一种新型的水处理设备,它是利用锅炉水流经该设备时,磁场对水进行磁化,产生磁水来达到防垢、防腐的目的。

(一)磁化原理

导体在外力作用下,做切割磁力线运动,导体中会 产生电荷和使电荷产生运动的电动势,同时产生了电流、电位差等变化,于是生成了电能。磁场强度高,磁力线密集,导体运动速度快,导体的电阻率低,产生的电能就多,导体内的物理变化就越显著。这就是著名的法拉利电磁理论。当切割磁力线的导体是一束具有一定流速和一定导电性的水时,在水流中就会发生带电荷的现象,此时水就会被磁化了。

在非绝对纯净的水中,不同程度地溶有盐、碱、酸等成分的杂质,同时也不同程度地存在悬浮不溶解的固体杂质和微量金属及非金属元素,所以水都可以不同程度地被磁化。此观点由英国物理学家提出,被称为MHD原理。但是水被磁化应具备一定的条件:(1)水应有一定的导电性。(2)水流动方向应与磁力线方向垂直正交。3)水流切割磁 力线时应有一定的速度。可见工业锅炉用水完全具备这些条件。

(二)经磁水处理器磁化后水质的变化

水被磁化后,水中产生静电荷,使水中含有的各种杂质带有电荷 从而产生电位差,变成了有极性的物质,改变了原来的静电引力状态,这时会发生明显的电化学反应,表现出以下几种特征;(1)酸碱性发生变化,pH值向碱性上升约0.4-1.0。(2)水的表面张力下降。(3)水对一些盐类的溶解度提高。(4)改变了水中微生物的生长环境。

(三)工业锅炉磁水处理器的功能与用途

(1) 防垢作用。进入锅炉的具有一定流动速度的水经过磁力线的切割,产生一定的电荷和使电荷运动的电动势,成为磁水,同时水中的杂质也带上电荷,产生电位,使其变成有极性的物质,改变了杂质原来的静电引力作用,从而阻止了水中钙、镁离子等杂质通过离子引力结合产生的结晶类水垢,而是形成易于聚集和沉淀析出的松软的结晶物,避免了锅炉受热面及管道的结垢,达到防垢的目的。

(2)除氧阻锈防腐作用。水流通过磁化器进入锅炉后,水中氧分子受单个水分子包容,使溶解氧变成惰性氧,切断了金属锈蚀所需氧的来源,起到除氧阻锈的作用。同时由于高频电磁波激起的悬垂复合调制频率的电磁场所产生的集肤效应”在受热面上聚集过剩的负电荷,不断吸引水中的铁离子阻止金属铁离子溶于水中,使原有受热面上的红锈还原或生成具有极强耐腐蚀力的黑锈外膜。此外,水被磁化时会产生氢离子,在受热面上形成对其有良好保护作用的氢离子被膜,均可对金属容器及管道起到很好的防腐作用。

(3)除垢作用。由于水流吸收了大量被激励的电子,水的偶极矩増大,形成带有高电位的粒子,可有效地使金属受热面及管道上原有的水垢松软脱落,进而达到除垢的效果。

(4)杀茵灭藻作用。水经过磁化后破坏了生物细胞的离子通道,改变了水中微生物、生物的生长环境,使其丧失生存条件,从而起到杀茵灭藻的作用。

(四)磁水处理器的应用情况

磁水处理器就是基于以上原理制造的一种新型水处理设备,它利用钕铁硼等高磁性材料制成(也有利用电能产生磁性,亦称电磁),安装在供回水管路上,使水反复经过磁水处理器进行磁化,从而不断地产生磁水。该设备由于结构简单,安装方便,防腐除垢效果良好,运行费用低廉,绿色环保。


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