物理防垢法及其实例

卡卡西 · 发表于 2008-2-1 11:15:40

如前所述，通过防垢水处理及化学清洗，可以基本保持锅炉受热面及热交换器传热表面清洁，但是所付出的代价也是相当大的。各种水质处理方法均需要相当大的建设费用，要占用一定场地，要使用各种药剂，要消耗一定的电能，更重要的是要排放对环境有一定影响的废水。化学清洗除了要停止设备运转减少产品的生产量之外，清洗费用可观，清洗废液的环境影响均不可忽视。 　　因此，人们长期以来就在探求不用药剂的防垢、除垢技术。在除垢方面高压水射流技术的应用是无污染清洗的一项突破，在直管热交换器除垢方面应用较广，在其他换热设备上的应用也在探索中。非药剂的防垢试验与应用已历半世纪，已成功地使用电磁、永磁、高频、静电在热水锅炉和热交换器上防垢，并取得一定防垢效果。 　　作者从事磁场防垢研究已40年，认为磁场对水作用，可以使碳酸钙暂时失去附壁能力。经电场处理的水，也同样有使碳酸钙暂时不在受(传)热面上结晶附着的作用。因此认为，只要防垢装置确实有效，而且使用得当，可以用于防止热水锅炉和各种热交换器结垢。 　　磁场、电场防垢最大的优势是不使用化学药剂，也就对环境无任何污染。这类防垢方法的投资少，占地面积小、基本不用人维护、运行费用低廉，因此生命力旺盛。磁场、电场防垢是物理处理方法，最大的缺点是防垢能力有一定时限，超过了这个时限就完全消失防垢能力。此外，还必须遵循一定的使用方法，有一定的使用范围，不符合有关规定也使防垢作用受影响，甚至无防垢作用。 　　第1节　物理防垢法 　　物理防垢法是指对水进行电场或磁场处理，使水暂时失去结硬垢的能力的方法。其机理尚未充分揭示，但是近半个世纪的实践证明确实有防垢作用。使用电场或磁场处理也常有不成功的事例，这是装置本身的问题，或是使用不当的问题，而非电场或磁场防垢方法的问题。

卡卡西 · 发表于 2008-2-1 11:28:07

(2)B厂情况 　　B厂地处城市水系上游，该水系作为该市饮用水源。为保护水源，已停止了库区的风景游览活动，严禁向其中排放化学药剂。由于库容小，水质呈结垢性，凝汽器管结垢腐蚀严重，铜管使用年限为10年(正常应为15年以上)，最短仅5～8年。各机均有0.5mm上下的硬质水垢，详见表3-6。

(3)C厂情况 　　该厂位于首都西郊，初建时用永定河水直流冷却，随着设备容量增加及缺水日甚，改为开式循环冷却，用ATMP十PAA为阻垢剂。按其水质浓缩倍率应达2倍，实际仅1.2～1.3倍。由于铜管结垢腐蚀较重，酸洗频繁，各机铜管已更新1～2次，有的达3次。由于凝汽器泄漏造成锅炉水冷壁管结垢腐蚀，5号炉曾两度产生脆爆和穿孔，8号炉也曾脆爆失效。 　　该厂由于循环水浓缩倍率低，使大量阻垢剂随排污水流走，污染水体。按该厂统计数字，循环水排污率达4.5%，按1.3倍计算为3.8%，即使按后者计算，比额定值多排3000t/h，每年排污水量增加1800万t，药剂多耗45t以上。 　　(4)D厂情况 　　D厂由于调峰运行，循环水处理的药量及费用较低，但是每月用于1959水稳剂、浓硫酸和漂粉精的费用达13万元。由于铜管结垢经常清洗，1号炉铜管腐蚀泄漏较严重，将全部更新。 　　6.2关于在该公司采用高频防垢的可行性论证 　　(1)经济效益 　　如果按照300MW机组高频防垢装置总费用为80万元、200MW机组为60万元、100MW机组为45万元计算，A厂的全部高频防垢设备费用可用4个月的循环水处理费用收回。除此之外，还可节省各种加药设备的电费、维护费和人工费，由于无污染物排放，也免去了排水费用。在C厂和D厂使用时，设备费用约相当于一年的循环水处理药剂费用，而省去了加药设备的防腐蚀维护费用。高频防垢装置电耗很低，每台仅1kWh，电费的节约额也相当可观。 　　(2)安全效益 　　用阻垢剂防垢是物理化学过程，不同于简单的中和法或沉淀法化学反应，其防垢效果受许多因素制约，都不能保证无垢运行。所以各厂凝汽器仍结水垢，由于结水垢而诱发腐蚀，为除垢进行的酸洗往往加速腐蚀的发展。 　　高频防垢法是对全部循环水在其运行的全部时间内进行物理防垢处理，其防垢效果优于只对补充水投药阻垢的水质处理。 　　有效的防垢，不仅保持了热交换表面清洁，还可防止腐蚀，防止凝汽器泄漏和由此引起的水质故障。 　　(3)环境效益 　　A厂和D厂位于官厅水库上游，其排水对官厅库水影响很大。C厂是首都水系的上游，也应严格保持水体清洁。目前该3厂所用的水质稳定剂均可使水体富营养化，在国外已限制使用或禁止使用。高频防垢不用大量药剂，循环水系统几乎不对外产生环境污染，适用于以上三厂。 　　B厂是由于禁止使用药剂防垢方法而受结垢严重困扰的电厂，自该厂于70年代末由于结垢而首次进行化学清洗以来，凝汽器传热面的清洁主要是靠胶球连续清洗与定期化学清洗，因此铜管使用寿命短，更新铜管的耗费大。采用高频防垢对该厂是最为合适的，其设备投资可为受热面保持清洁而降低的能耗所抵消，还可省去定期化学清洗的费用，避免清洗液对受纳水体的污染。

卡卡西 · 发表于 2008-2-1 11:27:36

其次，电场、磁场处理装置使用对象若不合适，则防垢效果差，甚至不起作用。例如，某大容量供热锅炉用电场处理法代替软化法，使锅炉严重结垢。某制药厂2t/h供汽锅炉采用磁场防垢处理，仅4个月炉管结垢超温爆破。某粮油加工厂有2t/h及4t/h锅炉各一台，在使用软化器制取补充水时基本无水垢，停用软化器代之以磁处理装置后，两年间4t/h锅炉两次结垢爆管，2t/h锅炉炉管中水垢厚达10mm，锅筒底部水垢厚达50mm，由于金属超温产生大面积鼓包变形，并产生裂纹。 　　第三，采取物理法处理时，应保持必要的排污，使析出的水渣及时排走，不然仍会再次粘附在受热面上，而且介质温度越高，热负荷越高，越容易结二次水垢。 　　第四，尽量做到节约用水，使被处理的水量尽量减少。实践表明物理处理装置容量越小，防垢作用越好。被处理水量越大，效果越难保证。 　　第五，要选准使用对象。华北地区某大型火电厂，装机容量1550MW，使用小型水库水作直流冷却，该水库是城市饮用水源，不容许污染，不能进行药剂防垢处理。因此该厂8台汽轮机凝汽器一直存在结垢问题，要定期酸洗除垢。由于凝汽器管结垢及频繁的清洗，铜管使用寿命仅为正常寿命的30%～70%，凝汽器管泄漏成为该厂的困扰问题之一。类似这种已有明显结垢现象，而又不允许进行药剂阻垢、防垢处理的电厂，最适于使用高频防垢，以解决结垢和频繁清洗的问题。 　　6物理防垢法实例 　　物理防垢法(包括电、磁处理)都没有十分普及，但是从技术、环境、经济效益等方面的考虑，物理防垢法在工业中是可行的，在一些情况下是必要的。下面以某发电公司循环水处理改进方案的论证作为物理防垢的实例。该实例发生的时间为1998年12月。 　　某发电公司下属4个火电厂。A厂装4台300MW机组；B厂装125MW及250MW机组各2台，另有200MW机组4台；C厂装6台100MW机组；D厂装2台100MW机组及1台200MW机组。这4个电厂均存在凝汽器管结垢及因结垢引起的腐蚀问题，铜管使用寿命仅为正常寿命的2/3，C厂因凝汽器泄漏造成2台锅炉频繁爆管，其他3厂因凝汽器结垢影响机组安全、经济运行，频繁进行化学清洗与机械清洗。现该公司拟对循环水处理方法进行改进。经研究论证认为，采取高频防垢技术，可有很大的经济效益、安全效益和环境效益。 　　6.1某公司4个电厂循环水处理及结垢腐蚀情况 　　各厂循环水处理情况虽不相同，但是凝汽器铜管都存在结垢腐蚀问题。A厂、C厂及D厂均系开式循环系统，使用阻垢剂防垢。有的还投加杀菌灭藻剂及缓蚀剂。阻垢剂以磷(膦)系列为主，有的和聚羧酸盐混合使用。B厂用小容量水库作直流冷却，由于该水库是饮用水源，不允许投药，铜管结垢严重，经常进行清洗。 　　(1)A厂情况 　　该厂缺水较严重、水质也相当差，循环水处理费用高，但铜管仍有结垢腐蚀。该厂地处官厅水库上游，排水对封闭水体有环境影响。兹将该厂每年用于循环水处理的药剂及费用列于表3-5。

卡卡西 · 发表于 2008-2-1 11:20:22

4电场处理在循环冷却水杀菌灭藻与防腐蚀方面的效果 　　有许多电场防垢装置的说明书中，都提到该装置具有杀菌灭藻能力。有些国外的产品也提到电场处理具有杀菌灭藻作用。 　　美国水动力公司在介绍该公司防垢装置时，除了肯定有防垢作用外，还提到能逐渐除去已有的垢，能够防止海生物贝类等滋长和附着，能防止管道氧腐蚀。其控制大生物附着的例证，是日本某石油液化气生产单位冷却水管道及冷却器有海蛎子之类的海生物附着，虽然大量投放氯气，收效甚微。1988年安装了HU装置后，海生物附着力减弱，能用水冲走。此后4年无海生物附着。这可能是由于可防止成垢，海生物失去了繁殖场所的缘故。 　　在关于Ionstick电场防垢装置的介绍中，也提到具有防垢、除垢，杀菌灭藻和防腐蚀的作用。但是缺乏关于使用效果的资料。 　　电磁场防垢和除垢的作用容易理解，其防止微生物及大生物附着的作用尚难解释。关于其防腐蚀作用更不容易理解，有的认为经过处理的水中离子有在金属表面吸附的能力，可形成连续的吸附膜，而起到防腐蚀作用。但是这种吸附力很小，其防腐蚀能力也有限。 　　由于结垢和腐蚀之间关系密切，防止结垢就能减轻和制止腐蚀的发展。尤其黄铜冷凝器管其主要腐蚀形式之一是沉积物下的腐蚀，清洗除垢是最常用的防垢措施。因此，对于电场防垢装置的防腐蚀作用可从这方面得到解释。 　　电场防垢保持循环水传热面不再成垢，使菌藻等微生物失去栖息繁殖场所，而清洁的铜合金表面水合存在的铜离子本身就有抑制菌藻作用，这种保持传热面清洁无垢的抑菌藻作用，不下于投药杀菌灭藻或使用污泥剥离剂保洁。 　　5保证电磁场处理装置防垢效果的条件 　　电场和磁场防垢虽然目前只适于采暖锅炉和中小容量循环冷却水，但是正是这两个领域中，每年投加的化学药剂最多，其环境影响不可忽视，其水处理费用也相当多。因此，正确地使用电、磁技术于防垢方面，无论在经济上，还是在环境保护上，效益都是相当可观的。 　　在我国电场、磁场防垢处理已几度兴衰，毁誉参半，至今无确切的定论。这主要是由于对于这种技术认识不足，或使用不当，或者是装备本身不足。在这里，有必要对使用电场、磁场等物理防垢方法的各方面作一小结。 　　首先，只要电场、磁场处理装置有效，总会收到一定的防垢效果。要保证电场处理装置有效，其静电电压应达7000V以上。要保证磁场处理装置有效，其磁感应强度应达0.3～0.6T(特斯拉)，能达1T最好，其下限是不能低于200mT。有许多粗制滥造的电场、磁场装置，达不到规定参数的下限，影响防垢效果，甚至无效，给怀疑物理处理效果的人们增加了口实。

卡卡西 · 发表于 2008-2-1 11:19:43

2关于电场防垢效果的追踪研究 　　某小区集中供热站反映，该供热站30余台热交换器自采用电场防垢装置后，仅两个月就结垢堵塞，已影响向居民供热，请求协助解决。 　　经现场考察，该供热站使用的换热器是板式换热器，而不是常用的管式换热器。该换热器体积小，占地面积少。但是板与板之间的通水间隙小，稍有泥渣水垢即影响通水。该换热器设计用水经过软化处理，在用软化水作换热介质时基本不结垢。安装使用电场防垢装置后，以为电场“软化”水可代替水质软化后，就停用了软化器，也不进行排污，致使经电场处理后产生的软质泥渣淤塞了板与板之间的通水间隙。 　　对该站换热器结垢问题的处理对策是

1)逐台换热器进行硝酸清洗(材质为奥氏体不锈钢)；　(2)说明电场防垢适于通水直径(截面)较大的管式换热器，并在使用之初应作适当排污，排除原有的锈渣异物和软垢；(3)电场防垢效果不能和软化相比，也不能代替软化装置。 　　除了上述热交换器的结垢堵塞较为典型之外，还曾在蒸汽锅炉上与热水锅炉上遇到过关于用电场防垢装置后产生水垢的争议。 　　有的小容量蒸汽锅炉使用锅内处理药剂防垢，换用“电子软水器”(实际为电场防垢装置)后停止了药剂处理，结果发现锅炉结垢严重。对此解释是，电场防垢不适用于蒸汽锅炉防垢，不能代替锅内处理。1t/h以下的蒸汽锅炉即使可以使用电场防垢，但是排污的热损失比防垢药剂费用高。不进行必要的排污，必然要结垢。 　　对于热水锅炉使用电场防垢装置后结垢问题转为严重的解释是

1)所用的防垢装置可能是伪劣无效的，这类事例并不少见；(2)即使所用的防垢装置有效，还存在是否使用得当的向题，应严格按照制造厂规定的条件安装使用；(3)原来采取阻垢处理，改用电场防垢后其防垢效果不如投药处理是正常的，因为物理防垢法受许多使用条件制约，不能和物理化学方法(阻垢与分散，甚至螯合)等同看待。 　　3大容量循环冷却水系统的电场防垢 　　非药剂的物理防垢法用于大容量循环冷却水系统防垢，最能发挥其经济、方便和无环境污染的优势。所谓大型冷却水系统指化工厂、钢铁厂、化肥厂和石油化工厂等企业的循环冷却水系统，其冷却水用量达1000～10000t/h，而火力发电厂则可达10000～100000t/h。 　　实验室试验与工业性试验已经确定，由于经水泵传输、水塔淋洒等机械作用及风(空气)与水的混合作用，使电场处理水难以长久保持防垢能力，应对全部循环冷却水作电场处理。因此，要满足大容量循环冷却水的防垢处理，首要条件是生产能有效防垢的装置。对于用水量为1000～10000t/h的冷却水系统来说，单台出力应不小于2000t/h；对于10000～100000t/h的冷却水系统来说，单台出力应达5000t/h以上。 　　据报道，国外Ionstick电场防垢装置可满足冷却水量为500～1000t/h的系统防垢之用。我国德凯电子水处理设备有限公司的产品目录中，有出力为2500～18000t/h的防垢装置，其直径达600～1600mm。随着对冷却水排污限制的日趋严格，使人们把注意力转向冷却水的无污染防垢处理，大容量电场防垢装置将有很大的发展。

卡卡西 · 发表于 2008-2-1 11:19:09

如果水的总含盐量超过2000mg/L，或者水的pH值低于7，则应使用耐蚀材料制造电场或磁场防垢装置。 　　尽管电场、磁场防垢法受到一定的使用范围与使用条件的限制，但是由于它不用化学药剂，不会污染环境，设备使用寿命长，维护管理简单，还是有很强烈的吸引力，国内外的厂商正在推出各类处理装置，市场越来越扩大。 　　第2节　电场防垢技术的应用 　　电场防垢(又称电子防垢)技术的出现虽晚于磁场防垢技术，但是其发展势头超过了磁场防垢技术。这是由于电子技术的发展，使电场防垢设备的制造成本下降，生产周期缩短，可以制造不同尺寸和不同出力的防垢装置。在我国物理防垢技术市场上，磁场防垢所占市场日益萎缩，而电场防垢发展甚快。作者随机收集了前两年物理防垢装置的产品广告，在12则广告中，电场防垢装置占75%，可大致反映其市场分配情况。 　　早期的电场防垢装置使用大功率真空管产生高频震荡用以防垢、除垢，由于难以把握不同的水质条件与运行条件下的有效震荡频率，其防垢、除垢作用均不稳定，有效率不高。经过二、三十年的技术改进，电场防垢到70年代后期渐居物理防垢市场的上风。在国外，英国的水垢控制系统公司和加拿大的约克能量守恒公司的产品具有一定知名度；在国内，就大型装置而言，北京德凯电子水处理设备有限公司形成了一定规模，其产品适于循环冷却水的防垢处理，读者要了解其详情，可参看本书附录。 　　1中小容量用水设备的电场防垢 　　用水量不超过100t/h的用水设备含有热水锅炉、热力网站的分站换热器、中央空调设备与冷冻设备的循环冷却水以及各种加热炉的冷却水。 　　电场防垢装置在热水锅炉上使用得较多，也较成功。由于90℃以下的热水锅炉不进行水质处理，结垢都相当严重，使用电场除垢装的至少有60%以上的防垢效果，相比之下属于有效。 　　集中供热的热网锅炉用水经过软化、脱氧等水质处理，所供热量经过各分站的热交换器分配输送，这些热交换器都是使用自来水或深(浅)井水为水源，若不进行任何处理，热交换器的结垢问题相当严重，采用电场防垢法也有显效。 　　中央空调机的散热管冷却水侧结垢过去主要靠清洗除垢，在采用电场防垢后结垢速度明显降低，酸洗周期延长。某冷库的制冷设备使用井水冷却，结垢较严重，依靠定期酸洗维持运行，采取电场防垢后清洗周期延长3倍以上。 　　某铝熔炼厂的加热炉冷却水系统结垢严重，使用高频防垢装置后连续运转半年无明显结垢。

卡卡西 · 发表于 2008-2-1 11:18:36

尽量避免将物理防垢装置用于蒸汽锅炉。国外规定在蒸汽锅炉上使用时，其最大热负荷不可高于100MJ/(m2·h)。蒸汽锅炉的设计书中给出了平均热负荷，但是结水垢是在局部热负荷最高的蒸发受热面上。通常局部热负荷最高地带的热负荷，可为平均热负荷的1.4～1.5倍。表3-3列出了我国一些低压小容量蒸汽锅炉的平均热负荷。

由表3-3可以看出，国产的小容量蒸汽锅炉只有KZG0.2-5和SZY0.7-8两种锅炉能满足上述物理防垢装置最大热负荷的要求。KZG0.5-8、WNG1-8和WNG1.5-8三种锅炉在水质条件较好时、保持足够排污也可使用。其他类型锅炉则不能用。 　　在循环冷却水系统和锅炉之外，物理防垢法可以用于小型热力网和热交换器的防垢，可用于中央空调设备及管路的防垢，可用于洗瓶机和洗盘碟机的防垢，也可用于某些输液管道的防垢，其使用天地是相当广阔的。 　　2.2.2物理防垢法的使用条件 　　要使物理防垢法取得应有的效果，除了要使用对路，在限定的范围内使用外，还应根据其防垢实质与特点，满足必要的使用条件。 　　在循环冷却水系统中使用时，应对全部循环冷却水进行防垢处理，并使循环水的浓缩倍率为3.5以下。如果原水硬度超过3mmol/L，则浓缩倍率应为3以下。发电厂的循环冷却水系统有胶球清洗装置时，不加杀菌灭藻剂也能保持传热表面清洁。一般的循环冷却水系统，可酌情配合使用杀菌灭藻剂。 　　物理防垢处理的水温不可高于120℃。在110℃的热水锅炉上使用效果不如90℃以下的热水锅炉好。热交换器的使用温度也以110℃以下为宜。 　　在蒸汽锅炉上使用物理防垢法时，除了严格限定局部热负荷外，还应保持足够的排污。原水硬度与排污率及间隔时间的关系如表3-4。

由表中可以看出，该法要保持相当大的排污，才有一定防垢效果，而排污的热量损失与水量损失均相当可观，是其限制因素。 　　磁处理防垢装置对水中铁磁性颗粒物质有严格限制，希望水中铁、锰的总量不超过0.1mg/L。否则这些顺磁性物质将在磁极处吸着，既增加水流阻力，又可能使磁力线短路而使装置失效。和磁场防垢处理相比，电场处理(尤其是高频电场处理)在这方面限制较小。国外制造商要求，在原水中铁磁物质总量为0.5mg/L时，在磁处理装置前面应设置去除铁磁性颗粒的过滤器。

卡卡西 · 发表于 2008-2-1 11:18:06

2.2.1物理防垢法的正确使用范围 　　(1)物理防垢的实质 　　由以上对磁场和电场的防垢机理的研究和探讨，可以认为:磁场、电场防垢的实质，是水受磁场或电场作用，水分子的缔合现象暂时被破解，水分子成为单个的极性分子，它吸附在刚生成的碳酸钙微晶上，形成水分子与碳酸钙微晶的分子团，由于静电作用，碳酸钙难以作晶状有序排列，而是大量带相同静电微晶的松静聚合，形成絮状的聚合体。经过磁(电)场处理过的水分子，不仅能使由于过饱和新析出的碳酸钙微晶不在传热面上粘结成垢，还会向已有的垢层浸润渗透，对水垢产生吸着、束集作用而逐渐松散剥脱。这种使旧垢松脱的作用要经历近1个月以上的时间才显现出来。 　　由于水经过磁场、电场产生的缔合破坏作用改变了水分子的正常存在状态，从热力学角度考察，这是一种不稳定的体系，它趋向于恢复缔合，保持静电中和的稳定状态。因此，磁(电)场处理水的防垢作用较短暂，在完全静止的水中，约经48h可重新恢复其缔合状态；剧烈鼓泡、搅拌或湍流作用下，恢复更快，防垢作用只能保持数小时。 　　了解上述磁场、电场作用的实质，就可得知，磁场或电场防垢作用是暂时的、有条件的，如果满足不了其使用范围与使用条件，将使其防垢作用下降，甚至无效。 　　(2)物理防垢法不能等同于水质软化 　　对物理防垢法防垢效果评价产生分歧，许多情况下是基于把它的防垢作用称作软化，或者是用它和软化器的防垢效果作比较。 　　国外的厂家不许把自己的产品称作电场软化器或磁场软化器，唯恐产生误解而不能正确评价其防垢作用。某些厂商为了产品的销售把它称为软化器或软水器，用户则被误导，认为用它可进行水质软化，当观察不到软化作用时则认为无效。特别是有的用户本来有离子交换软化器，购置所谓的磁化软化器(例如有的产品称作“强力磁化软水器”)后，停用了原有真正的软化器，造成锅炉严重结垢。比利时产的防垢装置又称作“CEPI”，美国水动力公司的防垢装置称作HU(HydroUnit)，都是为了防止被认作软化器。 　　(3)物理防垢法的使用范围 　　物理防垢法适用于循环冷却水和热水锅炉的防垢。由于物理防垢装置处理的水有一定时效性，因此，用于循环冷却水处理时，必须对全部冷却水进行不间断的处理，而不能像某些化学处理法那样只处理循环水的补充水。随着被处理水量的增加，物理防垢处理设备容量要增加，这类装置的元件及制造工艺决定了大容量防垢装置的制造难度，限制了其在大容量循环冷却系统上的使用。目前仅有极少数厂家生产处理水量在200t/h以上的防垢装置。在热水锅炉上使用时，以90C以下的热水锅炉为宜。在热交换器上使用时，也可在该温度下使用。

卡卡西 · 发表于 2008-2-1 11:17:24

爱盘罗公司的工程师安德烈昂森用通过强磁场的水中离子能级改变来解释水暂时失去结垢能力的现象。同样地，能级的恢复则使经处理的水恢复结硬垢特性。从而表明，水的不结垢特性是暂时的，有条件的；而结硬垢的作用则是绝对的。 　　爱盘罗公司强调，经磁场处理的液体，它所受影响的性质纯粹是物理的，而非化学的。水经磁场处理后化学成分没有改变。因此，水没有被软化，它仅仅有使碳酸钙暂时形成松软的水渣的作用。该公司反对称“塞皮”装置为软化器，就是恐怕引起误解。 　　美国麦克林博士对磁场防垢用磁性流体学假设作解释，认为具有一定电导率的水或溶液以一定速度通过磁场时，可以引起电子激发，影响所析出沉淀的离子键，使所生成的沉淀强度降低，不再形成坚硬有序的结晶，而是像雪花那样堆积。由于它和器壁的结合力弱，可不粘附受热面而随水流冲走。这也能解释磁处理使旧垢脱落的原因。 　　电场防垢的机理与磁场防垢相同，可类比之。前苏联、前东欧国家对磁场、电场防垢机理的研究与西欧、北美相近，都认为是磁场、电场使水的结硬垢能力暂时受抑制。 　　2.1.2我国对物理防垢作用的研究 　　作者对经过磁场处理后的水与未经磁场处理的水进行了水质全分析，分析表明，磁场处理前后的水中盐类含量相同，电导率、溶解气体及pH值等指标也相同。向经过磁场处理的水分别投加草酸钠、磷酸铵钠和氢氧化钠，均产生沉淀，表明钙、镁硬度离子的化学特性未发生变化。把经过磁场处理的水通过钠离子交换柱，水中钙、镁离子仍能将钠离子置换出来，水被软化。用经过磁处理的水与未经磁处理的水通过钠离子交换柱时，出水残余硬度相同。 　　用洗涤干净的烧杯缓慢加热蒸发经磁处理的水与未经磁处理的水，前者杯壁保持光洁透明，杯底有絮状沉淀；后者烧杯壁变得暗淡，透明性差，有一层水垢附着，手摸粗糙，而杯底无絮状沉渣。烧杯中加入稀盐酸可使附着物完全溶解，恢复透明。 　　据比利时的工程师安德烈昂森介绍，确定磁处理装置是否有效，主要就是看加热后形成的是不附壁的水渣，还是粘附杯壁的水垢。如果要进一步确定防垢率，可称取两杯进行比较。 　　试验表明，将经过磁场处理的水静止保持48h，仍有防止结硬垢能力。如果搅动或者鼓泡，将使防止结硬垢的保持时间缩短到8h以内。有资料指出，输送磁处理的水有效距离为8km。 　　电场处理的水与磁场处理水防垢性质相同，对其进行的蒸发浓缩试验也同样是生成不粘着的絮状水渣。 　　2.2物理防垢法的应用范围与使用条件 　　目前社会上对物理防垢法的看法相差很大，颂之者把它称为全能的水处理装置，既有“软化”作用，又有杀菌灭藻作用，还能防止腐蚀；攻之者则认为电场、磁场处理装置的防垢作用与软化器不可同日而语，并从实际使用中否定了其杀菌和防蚀作用。两者认识差距如此之大，是由于对电场、磁场处理的实质缺乏了解，而且使用范围不正确、使用方法不当引起的。

卡卡西 · 发表于 2008-2-1 11:16:57

1.2.2循环冷却水系统中应用磁场、电场防垢 　　循环冷却水防垢处理耗用的药剂量超过锅炉防垢处理的用药量，人们把物理防垢的使用范围扩大到循环冷却水处理。据比利时爱盘罗公司介绍，该厂“塞皮”防垢装置除用于蒸汽发生器外，还可用于电炉和焊接机的冷却水装置、柴油发动机的冷却装置、气体发生器的冷却水系统和洗瓶机、洗盘碟机等。当然它们的用水量都不足500t/h。 　　作者于1960年制成了最大出力为700t/h的电磁防垢装置，用于一台25MW汽轮发电机凝汽器循环冷却水的防垢处理，使循环水的补充水经该装置处理，被处理的水量约为循环水流量的15%。在最初使用的20余天有较好的防垢效果，随后逐渐失去防垢作用。经解体检查是由于铁磁性物质(主要是铁锈)吸着造成磁短路的缘故。 　　进一步的研究还发现，由于经磁场处理的水仅在一定的时间内有防垢作用，只对补充水进行防垢处理不能保证循环水都具有防垢作用。 　　70年代初在某热电厂12MW机组凝汽器上进行了对全部循环水进行永磁、磁场处理的防垢试验，这次工业性试验也未获得预期效果，其原因也是循环水中铁磁性颗粒在磁极上吸着影响水的磁化处理。要对超过2000t/h的进行除铁处理难度非常高，由此认识到，高频防垢法较之磁场(含静电场)更适合于循环冷却水防垢。 　　2电场、磁场防垢的机理与使用条件 　　物理防垢法，不论是电场处理还是磁场处理，其机理尚未被阐释清楚。正如祖国的医学瑰宝经络学说一样，病痛疾患循六经传变，针灸治疗循经络作用医治疾患，解除病痛，虽已沿用了数千年，仍未被充分阐释。 　　2.1电场、磁场的防垢机理 　　2.1.1国外研究者对物理防垢机理的探讨 　　比利时工程师弗米仑认为:含有电解质的液体流过强力磁场时，电解质的离子所带的易起化学反应的化合价电子会发生变化，阻止晶块的生成和成长。他对经过磁场处理的水垢与未经磁场处理的水垢作了详细对比。在600～900倍显微镜下，未经磁场处理的水沉淀出的碳酸钙是典型的方解石结晶，它的三个晶轴作规则地倾斜而使结晶成为偏菱形。这些表面形状整齐的晶粒循晶面连结起来而形成大块多晶，并发展为硬质垢层。经过磁场处理的水所析出的碳酸钙晶形已改变，它们表面已不定型，不再可能合并在一起。这些已分解的晶体不再有趋于合并的特点，而是形成松软的淤渣状沉淀并失去粘附受热面的能力。

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物理防垢法及其实例

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