时间：2024-01-12 15:38:13
导语：在化学除垢方法的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
打造化学高效课堂是提高教学质量的主要途径，它可以让学生身心健康发展，全面发展学生的各种能力，更好地实现教育最终目的，也是我们现代教育的趋向。为此我总结一下自己在这方面的做法，希望和广大同仁共同磋商。
一、更新教学观念，突显学生的主体地位
观念是行动的灵魂，教育观念对教学起着指导和统率的作用，在以往的教学过程中，教师往往注重了教师的主导作用，强调了教师的教而忽视了学生的学，使教师成为了讲师，而学生却成了听众，束缚了学生的思维。长期以来的角色错位必然挫伤学生主动学习的积极性，使学生缺乏了创造的激情和灵感，这和我们努力培养具有开拓精神创造能力的高素质人才的目标是格格不入的。为此教师要改变教学观念。德国教育家第斯多惠说过“教学的艺术，不在于传授本领而在于激励、唤醒、鼓舞”，我们衡量一节课的好坏不是看老师讲了多少，而是看学生掌握了多少，新课改的实施要求我们在教学中要改变过去只注重知识传授的倾向，强调知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观三维目标的和谐发展。我们应努力改进旧的课堂教学模式，构建以学生主动参与，师生双向互动，探究创新为主新的课堂教学模式。
特别是强调要以学生为主体，客服硬性灌输，包办代替等现象，把学习主动权还给学生，突显学生的主体地位
二、激发学生学习化学的兴趣
兴趣是最好的老师，兴趣是驱使学生去学好功课的内在动力，因此，在新课程教学过程中，必须调动一切因素，积极激发学生学习化学的兴趣，创设一种生动活泼，引人入胜的情景，激发学生强烈渴求知识的欲望，是他们自觉地，主动地探索问题，寻求知识目标用自己潜藏的内在动力去突破重点，难点，从而取得更好的成绩。
（一）创设精彩的课堂引入，先声夺人，激发学生的兴趣。俗话说“好的开头是成功的一半”。一个新颖精致的开头，会给学生留下难以忘怀的印象，创造一个良好的氛围，吸引学生迅速进入本堂课的情景之中，掀起学生积极情感的浪潮，激发学生的学习兴趣。（二）从联系生活入手，学以致用，诱发学习兴趣。心理学研究表明，学习内容与学生熟悉的生活背景越贴近，学生自觉接纳知识的程度就越高，在教学中，教师必须从学生已有的生活经验出发，找准学习内容与生活实际的切合点，把学生熟悉的题材引入课堂教学中，使学生体验到化学与日常生活密切的联系。
三、突出学科特点，重视实验教学
化学是一门以实验为基础的自然科学，化学教学离不开实验，化学实验生动直观有效，是培养学生观察能力，思维能力和动手操作能力最好的教学手段之一，也能使课堂呈现出创新活力和勃勃生机。例如：在绪言课中可给学生做一组化学魔术：将两瓶“白酒”（碳酸钠 酚酞）混合后就变成了“红酒”，“红酒”中加了另一种“白酒”（稀盐酸），“红酒”立即变成了“汽水”（产生大量的气泡），把“汽水”中产生的气体再通入另一种“白酒”中（石灰水），“白酒”又变成了“牛奶”（有白色沉淀），这样学生产生了浓厚的兴趣，产生强烈的探究欲望，保证课堂高效率地进行。
关键词除垢；壁挂炉；自动；应用
中图分类号：TU832 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0075-02
燃气壁挂炉作为节能采暖装置源于欧洲。起初，燃气壁挂炉在我国几乎全部依赖原装进口，但随着节能减排理念在我国的推行及人们生活水平的提高，燃气壁挂炉产业在我国得以迅速发展，在市场的刺激下，我国燃气壁挂炉市场涌现了一大批拥有核心技术的壁挂炉企业，进一步推进了燃气壁挂炉在我国供暖市场上的应用。燃气壁挂炉越来越受到大众的喜爱，其销量也逐年递增。燃气壁挂炉凭借其高能效、低污染的优势，有望成为未来我国生活供暖的新需求。但燃气壁挂炉管道内的水垢问题成为影响其能效关键因素，本文针对其水垢的产生、水垢对传热效率的影响做了简要分析，并提出了几种燃气壁挂炉内自动除垢的方法，综合分析了其应用前景。
1水垢对换热效率的影响
燃气壁挂炉作为高能效采暖装置是基于无水垢的条件下建立的，但随着燃气壁挂炉使用年限的增加及水垢清理的不及时导致其水垢会逐年增加，燃气壁挂炉内积累的水垢将严重降低其换热效率，下面通过传热学原理分析水垢对换热效率的影响。
对换热器的换热效率我们采用以下方法进行计算：
（1）
（2）
（3）
式中，―换热器效率；―实际换热热流量；―理论换热热流量最大值；―流体质量流量最小值；―质量定压热容；流体进出口温差；―总换热系数；―换热面积。
换热器效率的物理意义可以理解为以理论换热热流量最大值为基础计算实际换热量在此基础上的变化率。换热器进出口的工艺条件一般是固定的，即固定。若管子中结构、堵塞，则发生变化。所以计算污垢对换热效率的影响，只要计算前后值的变化。为比较污垢对换热器换热效率的影响，要控制换热面积与进出口温差不变。
无污垢时，壁挂炉管道的总传热系数为3530（壁挂炉进水管道流速约2，查总传热系数随水的流速变化关系可知）。
有污垢时，查水的污垢热阻表，知在水温小于52℃、流速大于时，水的污垢热阻为1.76（单位：）。
又由于：
（4）
式中，为污垢热阻，为有污垢的换热面的传热系数，为无污垢的换热面的传热系数。
求得：
则污垢使换热效率降低率为：
（5）
求解得：。既壁挂炉管道内壁结垢会使换热效率降低。由此可见燃气壁挂炉内及时除垢的重要性。
2自动除垢分析
2.1 目前除垢方式简介
目前，燃气壁挂炉内的水垢清洗方式主要依赖专业技术人员的人工清洗，人工清洗原理虽简单，操作却非常复杂和严格，不仅需要昂贵的清洗设备，消耗大量的能源，而且人工清洗使用的化学试剂会对水源造成二次污染，从节能和环保上均严重阻碍了燃气壁挂炉在市场上的推广，一种自动、廉价的除垢方式在燃气壁挂炉内的应用迫在眉睫。为了综合对比目前技术比较成熟的几种自动除垢方法进行对比，下文将对超声波除垢、电化学除垢、磁化除垢在燃气壁挂炉内的应用进行综合分析。
2.2 超声波除垢
1）超声波除垢原理。超声波除垢是利用了超声波空化效应[1]，超声波空化效应一方面可降低水垢在管道上的附着能力从而使水垢从管道壁上脱落；另一方面可使水裂解析出，又与溶液中的结合生成，使水垢融解。
2）可行性分析。实验研究表明[1]，超声波功率在100～200 W时，具有抑水垢的作用，当功率在200～600 W时，具有除水垢的作用，且在功率为300 W时具有最佳的除垢效果。因此可以考虑将超声波除垢应用到壁挂炉管道内壁的除垢中。超声波除垢、抑垢的作用会随介质流动方向的改变而削弱，而壁挂炉中的送水管道多出弯折，会降低超声波的除垢效果。另外，超声波的高频发生器的工作环境温度为0～40℃，而壁挂炉中多出温度高于40℃，这两方面使得超声波发生器在壁挂炉中的安装具有位置上的局限性。
2.3 电化学除垢
1）电化学除垢原理。电化学除垢技术是20世纪70年代后发展起来的新型循环水处理技术，具有很好的防垢除垢、杀菌灭藻、防腐防蚀的作用。该项技术的主要基本原理是：在阴阳两极间施加弱电场，使阴极与水界面处产生电极反应，从而使，在阴极附近沉淀，达到除垢的目的。燃气壁挂炉属于典型的循环水系统，而循环水中的水垢离子主要为、，因此可以考虑对壁挂炉循环水进行电化学除垢。
2）可行性分析。电化学除垢技术所采用的电压为或，属于低耗能除垢技术。若在燃气壁挂炉循环水管道内安装阴阳极，再加上或的电压，通过导电率测量仪测得水垢离子浓度，用自动控制装置自动切换或的电压（研究表明：当水垢离子浓度大于时采用电压除垢，水垢离子浓度小于时采用电压除垢，可以达到最佳的除垢效果），可以实现燃气壁挂炉内自动除垢。电化学除垢方法装置简单，容易实现且对壁挂炉原有系统影响小，需要的电压低，除垢效果理想。
2.4 磁化除垢
1）磁化除垢原理。流体中本身没有磁矩的引起结垢的物质在高磁场的作用下，产生一个临时诱导磁矩，该诱导磁矩使结垢的晶体分子相互排斥，破坏结垢晶体分子间的粘附力，使晶体悬浮在液体中。结垢晶体分子间的排斥力逐渐增大直到大于结晶物间结合力时，晶体的内部结构发生变化，最终结构物从物体上脱落下来，形成悬浮物随流体排走。还有一种解释是：在磁场的作用下，流动的液体被激发出电子，使液体中所溶解物质的原子外部价电子不平衡从而降低原子间的结合力，导致溶液中的离子沉淀出来。磁化除垢机理目前学术界尚无统一定论，以上为几种观点中比较有代表性的两种。
2）可行性分析。燃气壁挂炉属于小型锅炉，因此可以采用永久磁铁式除垢装置进行除垢，装置结构简单，而且容易安装，不占地。磁化除垢采用永久磁铁式除垢装置，无能源消耗，无需维护。循环水温度在60℃左右时，磁化除垢具有最佳的除垢效果，而燃气壁挂炉内循环水的温度也在60℃左右，因而磁化除垢在燃气壁挂炉内应用时可以达到最佳的除垢效果。磁化除垢不仅能防止壁挂炉循环水管道结垢，逐渐除去管道中存在的老垢，而且还能够抑制管道内微生物的滋生，对提高燃气壁挂炉管道内的换热效率及保持健康用水有着重大意义。
3几种自动除垢方式的综合对比
通过从可行性、除垢效果、经济性、对居住环境影响三个方面综合对比几种除垢方式在燃气壁挂炉内的应用，得到结果如表1。
4结束语
1）超声波除垢在虽然在理论上可行，由于换热器管道蜿蜒曲折，所以对于安装超声波发生装置有一定的难度，且超声波除垢的除垢效果也不是很理想，所以超声波除垢在燃气壁挂炉上的优势并不明显。
2）鉴于电化学除垢无污染、简单易行、对居住环境无影响、低能耗且除垢效果好等优点，电化学除垢技术在燃气壁挂炉除垢的应用具有较好的前景。
3）虽然磁化除垢机理尚未完全统一，但磁化除垢具有在经济上较大的优势、安装简便、无能耗、无污染、除垢效果好等优点，因而磁化除垢在燃气壁挂炉内的应用具有明显优势。
燃气壁挂炉水垢问题严重影响换热器换热效率，目前人工除垢方法虽然可以有效除垢，但在操作和经济效益上均不是最优的选择，以上的三种自动除垢方法无论是在操作上还是在经济效益上均有较大的优势，所以随着以上三种技术在除垢应用上的愈趋成熟，一种简单、经济的自动除垢装置必然在燃气壁挂炉系统上得以应用。
关键词：换热器;除垢;防垢
1. 引言
近年来 ， 板式换热器以其重量轻、占地面积小、投资少、换热效率高、组装灵活、结垢易于清除等特点，及其在供热工作中所起的作用，越来越受到供热企业的高度重视，并逐步推广使用，以取代原有的管壳式换热器。但由于板式换热器流通截面较小，结垢后容易产生堵塞，使板式换热器的换热效率降低，影响了设备的安全和用户的正常用热。根据调查表明，90%以上的换热器都存在不同程度的结垢问题，结垢造成的浪费和损失很严重。所以防垢技术的研究是涉及国民经济众多产业和部门的一个急需解决的问题。因此，解决板式换热器的清洗，防止水垢的形成，是保证冬季供暖期正常供暖的重要前提。因此本文就板式换热器的防垢方法及除垢技术方面相应研究。
2. 板式换热器结垢堵塞的主要原因
板式换热器在使用过程中，由于水处理设备运行不当或者无水处理设备，导致水质控制不达标，将不合格的软化水注人供热系统中，使水中的钙、镁、碳酸盐遇热后分解为碳酸钙和氢氧化镁沉淀物钻结在换热器的受热面上，形成了坚硬的水垢。由于水垢的导热性能差，造成了换热器换热效率的降低以及热能的严重浪费，从而影响了供热的效果，给供热单位造成了严重的负面影响。
3. 板式换热器除垢技术常用方法
板式换热器的常用除垢方法有两种：一种是化学方法，另一种是机械方法。下面简单介绍这两种除垢技术。
3.1 化学方法
由于污垢的主要成分是盐类因此，用酸洗是有效的除垢方式，也是现在最常用的除垢方式。酸洗溶液包括有机酸和无机酸，有机酸主要有：草酸、甲酸等。无机酸主要有：盐酸、硝酸等。在应用酸洗前，一定要对换热器结垢和工艺、材质和水垢成分分析之后选择合适的清洗液进行清洗，并保证有效地清除水垢，同时对换热器板片的腐蚀也要注意。
化学方法清除水垢的基本原理： 1） 溶解作用：酸溶液容易与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应，生成易溶化合物，使水垢溶解。 2） 剥离作用：酸溶液能溶解金属表面的氧化物，破坏与水垢的结合，从而使附着在金属氧化物表面的水垢剥离，并脱落下来。 3） 疏松作用：对于含有硅酸盐和硫酸盐混合水垢，由于钙、镁、碳酸盐和铁的氧化物在酸溶液中溶解，残留的水垢会变得疏松，很容易被流动的酸溶液冲刷下来。 酸洗方法应以静态浸泡和动态循环相结合的方法进行。酸洗时间为先静态浸泡2h，然后动态循环3-4 h。在酸洗过程中应经常取样化验酸洗浓度，当相邻两次化验浓度差值低于0.2%时，即可认为酸洗反应结束。在酸洗结束之后，要对换热器板片进行钝化处理，并进行打压实验，打压合格之后才能正常投入使用。[1]
3.2 机械方法
机械方法是将拆开的换热片用高压水枪冲刷，对于难以冲刷掉的污垢，则可用软纤维刷子或鬃毛刷来洗刷。这种方法不但费时费力，也不能保证除垢的彻底性。如果换热器表面处理当，将会导致更加严重的结垢现象。
机械清洗过程中的注意事项：
1） 密封垫片若粘在两板片间的沟槽内，切不可损坏换热器板片和密封垫片。
2） 清理时，决不能使用金属刷刷洗，尤其是不锈钢板片，以免造成板片表面划伤，加速板片的腐蚀，如果板片上有污点或铁锈时，可用去污粉清除。
3） 清洗用的清水，必须不含盐、硫等成分。
4 板式换热器防垢方法及新技术
随着时展与社会的进步，板式换热器的防垢方法层出不穷，主要有以下几种方法：磁场防垢、高压静电式及高频电磁场式防垢、超声波脉冲防垢、声学防垢、化学法。
现供热企业主要应用的为化学法防垢，现就化学法防垢技术做简单介绍。化学法主要有软化法、酸处理法、碳化稳定法及阻垢剂的应用等。前面3种方法因费用较高或造成设备腐蚀等原因而应用范围较窄。国内外应用最广泛的是阻垢剂，阻垢剂是一类化学药品的总称，通过它的加入可以防止或阻止积垢的生成。中国现在主要应用的阻垢剂有以下几种：
一是，天然分散剂。主要以丹宁、磺化丹宁、木质素、淀粉、改性淀粉和羧甲基纤维素等天然有机物质为主。这些天然阻垢剂来源广，价格便宜，无毒，易于生物降解。但杂质含量高，用量较大，目前只有少量商品复合配方中仍有使用。
二是，共聚物。二十世纪80年代开始，国内外开发出性能优良的二元、三元及多元水溶性共聚物。它们的特点是对磷酸钙垢、磷酸锌、氧化铁、黍泥等也有很好的抑制分散作用，有的还有特殊作用，如能抑制硅垢，甚至能参与缓蚀等。磺酸共聚物突出的优点是在阻垢方面不受水中是否存在金属离子的影响，对磷酸盐垢、硫酸盐垢、氢氧化镁垢、CaCO3垢等，特别是对磷酸钙垢有良好的抑制作用，且能有效地分散颗粒物，稳定金属离子和有机膦酸，药力持久，有易结胶，并具有一定缓蚀作用。
另外，在防止换热器污垢的生成仍然需要注意运用以下各项措施： 一是，运行中严把水质关，必须对系统中的水和软化罐中的软化水进行严格的水质化验，合格后才能注人管网中。 二是，新的系统投运时，应将换热器与供热系统分开，进行一段时间的循环后，再将换热器并人系统中，以避免管网中杂质进人换热器。 三是， 在供热系统中，除污器和过滤器应当进行不定期的清理外，还应当保持管网中的清洁，以防止换热器堵塞。
5. 小 结
可以选择的换热器防垢和除垢方式多种多样，但是每种方式都有其各自的特点与适宜的应用条件，有的设备在应用时也需要与其他设备相协调，不然可能会引起不必要的损失，比如超声波防垢技术就会干扰电子设备，所以当选用防垢和除垢方式时要事先做好调查研究，选出经济合理的方式。目前国内的换热站内的换热器一般都不做水处理，所以结垢问题严重，造成很多不必要的损失，所以推广使用比如超声波防垢方式。希望本文能够对换热器防垢除垢相关领域研究有所帮助。
参考文献
[1] 李红. 换热器表面防垢技术的研究与应用进展[ J]. 化学工程师， 2008 （3）.
【关键词】列管式换热器结垢原因；解决方案
在化工企业生产中，列管式换热器作为最为典型的间壁式换热器，其由壳体、管束、管板、折流挡板和封头等部分组成。列管式换热器制造过程中可以利用多种材料，由于其传热面积大，传热效果好，而且结构较为简单，所以利用非常广泛。列管式换热器在使用过程中，由于其传热面积大，所以也极易在传热表面形成沉积物堆积而发生结垢现象，使表面的热阻升高，影响了热量的传递速度。而且一旦出现结垢的情况，则会导致流通面积减小，介质在流动过程中受到较大的阻力，从而增加其运行过程中的能耗。目前很多化工生产企业都是由于列管式换热器在使用中存在结垢问题，而影响了使用效果，从而造成经济上的损失。列管式换热器在运行过程中为了有效的避免和减少结垢问题所带来的影响，则需要从设计及清理方法上来进行预防和解决，及时进行维护和保养，有效的提高列管式换热器的传热能力，增加企业的收益。
1、列管式换热器结垢的原因
列管式换热器最易结垢的部位为管束的内外壁，当该位置形成污垢层后，则会导致换热器热传递能力下降，甚至会导致介质的流道受到阻塞。流体的性质、流速、速度、状态及换热器的参数等都会导致污垢的发生。
1.1流体的性质。列管换热器其主要是以水为其载热体，水作为换热器的流体，其性质不仅指水本身的性质，也包括水中夹带着的各种物质。所以当水在加温过程中，其内所含有的离子或是某些盐类会随着温度的升高而发生结晶，这些结晶会附着在换热管的表面，形成水垢，在水垢刚形成阶段，其还会较为松软，但随着时间的推移、传热效果的恶化，则会使水垢中的结晶开始失去，垢层开始变硬，并在换热管表面形成一层牢固的硬壳。
1.2流体的流速。在列管换热器运行中，流体的流速并不是越快越好，因为当流速增加时，可能会导致结垢的增加，但也会引起沉积物脱卸的速率增加，所以当流速增加时，可能总结垢的速率反而会降低。当处于运行中的列管换热器，其流速增加时，不仅换热器的系数会变大，而且所带来的磨损也会增大，使能耗增大，所以对于列管换热器流体的流速的控制，需要从能耗和污垢两个方面进行综合考虑。
1.3换热器的表面材料对于污垢的形成具有较大的影响。如果表面材料选择不当，则会在污垢形成过程中起到助推的作用。目前换热器表面材料可以选择的种类较多，如铜合金、碳钢、不锈钢、石墨、陶瓷等、这些材料有的对结垢具有抑制作用，同时非金属材料则不易发生结垢，但其导热性能相比于金属材料则要差一些。所以在进行换热器表面材料选择时，则需要综合多方面因素进行考虑。另外，换热器表面构造上存在着一些微小的凸起，这会导致对吸收能力和化学活性增加，极易导致污垢发生沉积。
2、列管式换热器结垢的具体解决方案
2.1设计阶段 列管式换热器结垢的防治措施，需要在设计阶段就进行充分的考虑，以减少运行阶段污垢的形成。设计时需要从以下几个方面进行综合考虑，需要能够在现场进行清洗，减少清洗进对设备的折卸，减少死区和低流速区，确保内流速的均匀、温度分布的均匀性，在保证合理压力及不会产生腐蚀的情况下，利用提高流速来减少污垢的形成，设计时还需要对换热器表面温度进行考虑，以减少污垢的形成。
2.2运行阶段
2.2.1维持设计条件 在运行时，为满足工艺需要，需调节流速和温度，从而与设计条件不同，然而应通过旁路系统尽量维持设计条件（流速和温度）以延长运行时间，推迟污垢的发生。
2.2.2运行参数控制 在换热器运行时，要定期测试流体中结垢物质的含量、颗粒大小和液体的pH值。
2.2.3维修措施良好 换热设备维修过程中产生的焊点、划痕等可能加速结垢过程形成。
2.2.4使用添加剂 针对不同类型结垢机理，可用不同的添加剂来减少或消除结垢形成。
2.2.5减少流体中结垢物质浓度 通常，结垢随着流体中结垢物质浓度的增加而增强，对于颗粒污垢可通过过滤、凝聚与沉淀来去除；对于结疤类物质，可通过离子交换或化学处理来去除；紫外线、超声、磁场、电场和辐射处理紫外线对杀死细菌非常有效。
2.3污垢的清理
2.3.1机械清理
机械清理对于管内污垢的清除还是具有较好效果的，对于管束发生轻微堵塞时，则需要利用不锈钢筋和低碳钢的圆盘从一头捅入，另一头拉的方法来清除污垢，而专用清管刷则可以用来清除轻薄的积垢。而对于管内结垢严重的情况，则需要利用软金属桶管来进行清理，对于管口发生堵塞的情况，则需要利用手工进行铲、削、刮和刷等方法来进行处理。机械清理能够很好的清除污垢，但其处理效率低，工作量大，而且容易对换热管造成伤害。
2.3.2高压水冲洗清理
高压水冲洗清理一是一种强力清洗法，通常用于清洗列管式换热器的管内垢层。它利用高压清洗泵打出的高压水，通过专用清洗枪直接将高压水射在需清洗部位，这种方法比人工清理和机械清理效果好，效率高但，对于设备存在结垢严重、垢层紧硬的换热器，此方法并不可取。
2.3.3化学清理
化学除垢是使用化学药品在列管换热器内进行循环，以溶解并消除污垢。喷淋法、浸泡法、强制循环法是在实际清洗中最基本的化学除垢法。实际应用中通常是两种方法混合使用，可以在不伤及金属和镀层的条件下对设备进行清洗，从而清理掉其他方法不容易去除的污垢。化学除垢法清理污垢对大型的换热器十分有利，不经拆卸列管换热器就可以清理污垢。
2.3.4超声波除垢
超声波除垢就是利用超声波的空化效应、活化效应、剪切效应和抑制效应除垢，成本低廉，操作简易，是一种新型的换热器清洗技术，也是日后防垢技术的发展方向。
2.3.5混合清理
对于在一些恶劣的环境条件下工作的某些列管换热器，例如焦化厂的煤气冷却器，在污垢中由于含有煤粉、碳渣及油性物质等，如果单纯地采用某种方法除垢效果不理想的，可采用先进行化学清洗，再高压水洗的方式进行除垢。
3、结束语
换热器在运行时，导致其结垢形成的较多，为确保换热器的使用寿命及传热效率，需要分析具体结垢原因，以便采取有效措使换热器结垢的问题得到处理。
参考文献
[1]李洁.侯来灵.李多民.换热器的结垢与清洗[J].广东化工，2009，36（1）.
目前，磁化机理在国内外学术界还未达成共识，定量研究较少，研究过程中遇到的主要问题有：（1）磁记忆效应无法用现有的理论得到定量解释；（2）实验结果不能较好地解释磁处理机理；（3）未能对磁场是否引起液体相变、氢键断裂等问题进行全面系统的研究，缺乏定量计算，从而使理论落后于应用，降低了应用的成功性；（4）磁场强度和流体流速之间的关系复杂，部分人认为存在最佳流速，但也有学者指出，两者是多极值关系[6]。因此，加强定量的基础研究，建立和完善磁处理防垢的理论模型是将来发展趋势之一。磁化法抑垢除垢的机理国内外学者提出了许多关于磁化抑垢法机理的假设和理论，其中，广为接受的是洛仑兹力模型理论和氢键断裂理论。洛仑兹力模型理论洛仑兹力模型理论的解释是：磁场作用水溶液的过程可分为两个阶段：第一阶段，洛仑兹力作用占主导；第二阶段，取向作用占主导。第一阶段：在磁场作用的范围内，CO32-和Ca2+等带电离子将被洛仑兹力束缚于磁力线附近。此时，磁场把带电粒子筛选出来，同时，由于阴阳离子的运动轨迹相反，更增加了CO32-和Ca2+间的碰撞机会。第二阶段：CO32-和Ca2+等离子通过以水合离子的形式存在于溶液中，频繁的碰撞会使它们携带的水化膜部分解体，而改变离子的水合状态，许多单体水分子伴随着CaCO3晶粒的生成而产生。罗漫等人用核磁共振仪证实了，磁处理后，单体水分子数目会增加，其明显的电偶极性有利于在磁场中取向。这些水分子群限制了CaCO3晶粒的运动，减少了CaCO3晶粒间的有效碰撞和运动的自由程度，即，CaCO3小晶粒被分散在了水中，降低了他们聚合成大晶粒的可能性。也就是说，取向作用抑制了晶粒的长大。这些刚生成的单体水分子被取向后，溶液的介电常数会增大[7]。
2氢键异变理论模型
在液态水中，水分子大多以分子团的形式存在。在0～200℃范围内，单分子与水分子的缔合体共存的形式是液态水的基本模型，温度越高，缔合度相应升高。若干个单分子通过氢键联系起来形成缔合态，即缔合体。氢氧键由氢原子和电负性很大的氧原子共同形成，质量较大的氧原子将强烈吸引它们之间的共用电子对，以至氢原子几乎成为“裸核”而带正电，氧原子带同等的负电荷，如图1所示。水分子2中带正电荷的氢原子被水分子1中带负电荷的氧原子吸引，最终形成氢键，如图2所示[5]。实验发现，具有极性原子的物质对磁场都有较高的敏感性。例如，由氢键缔合而成的液态水，磁场的微弱能量虽远小于氢键的键能，即不能破坏氢键，但可以给液态水体系一扰动，使其价电子发生新的取向，此时，缔合分子重新排列组合，这样就可以改变氢键的形态，以致其发生扭动、弯曲、改变键的强度或键角。通常情况下，磁处理中的磁场大小均较弱，因此，磁场的梯度、方向、作用时间以及磁处理时的流速均影响扰动的程度。在不同的磁处理参数下，介质的物理化学性质将发生变化，如水经磁场处理后，其蒸发速度加快，溶解性能加强，表面张力下降，这些微观的改变在宏观上就体现出防垢除垢的效果[3]。
3正确认识磁处理技术
磁场处理在国外已有40年以上历史，在我国也已有1/3世纪以上的历史，而且已历经两度兴衰。磁场处理的优点是：不用化学药剂，没有环境污染，设备维护操作简便，寿命长。就节约药剂，防止污染，节省人力而言，是理想的防垢手段。磁场处理的缺点是：它是一种不稳定的、暂时的防止结硬垢的方法。必须保证所使用的装置有效，必须严格遵守关于热负荷、水温、硬度、铁锰含量等的规定才有效；必须保持足够的排污和保持在一定时间内才有效。自磁场防垢处理问世时起，就存在着这种防垢方法有效与无效之争。究其原因，就是对磁场防垢的实质不明造成的。我国有为数众多的热水锅炉、热交换器、冷却装置，都没有进行水处理，每年造成上千万吨燃料的浪费，造成设备停产、金属过热烧坏，有数以万计的小锅炉和热交换器被迫进行化学清洗除垢，造成药物消耗及环境污染，因此，不用药剂、不用或极少消耗能量、没有环境污染的磁场处理是有广阔天地的[8]。
4结束语
【关键词】高频电子；除垢设备；空调水系统
中图分类号：TB657文献标识码： A
一、前言
空调的使用范围越来越广泛，高频电子除垢设备在空调水系统中的应用问题得到了人们的广泛关注。虽然我国在此方面取得了一定的成绩，但依然存在一些问题和不足需要改进，在科学技术突飞猛进的新时期，加强高频电子除垢设备在空调水系统中的研究，对我国空调产业的发展有着重要意义。
二、高频电子式水处理技术
1、高频电子式水处理概述
高频电子式水处理设备由高频发生器组成。高频发生器是利用电子晶体管的振荡原理产生高频电能，水处理器中布置有同轴的金属管、铜板以及密封件，金属管为负电极，铜板为正电极，此两极与高频发生器两极相连，从而在铜板和金属管间形成高频电磁场，灰水流过金属管和尼龙管之间的空间，受高频电磁场的作用而得到处理。
2、高频电子式水处理除垢原理
这种高频电子式处理装置，在设计上克服了永磁式和高压式水处理器的缺点，既在流动场上产生电子场，又能向水中发送交变的高频电磁场能量，使水中正、负离子在交变的电磁场作用下作定向运动，分别沿左、右螺旋形轨道往复运动。由于在循环的流体中相互碰撞的几率增加，正、负离子充分的复合成“溶解状态下的溶质分子”。在水温升高的过程中，由于溶质的溶解度的下降，成为颗粒状的水垢，失去与管壁的吸附能力；在水中结晶析出的水垢成分的晶体颗粒被打破原有的排列规律，以颗粒和絮状漂浮在水中，随着颗粒状增大，逐渐下沉于循环流速小处或者容器的底部，进而排至系统的灰水场。
三、空调水系统概述及空调水未做处理的危害
1、空调水系统概述
空调水系统是一个大型的热交换装置，它以水作为介质，在建筑物内部或建筑物之间传递冷量或热量。如图1所示，冷源以适当的流量供冷冻水到末端装置，以满足末端冷负荷的需求。空调水系统分为冷冻水系统和冷却水系统。
（1）冷冻水系统
由集中的冷冻站或冷水机组对各分散的空调用户供应冷量。以冷水作为输送冷量的介质，由泵及管道输送至各用户点，使用后的回水经管道返回冷水机组的蒸发器中，如此循环，构成冷冻水系统。
（2）冷却水系统
是冷冻站或冷水机组的冷凝器的冷却用水。在机组运行时，经过冷凝器后水温将升高，经水泵及管道输送至冷却塔，经冷却塔冷却后水温下降，然后经管道重新返回主机组冷凝器中利用。如此循环，构成一个冷却水系统。
2、空调水未做处理的危害
空调冷却循环水系统中长时间循环使用的冷却水、冷冻水和补充水往往由于重碳酸盐、细菌和藻类杂物等因素的影响，使冷水机组中的蒸发器和冷凝器等热交换设备结垢或腐蚀，从而增大设备热阻，造成传热效率下降，降低制冷量和机组寿命，影响了设备的正常运行，增加维修费用。严重时还会使设备过早损坏，出现设备穿孔，管道堵塞等现象，造成严重的经济损失。如下几个因素是造成系统内的水质发生变化，制冷量衰减和设备过早损坏及报废的主要原因:
（1）水中菌藻大量繁殖。循环冷却水是一个特殊的生态环境，一般水温25~40℃，PH=6.5~8.5，在这样一个温度环境下为水中菌藻大量繁殖创造了有利的条件。由于微生物的繁殖产生大量的生物粘泥附着于换热器表面，从而降低了传热效率，加速了微生物腐蚀的过程。
（2）水中含盐量(碳酸钙等难溶性盐类)浓度上升。水中含盐量浓度增加加速了换热器表面水垢的生成，而氯离子、硫酸根离子等腐蚀型离子浓度的上升，又加速了金属的腐蚀，这样就会形成结垢腐蚀加速结垢加速腐蚀的恶性循环。若污垢系数由0.086增至0.344，则制冷量下降26%。
（3）水中溶解的二氧化碳(CO2)大量散失。实验表明，在冷却过程中水滴自空中降落1.5~2.0秒后，二氧化碳几乎全部散失，从而造成碳酸钙(CaCO3)因饱和而析出集聚于管道上，加速了冷却系统的结垢。
（4）水中浊度或悬浮物上升。它导致冷却水系统污泥含量及锈蚀物的大量增加，不仅提高了结垢的可能性，同时水的腐蚀作用也明显增大。
因此，搞好空调系统水质处理，是减缓设备腐蚀速度，减少更新维修，延长设备寿命的必要措施。
四、高频电子除垢器与其它水处理方法的比较
目前水处理方法有化学处理、静电处理、磁化处理、电子处理等多种方法。
化学处理是传统的水处理方法，它通过加药装置和不同作用的缓蚀剂、阻垢剂和杀菌灭藻剂的水处理药剂来除垢杀菌。这一过程操作繁琐、复杂，运行成本高，需要有专职人员管理，对环境有污染，对设备管道均有腐蚀。
静电处理利用静电作用使水中产生一些自由电子，这些电子最后生成O2和H2C2等物质，具有杀菌灭藻功能，结垢腐蚀得到控制，因此具有一定的防垢缓蚀作用，但电极的维护要求严格，并需定期清洗，防垢不彻底。磁化处理是当水经过磁场而被磁化，进而达到一定的防垢效果。但因磁场逐渐衰减，磁性悬浮物吸附而影响效果。
高频电子除垢器进行水处理的原理是运用现代电子技术和分子表面能量重新排列技术，使水体吸收高频电磁能量后，在不改变原有化学成份的情况下，使水中钙镁离子无法与碳酸根结合成碳酸钙及碳酸镁，进而起到防垢作用。由于水体吸收大量被激励的电子，与盐的正负离子亲合能力增大，从而使管壁上原有的水垢逐渐松软以至脱落，达到有效的除垢效果。它既有静电处理的杀菌灭藻功能，又有磁化处理的防垢作用，同时使溶解氧成为惰性氧，切断了金属锈蚀所需氧的来源，达到有效阻锈防腐作用。
五、高频电子除垢器的经济效益及应用
据有关资料提供的数据表明，高频电子法与化学法相比较，具有节省投资及运行管理费用低，并便于维护管理等优点。
下表给出了对100*104kW溴化锂制冷机进行水处理时，几种方法的经济性对比情况。
通过对某地中央空调冷却水循环系统和冷热媒水循环系统中使用的高频电子除垢器，在一个制冷周期的运行过程中的调查，其水质处理前后的技术参数测试比较如下:
表1100*104KW溴化锂制冷机采用几种水处理方法的经济性对比结果
原冷却循环水的硬度高达890mgCaCO3/L;电导率为116*104〔25℃(μs/cm)〕，处理后水清洁净，水质标准符合空调硬度
综上所述，高频电子除垢器是对空调水系统进行水质处理较为理想的水处理设备。既能使空调设备防垢除垢，提高设备工作效率，延长设备使用寿命，减缓管道金属的腐蚀速度，又能节省运行费用，节能效果显著，因此它值得在空调系统中推广使用。
六、空调水系统设计的注意事项
1、选择正确的开启及关闭顺序，避免对系统及系统中的设备等造成不必要的损害。
2、了解冷水机组、水泵的运行特性需求，在进行运行控制时应特别予以关注并使这些特性需求得以满足，尤其是在部分负荷运行、非常规自动控制要求下运行时。
3、冷热源设备应保证空调水系统的供水温度要求，水力输送设备应保证空调末端设备的水量需求，这是空调末端设备进行正常工作的基础条件。
4、压差控制点的位置不同、自动控制要求不同，会使空调水系统中的供回水压差有不同的变化特点，进行设计、阀门选择及系统调试时应不同对待。
5、变流量运行的控制策略不仅限于压差控制或固定压差设定值控制，随着流量控制类阀门、自动控制等技术的不断进步，变流量运行控制策略也将不断进步。
七、结束语
空调水系统的除垢问题至关重要，因此，在空调产业的后续发展中，要不断提高高频电子设备的应用，加强对除垢问题的重视，确保空调的正常运行。
参考文献
[1]于丹.空调冷冻水大温差设计的影响及能耗分析[J].哈尔滨工业大学硕士学位论文，2011，(12):125.
[2]王盛卫.中央空调系统之优化控制[J].智能建筑，2012，(3):67-69.
随着中国经济的发展，小型锅炉的数量成倍增加，其存在的隐患也在增加。小型锅炉的运行效率一般都较低，能源浪费很大，效率低的重要原因之一，就是在锅炉的受热面上经常沉积着导热系数很低的水垢，导致锅炉传热效率下降，使耗煤量增加。由于结垢严重，时有会造成锅炉破坏事故，更有甚者会发生锅炉爆炸事故，造成人身财物损害，影响社会安定。因此，对于锅炉进行酸洗除垢就显得尤为重要。
一、除垢的方法:
常用方法:碱煮法、机械法、酸洗法
碱煮法: 将0.3-1%磷酸三钠的混合液加入锅炉内。锅炉缓慢升压，一般在24小时内使锅炉压力升至额定压力的50%，并维持24-48小时。结垢严重时，碱煮时间还可适当延长。碱煮结束后应放尽碱液，并用水冲洗直至出口水PH值小于9。
机械法:用机械法除垢,易造成锅炉本体的损伤,很难清除干净管子内部水垢,故只作为辅助除垢手段。
酸洗法:常用工业盐酸与缓蚀剂配成一定浓度的酸洗液对水垢进行处理。
两种方法各有优缺点:碱煮法操作简单,对锅炉的损伤小,煮炉时间长,药剂耗量多;酸洗法除垢效果好,药剂耗量小,对锅炉的损伤大, 适应于对0.5mm以上水垢的处理。通过多年实践验证: 酸洗法只要操作得当,就会在除尽水垢的前提下,减少对锅炉的损伤,同时也会拓宽酸洗法的应用范围。所以我们比较推崇酸洗法。
二、酸洗除垢法的除垢原理
1. 水垢的种类与成份
主要有: 碳酸盐水垢( 主要成份为碳酸钙、碳酸镁) , 硫酸盐水垢(主要成份为硫酸钙、硫酸镁),硅酸盐水垢(主要成份为硬硅钙石) 等, 某地区水垢以碳酸盐水垢为主。
2. 酸洗液成份: 盐酸加缓蚀剂。
3. 酸洗除垢法的原理
( 1) 溶解水垢: 盐酸与水垢中的钙镁碳酸盐氢氧化物作用, 生成溶于水的氯化物。其化学反应方程式:
CaCO3+ 2HClCaCl2+ H2O+ CO2
MgCO3•Mg ( OH) 2+ 4HCl2MgCl2+ 3H2O+ CO2
( 2) 疏松作用: 当水垢中的碳酸盐溶于盐酸中, 可使除碳酸盐水垢外的其它类型水垢疏松脱落。由于溶解过程有二氧化碳气体的生成, 加速了其它水垢的脱落, 所以对小型锅炉酸洗液的配制, 就可以不加氢氟酸。
4. 缓蚀剂的应用:
在酸洗过程中, 酸洗液对水垢溶解的同时、也对锅炉金属壁面进行腐蚀, 其腐蚀作用原理:Fe+ 2HClFeCl2+ H2
由于反应有氢气生成, 一部分氢气可能扩散到锅炉钢板中、钢板发生“氢脆”而降低其机械强度。应用缓蚀剂减缓了酸洗液对金属表面的腐蚀速度, 最大程度地减轻金属表面的“氢脆”发生。缓蚀剂的种类较多, 某地区现多采用两类缓蚀剂, 一类为酸溶性缓蚀剂; 另一类为水溶性缓蚀剂。酸溶性缓蚀剂价格低、有异味、异味较难清除, 适用于采暖锅炉和蒸汽锅炉。水溶性缓蚀剂价格高、异味小, 适用于茶水炉和洗浴炉。缓蚀剂的缓蚀效率应达到98×10-2以上，并且不发生氢脆、点蚀及其它局部腐蚀。缓蚀剂的浓度依据锅炉酸洗的具体情况, 由酸洗液中酸的浓度决定。
三、小型锅炉酸洗的特点:
酸洗液中酸的浓度( 4～7)% , 酸洗时间一般不超过12小时，药量少,成本低,除垢效果好。
四、小型锅炉酸洗除垢的操作
1. 使用药剂:工业用盐酸和缓蚀剂
清洗前应对化学清洗的药品如原液浓度、所选择的缓蚀剂效率等进行复验。并按技术、安全措施的要求做好清洗所需物品的准备。
工业用盐酸的浓度为( 25～31)% ,酸洗时一般应先加缓蚀剂，并在系统中循环均匀后，再加酸液。缓蚀剂需和酸同时加入的，应配制均匀后才可以进入锅炉内。不可将工业用盐酸直接加入锅炉。
2. 酸洗时间和温度: ①从酸液达到预定浓度起到开始排酸时的酸洗时间，一般应不超过12小时。②无机酸的清洗温度宜控制在55℃以下，最高不得超过65℃。有机酸的清洗温度控制为：柠檬酸90-98℃：EDTA 110-145℃。工业锅炉可采用锅内加热法和锅外加热法。
3. 腐蚀指示片的测定：酸洗开始时必须在清洗系统中挂放腐蚀指示片（一般应在清洗箱或循环管路及锅内分别挂放）。腐蚀指示片的材质应与锅炉被清洗部分的材质相同，其制作与测定方法应符合《腐蚀指示试片的制作与腐蚀测定方法》。
4. 酸洗设备: 储酸桶、配酸槽、输酸泵、橡胶管或工程塑料管和一些常用的锅炉维修工具。
5. 酸洗工艺过程: 有准备过程、酸洗过程、酸洗后锅炉的清洗与保养过程。
（1）准备过程: 首先要检查锅炉是否符合酸洗条件并拆卸压力表、安全阀等。检查锅炉的结垢分布情况及水垢类别，应在锅炉不同部位取有代表性的水垢样品进行分析。根据锅炉水垢及锅筒水容积确认酸洗液需配制的浓度、工业盐酸质量，缓蚀剂的加药量；配好酸洗液，冲洗净锅内泥渣。对一些双层炉排反烧炉的水冷炉排,如果炉排结垢堵塞,还必须用机械的手段给酸洗液清出一个流通通道。确定在锅炉上、酸洗液的进出口位置, 安装好输酸泵。一般酸洗液出口选在锅炉底部排污处,进口选在锅炉上部。进出口可以多个,用于循环清洗。达到均匀锅内酸洗液浓度的目的。
( 2) 酸洗过程: 先将锅炉水位上到低水位处，在投酸前将锅水加热到60℃左右，然后彻底退火，封闭炉门及尾部烟道，以防热量散失。把配制好的酸洗液缓慢加入锅内, 酸洗液从锅炉上部流入、从底部流出回到酸槽, 酸洗液在锅内的流动方向自上而下,有利于水垢的脱落,减轻酸洗生成气对锅炉金属壁面的腐蚀。加药过程不可急于求成, 加药速度太快,会因锅内化学反应剧烈,造成酸洗液气沫飞溅, 影响操作人员安全。
要分次加酸,分部位酸洗。一般情况下锅内的结垢厚度是不均匀的,锅内上部结垢薄，下部结垢厚，如果采用满锅进酸，会造成水垢薄的部位已洗净，水垢厚的部位未洗净，若继续进行酸洗，势必造成洗净部位的腐蚀，所以锅炉结垢厚的下部可以先进酸洗液，待酸洗一段时间后，再给锅内加满酸洗液，也可以先满锅进酸，在保证上部洗净的前提下，降低酸洗液高度，提高酸洗液浓度，延长酸洗时间，除净下部水垢。这样做的好处是：既可以除净结垢厚部位水垢，又减小了对结垢薄部位的腐蚀。
锅内酸洗液面高度应维持在正常水位线上。加完酸洗液后，开启输酸泵，让酸洗液不停的循环。酸洗过程，开始时每30分钟（酸洗中间阶段可每1小时）测定酸洗夜中的酸浓度、Fe3+和Fe2+浓度，接近终点时，应缩短分析时间。对于双层炉排反烧炉,水冷炉排处结垢过多,在保证上半部洗净的前提下,排出一部分酸洗液,降低锅内酸洗液面高度到水冷炉排最高处,提高酸洗液浓度,延长酸洗时间, 加强对酸洗液的循环,直到水垢基本除净。
（3）循环清洗时，锅炉管内酸液流速一般控制在0.05~0.5m/范围内,最高不大于1m/。
（4）酸洗后阶段，应根据下列各点判断酸洗终点，及时停止酸洗:
①酸液浓度趋于稳定：相隔30分钟，两次分析结果酸液浓度的绝对着值小于0.2×10-2
② 铁离子浓度基本趋于平衡。
（5） 酸洗后锅炉的清洗与纯化处理: 首先应排去锅内酸洗液并在中和池加入氢氧化钠对酸洗夜进行中和使其锅水呈弱碱性(pH≥6.5),以符合污水排放标准。必须打开人孔端盖、手孔端盖、冲洗净锅内泥渣和脱落水垢，保证所有的水冷壁管和对流管等都畅流无阻;清洗检查完毕后，安装好人手孔、安全阀、压力表等。然后在锅水中加入适量的氢氧化钠、磷酸三钠进行中和钝化，使锅水中的pH值控制在11-12。缓慢将锅炉升压至额定工作压力的二分之一左右，保压钝化时间应维持16小时以上。酸洗后的锅炉若长时间不使用要进行保养, 避免锅炉生锈腐蚀，延长锅炉使用寿命。
关键词：生长环 管道 防腐
1、给水管网生长环的成因
1.1 水对管道内壁侵蚀形成的锈垢
对金属管材而言， 输送的水就是一种电解质溶液， 水的pH 值影响着管道被腐蚀的速度， 水中的溶解氧对管道腐蚀结垢有很大影响。首先， 由于电化学的作用， 在管内壁附近形成氢氧化亚铁， 然后被水中溶解氧氧化， 生成氢氧化铁， 形成一层保护膜， 在偏碱性水中， 使管壁的腐蚀速度减慢。当水中的pH 值变化时， 部分氢氧化铁脱水形成铁锈， 沉积于管道的内表面， 它质地松疏， 不能起保护作用， 以上反应不断进行， 形成凸凹不平的锈垢。
1.2 微生物的腐蚀
管内壁上的锈垢是微生物繁殖生长的场所， 微生物的滋生可加速管道的腐蚀。根据实验观察， 微生物腐蚀往往和电化学腐蚀同时发生， 微生物主要通过电极电位和浓差电池发生变化而间接参与腐蚀作用。我们对沈阳市自来水公司的管道进行现场断管试验， 检验了管内生长环表、中、里三层的细菌菌属， 均发现普遍存在着丝状铁细菌。铁细菌是一种特殊的自养菌属， 依靠铁和氧生存和繁殖。丝状铁细菌在管壁上繁殖的结果， 形成密集的锈瘤， 同时产生黄褐色絮状物。在给水管网运行中， 出现的“红水”水质恶化现象， 就是丝状铁细菌所致。
1.3 管内后沉淀现象
水中的微絮凝体、某些金属离子均能在管道中产生后沉淀现象。首先是微絮凝体后沉淀， 在给水处理中， 混凝剂所形成的絮凝体， 绝大部分在沉淀和过滤时被截留去除， 但仍有少量微细絮凝体随出厂水一同进入管网， 并继续凝聚水中杂质， 沉积在管内壁锈垢上， 形成具有粘性的沉淀物。这种现象在水流速度小的给水管网末端更为明显。其次是水中铁、锰、钙、镁离子的后沉淀， 这些金属离子， 在给水管网内达到一定浓度， 随着水的pH值、余氯含量等因素的变化， 都会沉积在管内壁上。
由上述分析可知， 管道内的沉积现象互相影响、互相促进， 铝盐微絮凝体和铁、锰的氢氧化物在管壁上粘附， 形成一层粘膜， 这又为铁细菌的繁殖创造了条件， 而铁细菌的繁殖又和电化学腐蚀同时发生， 腐蚀的结果形成锈瘤。在以上过程中，水中的杂质又不断粘附于管内壁， 因此， 随着时间的增长， 形成了沿管内壁下部较厚， 上部较薄的生长环。
2、管道产生长环的危害
2.1 管内生长环对供水水质的影响
由于长期受到水的腐蚀作用，管内壁上生成一种含有多种成分和细菌的生长环，它的厚度主要受水质、管道材料和使用时间的影响，这些锈垢上所含的多种成分和细菌，会溶于水中，使水质受到“二次污染”。还有管道结垢后，水质“二次污染”，使水中余氯被有机物消耗殆尽，所以细菌的总数增加，在这些细菌中有病原菌，也有对管道起腐蚀作用的细菌。这些各种各样的细菌，有的严重影响水质，有的则加剧了管道腐蚀，从而缩短管道的使用寿命。
2.2 管道生长环对输水能力的影响
给水管网生长环不仅影响了供水水质、恶化了管内卫生状况，随着管道内生长环的逐年加厚，从而会不断缩小管道的过水断面， 增加了管道的阻力系数， 严重影响原有管道的过水断面，降低输水能力，也使管道阻力增大，而造成供水压力下降。当前， 国内很多城市虽然水厂不断扩建， 水量逐渐增加， 但给水管网低压区却不断扩大， 这些都是由于给水管网生长环的存在使得水头损失增大引起的。有的城市采用增大供水水泵扬程的方法采用高扬程水泵来加大水压来解决这一问题， 这不仅浪费电能，还会使管网漏失水量增大， 导致供水成本的提高。
3、解决管道腐蚀的技术方法
随着我国供水事业的不断发展，旧管道比例不断增加。管道腐蚀和结垢现象越来越严重，重新敷设管道对城市破坏较大，而且费用不菲。因此，清除给水管道内锈垢并采取必要的防腐措施，不仅可以恢复其通水能力，降低电耗，而且可改善管道内卫生状况，保证供水水质。该课题具有重要的经济效益和社会效益。目前比较成熟的免开挖管道修复技术除了能保证管道的使用寿命外，还减少了对城区的破坏，成本也较新敷设管道低，是解决供水管道腐蚀问题的行之有效的新方法。它首先对管道进行刮管除垢来清洗管内壁，之后再用衬里进行防腐处理的除垢、涂膜工艺。
3.1 刮管方法
（1）高压射流法
它是用高压泵提供的高压水，经高压胶管送至喷头，由喷孔将高压流速水流转变为低压高流速射流，冲击管壁锈垢。这种方法，可以不需要断管面利用管道本身的一些附属设备进行除垢。使用的喷头直径很小，喷射出水流的除垢效果距离喷头越近越好。所以清洗管道的口径适合中、小型管道。
（2）机械刮管
机械刮管是首先将管段卸下，在通过机械对该工作断进行断管、刮管、涂衬、水泥砂浆养护、冲管等多道工序，一般要5-7天才能完成。机械刮管的施工长度，一般每次可刮管100-150米，对于较长距离的管道要分成若干个清洗段，分别断开，逐段实施，从而增加人工开挖工程量和施工停水时间。
3.2 管道衬里的方法
（1）水泥砂浆衬里法
水泥砂浆衬里靠自身的结合力和管壁支托，结构牢靠，其粗糙系数比金属管小，对管壁能起到物理性能保障外，也能起到防腐的化学性能，因水泥与金属管壁接触，形成很高的pH值。
（2）环氧树脂涂衬法
环氧树脂具有耐磨性、柔软性、紧密性，使用环氧树脂和硬化剂混合后的反应型树脂，可以形成快速、强劲、耐久的涂膜。环氧树脂的喷涂方法一次喷涂的厚度为0.5-1.0mm，便可满足防腐要求。使用速硬性环氧树脂涂衬后，经过2小时的养护，清洗排水后便可使管道投入运行。
（3）化学成膜剂防腐法
化学成膜剂防腐是指利用化学物质与金属发生反应，形成反应物沉积并粘结在金属表面形成有一定强度的保护膜使金属与腐蚀环境隔开，从而达到防腐的目的。
4、结束语
旧管道内沉积和锈蚀的日益严重，不仅降低了供水能力，还导致管道内水质恶化，影响区域形象。因此，加强给水管道的科学管理，正确解决管道内的沉积锈蚀，利用管道的刮管与涂衬，是提高效益、节约资金、搞好服务的一项重要措施，它既能改善供水水质，又可延长管道的使用寿命，有不容忽视的经济效益和社会效益。
参考文献：
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[2] 李欣、王郁萍、齐晶瑶、赵洪宾，给水管道生长环的冲洗与防治，哈尔滨工业大学学报，Vol.35， No.6， Dec. 2002
[3] 袁一星、赵洪宾、赵明，给水管网生长环研究，哈尔滨工业大学学报，Vo1.31，No.1，Feb.1998
关键词:锅炉;水处理;节能
锅炉水质处理，是保障其安全、经济运行的重要措施。若水质处理的设备配置不当、或检验检测不规范，锅炉水质和标准不相符，很容易导致锅炉腐蚀与结垢等影响锅正常运行的缺陷。当锅炉结垢后，会严重影响其热面传热性，锅炉会出现出力降低、热效能下降，排烟温度升高、受热面过热甚至破裂的现象。伴随着因水质不达标而产生的各种腐蚀，不仅不能实现工业锅炉的经济、环保运行，其安全生产也无法得到保障。
1锅炉水处理与节能减排现状
根据用途划分，锅炉可以分成电站锅炉、工业锅炉两种类型。在火力发电系统中，电站锅炉是一种极为重要的主机，而工业锅炉使为工矿企业提供蒸汽、热水的重要设备。据相关统计显示，2014年12月和2015年2月我国的工业锅炉产量分别为42572．1蒸发量吨、47908．7蒸发量吨，到2020年，锅炉产量仍很高。立足于国家数据统计可知，2020年3月，工业锅炉产量当期值为44933蒸发量吨，累计值高达84365．1蒸发量吨。虽然4月和5月累计值和当期值有所降低，但仍不低。在高压的锅炉产量面前，对水处理系统进行健全，具有重大意义。现阶段，在电站锅炉中，水处理系统比较健全，大部分的水处理体系装置和工业锅炉十分简单，对水处理工作以及节能减排极为不利(如图1所示)。
2锅炉水处理与节能减排问题
其一，含有较高的水杂质。现阶段，大部分的锅炉水处理设备中并没有立足于水源情况，对水处理方式进行合理选择，进而造成水处理效率较低、含有较高的水杂质，对锅炉体系所有阶段工序的节能性、经济性和安全性造成了严重影响［1］。特别是一些地区冬季海水倒灌的问题较为显著，进而导致很多氯离子进入到锅炉之中，使锅炉中水的质量受到了极大影响，进而使钢板和锅炉被腐蚀;其二，具有较高的排污率。锅炉排污应符合相关要求，确保锅炉蒸汽品质的良好性。现阶段，大部分单位均借助离子交换器设备软化水作为补给水，或在其中增添无机阻垢缓蚀剂等，进而增多了锅炉水的溶解固形物，甚至超出标准。一些企业更是为了使炉水品质得到保证，将锅炉的排污率提高，把炉水减少，全自动排污的目的无法实现，具有很强的随意性，热量被浪费，严重影响了锅炉的热效率，对生态环境造成了严重污染;其三，在工业锅炉除氧中，经常运用热力除氧法，此过程易减少煤气换热温差，促进锅炉尾部烟道排烟温度升高。若是运行管理不当，其除氧气难以满足技术要求，效果差强人意，进而导致锅炉系统难以做到安全、经济运行。此外，锅炉凝结水热量超出相应值时，锅炉温度、压力以及具有的能量和针剂总量的比例呈正比，前者越高，后者越多，对凝结水的热量进行回收是促进锅炉效率提升的有效途径。但现阶段，锅炉凝结水基本上并未将利用和回收的目的实现，进而浪费了诸多能量与水资源。
3工业锅炉处理检验措施
3．1重视结垢问题的处理
要对结垢问题引起高度重视，从源头上有效解决，比如锅炉存在严重的结垢问题，既会对受热效果造成影响，降低锅炉传热速度，同时还会造成锅炉运行出现故障，若是长时间不解决，便会加重结垢问题，越来越厚，阻碍锅炉导热，若是其他附件温度越来越高，便会升高整机温度，对锅炉的运作造成影响，若是不能有效处理，甚至会导致安全事故出现。因此，将水垢问题全面处理好，才可以使锅炉的稳定、安全运行得到保证。就工业锅炉而言，当水垢厚度不小于1毫米，或受热面锈蚀问题严重的时候，应开展除垢工作。贯流和直流锅炉出现排烟温度变高或出力降低的现象时，应展开除垢工作。工业锅炉将受热面1毫米的水垢清除后，锅炉效率能够提高3%～5%。工业锅炉除垢主要有三种方式，即运行除垢、碱煮除垢、酸洗除垢，其中效果最为显著的是酸洗除垢。碱煮除垢等因为水垢类型不一样而有所差异，碱煮结束后还要第一时间将锅刚中脱落的水垢清除，防止脱落的水垢堆积在受热面，或引发堵塞问题，而导致过热烧损问题出现［2］。运行除垢可以避免停机故障出现，但久而久之，便会促使控制成本与要求提升。在运行除垢的过程中，锅炉中的水质必须与相关规定相符，同时要对药物的添加量、锅炉负荷以及排污率进行科学控制，以免蒸汽中携带除垢，进而对蒸汽质量造成影响。直接酸洗或酸洗+碱煮是工业锅炉除垢中常用的方式。酸性除垢要对适宜的工艺以及程序进行制定，如此，才可以确保腐蚀速度最小、除垢率最大化。
3．2杜绝锅炉腐蚀
对于工业锅炉腐蚀问题而言，与腐蚀性环境以及锅炉运行温度之间存在着紧密的联系部分水压过高，亦或是过度冷却的区域极有可能为敏感地带。所以，开展锅炉检查的过程中，需要明确是否存在锅炉腐蚀环境，若有那么应及时的进行清除。另外，有关工作人员还需对工作温度进行定期检查，确保能够符合标准。尤其是极易被腐蚀的相关敏感区域，需开展早期检测与处理，避免锅炉损失。
3．3注重检测锅炉水质
3．3．1样品检验开展水质检测工作的过程中，取样时需对增量样品进行保留。为了避免混合，需要就样品做好登记和编号工作，之后交给复检工作人员。完成以上工作后，应对两种试验结果进行对比分析，在保存样品时，要保证保存环境良好，在规定的时间内完成，最大化控制外界影响，促使试验结果的准确性改正验证降低。3．3．2校准曲线控制方法在试验所有样品的时候，都需要对校准曲线进行绘制，同时试验所有中浓度和零浓度样品，相对偏差检查在5%以上，但不超过10%;相应的标定曲线系统在99．9%以上。若是此值比上述值小，则要重新对标准曲线进行绘制，禁止将不在实验范围中的曲线延伸。3．3．3采用先进的水处理工艺并进行锅内加药处理在开展水处理检测工作的过程中，运用科学的工艺技术，可优化汽水质量，降低水垢的结生量［4］。就离子交换法而言，其净水介质主要为无毒无害的树脂，与水中形成的硬度的盐类展开离子交换，进而实现软化水的效果，在此过程中可使用少量有机溶剂，也可不适用，有利于对水质的改善，并降低环境污染，相应的操作简单易行，在水处理设备生产方面得到了广泛运用。在锅内加药也属于对水质进行改善的主要方式之一，表现为将化学药剂添加到炉水中，让其和水垢包含的钙盐、镁盐等发生反应，进而转变成疏松的水渣，再凭借排污的方式，将其从锅内排出，实现避免或降低锅炉结生水垢的效果。另外，现阶段锅内加药处理定量计算方法已经较为成熟，结合添加剂相互复配增效实际经验，阻垢率能够达到80%～90%。3．3．4锅炉优化水处理工艺结合国家制定的锅炉水质标准，需要正确选取原水箱、反渗透、混床、软化水箱等相关装置，科学制定处理工艺，因水、因地制宜［5］。就锅炉水处理工艺展开设置的过程中，需要注重将腐蚀有效减缓，采取合理措施，对锅炉水处理装置进行保护。同时，应以锅炉热能状况为基础展开分析，防止浪费锅炉热能，稳定锅炉热效率，并重视降低结水垢，如图2所示。
4锅炉水处理节能减排的措施
4．1定期对水处理设备进行维护保养
对水处理设备进行管理的过程中，只是凭借检验机构难以发挥出良好的效果，不能由其他机构代替监管。使用单位需要以检验机构指定的整改意见为基础，第一时间做出合理整改，并结合标准要求增强规范性、责任感，贯彻落实《锅炉水处理监督管理规则》。针对水质状况和自身实际“对症下药”，认真检查树脂运用状况，合理设置和调整自动离子控制器再生周期。并且，在使用前、后，均需要检查树脂、填料、药剂等是否与规定要求相符。同时，封存保管树脂，做好防冻防热工作，避免出现铁中毒污染以及发霉的情况。运用再生水处理设备的过程中，应控制好盐耗，现阶段我国普遍愚弄的钠离子交换器在盐耗方面通常为250g/mol～500g/mol。
4．2净化回收冷凝水
针对冷凝水来说，将其当作锅炉给水是对其进行回收利用的最佳手段。冷凝水回收系统主要有两种类型，即闭式和开式。其中，开式系统较为简单，且投资少，但因为内部包含腐蚀性气体以及杂质，水温显著降低，进而逐渐取代被闭式。当前，新型闭式冷凝水回收技术主要对射泵增压原理进行了运用，有效解决了水泵汽蚀问题，并丰富了净化措施，回收效率高，节能率约为10%。通常情况下，工业锅炉冷凝水杂质是磁性氧化铁，因此，净化装置需要对除铁过滤器进行利用，主要包括覆盖、管式、电磁过滤器。若是凝结水温度太高，可运用加钠型苯乙烯－二乙烯苯阳树脂的过滤器进行除铁，其使用温度最高为150℃。就不可以安装净化装置，亦或是安装经济性较低的锅炉，需要借助一般回收系统以及添加药物的方式。在锅炉分汽缸和凝结回水系统，借助挥发性氨或加成膜胺，避免出现水系统腐蚀的问题，将水中铁杂质有效减少。
4．3处理排污率过高的问题
对工业锅炉水处理技术规范予以完善，在设计过程中，应降低水中包含的溶解固形物。使补给水水质得到高山，运用电去离子软化和反渗透等方法，有效减少补给水溶解固形物。另外，需重视对冷凝水的回收，利用合理的排污方式，全面分析化验结果，控制排污量，降低锅炉溶解固形物，避免排污量过大引起能量浪费的情况。避免将再生残液导入到锅炉内，利用软化器开展再生处理，并清理好再生残液后，就那些易形成再生残液的相关设备，应及时将其更换。如果过了碱度超过标准值，那么需要运用碱性药剂实施调节处理。锅炉水处理工作和诸多内容有关，所以需要统一规划，借助区域连片共用锅炉，将锅炉水处理工作切实落到实处。
5结束语
综上所述，当前，我国在锅炉水处理中仍存在诸多问题，就此情况，需要积极革新思想，采取有效方法，将锅炉水处理检测以及节能工作做好。首先，相关企业需要立足于自身实际状况，对锅炉水处理装置进行科学的选择，优化锅炉水处理工艺，思想科学排污。其次，企业需要加强对锅炉水处理的认识和关注，对采取合理手段开展锅炉水质检测工作，以获得最佳化的锅炉水处理效率，实现节能减排。
参考文献
［1］张晓秋，赵璇，何志强．关于锅炉水处理节能减排的措施研究［J］．中国石油和化工标准与质量，2020，40(11):50－51+54．
［2］翟左，魏鑫．工业锅炉水处理检验及节能方法探讨［J］．中国设备工程，2020(3):148－150．
［3］朱永满．浅析工业锅炉水处理节能减排的现状及措施［J］．科学技术创新，2019(20):189－190．
［4］王楠．工业锅炉水处理及节能监管途径研究［J］．化工管理，2018(29):220．
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