王洪亮 陳莉 張勇 山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院濰坊分院，山東濰坊 261041

超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)在鍋爐及水循環(huán)系統(tǒng)上的應(yīng)用

王洪亮 陳莉 張勇 山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院濰坊分院，山東濰坊 261041

磁化法處理水是近年來發(fā)展的一種新技術(shù)，本文通過對(duì)磁法去除水垢的原因和防腐原因進(jìn)行理論分析，并通過對(duì)超強(qiáng)磁在循環(huán)水系統(tǒng)和工業(yè)鍋爐上的實(shí)際應(yīng)用測(cè)試，超強(qiáng)磁技術(shù)具有除垢、防垢、防銹效果，超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)為物理技術(shù)，不改變水質(zhì)成分、對(duì)設(shè)備、環(huán)境不造成損害，屬于節(jié)能減排、環(huán)保型技術(shù)。

超強(qiáng)磁技術(shù)；除垢防銹理論分析；應(yīng)用測(cè)試結(jié)果

近年來，由于我們國(guó)家政府大力推動(dòng)節(jié)約能源，節(jié)能減排，創(chuàng)建低碳經(jīng)濟(jì)等工作，我們都有節(jié)約能源的觀念，為此我們積極探討超強(qiáng)磁除垢這一綠色技術(shù)在工業(yè)鍋爐極其循環(huán)水系統(tǒng)中的除垢、防垢、防腐作用，并通過這一探討極力推動(dòng)這一先進(jìn)技術(shù)。采用磁化法處理水是近年來發(fā)展的一種新技術(shù)，國(guó)內(nèi)外已廣泛用來解決鍋爐、熱交換設(shè)備和冷卻水管道等除垢與防垢問題，并獲得極為顯著的效果。磁法去除水垢的原因是，水中碳酸鈣(CaCO3)結(jié)晶形態(tài)的改變，水垢的主要成分CaCO3是由水中的Ca(HCO3)2受熱分解生成的，它有兩種結(jié)晶方式，當(dāng)磁法處理過的水受熱時(shí)，析出的CaCO3主要為針狀文石結(jié)晶，文石結(jié)晶的結(jié)構(gòu)疏松，抗拉、抗壓能力差，黏結(jié)性弱，不易黏結(jié)成硬質(zhì)水垢，它可在水中任意形成核結(jié)晶，形成泥渣狀態(tài)沉淀而經(jīng)由污水除去；而未經(jīng)此話處理的水在加熱時(shí)析出的CaCO3結(jié)晶主要為緊密地菱形方解石晶體，易在受熱的金屬表面上形成堅(jiān)硬的水垢。

圖1 Ca(HCO3)2的分子結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 Ca(HCO3)2分子與水分子的氫鍵締合示意圖

此外，強(qiáng)磁作用不僅是改變了水垢的結(jié)晶狀態(tài)，也改變了水分子與晶體之間的關(guān)系，即改變了晶體的水合狀態(tài)，Ca(HCO3)2的分子結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，水是一種極性分子，水的單分子常由于氫鍵作用而締合成雙分子或多分子的聚合物（H2O）n，而水分子與Ca(HCO3)2之間也由于氫鍵的作用締合，如圖2所示。未經(jīng)強(qiáng)磁作用處理的水，在HCO3

-離子周圍締合著許多水分子，當(dāng)受熱后Ca(HCO3)2分解生成CaCO3結(jié)晶時(shí)，由于周圍這層水分子的包圍，Ca2+與離子碰撞機(jī)會(huì)少，形成的結(jié)晶中心少，因而易于形成大塊水垢結(jié)晶附于管壁上，反應(yīng)方式如下：

在水被強(qiáng)磁作用處理的過程中，強(qiáng)磁作用力向水輸送能量，而破壞了氫鍵，根據(jù)呂查得里原理可推知，水經(jīng)磁作用后水中締合的氫鍵及水與HCO3-之間的氫鍵遭到破壞，而使Ca2+與CO32-離子間的接觸的機(jī)會(huì)增加，硬度鹽顆粒的穩(wěn)定性降低，而使結(jié)晶中心增加，易形成無定形態(tài)泥渣，易于排污除去。其重點(diǎn)在于在結(jié)晶中心的增多，因結(jié)晶中心的表面積和熱面積之比，決定泥渣量和沉積在受熱面上水垢量的比值，如硬度350～400毫克/升的水，經(jīng)強(qiáng)磁作用處理后，可減少的沉積物達(dá)92%，因而有防止結(jié)垢的作用。

當(dāng)水體接受強(qiáng)磁能量的作用后，單個(gè)水分子包容了溶解在水中的氧分子，使溶解氧成為惰性氧、切斷了金屬銹蝕所需氧的來源，同時(shí)，超強(qiáng)磁波激起的懸垂復(fù)合調(diào)制頻率的電磁場(chǎng)所產(chǎn)生的“集膚效應(yīng)”在管壁上聚集了過剩的負(fù)電荷，而水內(nèi)部聚集了過剩的正電荷，水中過剩的正電荷強(qiáng)烈排斥帶正電的同性Fe3+，阻止Fe3

+從金屬管壁分離進(jìn)入水中（系統(tǒng)中產(chǎn)生的黃色銹水就是Fe3+在水中呈現(xiàn)的顏色）。同時(shí)，管壁上過剩的負(fù)電子也不斷吸引帶正電Fe3

+，阻礙Fe3+溶入水中，從而能使原有管壁上的Fe2O3（紅銹）還原成具極強(qiáng)耐腐蝕力的黑銹外膜Fe3O4，因此具有阻銹、防腐作用。

2009年9月至2010年6月，我們對(duì)超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行了跟蹤測(cè)試研究，測(cè)試情況、結(jié)果分析和結(jié)論如下：

1、濰坊世紀(jì)華潤(rùn)商務(wù)大酒店的中央空調(diào)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)以及洗澡用熱水循環(huán)系統(tǒng)，2009年9月15日應(yīng)用超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)后，出現(xiàn)循環(huán)水變渾現(xiàn)象，并有少量垢渣析出現(xiàn)象，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)水跟蹤測(cè)試，水樣測(cè)試結(jié)果見表1、表2。

表1 中央空調(diào)冷卻循環(huán)水水樣測(cè)試結(jié)果

表2 洗澡用熱水循環(huán)系統(tǒng)水樣測(cè)試結(jié)果

通過以上數(shù)據(jù)分析，根據(jù)系統(tǒng)循環(huán)水出現(xiàn)的現(xiàn)象以及系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)水跟蹤測(cè)試結(jié)果分析來看，隨著超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)應(yīng)用時(shí)間的延長(zhǎng)，循環(huán)水的硬度和電導(dǎo)率在增大，說明強(qiáng)力磁化水對(duì)水垢具有溶解作用，據(jù)此可以判定超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)的確具有使水垢、鐵銹溶解、脫落的效能。

2、山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院濰坊分院鍋爐DZL1-0.4（技術(shù)參數(shù)：蒸發(fā)量1t/h;設(shè)計(jì)壓力：0.4Mpa）于2009年10月23日應(yīng)用超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)，我們對(duì)鍋爐排污水進(jìn)行密切觀察，進(jìn)行應(yīng)用前后的比較分析。經(jīng)過認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)15日后，鍋爐排污水中開始明顯出現(xiàn)水垢垢塊現(xiàn)象，隨后每日都有大量水垢渣塊派出的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象在超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)應(yīng)用前從未出現(xiàn)過，這充分證明超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)具有除垢、防垢效果。

3、濰坊雅悅富華酒店管理有限公司鍋爐SZL10-1.25-AIII兩臺(tái)（技術(shù)參數(shù)：蒸發(fā)量10t/h;設(shè)計(jì)壓力：1.25Mpa；設(shè)計(jì)溫度：193℃），運(yùn)行工作壓力0.9Mpa,該爐一直處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)。于2009年12月20日應(yīng)用超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)，并在該爐的排污水出口處應(yīng)用水垢攔截網(wǎng)具，用于除垢效果測(cè)試。超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)投入使用6個(gè)月后，于2010年6月18日，我們與濰坊雅悅富華酒店鍋爐管理人員及操作人員共同進(jìn)行檢驗(yàn)，爐內(nèi)脫落的水垢及銹渣將水垢攔截網(wǎng)具填滿并脹裂（圖3所示），足以證明該技術(shù)除垢、除銹的效果。

圖3 水垢攔截網(wǎng)具以及攔截的部分水垢銹渣

超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)經(jīng)我們?yōu)槠?個(gè)月跟蹤測(cè)試分析，通過該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用測(cè)試證明，超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)對(duì)冷暖水循環(huán)系統(tǒng)、對(duì)熱水鍋爐、工業(yè)鍋爐具有除垢、防垢、防銹效果；但對(duì)于電站鍋爐的應(yīng)用效果仍需做進(jìn)一步的研究分析。

該超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）應(yīng)用該技術(shù)后，起到除垢效果，有效避免了因化學(xué)清洗帶來的經(jīng)濟(jì)成本增加，有效避免了清洗廢液(酸、堿、緩蝕劑等化學(xué)品)排放對(duì)環(huán)境的污染。

（2）應(yīng)用該技術(shù)后，起到防垢、防銹效果，使熱能有效利用率大大提高，有效降低排煙溫度，同時(shí)大量減少設(shè)備維修維護(hù)費(fèi)用，有效延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，很好的起到節(jié)能減排的作用。

經(jīng)過應(yīng)用研究，我們認(rèn)為超強(qiáng)磁防銹除垢技術(shù)為物理技術(shù)，不改變水質(zhì)成分、對(duì)設(shè)備、環(huán)境不造成損害，屬于節(jié)能減排、環(huán)保型技術(shù)。

[1]葉海坤.超強(qiáng)磁性磁化器發(fā)明專利說明書.公告號(hào)1272624.1996年2月1日

[2]司洪濤.磁化除垢技術(shù).臺(tái)灣：電路板會(huì)刊第四十六期.2009

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.092

王洪亮 山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院濰坊分院，高級(jí)工程師。