作者：婁躍明 董學輝 王魁吉 薄祥兵  

國電東勝熱力有限公司， 內蒙古 鄂爾多斯 017000

洛陽金邦博環保科技有限公司

摘要：本文主要介紹掃頻阻垢除垢技術在供熱循環水采用未軟化處理過的自來水、地下水、中水或其他普通水中的應用。采用此方法在供熱系統的運營中不僅能大大降低運營成本，提高供暖質量，同時也避免了大量高鹽廢水的排放對環境造成的二次污染。

關鍵詞：掃頻阻垢除垢技術、供熱循環水、除垢、防垢、防腐

1 供熱循環水的現狀及存在的問題

某熱力公司采取熱電廠集中供熱方式，供熱面積1100萬平米，建設160座換熱站，一網管線供熱半徑20公里。一網供熱參數最高120℃，二網供熱參數最高60℃，循環水流量10000噸/小時，一網平均補水量2000-3000噸/天（主要是一網向二網補水）。

由于供熱管網失水嚴重，熱力公司一網循環水采用未經軟化處理的中水，二網循環水采用未經軟化處理的自來水，一直以來，熱源側的管式換熱器結垢明顯，換熱站內的板式換熱機組板片結垢嚴重，在每個采暖期前和供暖期間必須停運一次換熱機組進行板片除垢。主要危害有：管式和板式換熱器由于熱阻增大致使導熱效果差，熱效率低，循環泵耗電量增大；熱用戶暖氣結垢致使導熱效果差，室溫低；產生垢下腐蝕，縮短管網壽命；頻繁清洗板片，膠墊損耗大增，甚至有些板片結垢嚴重到清洗不掉或損壞板片。

2 掃頻阻垢除垢技術原理

為解決結垢問題，該公司先后采用了加阻垢劑、超聲波除垢技術、電磁除垢技術、永磁除垢技術、恒頻電磁水處理技術等除垢防垢技術，但效果均不理想。

2013年，經多方對比調研，引進了某公司生產的德國掃頻阻垢除垢技術，在熱電廠供熱首站回水管道（DN1200mm）和一個換熱站的二次網回水管道（DN159mm）上分別安裝了一套使用掃頻阻垢除垢系統。經兩年來的運營觀察，很好地解決了除垢防垢難題。

2.1技術原理

掃頻阻垢除垢系統也是物理法的一種，該系統采用的德國掃頻阻垢除垢技術，是利用交變脈沖磁場進行水處理的一項新技術，即將變頻技術應用于水處理過程，并通過微電腦自動實現變頻、移頻、掃頻控制。

掃頻阻垢除垢技術是基于交變電磁場原理設計，以電子技術為基礎，通過信號發生器產生一種極性、振幅和頻率高速變化的電流，該電流又在管道中產生快速變化的磁場，對水中的 Ca²⁺、Mg²⁺產生一種離子干擾作用，可以改變這些離子的電化學特性和物理特性，降低Ca²⁺、Mg²⁺、 CO₃^2-、SO₄^2-之間的吸附能力，從而阻止這些離子之間結合成垢，隨著一個個脈沖的作用，通過（脈沖頻率，脈沖幅度和電流的速度）的水將產生突然變化 - 特別是靠近管壁 - 甚至強制瞬間逆轉。這樣的磁場感應使得固體和管道線生物膜粘合強度降低，其針狀晶體結構光滑無粘性表面，呈松軟絮狀懸浮在介質中隨介質流動，避免了向器壁的沉積；同時經過處理的水中碳酸鈣晶體通過磁場的水溶液中析出文石的數目增多，且尺寸較小（20μm或更小的細小微粒），這些微粒不與其他微粒結合，也不能附著在管壁或換熱器表面，達到防垢、除垢的目的。

掃頻阻垢除垢系統原理示意圖

2.2功能說明

1） 防垢振蕩磁場中形成的無機鹽微小晶粒，無表面電荷，懸浮在水中而不是粘附在管壁上。自由水分子包圍在未形成微晶粒的成垢離子周圍，阻礙成垢離子吸附在管壁上。

2） 除垢水分子團密度小、體積大；自由水分子密度大、體積小、容易滲透到垢的內部。一段時間后，滲透到垢縫隙中的自由水分子恢復成水分子團，體積增大，使垢體膨脹松動。

3) 抑菌抑藻振蕩磁場在水中產生紊流波，沖擊細胞賴以生存的環境條件使其喪失生存能力隨著水垢的去除，避免了菌藻在垢下的滋生。

4) 阻銹防腐水垢被溶解和分散，微生物生存的溫床被拆除，避免了微生物垢下腐蝕。自由水分子把溶解氧包圍，設備腐蝕傾向大大減弱，容易生成具有耐腐蝕力的Fe₃O₄保護膜。

3安裝示意圖

4效果對比

板式換熱器使用掃頻阻垢除垢技術前          板式換熱器使用使用掃頻阻垢除垢技術后

首站管式換熱器運行兩個采暖季后（未進行過人工除垢）

4效益分析

4.1 直接經濟效益：

以一個保有水量為50000m³的供熱循環水系統為例；假設采用中水取代軟化水，若中水的成本為3元/m³，二網自來水的成本為7元/m³，生產軟化水的成本為12元/m³，一個采暖期一網補中水大約30萬噸，節約成本大致如下：

采用中水：50000×（12-3）=450000（元）

一網補中水：300000×（7-3）=1200000（元）

兩項合計大約節省165萬元。

4.2 間接經濟效益

4.2.1換熱效率提高，減少能源消耗、電能消耗；

4.2.2免去換熱器和管道清洗費用；

4.2.3去除水垢減少閥門等配件的損耗、卡澀，防止腐蝕爆管；

4.3 社會效益

清除二次網和居民家中水垢，保障供熱溫度可減少客戶投訴，提高企業口碑和信譽；減少能源消耗，響應國家節能減排政策；避免使用藥劑和軟化水，減少系統運行中對環境造成的危害。

5 結束語

綜上所述，通過該技術的應用，可為企業大大降低運行成本，減少人力、財力和物力，基本實現供熱循環水無優化管理，解決了供熱循環水的結垢和腐蝕兩大難題，同時又可以大大減少高鹽廢水和化學藥劑對我們的水環境造成的污染。