時間：2024-01-12 15:38:13
導語：在化學除垢方法的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
打造化學高效課堂是提高教學質量的主要途徑，它可以讓學生身心健康發展，全面發展學生的各種能力，更好地實現教育最終目的，也是我們現代教育的趨向。為此我總結一下自己在這方面的做法，希望和廣大同仁共同磋商。
一、更新教學觀念，突顯學生的主體地位
觀念是行動的靈魂，教育觀念對教學起著指導和統率的作用，在以往的教學過程中，教師往往注重了教師的主導作用，強調了教師的教而忽視了學生的學，使教師成為了講師，而學生卻成了聽眾，束縛了學生的思維。長期以來的角色錯位必然挫傷學生主動學習的積極性，使學生缺乏了創造的激情和靈感，這和我們努力培養具有開拓精神創造能力的高素質人才的目標是格格不入的。為此教師要改變教學觀念。德國教育家第斯多惠說過“教學的藝術，不在于傳授本領而在于激勵、喚醒、鼓舞”，我們衡量一節課的好壞不是看老師講了多少，而是看學生掌握了多少，新課改的實施要求我們在教學中要改變過去只注重知識傳授的傾向，強調知識與技能，過程與方法，情感態度與價值觀三維目標的和諧發展。我們應努力改進舊的課堂教學模式，構建以學生主動參與，師生雙向互動，探究創新為主新的課堂教學模式。
特別是強調要以學生為主體，客服硬性灌輸，包辦代替等現象，把學習主動權還給學生，突顯學生的主體地位
二、激發學生學習化學的興趣
興趣是最好的老師，興趣是驅使學生去學好功課的內在動力，因此，在新課程教學過程中，必須調動一切因素，積極激發學生學習化學的興趣，創設一種生動活潑，引人入勝的情景，激發學生強烈渴求知識的欲望，是他們自覺地，主動地探索問題，尋求知識目標用自己潛藏的內在動力去突破重點，難點，從而取得更好的成績。
（一）創設精彩的課堂引入，先聲奪人，激發學生的興趣。俗話說“好的開頭是成功的一半”。一個新穎精致的開頭，會給學生留下難以忘懷的印象，創造一個良好的氛圍，吸引學生迅速進入本堂課的情景之中，掀起學生積極情感的浪潮，激發學生的學習興趣。（二）從聯系生活入手，學以致用，誘發學習興趣。心理學研究表明，學習內容與學生熟悉的生活背景越貼近，學生自覺接納知識的程度就越高，在教學中，教師必須從學生已有的生活經驗出發，找準學習內容與生活實際的切合點，把學生熟悉的題材引入課堂教學中，使學生體驗到化學與日常生活密切的聯系。
三、突出學科特點，重視實驗教學
化學是一門以實驗為基礎的自然科學，化學教學離不開實驗，化學實驗生動直觀有效，是培養學生觀察能力，思維能力和動手操作能力最好的教學手段之一，也能使課堂呈現出創新活力和勃勃生機。例如：在緒言課中可給學生做一組化學魔術：將兩瓶“白酒”（碳酸鈉 酚酞）混合后就變成了“紅酒”，“紅酒”中加了另一種“白酒”（稀鹽酸），“紅酒”立即變成了“汽水”（產生大量的氣泡），把“汽水”中產生的氣體再通入另一種“白酒”中（石灰水），“白酒”又變成了“牛奶”（有白色沉淀），這樣學生產生了濃厚的興趣，產生強烈的探究欲望，保證課堂高效率地進行。
關鍵詞除垢；壁掛爐；自動；應用
中圖分類號：TU832 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0075-02
燃氣壁掛爐作為節能采暖裝置源于歐洲。起初，燃氣壁掛爐在我國幾乎全部依賴原裝進口，但隨著節能減排理念在我國的推行及人們生活水平的提高，燃氣壁掛爐產業在我國得以迅速發展，在市場的刺激下，我國燃氣壁掛爐市場涌現了一大批擁有核心技術的壁掛爐企業，進一步推進了燃氣壁掛爐在我國供暖市場上的應用。燃氣壁掛爐越來越受到大眾的喜愛，其銷量也逐年遞增。燃氣壁掛爐憑借其高能效、低污染的優勢，有望成為未來我國生活供暖的新需求。但燃氣壁掛爐管道內的水垢問題成為影響其能效關鍵因素，本文針對其水垢的產生、水垢對傳熱效率的影響做了簡要分析，并提出了幾種燃氣壁掛爐內自動除垢的方法，綜合分析了其應用前景。
1水垢對換熱效率的影響
燃氣壁掛爐作為高能效采暖裝置是基于無水垢的條件下建立的，但隨著燃氣壁掛爐使用年限的增加及水垢清理的不及時導致其水垢會逐年增加，燃氣壁掛爐內積累的水垢將嚴重降低其換熱效率，下面通過傳熱學原理分析水垢對換熱效率的影響。
對換熱器的換熱效率我們采用以下方法進行計算：
（1）
（2）
（3）
式中，―換熱器效率；―實際換熱熱流量；―理論換熱熱流量最大值；―流體質量流量最小值；―質量定壓熱容；流體進出口溫差；―總換熱系數；―換熱面積。
換熱器效率的物理意義可以理解為以理論換熱熱流量最大值為基礎計算實際換熱量在此基礎上的變化率。換熱器進出口的工藝條件一般是固定的，即固定。若管子中結構、堵塞，則發生變化。所以計算污垢對換熱效率的影響，只要計算前后值的變化。為比較污垢對換熱器換熱效率的影響，要控制換熱面積與進出口溫差不變。
無污垢時，壁掛爐管道的總傳熱系數為3530（壁掛爐進水管道流速約2，查總傳熱系數隨水的流速變化關系可知）。
有污垢時，查水的污垢熱阻表，知在水溫小于52℃、流速大于時，水的污垢熱阻為1.76（單位：）。
又由于：
（4）
式中，為污垢熱阻，為有污垢的換熱面的傳熱系數，為無污垢的換熱面的傳熱系數。
求得：
則污垢使換熱效率降低率為：
（5）
求解得：。既壁掛爐管道內壁結垢會使換熱效率降低。由此可見燃氣壁掛爐內及時除垢的重要性。
2自動除垢分析
2.1 目前除垢方式簡介
目前，燃氣壁掛爐內的水垢清洗方式主要依賴專業技術人員的人工清洗，人工清洗原理雖簡單，操作卻非常復雜和嚴格，不僅需要昂貴的清洗設備，消耗大量的能源，而且人工清洗使用的化學試劑會對水源造成二次污染，從節能和環保上均嚴重阻礙了燃氣壁掛爐在市場上的推廣，一種自動、廉價的除垢方式在燃氣壁掛爐內的應用迫在眉睫。為了綜合對比目前技術比較成熟的幾種自動除垢方法進行對比，下文將對超聲波除垢、電化學除垢、磁化除垢在燃氣壁掛爐內的應用進行綜合分析。
2.2 超聲波除垢
1）超聲波除垢原理。超聲波除垢是利用了超聲波空化效應[1]，超聲波空化效應一方面可降低水垢在管道上的附著能力從而使水垢從管道壁上脫落；另一方面可使水裂解析出，又與溶液中的結合生成，使水垢融解。
2）可行性分析。實驗研究表明[1]，超聲波功率在100～200 W時，具有抑水垢的作用，當功率在200～600 W時，具有除水垢的作用，且在功率為300 W時具有最佳的除垢效果。因此可以考慮將超聲波除垢應用到壁掛爐管道內壁的除垢中。超聲波除垢、抑垢的作用會隨介質流動方向的改變而削弱，而壁掛爐中的送水管道多出彎折，會降低超聲波的除垢效果。另外，超聲波的高頻發生器的工作環境溫度為0～40℃，而壁掛爐中多出溫度高于40℃，這兩方面使得超聲波發生器在壁掛爐中的安裝具有位置上的局限性。
2.3 電化學除垢
1）電化學除垢原理。電化學除垢技術是20世紀70年代后發展起來的新型循環水處理技術，具有很好的防垢除垢、殺菌滅藻、防腐防蝕的作用。該項技術的主要基本原理是：在陰陽兩極間施加弱電場，使陰極與水界面處產生電極反應，從而使，在陰極附近沉淀，達到除垢的目的。燃氣壁掛爐屬于典型的循環水系統，而循環水中的水垢離子主要為、，因此可以考慮對壁掛爐循環水進行電化學除垢。
2）可行性分析。電化學除垢技術所采用的電壓為或，屬于低耗能除垢技術。若在燃氣壁掛爐循環水管道內安裝陰陽極，再加上或的電壓，通過導電率測量儀測得水垢離子濃度，用自動控制裝置自動切換或的電壓（研究表明：當水垢離子濃度大于時采用電壓除垢，水垢離子濃度小于時采用電壓除垢，可以達到最佳的除垢效果），可以實現燃氣壁掛爐內自動除垢。電化學除垢方法裝置簡單，容易實現且對壁掛爐原有系統影響小，需要的電壓低，除垢效果理想。
2.4 磁化除垢
1）磁化除垢原理。流體中本身沒有磁矩的引起結垢的物質在高磁場的作用下，產生一個臨時誘導磁矩，該誘導磁矩使結垢的晶體分子相互排斥，破壞結垢晶體分子間的粘附力，使晶體懸浮在液體中。結垢晶體分子間的排斥力逐漸增大直到大于結晶物間結合力時，晶體的內部結構發生變化，最終結構物從物體上脫落下來，形成懸浮物隨流體排走。還有一種解釋是：在磁場的作用下，流動的液體被激發出電子，使液體中所溶解物質的原子外部價電子不平衡從而降低原子間的結合力，導致溶液中的離子沉淀出來。磁化除垢機理目前學術界尚無統一定論，以上為幾種觀點中比較有代表性的兩種。
2）可行性分析。燃氣壁掛爐屬于小型鍋爐，因此可以采用永久磁鐵式除垢裝置進行除垢，裝置結構簡單，而且容易安裝，不占地。磁化除垢采用永久磁鐵式除垢裝置，無能源消耗，無需維護。循環水溫度在60℃左右時，磁化除垢具有最佳的除垢效果，而燃氣壁掛爐內循環水的溫度也在60℃左右，因而磁化除垢在燃氣壁掛爐內應用時可以達到最佳的除垢效果。磁化除垢不僅能防止壁掛爐循環水管道結垢，逐漸除去管道中存在的老垢，而且還能夠抑制管道內微生物的滋生，對提高燃氣壁掛爐管道內的換熱效率及保持健康用水有著重大意義。
3幾種自動除垢方式的綜合對比
通過從可行性、除垢效果、經濟性、對居住環境影響三個方面綜合對比幾種除垢方式在燃氣壁掛爐內的應用，得到結果如表1。
4結束語
1）超聲波除垢在雖然在理論上可行，由于換熱器管道蜿蜒曲折，所以對于安裝超聲波發生裝置有一定的難度，且超聲波除垢的除垢效果也不是很理想，所以超聲波除垢在燃氣壁掛爐上的優勢并不明顯。
2）鑒于電化學除垢無污染、簡單易行、對居住環境無影響、低能耗且除垢效果好等優點，電化學除垢技術在燃氣壁掛爐除垢的應用具有較好的前景。
3）雖然磁化除垢機理尚未完全統一，但磁化除垢具有在經濟上較大的優勢、安裝簡便、無能耗、無污染、除垢效果好等優點，因而磁化除垢在燃氣壁掛爐內的應用具有明顯優勢。
燃氣壁掛爐水垢問題嚴重影響換熱器換熱效率，目前人工除垢方法雖然可以有效除垢，但在操作和經濟效益上均不是最優的選擇，以上的三種自動除垢方法無論是在操作上還是在經濟效益上均有較大的優勢，所以隨著以上三種技術在除垢應用上的愈趨成熟，一種簡單、經濟的自動除垢裝置必然在燃氣壁掛爐系統上得以應用。
關鍵詞：換熱器;除垢;防垢
1. 引言
近年來 ， 板式換熱器以其重量輕、占地面積小、投資少、換熱效率高、組裝靈活、結垢易于清除等特點，及其在供熱工作中所起的作用，越來越受到供熱企業的高度重視，并逐步推廣使用，以取代原有的管殼式換熱器。但由于板式換熱器流通截面較小，結垢后容易產生堵塞，使板式換熱器的換熱效率降低，影響了設備的安全和用戶的正常用熱。根據調查表明，90%以上的換熱器都存在不同程度的結垢問題，結垢造成的浪費和損失很嚴重。所以防垢技術的研究是涉及國民經濟眾多產業和部門的一個急需解決的問題。因此，解決板式換熱器的清洗，防止水垢的形成，是保證冬季供暖期正常供暖的重要前提。因此本文就板式換熱器的防垢方法及除垢技術方面相應研究。
2. 板式換熱器結垢堵塞的主要原因
板式換熱器在使用過程中，由于水處理設備運行不當或者無水處理設備，導致水質控制不達標，將不合格的軟化水注人供熱系統中，使水中的鈣、鎂、碳酸鹽遇熱后分解為碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀物鉆結在換熱器的受熱面上，形成了堅硬的水垢。由于水垢的導熱性能差，造成了換熱器換熱效率的降低以及熱能的嚴重浪費，從而影響了供熱的效果，給供熱單位造成了嚴重的負面影響。
3. 板式換熱器除垢技術常用方法
板式換熱器的常用除垢方法有兩種：一種是化學方法，另一種是機械方法。下面簡單介紹這兩種除垢技術。
3.1 化學方法
由于污垢的主要成分是鹽類因此，用酸洗是有效的除垢方式，也是現在最常用的除垢方式。酸洗溶液包括有機酸和無機酸，有機酸主要有：草酸、甲酸等。無機酸主要有：鹽酸、硝酸等。在應用酸洗前，一定要對換熱器結垢和工藝、材質和水垢成分分析之后選擇合適的清洗液進行清洗，并保證有效地清除水垢，同時對換熱器板片的腐蝕也要注意。
化學方法清除水垢的基本原理： 1） 溶解作用：酸溶液容易與鈣、鎂、碳酸鹽水垢發生反應，生成易溶化合物，使水垢溶解。 2） 剝離作用：酸溶液能溶解金屬表面的氧化物，破壞與水垢的結合，從而使附著在金屬氧化物表面的水垢剝離，并脫落下來。 3） 疏松作用：對于含有硅酸鹽和硫酸鹽混合水垢，由于鈣、鎂、碳酸鹽和鐵的氧化物在酸溶液中溶解，殘留的水垢會變得疏松，很容易被流動的酸溶液沖刷下來。 酸洗方法應以靜態浸泡和動態循環相結合的方法進行。酸洗時間為先靜態浸泡2h，然后動態循環3-4 h。在酸洗過程中應經常取樣化驗酸洗濃度，當相鄰兩次化驗濃度差值低于0.2%時，即可認為酸洗反應結束。在酸洗結束之后，要對換熱器板片進行鈍化處理，并進行打壓實驗，打壓合格之后才能正常投入使用。[1]
3.2 機械方法
機械方法是將拆開的換熱片用高壓水槍沖刷，對于難以沖刷掉的污垢，則可用軟纖維刷子或鬃毛刷來洗刷。這種方法不但費時費力，也不能保證除垢的徹底性。如果換熱器表面處理當，將會導致更加嚴重的結垢現象。
機械清洗過程中的注意事項：
1） 密封墊片若粘在兩板片間的溝槽內，切不可損壞換熱器板片和密封墊片。
2） 清理時，決不能使用金屬刷刷洗，尤其是不銹鋼板片，以免造成板片表面劃傷，加速板片的腐蝕，如果板片上有污點或鐵銹時，可用去污粉清除。
3） 清洗用的清水，必須不含鹽、硫等成分。
4 板式換熱器防垢方法及新技術
隨著時展與社會的進步，板式換熱器的防垢方法層出不窮，主要有以下幾種方法：磁場防垢、高壓靜電式及高頻電磁場式防垢、超聲波脈沖防垢、聲學防垢、化學法。
現供熱企業主要應用的為化學法防垢，現就化學法防垢技術做簡單介紹。化學法主要有軟化法、酸處理法、碳化穩定法及阻垢劑的應用等。前面3種方法因費用較高或造成設備腐蝕等原因而應用范圍較窄。國內外應用最廣泛的是阻垢劑，阻垢劑是一類化學藥品的總稱，通過它的加入可以防止或阻止積垢的生成。中國現在主要應用的阻垢劑有以下幾種：
一是，天然分散劑。主要以丹寧、磺化丹寧、木質素、淀粉、改性淀粉和羧甲基纖維素等天然有機物質為主。這些天然阻垢劑來源廣，價格便宜，無毒，易于生物降解。但雜質含量高，用量較大，目前只有少量商品復合配方中仍有使用。
二是，共聚物。二十世紀80年代開始，國內外開發出性能優良的二元、三元及多元水溶性共聚物。它們的特點是對磷酸鈣垢、磷酸鋅、氧化鐵、黍泥等也有很好的抑制分散作用，有的還有特殊作用，如能抑制硅垢，甚至能參與緩蝕等。磺酸共聚物突出的優點是在阻垢方面不受水中是否存在金屬離子的影響，對磷酸鹽垢、硫酸鹽垢、氫氧化鎂垢、CaCO3垢等，特別是對磷酸鈣垢有良好的抑制作用，且能有效地分散顆粒物，穩定金屬離子和有機膦酸，藥力持久，有易結膠，并具有一定緩蝕作用。
另外，在防止換熱器污垢的生成仍然需要注意運用以下各項措施： 一是，運行中嚴把水質關，必須對系統中的水和軟化罐中的軟化水進行嚴格的水質化驗，合格后才能注人管網中。 二是，新的系統投運時，應將換熱器與供熱系統分開，進行一段時間的循環后，再將換熱器并人系統中，以避免管網中雜質進人換熱器。 三是， 在供熱系統中，除污器和過濾器應當進行不定期的清理外，還應當保持管網中的清潔，以防止換熱器堵塞。
5. 小 結
可以選擇的換熱器防垢和除垢方式多種多樣，但是每種方式都有其各自的特點與適宜的應用條件，有的設備在應用時也需要與其他設備相協調，不然可能會引起不必要的損失，比如超聲波防垢技術就會干擾電子設備，所以當選用防垢和除垢方式時要事先做好調查研究，選出經濟合理的方式。目前國內的換熱站內的換熱器一般都不做水處理，所以結垢問題嚴重，造成很多不必要的損失，所以推廣使用比如超聲波防垢方式。希望本文能夠對換熱器防垢除垢相關領域研究有所幫助。
參考文獻
[1] 李紅. 換熱器表面防垢技術的研究與應用進展[ J]. 化學工程師， 2008 （3）.
【關鍵詞】列管式換熱器結垢原因；解決方案
在化工企業生產中，列管式換熱器作為最為典型的間壁式換熱器，其由殼體、管束、管板、折流擋板和封頭等部分組成。列管式換熱器制造過程中可以利用多種材料，由于其傳熱面積大，傳熱效果好，而且結構較為簡單，所以利用非常廣泛。列管式換熱器在使用過程中，由于其傳熱面積大，所以也極易在傳熱表面形成沉積物堆積而發生結垢現象，使表面的熱阻升高，影響了熱量的傳遞速度。而且一旦出現結垢的情況，則會導致流通面積減小，介質在流動過程中受到較大的阻力，從而增加其運行過程中的能耗。目前很多化工生產企業都是由于列管式換熱器在使用中存在結垢問題，而影響了使用效果，從而造成經濟上的損失。列管式換熱器在運行過程中為了有效的避免和減少結垢問題所帶來的影響，則需要從設計及清理方法上來進行預防和解決，及時進行維護和保養，有效的提高列管式換熱器的傳熱能力，增加企業的收益。
1、列管式換熱器結垢的原因
列管式換熱器最易結垢的部位為管束的內外壁，當該位置形成污垢層后，則會導致換熱器熱傳遞能力下降，甚至會導致介質的流道受到阻塞。流體的性質、流速、速度、狀態及換熱器的參數等都會導致污垢的發生。
1.1流體的性質。列管換熱器其主要是以水為其載熱體，水作為換熱器的流體，其性質不僅指水本身的性質，也包括水中夾帶著的各種物質。所以當水在加溫過程中，其內所含有的離子或是某些鹽類會隨著溫度的升高而發生結晶，這些結晶會附著在換熱管的表面，形成水垢，在水垢剛形成階段，其還會較為松軟，但隨著時間的推移、傳熱效果的惡化，則會使水垢中的結晶開始失去，垢層開始變硬，并在換熱管表面形成一層牢固的硬殼。
1.2流體的流速。在列管換熱器運行中，流體的流速并不是越快越好，因為當流速增加時，可能會導致結垢的增加，但也會引起沉積物脫卸的速率增加，所以當流速增加時，可能總結垢的速率反而會降低。當處于運行中的列管換熱器，其流速增加時，不僅換熱器的系數會變大，而且所帶來的磨損也會增大，使能耗增大，所以對于列管換熱器流體的流速的控制，需要從能耗和污垢兩個方面進行綜合考慮。
1.3換熱器的表面材料對于污垢的形成具有較大的影響。如果表面材料選擇不當，則會在污垢形成過程中起到助推的作用。目前換熱器表面材料可以選擇的種類較多，如銅合金、碳鋼、不銹鋼、石墨、陶瓷等、這些材料有的對結垢具有抑制作用，同時非金屬材料則不易發生結垢，但其導熱性能相比于金屬材料則要差一些。所以在進行換熱器表面材料選擇時，則需要綜合多方面因素進行考慮。另外，換熱器表面構造上存在著一些微小的凸起，這會導致對吸收能力和化學活性增加，極易導致污垢發生沉積。
2、列管式換熱器結垢的具體解決方案
2.1設計階段 列管式換熱器結垢的防治措施，需要在設計階段就進行充分的考慮，以減少運行階段污垢的形成。設計時需要從以下幾個方面進行綜合考慮，需要能夠在現場進行清洗，減少清洗進對設備的折卸，減少死區和低流速區，確保內流速的均勻、溫度分布的均勻性，在保證合理壓力及不會產生腐蝕的情況下，利用提高流速來減少污垢的形成，設計時還需要對換熱器表面溫度進行考慮，以減少污垢的形成。
2.2運行階段
2.2.1維持設計條件 在運行時，為滿足工藝需要，需調節流速和溫度，從而與設計條件不同，然而應通過旁路系統盡量維持設計條件（流速和溫度）以延長運行時間，推遲污垢的發生。
2.2.2運行參數控制 在換熱器運行時，要定期測試流體中結垢物質的含量、顆粒大小和液體的pH值。
2.2.3維修措施良好 換熱設備維修過程中產生的焊點、劃痕等可能加速結垢過程形成。
2.2.4使用添加劑 針對不同類型結垢機理，可用不同的添加劑來減少或消除結垢形成。
2.2.5減少流體中結垢物質濃度 通常，結垢隨著流體中結垢物質濃度的增加而增強，對于顆粒污垢可通過過濾、凝聚與沉淀來去除；對于結疤類物質，可通過離子交換或化學處理來去除；紫外線、超聲、磁場、電場和輻射處理紫外線對殺死細菌非常有效。
2.3污垢的清理
2.3.1機械清理
機械清理對于管內污垢的清除還是具有較好效果的，對于管束發生輕微堵塞時，則需要利用不銹鋼筋和低碳鋼的圓盤從一頭捅入，另一頭拉的方法來清除污垢，而專用清管刷則可以用來清除輕薄的積垢。而對于管內結垢嚴重的情況，則需要利用軟金屬桶管來進行清理，對于管口發生堵塞的情況，則需要利用手工進行鏟、削、刮和刷等方法來進行處理。機械清理能夠很好的清除污垢，但其處理效率低，工作量大，而且容易對換熱管造成傷害。
2.3.2高壓水沖洗清理
高壓水沖洗清理一是一種強力清洗法，通常用于清洗列管式換熱器的管內垢層。它利用高壓清洗泵打出的高壓水，通過專用清洗槍直接將高壓水射在需清洗部位，這種方法比人工清理和機械清理效果好，效率高但，對于設備存在結垢嚴重、垢層緊硬的換熱器，此方法并不可取。
2.3.3化學清理
化學除垢是使用化學藥品在列管換熱器內進行循環，以溶解并消除污垢。噴淋法、浸泡法、強制循環法是在實際清洗中最基本的化學除垢法。實際應用中通常是兩種方法混合使用，可以在不傷及金屬和鍍層的條件下對設備進行清洗，從而清理掉其他方法不容易去除的污垢。化學除垢法清理污垢對大型的換熱器十分有利，不經拆卸列管換熱器就可以清理污垢。
2.3.4超聲波除垢
超聲波除垢就是利用超聲波的空化效應、活化效應、剪切效應和抑制效應除垢，成本低廉，操作簡易，是一種新型的換熱器清洗技術，也是日后防垢技術的發展方向。
2.3.5混合清理
對于在一些惡劣的環境條件下工作的某些列管換熱器，例如焦化廠的煤氣冷卻器，在污垢中由于含有煤粉、碳渣及油性物質等，如果單純地采用某種方法除垢效果不理想的，可采用先進行化學清洗，再高壓水洗的方式進行除垢。
3、結束語
換熱器在運行時，導致其結垢形成的較多，為確保換熱器的使用壽命及傳熱效率，需要分析具體結垢原因，以便采取有效措使換熱器結垢的問題得到處理。
參考文獻
[1]李潔.侯來靈.李多民.換熱器的結垢與清洗[J].廣東化工，2009，36（1）.
目前，磁化機理在國內外學術界還未達成共識，定量研究較少，研究過程中遇到的主要問題有：（1）磁記憶效應無法用現有的理論得到定量解釋；（2）實驗結果不能較好地解釋磁處理機理；（3）未能對磁場是否引起液體相變、氫鍵斷裂等問題進行全面系統的研究，缺乏定量計算，從而使理論落后于應用，降低了應用的成功性；（4）磁場強度和流體流速之間的關系復雜，部分人認為存在最佳流速，但也有學者指出，兩者是多極值關系[6]。因此，加強定量的基礎研究，建立和完善磁處理防垢的理論模型是將來發展趨勢之一。磁化法抑垢除垢的機理國內外學者提出了許多關于磁化抑垢法機理的假設和理論，其中，廣為接受的是洛侖茲力模型理論和氫鍵斷裂理論。洛侖茲力模型理論洛侖茲力模型理論的解釋是：磁場作用水溶液的過程可分為兩個階段：第一階段，洛侖茲力作用占主導；第二階段，取向作用占主導。第一階段：在磁場作用的范圍內，CO32-和Ca2+等帶電離子將被洛侖茲力束縛于磁力線附近。此時，磁場把帶電粒子篩選出來，同時，由于陰陽離子的運動軌跡相反，更增加了CO32-和Ca2+間的碰撞機會。第二階段：CO32-和Ca2+等離子通過以水合離子的形式存在于溶液中，頻繁的碰撞會使它們攜帶的水化膜部分解體，而改變離子的水合狀態，許多單體水分子伴隨著CaCO3晶粒的生成而產生。羅漫等人用核磁共振儀證實了，磁處理后，單體水分子數目會增加，其明顯的電偶極性有利于在磁場中取向。這些水分子群限制了CaCO3晶粒的運動，減少了CaCO3晶粒間的有效碰撞和運動的自由程度，即，CaCO3小晶粒被分散在了水中，降低了他們聚合成大晶粒的可能性。也就是說，取向作用抑制了晶粒的長大。這些剛生成的單體水分子被取向后，溶液的介電常數會增大[7]。
2氫鍵異變理論模型
在液態水中，水分子大多以分子團的形式存在。在0～200℃范圍內，單分子與水分子的締合體共存的形式是液態水的基本模型，溫度越高，締合度相應升高。若干個單分子通過氫鍵聯系起來形成締合態，即締合體。氫氧鍵由氫原子和電負性很大的氧原子共同形成，質量較大的氧原子將強烈吸引它們之間的共用電子對，以至氫原子幾乎成為“裸核”而帶正電，氧原子帶同等的負電荷，如圖1所示。水分子2中帶正電荷的氫原子被水分子1中帶負電荷的氧原子吸引，最終形成氫鍵，如圖2所示[5]。實驗發現，具有極性原子的物質對磁場都有較高的敏感性。例如，由氫鍵締合而成的液態水，磁場的微弱能量雖遠小于氫鍵的鍵能，即不能破壞氫鍵，但可以給液態水體系一擾動，使其價電子發生新的取向，此時，締合分子重新排列組合，這樣就可以改變氫鍵的形態，以致其發生扭動、彎曲、改變鍵的強度或鍵角。通常情況下，磁處理中的磁場大小均較弱，因此，磁場的梯度、方向、作用時間以及磁處理時的流速均影響擾動的程度。在不同的磁處理參數下，介質的物理化學性質將發生變化，如水經磁場處理后，其蒸發速度加快，溶解性能加強，表面張力下降，這些微觀的改變在宏觀上就體現出防垢除垢的效果[3]。
3正確認識磁處理技術
磁場處理在國外已有40年以上歷史，在我國也已有1/3世紀以上的歷史，而且已歷經兩度興衰。磁場處理的優點是：不用化學藥劑，沒有環境污染，設備維護操作簡便，壽命長。就節約藥劑，防止污染，節省人力而言，是理想的防垢手段。磁場處理的缺點是：它是一種不穩定的、暫時的防止結硬垢的方法。必須保證所使用的裝置有效，必須嚴格遵守關于熱負荷、水溫、硬度、鐵錳含量等的規定才有效；必須保持足夠的排污和保持在一定時間內才有效。自磁場防垢處理問世時起，就存在著這種防垢方法有效與無效之爭。究其原因，就是對磁場防垢的實質不明造成的。我國有為數眾多的熱水鍋爐、熱交換器、冷卻裝置，都沒有進行水處理，每年造成上千萬噸燃料的浪費，造成設備停產、金屬過熱燒壞，有數以萬計的小鍋爐和熱交換器被迫進行化學清洗除垢，造成藥物消耗及環境污染，因此，不用藥劑、不用或極少消耗能量、沒有環境污染的磁場處理是有廣闊天地的[8]。
4結束語
【關鍵詞】高頻電子；除垢設備；空調水系統
中圖分類號：TB657文獻標識碼： A
一、前言
空調的使用范圍越來越廣泛，高頻電子除垢設備在空調水系統中的應用問題得到了人們的廣泛關注。雖然我國在此方面取得了一定的成績，但依然存在一些問題和不足需要改進，在科學技術突飛猛進的新時期，加強高頻電子除垢設備在空調水系統中的研究，對我國空調產業的發展有著重要意義。
二、高頻電子式水處理技術
1、高頻電子式水處理概述
高頻電子式水處理設備由高頻發生器組成。高頻發生器是利用電子晶體管的振蕩原理產生高頻電能，水處理器中布置有同軸的金屬管、銅板以及密封件，金屬管為負電極，銅板為正電極，此兩極與高頻發生器兩極相連，從而在銅板和金屬管間形成高頻電磁場，灰水流過金屬管和尼龍管之間的空間，受高頻電磁場的作用而得到處理。
2、高頻電子式水處理除垢原理
這種高頻電子式處理裝置，在設計上克服了永磁式和高壓式水處理器的缺點，既在流動場上產生電子場，又能向水中發送交變的高頻電磁場能量，使水中正、負離子在交變的電磁場作用下作定向運動，分別沿左、右螺旋形軌道往復運動。由于在循環的流體中相互碰撞的幾率增加，正、負離子充分的復合成“溶解狀態下的溶質分子”。在水溫升高的過程中，由于溶質的溶解度的下降，成為顆粒狀的水垢，失去與管壁的吸附能力；在水中結晶析出的水垢成分的晶體顆粒被打破原有的排列規律，以顆粒和絮狀漂浮在水中，隨著顆粒狀增大，逐漸下沉于循環流速小處或者容器的底部，進而排至系統的灰水場。
三、空調水系統概述及空調水未做處理的危害
1、空調水系統概述
空調水系統是一個大型的熱交換裝置，它以水作為介質，在建筑物內部或建筑物之間傳遞冷量或熱量。如圖1所示，冷源以適當的流量供冷凍水到末端裝置，以滿足末端冷負荷的需求。空調水系統分為冷凍水系統和冷卻水系統。
（1）冷凍水系統
由集中的冷凍站或冷水機組對各分散的空調用戶供應冷量。以冷水作為輸送冷量的介質，由泵及管道輸送至各用戶點，使用后的回水經管道返回冷水機組的蒸發器中，如此循環，構成冷凍水系統。
（2）冷卻水系統
是冷凍站或冷水機組的冷凝器的冷卻用水。在機組運行時，經過冷凝器后水溫將升高，經水泵及管道輸送至冷卻塔，經冷卻塔冷卻后水溫下降，然后經管道重新返回主機組冷凝器中利用。如此循環，構成一個冷卻水系統。
2、空調水未做處理的危害
空調冷卻循環水系統中長時間循環使用的冷卻水、冷凍水和補充水往往由于重碳酸鹽、細菌和藻類雜物等因素的影響，使冷水機組中的蒸發器和冷凝器等熱交換設備結垢或腐蝕，從而增大設備熱阻，造成傳熱效率下降，降低制冷量和機組壽命，影響了設備的正常運行，增加維修費用。嚴重時還會使設備過早損壞，出現設備穿孔，管道堵塞等現象，造成嚴重的經濟損失。如下幾個因素是造成系統內的水質發生變化，制冷量衰減和設備過早損壞及報廢的主要原因:
（1）水中菌藻大量繁殖。循環冷卻水是一個特殊的生態環境，一般水溫25~40℃，PH=6.5~8.5，在這樣一個溫度環境下為水中菌藻大量繁殖創造了有利的條件。由于微生物的繁殖產生大量的生物粘泥附著于換熱器表面，從而降低了傳熱效率，加速了微生物腐蝕的過程。
（2）水中含鹽量(碳酸鈣等難溶性鹽類)濃度上升。水中含鹽量濃度增加加速了換熱器表面水垢的生成，而氯離子、硫酸根離子等腐蝕型離子濃度的上升，又加速了金屬的腐蝕，這樣就會形成結垢腐蝕加速結垢加速腐蝕的惡性循環。若污垢系數由0.086增至0.344，則制冷量下降26%。
（3）水中溶解的二氧化碳(CO2)大量散失。實驗表明，在冷卻過程中水滴自空中降落1.5~2.0秒后，二氧化碳幾乎全部散失，從而造成碳酸鈣(CaCO3)因飽和而析出集聚于管道上，加速了冷卻系統的結垢。
（4）水中濁度或懸浮物上升。它導致冷卻水系統污泥含量及銹蝕物的大量增加，不僅提高了結垢的可能性，同時水的腐蝕作用也明顯增大。
因此，搞好空調系統水質處理，是減緩設備腐蝕速度，減少更新維修，延長設備壽命的必要措施。
四、高頻電子除垢器與其它水處理方法的比較
目前水處理方法有化學處理、靜電處理、磁化處理、電子處理等多種方法。
化學處理是傳統的水處理方法，它通過加藥裝置和不同作用的緩蝕劑、阻垢劑和殺菌滅藻劑的水處理藥劑來除垢殺菌。這一過程操作繁瑣、復雜，運行成本高，需要有專職人員管理，對環境有污染，對設備管道均有腐蝕。
靜電處理利用靜電作用使水中產生一些自由電子，這些電子最后生成O2和H2C2等物質，具有殺菌滅藻功能，結垢腐蝕得到控制，因此具有一定的防垢緩蝕作用，但電極的維護要求嚴格，并需定期清洗，防垢不徹底。磁化處理是當水經過磁場而被磁化，進而達到一定的防垢效果。但因磁場逐漸衰減，磁性懸浮物吸附而影響效果。
高頻電子除垢器進行水處理的原理是運用現代電子技術和分子表面能量重新排列技術，使水體吸收高頻電磁能量后，在不改變原有化學成份的情況下，使水中鈣鎂離子無法與碳酸根結合成碳酸鈣及碳酸鎂，進而起到防垢作用。由于水體吸收大量被激勵的電子，與鹽的正負離子親合能力增大，從而使管壁上原有的水垢逐漸松軟以至脫落，達到有效的除垢效果。它既有靜電處理的殺菌滅藻功能，又有磁化處理的防垢作用，同時使溶解氧成為惰性氧，切斷了金屬銹蝕所需氧的來源，達到有效阻銹防腐作用。
五、高頻電子除垢器的經濟效益及應用
據有關資料提供的數據表明，高頻電子法與化學法相比較，具有節省投資及運行管理費用低，并便于維護管理等優點。
下表給出了對100*104kW溴化鋰制冷機進行水處理時，幾種方法的經濟性對比情況。
通過對某地中央空調冷卻水循環系統和冷熱媒水循環系統中使用的高頻電子除垢器，在一個制冷周期的運行過程中的調查，其水質處理前后的技術參數測試比較如下:
表1100*104KW溴化鋰制冷機采用幾種水處理方法的經濟性對比結果
原冷卻循環水的硬度高達890mgCaCO3/L;電導率為116*104〔25℃(μs/cm)〕，處理后水清潔凈，水質標準符合空調硬度
綜上所述，高頻電子除垢器是對空調水系統進行水質處理較為理想的水處理設備。既能使空調設備防垢除垢，提高設備工作效率，延長設備使用壽命，減緩管道金屬的腐蝕速度，又能節省運行費用，節能效果顯著，因此它值得在空調系統中推廣使用。
六、空調水系統設計的注意事項
1、選擇正確的開啟及關閉順序，避免對系統及系統中的設備等造成不必要的損害。
2、了解冷水機組、水泵的運行特性需求，在進行運行控制時應特別予以關注并使這些特性需求得以滿足，尤其是在部分負荷運行、非常規自動控制要求下運行時。
3、冷熱源設備應保證空調水系統的供水溫度要求，水力輸送設備應保證空調末端設備的水量需求，這是空調末端設備進行正常工作的基礎條件。
4、壓差控制點的位置不同、自動控制要求不同，會使空調水系統中的供回水壓差有不同的變化特點，進行設計、閥門選擇及系統調試時應不同對待。
5、變流量運行的控制策略不僅限于壓差控制或固定壓差設定值控制，隨著流量控制類閥門、自動控制等技術的不斷進步，變流量運行控制策略也將不斷進步。
七、結束語
空調水系統的除垢問題至關重要，因此，在空調產業的后續發展中，要不斷提高高頻電子設備的應用，加強對除垢問題的重視，確保空調的正常運行。
參考文獻
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[2]王盛衛.中央空調系統之優化控制[J].智能建筑，2012，(3):67-69.
隨著中國經濟的發展，小型鍋爐的數量成倍增加，其存在的隱患也在增加。小型鍋爐的運行效率一般都較低，能源浪費很大，效率低的重要原因之一，就是在鍋爐的受熱面上經常沉積著導熱系數很低的水垢，導致鍋爐傳熱效率下降，使耗煤量增加。由于結垢嚴重，時有會造成鍋爐破壞事故，更有甚者會發生鍋爐爆炸事故，造成人身財物損害，影響社會安定。因此，對于鍋爐進行酸洗除垢就顯得尤為重要。
一、除垢的方法:
常用方法:堿煮法、機械法、酸洗法
堿煮法: 將0.3-1%磷酸三鈉的混合液加入鍋爐內。鍋爐緩慢升壓，一般在24小時內使鍋爐壓力升至額定壓力的50%，并維持24-48小時。結垢嚴重時，堿煮時間還可適當延長。堿煮結束后應放盡堿液，并用水沖洗直至出口水PH值小于9。
機械法:用機械法除垢,易造成鍋爐本體的損傷,很難清除干凈管子內部水垢,故只作為輔助除垢手段。
酸洗法:常用工業鹽酸與緩蝕劑配成一定濃度的酸洗液對水垢進行處理。
兩種方法各有優缺點:堿煮法操作簡單,對鍋爐的損傷小,煮爐時間長,藥劑耗量多;酸洗法除垢效果好,藥劑耗量小,對鍋爐的損傷大, 適應于對0.5mm以上水垢的處理。通過多年實踐驗證: 酸洗法只要操作得當,就會在除盡水垢的前提下,減少對鍋爐的損傷,同時也會拓寬酸洗法的應用范圍。所以我們比較推崇酸洗法。
二、酸洗除垢法的除垢原理
1. 水垢的種類與成份
主要有: 碳酸鹽水垢( 主要成份為碳酸鈣、碳酸鎂) , 硫酸鹽水垢(主要成份為硫酸鈣、硫酸鎂),硅酸鹽水垢(主要成份為硬硅鈣石) 等, 某地區水垢以碳酸鹽水垢為主。
2. 酸洗液成份: 鹽酸加緩蝕劑。
3. 酸洗除垢法的原理
( 1) 溶解水垢: 鹽酸與水垢中的鈣鎂碳酸鹽氫氧化物作用, 生成溶于水的氯化物。其化學反應方程式:
CaCO3+ 2HClCaCl2+ H2O+ CO2
MgCO3•Mg ( OH) 2+ 4HCl2MgCl2+ 3H2O+ CO2
( 2) 疏松作用: 當水垢中的碳酸鹽溶于鹽酸中, 可使除碳酸鹽水垢外的其它類型水垢疏松脫落。由于溶解過程有二氧化碳氣體的生成, 加速了其它水垢的脫落, 所以對小型鍋爐酸洗液的配制, 就可以不加氫氟酸。
4. 緩蝕劑的應用:
在酸洗過程中, 酸洗液對水垢溶解的同時、也對鍋爐金屬壁面進行腐蝕, 其腐蝕作用原理:Fe+ 2HClFeCl2+ H2
由于反應有氫氣生成, 一部分氫氣可能擴散到鍋爐鋼板中、鋼板發生“氫脆”而降低其機械強度。應用緩蝕劑減緩了酸洗液對金屬表面的腐蝕速度, 最大程度地減輕金屬表面的“氫脆”發生。緩蝕劑的種類較多, 某地區現多采用兩類緩蝕劑, 一類為酸溶性緩蝕劑; 另一類為水溶性緩蝕劑。酸溶性緩蝕劑價格低、有異味、異味較難清除, 適用于采暖鍋爐和蒸汽鍋爐。水溶性緩蝕劑價格高、異味小, 適用于茶水爐和洗浴爐。緩蝕劑的緩蝕效率應達到98×10-2以上，并且不發生氫脆、點蝕及其它局部腐蝕。緩蝕劑的濃度依據鍋爐酸洗的具體情況, 由酸洗液中酸的濃度決定。
三、小型鍋爐酸洗的特點:
酸洗液中酸的濃度( 4～7)% , 酸洗時間一般不超過12小時，藥量少,成本低,除垢效果好。
四、小型鍋爐酸洗除垢的操作
1. 使用藥劑:工業用鹽酸和緩蝕劑
清洗前應對化學清洗的藥品如原液濃度、所選擇的緩蝕劑效率等進行復驗。并按技術、安全措施的要求做好清洗所需物品的準備。
工業用鹽酸的濃度為( 25～31)% ,酸洗時一般應先加緩蝕劑，并在系統中循環均勻后，再加酸液。緩蝕劑需和酸同時加入的，應配制均勻后才可以進入鍋爐內。不可將工業用鹽酸直接加入鍋爐。
2. 酸洗時間和溫度: ①從酸液達到預定濃度起到開始排酸時的酸洗時間，一般應不超過12小時。②無機酸的清洗溫度宜控制在55℃以下，最高不得超過65℃。有機酸的清洗溫度控制為：檸檬酸90-98℃：EDTA 110-145℃。工業鍋爐可采用鍋內加熱法和鍋外加熱法。
3. 腐蝕指示片的測定：酸洗開始時必須在清洗系統中掛放腐蝕指示片（一般應在清洗箱或循環管路及鍋內分別掛放）。腐蝕指示片的材質應與鍋爐被清洗部分的材質相同，其制作與測定方法應符合《腐蝕指示試片的制作與腐蝕測定方法》。
4. 酸洗設備: 儲酸桶、配酸槽、輸酸泵、橡膠管或工程塑料管和一些常用的鍋爐維修工具。
5. 酸洗工藝過程: 有準備過程、酸洗過程、酸洗后鍋爐的清洗與保養過程。
（1）準備過程: 首先要檢查鍋爐是否符合酸洗條件并拆卸壓力表、安全閥等。檢查鍋爐的結垢分布情況及水垢類別，應在鍋爐不同部位取有代表性的水垢樣品進行分析。根據鍋爐水垢及鍋筒水容積確認酸洗液需配制的濃度、工業鹽酸質量，緩蝕劑的加藥量；配好酸洗液，沖洗凈鍋內泥渣。對一些雙層爐排反燒爐的水冷爐排,如果爐排結垢堵塞,還必須用機械的手段給酸洗液清出一個流通通道。確定在鍋爐上、酸洗液的進出口位置, 安裝好輸酸泵。一般酸洗液出口選在鍋爐底部排污處,進口選在鍋爐上部。進出口可以多個,用于循環清洗。達到均勻鍋內酸洗液濃度的目的。
( 2) 酸洗過程: 先將鍋爐水位上到低水位處，在投酸前將鍋水加熱到60℃左右，然后徹底退火，封閉爐門及尾部煙道，以防熱量散失。把配制好的酸洗液緩慢加入鍋內, 酸洗液從鍋爐上部流入、從底部流出回到酸槽, 酸洗液在鍋內的流動方向自上而下,有利于水垢的脫落,減輕酸洗生成氣對鍋爐金屬壁面的腐蝕。加藥過程不可急于求成, 加藥速度太快,會因鍋內化學反應劇烈,造成酸洗液氣沫飛濺, 影響操作人員安全。
要分次加酸,分部位酸洗。一般情況下鍋內的結垢厚度是不均勻的,鍋內上部結垢薄，下部結垢厚，如果采用滿鍋進酸，會造成水垢薄的部位已洗凈，水垢厚的部位未洗凈，若繼續進行酸洗，勢必造成洗凈部位的腐蝕，所以鍋爐結垢厚的下部可以先進酸洗液，待酸洗一段時間后，再給鍋內加滿酸洗液，也可以先滿鍋進酸，在保證上部洗凈的前提下，降低酸洗液高度，提高酸洗液濃度，延長酸洗時間，除凈下部水垢。這樣做的好處是：既可以除凈結垢厚部位水垢，又減小了對結垢薄部位的腐蝕。
鍋內酸洗液面高度應維持在正常水位線上。加完酸洗液后，開啟輸酸泵，讓酸洗液不停的循環。酸洗過程，開始時每30分鐘（酸洗中間階段可每1小時）測定酸洗夜中的酸濃度、Fe3+和Fe2+濃度，接近終點時，應縮短分析時間。對于雙層爐排反燒爐,水冷爐排處結垢過多,在保證上半部洗凈的前提下,排出一部分酸洗液,降低鍋內酸洗液面高度到水冷爐排最高處,提高酸洗液濃度,延長酸洗時間, 加強對酸洗液的循環,直到水垢基本除凈。
（3）循環清洗時，鍋爐管內酸液流速一般控制在0.05~0.5m/范圍內,最高不大于1m/。
（4）酸洗后階段，應根據下列各點判斷酸洗終點，及時停止酸洗:
①酸液濃度趨于穩定：相隔30分鐘，兩次分析結果酸液濃度的絕對著值小于0.2×10-2
② 鐵離子濃度基本趨于平衡。
（5） 酸洗后鍋爐的清洗與純化處理: 首先應排去鍋內酸洗液并在中和池加入氫氧化鈉對酸洗夜進行中和使其鍋水呈弱堿性(pH≥6.5),以符合污水排放標準。必須打開人孔端蓋、手孔端蓋、沖洗凈鍋內泥渣和脫落水垢，保證所有的水冷壁管和對流管等都暢流無阻;清洗檢查完畢后，安裝好人手孔、安全閥、壓力表等。然后在鍋水中加入適量的氫氧化鈉、磷酸三鈉進行中和鈍化，使鍋水中的pH值控制在11-12。緩慢將鍋爐升壓至額定工作壓力的二分之一左右，保壓鈍化時間應維持16小時以上。酸洗后的鍋爐若長時間不使用要進行保養, 避免鍋爐生銹腐蝕，延長鍋爐使用壽命。
關鍵詞：生長環 管道 防腐
1、給水管網生長環的成因
1.1 水對管道內壁侵蝕形成的銹垢
對金屬管材而言， 輸送的水就是一種電解質溶液， 水的pH 值影響著管道被腐蝕的速度， 水中的溶解氧對管道腐蝕結垢有很大影響。首先， 由于電化學的作用， 在管內壁附近形成氫氧化亞鐵， 然后被水中溶解氧氧化， 生成氫氧化鐵， 形成一層保護膜， 在偏堿性水中， 使管壁的腐蝕速度減慢。當水中的pH 值變化時， 部分氫氧化鐵脫水形成鐵銹， 沉積于管道的內表面， 它質地松疏， 不能起保護作用， 以上反應不斷進行， 形成凸凹不平的銹垢。
1.2 微生物的腐蝕
管內壁上的銹垢是微生物繁殖生長的場所， 微生物的滋生可加速管道的腐蝕。根據實驗觀察， 微生物腐蝕往往和電化學腐蝕同時發生， 微生物主要通過電極電位和濃差電池發生變化而間接參與腐蝕作用。我們對沈陽市自來水公司的管道進行現場斷管試驗， 檢驗了管內生長環表、中、里三層的細菌菌屬， 均發現普遍存在著絲狀鐵細菌。鐵細菌是一種特殊的自養菌屬， 依靠鐵和氧生存和繁殖。絲狀鐵細菌在管壁上繁殖的結果， 形成密集的銹瘤， 同時產生黃褐色絮狀物。在給水管網運行中， 出現的“紅水”水質惡化現象， 就是絲狀鐵細菌所致。
1.3 管內后沉淀現象
水中的微絮凝體、某些金屬離子均能在管道中產生后沉淀現象。首先是微絮凝體后沉淀， 在給水處理中， 混凝劑所形成的絮凝體， 絕大部分在沉淀和過濾時被截留去除， 但仍有少量微細絮凝體隨出廠水一同進入管網， 并繼續凝聚水中雜質， 沉積在管內壁銹垢上， 形成具有粘性的沉淀物。這種現象在水流速度小的給水管網末端更為明顯。其次是水中鐵、錳、鈣、鎂離子的后沉淀， 這些金屬離子， 在給水管網內達到一定濃度， 隨著水的pH值、余氯含量等因素的變化， 都會沉積在管內壁上。
由上述分析可知， 管道內的沉積現象互相影響、互相促進， 鋁鹽微絮凝體和鐵、錳的氫氧化物在管壁上粘附， 形成一層粘膜， 這又為鐵細菌的繁殖創造了條件， 而鐵細菌的繁殖又和電化學腐蝕同時發生， 腐蝕的結果形成銹瘤。在以上過程中，水中的雜質又不斷粘附于管內壁， 因此， 隨著時間的增長， 形成了沿管內壁下部較厚， 上部較薄的生長環。
2、管道產生長環的危害
2.1 管內生長環對供水水質的影響
由于長期受到水的腐蝕作用，管內壁上生成一種含有多種成分和細菌的生長環，它的厚度主要受水質、管道材料和使用時間的影響，這些銹垢上所含的多種成分和細菌，會溶于水中，使水質受到“二次污染”。還有管道結垢后，水質“二次污染”，使水中余氯被有機物消耗殆盡，所以細菌的總數增加，在這些細菌中有病原菌，也有對管道起腐蝕作用的細菌。這些各種各樣的細菌，有的嚴重影響水質，有的則加劇了管道腐蝕，從而縮短管道的使用壽命。
2.2 管道生長環對輸水能力的影響
給水管網生長環不僅影響了供水水質、惡化了管內衛生狀況，隨著管道內生長環的逐年加厚，從而會不斷縮小管道的過水斷面， 增加了管道的阻力系數， 嚴重影響原有管道的過水斷面，降低輸水能力，也使管道阻力增大，而造成供水壓力下降。當前， 國內很多城市雖然水廠不斷擴建， 水量逐漸增加， 但給水管網低壓區卻不斷擴大， 這些都是由于給水管網生長環的存在使得水頭損失增大引起的。有的城市采用增大供水水泵揚程的方法采用高揚程水泵來加大水壓來解決這一問題， 這不僅浪費電能，還會使管網漏失水量增大， 導致供水成本的提高。
3、解決管道腐蝕的技術方法
隨著我國供水事業的不斷發展，舊管道比例不斷增加。管道腐蝕和結垢現象越來越嚴重，重新敷設管道對城市破壞較大，而且費用不菲。因此，清除給水管道內銹垢并采取必要的防腐措施，不僅可以恢復其通水能力，降低電耗，而且可改善管道內衛生狀況，保證供水水質。該課題具有重要的經濟效益和社會效益。目前比較成熟的免開挖管道修復技術除了能保證管道的使用壽命外，還減少了對城區的破壞，成本也較新敷設管道低，是解決供水管道腐蝕問題的行之有效的新方法。它首先對管道進行刮管除垢來清洗管內壁，之后再用襯里進行防腐處理的除垢、涂膜工藝。
3.1 刮管方法
（1）高壓射流法
它是用高壓泵提供的高壓水，經高壓膠管送至噴頭，由噴孔將高壓流速水流轉變為低壓高流速射流，沖擊管壁銹垢。這種方法，可以不需要斷管面利用管道本身的一些附屬設備進行除垢。使用的噴頭直徑很小，噴射出水流的除垢效果距離噴頭越近越好。所以清洗管道的口徑適合中、小型管道。
（2）機械刮管
機械刮管是首先將管段卸下，在通過機械對該工作斷進行斷管、刮管、涂襯、水泥砂漿養護、沖管等多道工序，一般要5-7天才能完成。機械刮管的施工長度，一般每次可刮管100-150米，對于較長距離的管道要分成若干個清洗段，分別斷開，逐段實施，從而增加人工開挖工程量和施工停水時間。
3.2 管道襯里的方法
（1）水泥砂漿襯里法
水泥砂漿襯里靠自身的結合力和管壁支托，結構牢靠，其粗糙系數比金屬管小，對管壁能起到物理性能保障外，也能起到防腐的化學性能，因水泥與金屬管壁接觸，形成很高的pH值。
（2）環氧樹脂涂襯法
環氧樹脂具有耐磨性、柔軟性、緊密性，使用環氧樹脂和硬化劑混合后的反應型樹脂，可以形成快速、強勁、耐久的涂膜。環氧樹脂的噴涂方法一次噴涂的厚度為0.5-1.0mm，便可滿足防腐要求。使用速硬性環氧樹脂涂襯后，經過2小時的養護，清洗排水后便可使管道投入運行。
（3）化學成膜劑防腐法
化學成膜劑防腐是指利用化學物質與金屬發生反應，形成反應物沉積并粘結在金屬表面形成有一定強度的保護膜使金屬與腐蝕環境隔開，從而達到防腐的目的。
4、結束語
舊管道內沉積和銹蝕的日益嚴重，不僅降低了供水能力，還導致管道內水質惡化，影響區域形象。因此，加強給水管道的科學管理，正確解決管道內的沉積銹蝕，利用管道的刮管與涂襯，是提高效益、節約資金、搞好服務的一項重要措施，它既能改善供水水質，又可延長管道的使用壽命，有不容忽視的經濟效益和社會效益。
參考文獻：
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關鍵詞:鍋爐;水處理;節能
鍋爐水質處理，是保障其安全、經濟運行的重要措施。若水質處理的設備配置不當、或檢驗檢測不規范，鍋爐水質和標準不相符，很容易導致鍋爐腐蝕與結垢等影響鍋正常運行的缺陷。當鍋爐結垢后，會嚴重影響其熱面傳熱性，鍋爐會出現出力降低、熱效能下降，排煙溫度升高、受熱面過熱甚至破裂的現象。伴隨著因水質不達標而產生的各種腐蝕，不僅不能實現工業鍋爐的經濟、環保運行，其安全生產也無法得到保障。
1鍋爐水處理與節能減排現狀
根據用途劃分，鍋爐可以分成電站鍋爐、工業鍋爐兩種類型。在火力發電系統中，電站鍋爐是一種極為重要的主機，而工業鍋爐使為工礦企業提供蒸汽、熱水的重要設備。據相關統計顯示，2014年12月和2015年2月我國的工業鍋爐產量分別為42572．1蒸發量噸、47908．7蒸發量噸，到2020年，鍋爐產量仍很高。立足于國家數據統計可知，2020年3月，工業鍋爐產量當期值為44933蒸發量噸，累計值高達84365．1蒸發量噸。雖然4月和5月累計值和當期值有所降低，但仍不低。在高壓的鍋爐產量面前，對水處理系統進行健全，具有重大意義。現階段，在電站鍋爐中，水處理系統比較健全，大部分的水處理體系裝置和工業鍋爐十分簡單，對水處理工作以及節能減排極為不利(如圖1所示)。
2鍋爐水處理與節能減排問題
其一，含有較高的水雜質。現階段，大部分的鍋爐水處理設備中并沒有立足于水源情況，對水處理方式進行合理選擇，進而造成水處理效率較低、含有較高的水雜質，對鍋爐體系所有階段工序的節能性、經濟性和安全性造成了嚴重影響［1］。特別是一些地區冬季海水倒灌的問題較為顯著，進而導致很多氯離子進入到鍋爐之中，使鍋爐中水的質量受到了極大影響，進而使鋼板和鍋爐被腐蝕;其二，具有較高的排污率。鍋爐排污應符合相關要求，確保鍋爐蒸汽品質的良好性。現階段，大部分單位均借助離子交換器設備軟化水作為補給水，或在其中增添無機阻垢緩蝕劑等，進而增多了鍋爐水的溶解固形物，甚至超出標準。一些企業更是為了使爐水品質得到保證，將鍋爐的排污率提高，把爐水減少，全自動排污的目的無法實現，具有很強的隨意性，熱量被浪費，嚴重影響了鍋爐的熱效率，對生態環境造成了嚴重污染;其三，在工業鍋爐除氧中，經常運用熱力除氧法，此過程易減少煤氣換熱溫差，促進鍋爐尾部煙道排煙溫度升高。若是運行管理不當，其除氧氣難以滿足技術要求，效果差強人意，進而導致鍋爐系統難以做到安全、經濟運行。此外，鍋爐凝結水熱量超出相應值時，鍋爐溫度、壓力以及具有的能量和針劑總量的比例呈正比，前者越高，后者越多，對凝結水的熱量進行回收是促進鍋爐效率提升的有效途徑。但現階段，鍋爐凝結水基本上并未將利用和回收的目的實現，進而浪費了諸多能量與水資源。
3工業鍋爐處理檢驗措施
3．1重視結垢問題的處理
要對結垢問題引起高度重視，從源頭上有效解決，比如鍋爐存在嚴重的結垢問題，既會對受熱效果造成影響，降低鍋爐傳熱速度，同時還會造成鍋爐運行出現故障，若是長時間不解決，便會加重結垢問題，越來越厚，阻礙鍋爐導熱，若是其他附件溫度越來越高，便會升高整機溫度，對鍋爐的運作造成影響，若是不能有效處理，甚至會導致安全事故出現。因此，將水垢問題全面處理好，才可以使鍋爐的穩定、安全運行得到保證。就工業鍋爐而言，當水垢厚度不小于1毫米，或受熱面銹蝕問題嚴重的時候，應開展除垢工作。貫流和直流鍋爐出現排煙溫度變高或出力降低的現象時，應展開除垢工作。工業鍋爐將受熱面1毫米的水垢清除后，鍋爐效率能夠提高3%～5%。工業鍋爐除垢主要有三種方式，即運行除垢、堿煮除垢、酸洗除垢，其中效果最為顯著的是酸洗除垢。堿煮除垢等因為水垢類型不一樣而有所差異，堿煮結束后還要第一時間將鍋剛中脫落的水垢清除，防止脫落的水垢堆積在受熱面，或引發堵塞問題，而導致過熱燒損問題出現［2］。運行除垢可以避免停機故障出現，但久而久之，便會促使控制成本與要求提升。在運行除垢的過程中，鍋爐中的水質必須與相關規定相符，同時要對藥物的添加量、鍋爐負荷以及排污率進行科學控制，以免蒸汽中攜帶除垢，進而對蒸汽質量造成影響。直接酸洗或酸洗+堿煮是工業鍋爐除垢中常用的方式。酸性除垢要對適宜的工藝以及程序進行制定，如此，才可以確保腐蝕速度最小、除垢率最大化。
3．2杜絕鍋爐腐蝕
對于工業鍋爐腐蝕問題而言，與腐蝕性環境以及鍋爐運行溫度之間存在著緊密的聯系部分水壓過高，亦或是過度冷卻的區域極有可能為敏感地帶。所以，開展鍋爐檢查的過程中，需要明確是否存在鍋爐腐蝕環境，若有那么應及時的進行清除。另外，有關工作人員還需對工作溫度進行定期檢查，確保能夠符合標準。尤其是極易被腐蝕的相關敏感區域，需開展早期檢測與處理，避免鍋爐損失。
3．3注重檢測鍋爐水質
3．3．1樣品檢驗開展水質檢測工作的過程中，取樣時需對增量樣品進行保留。為了避免混合，需要就樣品做好登記和編號工作，之后交給復檢工作人員。完成以上工作后，應對兩種試驗結果進行對比分析，在保存樣品時，要保證保存環境良好，在規定的時間內完成，最大化控制外界影響，促使試驗結果的準確性改正驗證降低。3．3．2校準曲線控制方法在試驗所有樣品的時候，都需要對校準曲線進行繪制，同時試驗所有中濃度和零濃度樣品，相對偏差檢查在5%以上，但不超過10%;相應的標定曲線系統在99．9%以上。若是此值比上述值小，則要重新對標準曲線進行繪制，禁止將不在實驗范圍中的曲線延伸。3．3．3采用先進的水處理工藝并進行鍋內加藥處理在開展水處理檢測工作的過程中，運用科學的工藝技術，可優化汽水質量，降低水垢的結生量［4］。就離子交換法而言，其凈水介質主要為無毒無害的樹脂，與水中形成的硬度的鹽類展開離子交換，進而實現軟化水的效果，在此過程中可使用少量有機溶劑，也可不適用，有利于對水質的改善，并降低環境污染，相應的操作簡單易行，在水處理設備生產方面得到了廣泛運用。在鍋內加藥也屬于對水質進行改善的主要方式之一，表現為將化學藥劑添加到爐水中，讓其和水垢包含的鈣鹽、鎂鹽等發生反應，進而轉變成疏松的水渣，再憑借排污的方式，將其從鍋內排出，實現避免或降低鍋爐結生水垢的效果。另外，現階段鍋內加藥處理定量計算方法已經較為成熟，結合添加劑相互復配增效實際經驗，阻垢率能夠達到80%～90%。3．3．4鍋爐優化水處理工藝結合國家制定的鍋爐水質標準，需要正確選取原水箱、反滲透、混床、軟化水箱等相關裝置，科學制定處理工藝，因水、因地制宜［5］。就鍋爐水處理工藝展開設置的過程中，需要注重將腐蝕有效減緩，采取合理措施，對鍋爐水處理裝置進行保護。同時，應以鍋爐熱能狀況為基礎展開分析，防止浪費鍋爐熱能，穩定鍋爐熱效率，并重視降低結水垢，如圖2所示。
4鍋爐水處理節能減排的措施
4．1定期對水處理設備進行維護保養
對水處理設備進行管理的過程中，只是憑借檢驗機構難以發揮出良好的效果，不能由其他機構代替監管。使用單位需要以檢驗機構指定的整改意見為基礎，第一時間做出合理整改，并結合標準要求增強規范性、責任感，貫徹落實《鍋爐水處理監督管理規則》。針對水質狀況和自身實際“對癥下藥”，認真檢查樹脂運用狀況，合理設置和調整自動離子控制器再生周期。并且，在使用前、后，均需要檢查樹脂、填料、藥劑等是否與規定要求相符。同時，封存保管樹脂，做好防凍防熱工作，避免出現鐵中毒污染以及發霉的情況。運用再生水處理設備的過程中，應控制好鹽耗，現階段我國普遍愚弄的鈉離子交換器在鹽耗方面通常為250g/mol～500g/mol。
4．2凈化回收冷凝水
針對冷凝水來說，將其當作鍋爐給水是對其進行回收利用的最佳手段。冷凝水回收系統主要有兩種類型，即閉式和開式。其中，開式系統較為簡單，且投資少，但因為內部包含腐蝕性氣體以及雜質，水溫顯著降低，進而逐漸取代被閉式。當前，新型閉式冷凝水回收技術主要對射泵增壓原理進行了運用，有效解決了水泵汽蝕問題，并豐富了凈化措施，回收效率高，節能率約為10%。通常情況下，工業鍋爐冷凝水雜質是磁性氧化鐵，因此，凈化裝置需要對除鐵過濾器進行利用，主要包括覆蓋、管式、電磁過濾器。若是凝結水溫度太高，可運用加鈉型苯乙烯－二乙烯苯陽樹脂的過濾器進行除鐵，其使用溫度最高為150℃。就不可以安裝凈化裝置，亦或是安裝經濟性較低的鍋爐，需要借助一般回收系統以及添加藥物的方式。在鍋爐分汽缸和凝結回水系統，借助揮發性氨或加成膜胺，避免出現水系統腐蝕的問題，將水中鐵雜質有效減少。
4．3處理排污率過高的問題
對工業鍋爐水處理技術規范予以完善，在設計過程中，應降低水中包含的溶解固形物。使補給水水質得到高山，運用電去離子軟化和反滲透等方法，有效減少補給水溶解固形物。另外，需重視對冷凝水的回收，利用合理的排污方式，全面分析化驗結果，控制排污量，降低鍋爐溶解固形物，避免排污量過大引起能量浪費的情況。避免將再生殘液導入到鍋爐內，利用軟化器開展再生處理，并清理好再生殘液后，就那些易形成再生殘液的相關設備，應及時將其更換。如果過了堿度超過標準值，那么需要運用堿性藥劑實施調節處理。鍋爐水處理工作和諸多內容有關，所以需要統一規劃，借助區域連片共用鍋爐，將鍋爐水處理工作切實落到實處。
5結束語
綜上所述，當前，我國在鍋爐水處理中仍存在諸多問題，就此情況，需要積極革新思想，采取有效方法，將鍋爐水處理檢測以及節能工作做好。首先，相關企業需要立足于自身實際狀況，對鍋爐水處理裝置進行科學的選擇，優化鍋爐水處理工藝，思想科學排污。其次，企業需要加強對鍋爐水處理的認識和關注，對采取合理手段開展鍋爐水質檢測工作，以獲得最佳化的鍋爐水處理效率，實現節能減排。
參考文獻
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