作者：娄跃明 董学辉 王魁吉 薄祥兵  

国电东胜热力有限公司， 内蒙古 鄂尔多斯 017000

洛阳轻雨环保科技有限公司

摘要：本文主要介绍扫频阻垢除垢技术在供热循环水采用未软化处理过的自来水、地下水、中水或其他普通水中的应用。采用此方法在供热系统的运营中不仅能大大降低运营成本，提高供暖质量，同时也避免了大量高盐废水的排放对环境造成的二次污染。

关键词：扫频阻垢除垢技术、供热循环水、除垢、防垢、防腐

1 供热循环水的现状及存在的问题

某热力公司采取热电厂集中供热方式，供热面积1100万平米，建设160座换热站，一网管线供热半径20公里。一网供热参数最高120℃，二网供热参数最高60℃，循环水流量10000吨/小时，一网平均补水量2000-3000吨/天（主要是一网向二网补水）。

由于供热管网失水严重，热力公司一网循环水采用未经软化处理的中水，二网循环水采用未经软化处理的自来水，一直以来，热源侧的管式换热器结垢明显，换热站内的板式换热机组板片结垢严重，在每个采暖期前和供暖期间必须停运一次换热机组进行板片除垢。主要危害有：管式和板式换热器由于热阻增大致使导热效果差，热效率低，循环泵耗电量增大；热用户暖气结垢致使导热效果差，室温低；产生垢下腐蚀，缩短管网寿命；频繁清洗板片，胶垫损耗大增，甚至有些板片结垢严重到清洗不掉或损坏板片。

2 扫频阻垢除垢技术原理

为解决结垢问题，该公司先后采用了加阻垢剂、超声波除垢技术、电磁除垢技术、永磁除垢技术、恒频电磁水处理技术等除垢防垢技术，但效果均不理想。

2013年，经多方对比调研，引进了某公司生产的德国扫频阻垢除垢技术，在热电厂供热首站回水管道（DN1200mm）和一个换热站的二次网回水管道（DN159mm）上分别安装了一套使用扫频阻垢除垢系统。经两年来的运营观察，很好地解决了除垢防垢难题。

2.1技术原理

扫频阻垢除垢系统也是物理法的一种，该系统采用的德国扫频阻垢除垢技术，是利用交变脉冲磁场进行水处理的一项新技术，即将变频技术应用于水处理过程，并通过微电脑自动实现变频、移频、扫频控制。

扫频阻垢除垢技术是基于交变电磁场原理设计，以电子技术为基础，通过信号发生器产生一种极性、振幅和频率高速变化的电流，该电流又在管道中产生快速变化的磁场，对水中的 Ca²⁺、Mg²⁺产生一种离子干扰作用，可以改变这些离子的电化学特性和物理特性，降低Ca²⁺、Mg²⁺、 CO₃^2-、SO₄^2-之间的吸附能力，从而阻止这些离子之间结合成垢，随着一个个脉冲的作用，通过（脉冲频率，脉冲幅度和电流的速度）的水将产生突然变化 - 特别是靠近管壁 - 甚至强制瞬间逆转。这样的磁场感应使得固体和管道线生物膜粘合强度降低，其针状晶体结构光滑无粘性表面，呈松软絮状悬浮在介质中随介质流动，避免了向器壁的沉积；同时经过处理的水中碳酸钙晶体通过磁场的水溶液中析出文石的数目增多，且尺寸较小（20μm或更小的细小微粒），这些微粒不与其他微粒结合，也不能附着在管壁或换热器表面，达到防垢、除垢的目的。

扫频阻垢除垢系统原理示意图

2.2功能说明

1） 防垢振荡磁场中形成的无机盐微小晶粒，无表面电荷，悬浮在水中而不是粘附在管壁上。自由水分子包围在未形成微晶粒的成垢离子周围，阻碍成垢离子吸附在管壁上。

2） 除垢水分子团密度小、体积大；自由水分子密度大、体积小、容易渗透到垢的内部。一段时间后，渗透到垢缝隙中的自由水分子恢复成水分子团，体积增大，使垢体膨胀松动。

3) 抑菌抑藻振荡磁场在水中产生紊流波，冲击细胞赖以生存的环境条件使其丧失生存能力随着水垢的去除，避免了菌藻在垢下的滋生。

4) 阻锈防腐水垢被溶解和分散，微生物生存的温床被拆除，避免了微生物垢下腐蚀。自由水分子把溶解氧包围，设备腐蚀倾向大大减弱，容易生成具有耐腐蚀力的Fe₃O₄保护膜。

3安装示意图

4效果对比

板式换热器使用扫频阻垢除垢技术前          板式换热器使用使用扫频阻垢除垢技术后

首站管式换热器运行两个采暖季后（未进行过人工除垢）

4效益分析

4.1 直接经济效益：

以一个保有水量为50000m³的供热循环水系统为例；假设采用中水取代软化水，若中水的成本为3元/m³，二网自来水的成本为7元/m³，生产软化水的成本为12元/m³，一个采暖期一网补中水大约30万吨，节约成本大致如下：

采用中水：50000×（12-3）=450000（元）

一网补中水：300000×（7-3）=1200000（元）

两项合计大约节省165万元。

4.2 间接经济效益

4.2.1换热效率提高，减少能源消耗、电能消耗；

4.2.2免去换热器和管道清洗费用；

4.2.3去除水垢减少阀门等配件的损耗、卡涩，防止腐蚀爆管；

4.3 社会效益

清除二次网和居民家中水垢，保障供热温度可减少客户投诉，提高企业口碑和信誉；减少能源消耗，响应国家节能减排政策；避免使用药剂和软化水，减少系统运行中对环境造成的危害。

5 结束语

综上所述，通过该技术的应用，可为企业大大降低运行成本，减少人力、财力和物力，基本实现供热循环水无优化管理，解决了供热循环水的结垢和腐蚀两大难题，同时又可以大大减少高盐废水和化学药剂对我们的水环境造成的污染。