现有净化方法分析

 

    目前，在热能行业，主要的热载体是来自自然来源的淡水，含有大量不同的杂质-溶解的无机盐和有机化合物。在热交换设备的工作中，杂质被分离为固相水垢（直接在表面的沉积），也有淤泥。沉积导致热传导恶化，导致设备效率降低（过量消耗燃料、金属过热等）。

 

    为了防止沉积，对作为热载体的水进行预化学处理，但这些措施不能100%保证不形成沉积物。因此，在热交换设备中，各种沉积物的形成不断地使其工作恶化，需要定期进行处理。

 

    事实上，有两种清理热交换设备的方法—物理方法和化学方法。所有使用的方法都必须完全清除被清除设备中的沉积物，并保持其结构的完整性。这些要求必须在工作人员的安全条件下，在可接受的时间范围内，以尽量减少对环境的影响。

 

    目前主要使用化学清洗方法。特别是在几乎所有的锅炉中，加热表面的清洗都广泛采用酸化法，用盐酸进行化学净化，然后再加碱。但是必须考虑到盐酸只能很快溶解碳酸盐沉积。如果沉积物中含有硫酸盐和硅酸盐，而这些盐实际上溶于盐酸，所以在盐酸中需加入氟化合物（NH4F，NaF，HF）才可进行化学处理。众所周知，氟化合物是有毒的，因此产生了废水问题。

 

    此外，在管子周长上形成的水垢是不均匀的。通常最厚处是最薄处的2-3倍。因此，在酸的化学净化过程中，管子表面的一部分会提前净化，酸会与纯金属发生腐蚀反应。腐蚀过程在铆接接头（铆接的锅筒）、压接接头和焊接接头处会更活跃。

 

    有时在对流管束的隔离管中会产生200mm或更长的盲塞。在酸处理时，如果有这样的堵塞则需要更换管子。

 

    必须记住，热能设备进行化学净化需要严格遵守安全技术，因为这是一个复杂的过程。所有使用的试剂在不同程度上都是有毒的，在工作过程中可能会导致化学烧伤，在加热溶液时可能会增加热。还必须记住，在与沉积物和金属设备相互作用的情况下，氢会释放出来，这种混合物与空气中的氧相混合，有可能形成易燃和爆炸性的混合物。

 

    大约30年前，提出了一种方法来控制沉积物，使用含有磷的复合物-PO(OH)2和其衍生物。这种化学方法的基础是和热载体中的钙、镁、铁及其他一些化合物生成坚固的化合物。加热到一定温度时，这些络合物仍处于溶解状态，因此，钙和镁的化合物不会沉积在加热表面，形成水垢。但必须注意的是，在120-125°c温度下的硬水中络合物分解。

 

    因此，尽管热交换表面的化学净化方法十分普遍，但仍存在严重缺陷：

 

    *需要停止设备，组装带有设备、闸阀和容器的专门清洗系统；

 

    *用于自身清洗和之后的加热表面清洗需要消耗昂贵的化学药剂和水；

 

    *由于加热表面上的水垢分布不均，因此无法有效地净化设备，因此不能完全清除水垢；

 

    *化学处理后有对金属表面进行钝化处理的必要性；

 

    *三至四次化学清理后的腐蚀作用造成的金属损耗；

 

    *产生大量经常含有有毒物质的废水。

 

    此外，从化学处理设备后使用的第一天起，水垢开始重新生成。

 

    最近，人们越来越关注热交换器的物理净化和保护方法，特别是使用超声波发生器；电磁脉冲装置。在这些技术中，磁处理具有以下优势：

 

    此设备简单维护方便；

 

    *装置的尺寸小；

 

    *实际上排除了使用化学试剂造成的环境污染；

 

    *除防垢外，还能去除旧的水垢；

 

    *由于磁薄层的形成，金属腐蚀的速度降低。

 

    磁力净化

 

    磁法处理水的方法是磁场对水流的作用。在有铁磁物质存在的情况下，水通过磁极间空间，如果有铁磁物质存在（例如铁离子），在可形成沉积物质饱和溶液中（水）形成晶核的萌芽，开始生长，使硬质盐大量结晶。其结果是形成细分散的悬浮物，而不是水垢，其颗粒达到一定尺寸后形成淤泥。

 

    永久磁铁和电磁铁均可成为水处理设备中的磁场源。设备本身分为两组：

 

    *具有永磁性，用于处理低压和中压蒸汽锅炉的补给水；

 

    *用于热水锅炉、供热网、循环冷却系统的直流和交流电磁铁。

 

    施加磁场时的除垢效果由仪器的参数（磁感应、被处理水的流速、作用时间等），及在很大程度上的水质指标决定。

 

    水的磁处理和防止热交换器受热表面产生水垢的方法在磁脉冲净化法中得到了延续，由普龙斯基设计的电磁脉冲器。该方法的实质是振幅、频率、增长和衰减速度、按变化规律经过优化的交流磁场对被清理表面的影响。电子模块向电磁转换器发出脉冲电流。转换器产生的可变磁场在加热面上会引起原子间水平的磁致偏移振动，导致沉积层的分层。其结果是剥落、破碎、部分变成奶油状硬质盐，其溶解在磁化水中，这使它能够在清洗或排污过程中从热交换设备中去除。

 

    安装在工作设备上的基于电磁脉冲的除垢系统，在整个设备运行期间保护设备，用于磁力处理水，以消除水垢和残渣，在热工和热交换设备的加热表面阻碍水垢的形成（水加热锅炉和蒸汽锅炉、热交换器等）。

 

    电源电压为36v。最大功率15瓦。磁场强度不超过150奥斯特。使用几个电磁脉冲发生器，可以保护一个锅炉房的所有热交换和热能设备。根据工业条件下的试验结果，电磁脉冲发生器工作10天，在热交换设备和热能设备的表面上发现沉积物开始破裂和剥落。

 

    低热应力热交换和热能设备加热表面上的水垢破坏和剥落效率-在工作的第一个月高达95%。

 

    使用电磁脉冲发生器，可以使热交换和热动力设备在正常的技术经济指标范围内运行。

 

    目前，白俄罗斯热能研究所正在为热交换设备完成对上述各种防护系统的选择和最佳使用条件进行研究。