高频电子阻垢仪

第一章水垢的危害及防垢除垢

自把水作为热交换的介质时起，受热表面和传热表面结生水垢就成为热交换工

艺中的主要困扰问题之一。200多年来人们从未放弃寻求彻底解决水垢问题的

方法。

第一节水垢的危害

水垢是受热表面或传热表面的附着物。无论何种设备、设施，凡是以水为介质、通过热交换器对其他物质如：油、水、各类气体混合物、冷媒介质等进行热交

换时，如果水质不能符合一定的要求，水垢即会在热交换器壁上迅速生成。水

垢对热交换器的危害主要有以下几个方面：

1、水垢的热阻很大，当锅炉及热交换器等的受热表面或传热表面水垢层厚达

1mm时，其热交换率会降低10%—15%（对受热或传热金属管而言，温度将上升130—160℃）.随着水垢厚度的增加,热交换率也将以更大的幅度降低。（当垢

层厚达3.5mm以上、受热表面与传热表面温差较大时，金属管温度将超过碳钢

的允许使用温度）不仅导致热交换率大幅度降低、能源严重浪费，（仅东北三

省因锅炉结垢造成煤炭浪费达200多万吨。）而且还会大幅度的降低设备寿命

甚至损坏设备；

2、当受热表面或传热表面结生水垢之后,水中一些离子在水垢下金属表面聚集

浓缩，其浓度可达正常水平均浓度的上万倍,在水的饱和温度下,受热金属表面

会在这些离子的作用下受到强烈的碱腐蚀或酸腐蚀;

3、水垢不仅造成设备、设施的运行效率降低,而且将影响产品的质量。当水垢

过厚时，由于热交换效率的降低、水系统通水的截面积减小而使水流量减少，

会造成停产事故；对锅炉及其他一些温差较大的系统能引起爆管、破裂甚至人

员伤亡等恶性事故。

第二节化学防垢除垢

传统上多采用化学方法来应对水垢问题，但由于工艺、材料、环境等条件的限制，至今并未能彻底阻止结生水垢，仅仅是缓解了水垢结生的速度。当受热表

面或传热表面水垢结生到一定的厚度时，就不得不采用化学清洗或机械的方法

清除。

第三节传统化学水处理方法存在的缺陷：

1、树脂软化水处理法：在实际应用中如果原水硬度过高，将导致树脂再生周期大大缩短、树脂易中毒失活而不得不大量补加甚至更换树脂。实践证明原水硬

度为1mmol/L以下时考虑采用树脂软化水处理法还比较经济合理，如果大于

1mmol/L时则由于再生盐用量和树脂补加量太大而导致费用过高。经软化处理后，如水中残余硬度不能控制在0.02mmol/L时，热交换器的水系统仍存在结水垢的问题。

2、投放水质稳定剂：此法同样需要对水质进行分析，还要选择相应化学原料

配置，并需要准时、适量的投放，才可能起到阻止水垢生成的作用。

无论采用上述哪那种方法，均需有长期的运行费用投入，而且对使用场地、树

脂软化系统和操作人员都提出较高的要求。即使如此，仍不能避免因化验误差

或操作失误导致水质超标,致使系统结生水垢。

3、当热交换器水系统结生的水垢达到一定厚度时，常采用化学清洗的方法清除水垢，而化学清洗的方法有整套复杂的工序，对药剂更是要求严格，整个清洗

过程时间长、费用高，腐蚀严重，即便加入了缓蚀剂，要彻底清除水垢仍会导

致热交换设备本体受到一定的腐蚀，长此以往会大大缩短设备的使用寿命。

4、化学方法清洗后有大量有害废液排放；采用树脂交换对水进行软化处理也会因用盐还原树脂而排放高浓度的盐水；采用投放水质稳定剂的方**导致原水的

变质。上述方法都会对环境造成不同程度的污染。

第四节电子防垢技术的兴衰

1、电子防垢技术属物理水处理方法，是将电场（分静电场和交变电场）或磁场（分电磁或永磁）作用于水，使水在一定的时间内失去结垢条件的方法。20世

纪40年代比利时科学家弗米仑（Th·Vermeiren）就发现电场或磁场具有使水

暂时失去结垢条件的能力，并开始开发应用到实践中，开创了物理方法防垢的

先河。到50年代我国的专业技术人员也开始从事这方面的开发和研究。60年

代在我国磁和高频处理方法开始得到应用和发展，但由于人们的认识存在误区，把电子水处理方法等同于树脂软化水处理法，将磁场和电场等防垢装置统称为

软水器。由于当时电子技术软硬件条件的局限，以及人们对设备制造、使用方法、注意事项等方面的认识不足，致使在实际应用过程中仍造成热交换器严重

结垢，因结垢造成的事故不断发生，这种情况被误认为是电子水处理方法行不通，从而放弃了开发和应用。

2、80年代中期，由于能源的再度紧张，对环境保护的管理也日趋严格，使电

子水处理方法被再度重视起来，人们在对失败进行反思、总结和实际应用后发现，这种方法比较适用于非蒸发式热交换器、浓缩程度不大的较低温热水锅炉

以及各种类型的热交换器，经实际应用证明能取得较好的防垢效果和经济效益，使用者也日益增多。同时各种电的、磁的水处理装置制造厂纷纷出现。

3、虽然出现了上述情况，但至今并未出现大规模推广应用的局面。纠其原因

有三：一是由于此前电子技术、电子原器件、工艺等还不十分完善，如：高频

功率器件采用微波电子管，不仅价格昂贵，而且影响了装置的寿命，采用半导

体器件又很难得到所需的功率；二是制造商不能针对不同水处理量、不同水质

硬度、不同环境和工作条件等实际情况提供相适应的装置，使装置在安装后不

能长期稳定运行，出现了少部分有效、部分无效、部分失效的情况；三是制造

商没有**使用者掌握正确的使用方法和了解注意事项，使用者不能正确的安装、正确操作和合理的维护，造成装置的阻垢除垢效果不太明显，许多用户对电子

除垢阻垢方法产生了怀疑甚至否定，形成了较强烈的负面影响。

第二章高频电场阻垢除垢仪

电子防垢技术属物理处理水方式，是一种新型的环保、节能技术。高频电场阻

垢除垢仪设计合理、工艺完善、适应性强，在实际应用中阻垢除垢效果明显。

与树脂交换法、膜法、投药法及化学清洗等方法相比，具有阻垢除垢彻底、能

耗低、二次投入少、管理简便、节约能源、无环境污染和缓解设备受热面及传

热面腐蚀等诸多优势。

第一节作用机理

1、通过大量实验证明，水在吸收高频电磁场能量后，原有水分子缔合状态被破解，使水转变为小缔合体或单个水分子，它吸附在碳酸钙微晶上，形成水分子

与碳酸钙微晶的分子团。由于钙镁离子被水分子包围，碳酸钙难以作晶状排列，而是与大量带极性的微晶分子团聚合，形成絮状体。从而不会在传热面上附着、粘结成垢。有效起到阻垢的作用。