强磁除垢(量子阻垢技术在工程中的应用)

Posted 2023-05-25

篇首语：少年恃险若平地，独倚长剑凌清秋。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了强磁除垢(量子阻垢技术在工程中的应用)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

强磁除垢(量子阻垢技术在工程中的应用)

空军工程设计研究局黄金强、罗继杰；天津大学钱媛；空军后勤部刘浩

摘要： 介绍了工程中常用的水处理阻垢方法，以及量子阻垢法的基本原理和技术特点等。工程实践表明，量子阻垢法在水处理方面具有良好的阻垢效果，同时兼具一定的除垢功能，在工业、生活循环水系统中具有较好的推广应用前景。

关键词： 量子阻垢法水处理工程应用阻垢方法锅炉设备换热设备

〇引言

水垢指的是在与流体相接触的固体表面上逐渐积聚起来的一层固态或软泥状物质，它通常以混合物的形态存在，成分为碳酸钙 ( C aC 〇3 ) 、碳酸镁( M g C 0 3) 、硫酸钙 ( C a S 0 4) 等难溶盐类。有关调查表明，在实际生活和工程领域中，9 0 % 以上的换热设备都存在不同程度的结垢问题 [1]。水垢可引起金属设备的局部腐蚀[2]，加大管道内流体的阻力，降低设备的换热效率，増加系统的运行成本。此外，7jC垢的产生也会造成锅炉等热力设备的受热不均，极大地增加了爆裂、爆炸的危险性。据统计，全世界每年因水垢而造成的工业损失约占工业生产总值的 0. 3 % ™ ，而在中国，据专家估计，这一比例要远远大于世界平均值。因此，在 “节能”与“环保”成为世界两大主题的今天，开发绿色防垢、阻垢技术具有广阔的市场应用前景W 。

1 常用的阻垢方法

常用的阻垢方法分为化学处理法和物理处理法。

化学处理法是传统的水处理方法，包栝离子交换法、加药软化法和投加阻垢剂法。目前，化学处理法应用较为广泛，其主要优势在于技术已较为成熟，且使用方法简单易行，但其最大的缺点是各种化学添加剂的应用会给环境造成二次污染。为此，人们开始积极探索新的无危害阻垢方法，故各种物理水处理法应运而生。

物理处理法主要是指运用声、光、电、磁等技术及其相应设备[5]，有目的地改变硬水中各种离子和分子的运动状况，从而达到阻垢的效果。与化学处理法相比，物理处理法的阻垢效果一般较差，但由于物理处理法往往集抗垢、除垢、缓蚀、杀菌等多项功能于一身，且使用方便、成本低、无污染，因此备受科研技术人员和使用者的关注，具有广阔的应用前景。目前比较常用的物理处理法有 :膜处理法、磁场处理法、电子水处理法、经典处理法、超声波防垢法等。

2 量子阻垢法简介

量子阻垢法是一种基于频率共振技术释放能量的物理处理法，在供暖加热设备和工业循环水的阻垢及消除已有水垢、水锈等方面具有较好的效果，目前已在欧洲、南北美洲的一些国家中得到了广泛的应用。

2 . 1 量子阻垢法基本原理

一般情况下，在管路系统中 800〜 2 600个水分子构成 1 个分子簇，正是这样的高密度分子簇限制了水体携带溶质、营养物质和其他物质的能力，导致管道中出现钙化沉淀物。量子阻垢法是通过物理手段，模拟并产生水固有的良性信息频率，这种频率是自然的、极低的、髙谐振动的目标量子频率，X才该频率进行编码，并将其永久性地嵌入阻垢装置中，嵌人的目标量子频率中通过阻垢装置施加给锅炉、换热器等压力容器的循环水，与水中成盐物质的频率产生共振，打破原有高分子簇，降低分子簇的密度，提高水的溶解性和渗透性，同时将成盐物质高度细化，达到高度分散的状态，大大增加水流对这些高度细化粒子的携带能力，从而达到阻垢、除垢的效果。量子阻垢法的基本原理见图 1 。

2 . 2 技术指标

适用于管径 D N 15〜D N 300、额定压力 1. 0 〜2. 5 M Pa、7jC保持液态流动状态下的任何温度的情况。设备满水停止运行时，水的p H 值应保持在10〜1 2 ;每周启动水泵，使锅炉设备和管道中的水循环 2 遍即可。

2 . 3 安装规范及要求

安装位置应选取在设备进水端，量子阻垢装置应是水管分流之前的最后一个设备，安装示意图如图 2 所示。具体细节如下:选用量子阻垢装置管件标称尺寸要求等于设备进水管标称尺寸或比其大一号 ;不能破坏量子阻垢装置的外观结构及形态，禁止对设备切割、钻孔、敲打、焊接、刮划等 ;量子阻垢装置具有除垢功能，安装前最好要清洗锅炉并检查炉壁管道是否有金属腐蚀漏洞;量子阻垢装置有安装方向要求，装置上的箭头方向必须与水流方向一致，不可逆向安装，安装时要把箭头一侧放在可视位置 ;禁止在设备 5 m 范围内电焊 ;热水锅炉或换热设备需设置排污口。

2 . 4 量子阻垢法的特点

与传统的化学处理法和物理处理法相比，量子阻垢法表现出明显的优势。

1 ) 不需通电，无能源消耗。量子阻垢装置中发挥作用的目标量子频率在生产时已嵌入金属、陶瓷或玻璃等载体内，因此实际使用过程中不需要通电，没有能源消耗。

2 ) 阻垢、除垢效果好。量子阻垢法通过共振的作用改变了水分子团的结构，提高了水的溶解性和渗透性，也增强了水流对高度细化成盐的粒子的携带能力，所以不仅能够有效防止新垢的产生，还能使旧垢脱落，使用效果好。

3 ) 环保、无污染。与传统的化学阻垢法相比，量子阻垢法无需添加化学制剂，不会造成二次污染。

4 ) 安装简便，运行免维护。量子阻垢装置较为简单，使用时无需加装复杂的水处理系统，运行过程中能够做到无人守护和维护。相比较而言，量子阻垢装置价格较高，但由于不需要使用成本，因此投资回收期短。

3 量子阻垢法在工程中的应用

3 . 1 某部队热水锅炉中的应用

1 ) 量子阻垢装置安装前锅炉使用情况

该部队锅炉于 2 0 0 5 年正式投入使用，锅炉正常使用时，循环水流量为 150 t / h ，原水处理设备为离子交换系统。2010— 2 0 1 1 年供暖季结束后，对锅炉进行检查发现 :烟火管和锅炉腹部平均结垢 3m m ，前水冷壁和下腹管结垢达 8 m m ，使用过程中个别管路甚至出现堵塞和爆管现象。

2 ) 量子阻垢装置安装后使用效果

安装量子阻垢装置前 , 先对锅炉水垢进行清洗。为测试量子阻垢装置的使用效果，供暖期内关闭原水处理设备，只运行量子阻垢装置，并通过加大排污补水措施，替换供暖系统内已注满的软水，将锅炉内水质硬度调节至接近原水状态（3 月 20日水质硬度达到了 9. 1 m m o l/ L ，原水硬度为 11m m o l/ L , 供暖期内水质平均硬度为 6. 1 m m o l/L左右 )。供暖季结束后发现，锅炉内壁、烟管各处、下集箱等易结垢部位均未发生结垢现象，量子阻垢装置在该供暖系统运行时取得显著的阻垢效果。量子阻垢装置运行前后锅炉易结垢部位的结垢情况对比，如图 3 ,4 所示。

3 . 2 某宾馆汽-水换热器中的应用

1 ) 量子阻織置安装前，汽 - 水换情况某宾馆锅炉房装有 2 台 (一用一备 )板式汽 -水换热器，每台换热器有 2 5 组换热片，用于制备宾馆内淋浴、洗衣房、厨房等生活热水及冬季供暖热水，设备全年运行。该换热器的补给水为宾馆自备井中抽取的地下水 (总硬度约 9 m m o l/ L ，总碱度约 5m m o l/ L ，氯离子约 90 m g / L ) ，运行期间不对补水作任何处理，常常导致设备因水垢堵塞而无法运行，须停机，进行人工拆洗，拆装的劳动强度非常大。

空白拭验( 不对补水作任何处理 ) 25 d 后，设备无法正常运转，拆解后发现，2 5 组换热片中进水端的前 5 组换热片结垢面积约占总传热面的6 0 % 〜7 0 % ,后 2 0 组换热片结垢面积占传热面积的 8 5 % 以上。如图 5 所示，水垢呈淡黄褐色，厚度约为 1. 50〜 1. 67 m m , 质地较脆，呈片状 ,收集的7JC垢质量达 2 9 .8 k g , 经化验属于碳酸盐水垢。

2 ) 量子阻垢装置安装后使用效果

该宾馆于 2 0 1 1 年 6 月 1 7 日在汽-水换热器进水口处安装了 1 台量子阻垢装置，运行前未对系统内原有水垢进行清除，以 25 d 为一个运行周期，观察量子阻垢装置安装后设备的运行情况。

第一个运行周期后 ( 6 月 1 8 日一7 月 1 1 日），停机清洗，发现设备内水垢多呈渣状，其中含有大量的氧化铁垢，说明有老垢脱落现象，共收集水垢、水渣 12. 5 k g 。

第二个运行周期后（7 月 1 8 日一 8 月 1 2 日），总体看板片水垢明显减少，仅前 5 组换热片有松散的水垢附着物，蒸汽进出水口高温区有约100mm宽的片状水垢，水垢生成随换热片与进口的距离增加而递减，第 5 组换热片后，板面附有一层很薄的粉状物，但透过粉状物还能看到换热片的金属色，第 2 0 组换热片后已无水垢生成。共收集水垢、水渣 8. 8 k g ，其中仍有氧化铁垢。

第三个运行周期后( 8 月 1 2 日一9 月 5 日），蒸汽进出口髙温区仍有 100 m m 宽的水垢(水渣干涸物 ) ，与上一运行周期相比粉状物明显减少，第 18组换热片后已无粉状物，共收集水垢、水渣 7. 9kg 。

3 个运行周期使用效果表明，该量子阻垢装置阻垢效果显著，并具备一定的除垢能力量子阻垢装置运行前后换热器结垢情况对比见图6 。

4 结语

量子阻垢法是物理处理法，通过与目标物的共振作用，改变水的物理性质，从而达到防止水垢生成的目的，与传统的化学处理法和物理处理法相比，具有运行成本低，阻垢效果好，环保、无污染，运行免维护等诸多优势。

工程实践表明，量子阻垢法其他具有显著的阻垢效果，同时具备一定的除垢能力，是一种更为经济、节能、环保、使用方便的阻垢法，具有较好的推广应用前景。

参考文献：

[ 1 ] 丘泰球，刘石声，黄运贤，等，物理场防除垢节能技术[ J ] .物理学和高新技术，2002,31⑶ ：1 6 2 -166

[ 2 ]王瑞金. P M W 强磁水处理器的阻垢试验[ J ] .水处理技术，2001,27 (4 ); 2 3 9 -241

[ 3 ]王茂森，姜涛.高频电磁场防垢技术在火电厂的应用[ J ] .中国电力,2 0 0 3 ,3 3 (7 ):2 7 -3 0

[ 4 ] 邓开茂，姜涛.除灰系统应用高频电磁场防垢技术的研究[ J ] .电力建设，2002,23 (1 0 ): 18-25

[ 5 ] 周本省•循环冷却水系统中控制水垢的物理方法[J].化工机械，1999,2 6 (4 ): 2 3 6 -240

注：

1.文章转载自《暖通空调》第 6 届全国建筑环境与设备技术交流大会文集，2015年第 4 5 卷增刊 2；2.照片来自网络，如涉及作品内容、版权等问题，请与贞自然联系，第一时间做删除处理。

附：量子管通环，工业应用案例照