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      熱水工程的水垢處理方法
      點(diǎn)擊次數:6426 更新時(shí)間:2018-03-05

      水垢是怎樣形成的

      一般來(lái)說(shuō),含有鈣(Ca)、鎂(Mg)鹽類(lèi)等礦物質(zhì)的水叫做“硬水”。(水的硬度(也叫礦化度)是指溶解在水中的鈣鹽與鎂鹽含量的多少。含量多的硬度大,反之則小。河水、湖水、井水和泉水都是硬水。自來(lái)水是河水、湖水或者井水經(jīng)過(guò)沉降,除去泥沙,消毒殺菌后得到的,也是硬水。剛下的雨雪,水里不含礦物質(zhì),是“軟水”。水燒開(kāi)后,一部分水蒸發(fā)了,本來(lái)不好溶解的硫酸鈣(CaSO4,石膏就是含結晶水的硫酸鈣)沉淀下來(lái)。原來(lái)溶解的碳酸氫鈣(Ca(HCo3)2)和碳酸氫鎂(Mg(HCO3)2),在沸騰的水里分解,放出二氧化碳(CO2),變成難溶解的碳酸鈣(CaCO3)和*(Mg(OH)2)也沉淀下來(lái)。這就是水垢的來(lái)歷。

       

       

      水垢對熱泵的危害 

      1、板式換熱器的堵塞穿孔:

      板式換熱器出于提率和降低成本,以及減少體積等因素考慮,一般水通道設計的比較窄,面積大,鋁板式鋼板的厚度在1mm以下。面積大,水垢的沉淀面積就大。當水垢的富集厚度到1mm左右時(shí),水的阻力會(huì )提高1-2倍,熱交換效率下降15%-20%左右,當水垢的厚度達到2-3mm時(shí),熱交換效率下降20%-30%左右,并引起水流不暢。板式熱交換器的銹蝕穿孔:因水源水PH值偏高或偏低,而導致水的腐蝕性增強,特別是當溫度升高后加速熱交換器的腐蝕穿孔。

      2、套管式熱交換器:

      套管式熱交換器外管材料一般采用紫銅,厚度1mm以上,為增加熱交換效率,的套管式熱交換器的外管表面做成凹凸狀,以期冷熱水在套管表面形成渦流,但水垢一般首先在凹面富集,因此使用3-6月后也就無(wú)所謂渦流了。套管式熱交換器成本較板式高、體積也增大,但熱交換效率較低;因其外套管較厚,相較板式交換器不易銹蝕穿孔(在一些水源較差的地方仍時(shí)有發(fā)生)而被很多熱泵廠(chǎng)家采用;但因其熱交換效率低,必須提高其表面溫度,因此主機工作時(shí)需較大的壓縮比,和采用板式熱交換器比,同樣的制熱量其主機功率要大一些,再加上套管熱交換器體積大、成本高,因此不僅整機成本提高,能耗也增大;同時(shí),它只是延緩了故障的發(fā)生時(shí)間,一般一至兩年后,同樣要采取除垢工作,否則仍會(huì )出現種種故障。

      3、水垢對熱泵、空調機組的危害:

      1)降低了換熱效果。多數換熱器都是用碳素鋼制成的,而碳素鋼的導熱系數為46.4-52.2W/(m*k),而水垢的導熱系數為0.464-0.679W/(m*k),只有碳素鋼的1%左右,顯然水垢或其它沉積物的導熱系數比金屬低得多。因此當水垢或其它沉積物覆蓋在換熱器表面上時(shí),就如同在換熱器表面裹上一層厚厚的棉衣,大大降低換熱器的換熱效率,如果想要維持其制熱或制冷,勢必增加能耗。

      2)使冷卻水的循環(huán)速度和流量減少。沉積物或微生物污垢覆蓋在換熱器及其管壁上,甚至堵塞管道,這樣使單位時(shí)間通過(guò)的循環(huán)水量減少了,循環(huán)速度減慢了,從而導致?lián)Q熱效果進(jìn)一步降低。

      3)加速腐蝕。沉積物和微生物的存在,促使了濃差腐蝕電池的形成及垢下腐蝕的產(chǎn)生,從而加速了金屬被腐蝕的速度。

      4)縮短了設備的使用壽命。一方面沉積物和微生物粘泥覆蓋在換熱器表面,阻止了設備的有效換熱,從而使換熱器表面的金屬長(cháng)期處于高溫熱負荷狀態(tài),導致了金屬疲勞;另一方面,腐蝕的發(fā)生會(huì )導致?lián)Q熱器的管壁變薄,尤其是垢下腐蝕還會(huì )導致設備穿孔泄漏,這些情況的發(fā)生,使得設備的使用壽命縮短。

      5)增加了運行成本。為使設備保持足夠的換熱效率,必須采取增加水量,增大能源供給等措施,同時(shí)為維修、更換因腐蝕原因造成損害的設備,必然增加費用,從而增大了設備的運行成本。

      水垢對電熱水器的危害 

      可別小看了水垢,電熱水器行業(yè)把水垢叫做熱水器的天敵。水垢zui直接的危害是耗電,一般50升的電熱水器兩個(gè)小時(shí)就能燒熱了,如果內膽結了水垢,要花三四個(gè)小時(shí)。

      水垢zui嚴重的危害在于,容易導致電熱水器金屬發(fā)熱管氧化,它不僅降低加熱效率,還會(huì )損害內膽的絕緣層,以致水被通電后,如果有人沐浴便可能導致觸電事故發(fā)生。據不統計,國內約有80%的熱水器事故是因水垢引起的,因而有人比喻:“一臺結滿(mǎn)水垢的熱水器,就好比是一顆定時(shí)****,懸在頭上隨時(shí)會(huì )爆炸!”

       

      水垢對燃氣熱水器的危害 

      1、燃氣即熱式熱水器:

      燃氣即熱式熱水器采用帶翅的多路紫銅毛絲管盤(pán)列,為提高水溫上升效率,紫銅管內水通道狹窄,彎道多,如不采用給水處理工藝,在一些硬水區幾乎一年后必出故障,水垢不僅在狹窄的內管富集降低熱效率,而且脫落的水垢會(huì )在彎道集中、堵塞水通道,造成燃氣即熱式熱水器在北方市場(chǎng)的占有率,始終不高(北方多為硬水區)。

      2、電即熱式熱水器:

      如同即熱式燃氣熱水器追求超小、超薄,電即熱式熱水器的毛細管更細,毛細管壁更薄,在北方使用有時(shí)不到三個(gè)月就發(fā)生堵塞甚至毛細管穿孔。

       

       

      水垢對輸送管路的危害 

          過(guò)去熱水管道多采用鍍鋅鋼管,鍍鋅鋼管初步銹蝕后水垢在疏松銹面上著(zhù)床,碳酸鈣、碳酸鎂再與銹蝕層產(chǎn)生化學(xué)反應,在熱水的作用下加速銹蝕,一般一兩年后,管道通徑縮小30%以上。并伴有黃水(銹水)產(chǎn)生,直至5-8年左右管路無(wú)法使用;近年推廣PPR管,在PPR管路系統接頭以及轉彎等處,接頭與管道接縫處,水垢富集,使水系統水阻增大,原設計水力平衡被破壞,在供暖系統中造成供暖供冷不平衡現象。

       

       

      常見(jiàn)水垢處理方法及評價(jià)

      1、離子交換法:采用特定的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來(lái),由于鈉鹽的溶解度很高,所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。主要優(yōu)點(diǎn)是:效果穩定準確,工藝成熟,可以將硬度降低至0。采用這種方式的軟化水設備一般也叫做“離子交換器”(由于采用的多為鈉離子交換樹(shù)脂,所以也多稱(chēng)為“鈉離子交換器”)。其缺點(diǎn)為:

      (1)會(huì )產(chǎn)生過(guò)量的再生廢液,用于空氣源熱泵成本較高;

      (2)耗鹽量大,需經(jīng)常還原;

      2、電磁法:采用在水中加上一定的電場(chǎng)或磁場(chǎng)來(lái)改變水分子的特性,從而改變碳酸鈣(碳酸鎂)沉積的速度及沉積時(shí)的物理特性來(lái)阻止水垢的形成。其特點(diǎn)是:設備投資小,安裝方便,運行費用低;但是效果不夠穩定,沒(méi)有統一的衡量標準,因為通過(guò)磁場(chǎng)后的水分子將在半個(gè)小時(shí)左右時(shí)間恢復通磁前的狀態(tài),所以處理后對水的使用時(shí)間、距離都有一定局限。從方法上看只能應用于對循環(huán)水的處理,對磁力大小有硬性指標要求,磁場(chǎng)強度要在2000高斯以上,zui主要的是現在磁化功能并沒(méi)有得到相關(guān)的認證,對其可行性與實(shí)效性存在質(zhì)疑。

      3、膜分離法:納濾膜(NF)及反滲透膜(RO)均可以攔截水中的鈣鎂離子,從而從根本上降低水的硬度。這種方法的特點(diǎn)是,效果明顯而穩定,處理后的水適用范圍廣;但是對進(jìn)水壓力有較高要求,設備投資、運行成本都較高。

      4、加藥法:向水中加入的阻垢劑,可以使鈣鎂離子、碳酸根離子與藥劑的分子形成絡(luò )合物,增加其在高溫水中的溶解度,從而使水垢不能析出、沉積。目前工業(yè)上可以使用的阻垢劑很多,在水處理中常用的阻垢劑有復磷酸鹽、有機膦酸、膦羧酸、有機膦酸脂、聚羧酸等。這種方法的特點(diǎn)是:一次性投入較少,適應性廣,阻垢、除垢能力強,尤其適合于儲水式加熱器,但因其需不斷的投入藥劑,從而系統較為復雜。

      5、高頻電子除垢儀除垢

      這種方法在安裝時(shí)需要切割管道,且電極容易粘附水中的懸浮物造成系統失靈。安裝煩鎖,工程量大?,F在出現新一種防垢產(chǎn)品量子環(huán),用其產(chǎn)生的頻率和水中礦物質(zhì)離子的固有頻率產(chǎn)生共振而使其提前析出,這種產(chǎn)品的除垢防垢效果不錯,但使用特種材料及生產(chǎn)技術(shù),費用相當高。

      6、永磁設備除垢

      外觀(guān)是一個(gè)一個(gè)圓環(huán)型的*磁鐵,然后套在直管道上,利用穿管路的磁場(chǎng)處理經(jīng)過(guò)管道的水。多用于管道較大的場(chǎng)所,由于其磁場(chǎng)頻率和強度固定,所以它適用的水質(zhì)范圍是比較窄,在某些特定水質(zhì)條件下表現的比較好,但再換一種水質(zhì)后或許就沒(méi)有了效果。

      7、電子感應水處理器

      原理是通過(guò)主機在水中產(chǎn)生一個(gè)頻率強度都按一定規律變化的感應電磁場(chǎng)。該電磁場(chǎng)使水中的成垢離子結合成大量的文石晶核,當水中礦物質(zhì)含量超過(guò)水的飽和溶解度時(shí),成垢離子就會(huì )析出并優(yōu)長(cháng)在這些晶核上形成文石晶體,取代了方解石晶體的析出,而文石晶體呈松軟絮狀,很容易被水沖走。此方法安裝簡(jiǎn)單,無(wú)須切割打孔,無(wú)須更換電極和保養,耗電量極小,是比較的解決方案。但推廣上由于廠(chǎng)商意見(jiàn)不一,導致應用受限。

      8、酸洗法:

      可用鹽酸、磷酸、鉻酸及氫氟酸,但不能用硫酸。因為硫酸與水接觸時(shí),在水垢表面生成硫酸鈣硬膜,使膜下的水垢不易接觸到酸液。磷酸和鉻酸雖然比鹽酸有效,但由于價(jià)格太貴,所以一般都用鹽酸。鹽酸只能清洗碳酸鹽水垢,酸洗時(shí)生成的氯化鎂和氯化鈣溶解度很大,容易除去,并伴有二氧化碳產(chǎn)生,有攪拌鹽酸液的作用。對于純硅酸鹽水垢,可使用氫氟酸清洗。硫酸鹽和硅酸鹽為主的混合水垢,也可使用鹽酸清洗。酸洗的作用在于用酸溶液溶解水垢與金屬壁間的氧化鐵層,使酸接觸到金屬,從而產(chǎn)生氫氣泡使水垢脫落。它與鹽酸鹽垢的鹽酸清洗道理不同。酸洗前,必須首先根據結垢程度,的計算出鹽酸用量。由于空氣能熱水器的結垢速度是非??斓?,所以每隔2-3個(gè)月甚至1個(gè)月就需酸洗一次。由于供水對象的特殊性,所以,在酸洗時(shí)也不能中斷供水,不像鍋爐熱水那樣進(jìn)行低濃度不間斷的酸洗。如此頻繁的酸洗,用戶(hù)是接*的。所以,這種方法可行性也不高。

      9、堿洗法

      主要是清除硫酸鹽和硅酸鹽水垢,還可以清除硫酸鹽和硅酸鹽的混合水垢。不能清除碳酸鹽水垢。用堿洗法不是使水垢溶解除去,而是使水垢軟化,再用機械的方法清除。所用的藥劑有碳酸鈉和氫氧化鈉兩種。

      化學(xué)方法操作起來(lái)復雜,成本高、難度大。一般應用于鍋爐等設備的除垢,而不太適應太陽(yáng)能熱水器。另外,物理方法有以下幾種方法,供大家參考:

      1.機械法:用水沖洗或刷子清除。如果水垢很堅硬,可用電力或水力帶動(dòng)的洗管器來(lái)清洗。此法在水垢形成初期比較適用。

      2.電子法:利用電訊號改變水分子結構使水加速釋放出礦物質(zhì)并讓礦物質(zhì)緊密結合在一起,結合的礦物質(zhì)隨水流動(dòng)而帶走,可以預防水垢的產(chǎn)生。

      3.其他方法:如使用鎂棒、添加礦物質(zhì)、磁化等等,這些方法都能有效預防水垢的產(chǎn)生。

       

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