【摘要】分析了空分设备在使用循环冷却水系统后产生结垢、菌藻滋生和腐蚀三大危害的原因；介绍了高频电子水质处理在空分设备冷却水系统中的应用(技术参数与流程)、工作原理及功能与特点。
关键词：空分设备；冷却水；高频电子水质处理器；应用；原理
众所周知，冷却水在空分设备、空气压缩机、氧气压缩机等机器设备的换热过程中，因受热水中矿物质会在冷却器的管壁、压缩机的水隔套壁上产生坚硬的水垢、菌藻类微生物。同时，在循环冷却水系统中，由于水是循环重复使用的，必然有一些水被蒸发掉，使系统水质发生如下变化：
(1)水中含盐量(TDS)上升，加速了换热器管壁表面水垢的生成。而氧离子、硫酸根离子等腐蚀型离子浓度的上升又加速了金属的腐蚀，这样就会形成结垢一腐蚀一加速结垢一加速腐蚀的恶性循环。
(2)水中溶解的二氧化碳(C02)大量散失。在冷却过程中当水滴空中自然降落1．5~2秒后，二氧化碳几乎全部散失，从而造成CaC03因饱和而析出聚集于管壁上，加速了系统结垢。
(3)水中溶解氧(DO)含量增高。由于冷却循环水是与空气充分接触的，造成水中溶解氧浓度增高至饱和状态。溶解氧浓度的增高不仅引起均匀腐蚀，而且氧浓度的不均匀分布还将造成危害更大的局部腐蚀。
(4)水中蚀度或悬浮物(SS)的上升，导致系统中污泥含量及锈蚀物的大量增加，不仅提高了结垢的可能性，同时水的腐蚀性亦明显增大。
(5)水中菌藻大量繁殖。循环冷却水是一种特殊的生态环境，加上日照充分，大量的溶解氧和营养源以及适宜的水温为菌藻的繁殖提供了最好的条件。由于微生物繁殖产生大量的生物粘泥附于冷却器管壁表面，从而降低了传热效率，加速了微生物的腐蚀过程，同的阻塞丁管道。
综上所述，空分没备所使用的冷却水如不进行水质处理或处理不当，会造成空分设备中的换热装置传热效率下降，设备腐蚀，管道阻塞。并且，由于管道阻塞使冷却水流量减小，造成水温升高，更易结垢。阻塞管道。冷却水温更高，加工空气温度也高。这样恶性循环，最终导致被迫停机，清洗设备。但是，无论用手工、机械法清洗或用化学法清洗，都极易损伤冷却器，造成水、气隔套串漏，影响了空分设备的正常运转。如150m3／h制氧机一般运转两个周期约4~6个月，空气压缩机的冷却器就要停机拆开清洗。
1 高频电子水质处理器的应用
2001年我们在常州市武进某钢铁厂800m3／h变 压吸附制氧机(包括三台邯氧产330m3／h、3．0MPa 氧气压缩机)冷却水处理系统中，增设了常州生产 的第五代高频电子水质处理器。型号为HD—4型， 进出水管口径DN100mm，工作压力≤1．0MPa，流 量80m3／h，输入功率50W，工作电压220V，装置 总重63kg。技；术指标：①适应水质：总硬度< 700mgCaCO3/L、流速≤2．8m／s、水温≤100℃；② 防垢率100％、除垢率96％；③杀菌率97％、灭菌 率100％；④缓腐蚀：管壁的腐蚀速度降低至原来 的1／10；⑤有效期：水经处理后保持有效时间为3 小时，最佳为2小时；⑥设计寿命：主机15年、 辅机20年。冷却水处理系统流程为：混浊的京杭 大运河水(没经沉淀处理)→抽水泵→总水管网进至空分车间→第五代高频电子水质处理器→分别进 空气压缩机、氧气压缩机。注意事项：(1)高频电 子水质处理器尽可能靠近用水点；(2)给水泵与高 频电子水质处理器要同时启动。
经第五代高频电子水质处理器处理的800m3／h 变压吸附制氧机的冷却水系统，自2001年10月投 运至今，已连续正常运转了16个月，空气压缩机、 氧气压缩机冷却器从未拆洗过，冷却器水管畅通不 阻，水温、气温正常。而且，该高频电子水质处理 器体积小、重量轻、不占地、无噪声、无气味、不 需添加任何化学物质，只要接通电源，无需人员操 作、维护，而实现自动化处理。运行费用低，仅需 电费(1度电可用20小时)。具有防垢、杀菌灭 藻、阻锈、防腐、活化水质等特点。为全套空分设 备长期、高效、满负荷运转创造了条件。
2 高频电子水质处理器的工作原理
2．1 除垢、防垢
以诺贝尔物理奖得土比利时科学家洛伦滋博士 的电磁理论为基础，运用电广技术和分子能量重新 排列技术，使水休吸收高频电磁能量后，在不改变 原有成分的情况下，使其物理结构发生变化，原缔 合链状大分子断裂成单个水分子，水中溶解盐的正 负离子被单个水分子包围。运动速度降低，有效碰 撞次数减少，静电引力下降，从而使水中的钙镁离 子无法与碳酸根相结合成碳酸钙和碳酸镁，进而达 到防垢的效果。同时由于水体吸收大量被激活的电 子，使水的偶极矩增大，与盐的正负离子的亲合能 力增大，从而使管壁上原有的水垢逐渐松软以至脱 落，达到有效的除垢效果。
2．2 杀菌灭藻
由于高频电磁波在水体中紊流，破坏了细胞膜 的离子通道，改变了细胞适应的内控电流和生存所 需的环境条件，使其丧失生存能力而死亡。同时激 活后的水分子能将水中溶解氧包围封锁，切断了微 生物进行生命反应所需氧的来源，从而达到较好的 杀菌灭藻效果，防止生物污泥的产生。
2．3 阻锈防腐
当水体接受高频电磁能量的作用，单个水分子 包容了溶解在水中的氧分子，使溶解氧成为惰性 氧，切断了金属锈蚀所需氧的来源。同时高频电磁波激起的悬垂复合调制频率电磁场所产生的“集肤 效应”，在管壁聚集了过剩的负电荷，水中过剩的 电荷强烈排斥带正电的同性Fe，阻止Fe失去电子 变成Fe+，从金属壁分离进入水中(系统中产生的 黄色锈水就是Fe+在水中呈现的颜色)。同时管壁 上过剩的负电子也使不断汲引带正电的Fe阻碍Fe 溶入水中，从而能使原有管壁上的Fe203(红锈)， 还原成具有极强耐腐蚀力的黑锈外膜Fe304。
高频电子水质处理器是利用高频电磁场，在不改变水的化学成分的前提下改变水的物理结构对水进行处理，从而达到防垢、除垢、杀菌、灭藻、阻锈、防腐的目的。因此，高频电子水质处理器是一种先进的物理法水处理设备，效果好，成本低，不需维护，无任何污染。经高频电子水质处理器处理后的冷却水，能满足空分设备长期使用要求。
作者简介：严明新(1952- )，男，1980年毕业于江苏常州机械职工大学，1973年从事制氧技术工作，曾任常州铸造 总厂制氧车间技术员、制氧车间主任、总厂动力设备科长，工程师。
4/29/2004
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