摘要：工業鍋爐磁化水處理器是一種新型的水處理設備，本文對其工作原理進行了闡述，通過與其他水處理設備的比較，對其應用前景進行了分析。
關鍵詞：工業鍋爐,磁化水處理器,應用

        工業鍋爐的水質一般都含有鈣、鎂等易產生水垢的物質，同時亦含有易發生腐蝕的溶解氧和二氧化碳，因此，一般工業鍋爐的用水都要經過水處理設備進行處理。一種合格的水處理設備必須能夠有效地起到阻垢和緩蝕的作用。阻垢主要是避免鍋爐本體的受熱面生成水垢；緩蝕是指避免或減緩包括鍋爐本體以及蒸汽管道、熱交換器和冷凝水管道發生腐蝕。其目的是為了保證鍋爐安全、可靠、經濟、合理地運行，并減少環境污染。目前工業鍋爐水處理主要有以下幾種方法。
1 離子交換法
        這是一種在爐外進行的水處理方法。水通過該設備時，水中含有的鈣、鎂離子和樹脂中的鈉離子進行交換，產生沉淀物析出，以達到降低水質硬度、使鍋爐受熱面不結水垢的目的。其特點是：(1)經離子交換軟化后的水，硬度大大降低或基本消除，使出水殘余硬度達到國家水質標準的要求。(2)堿度保持不變。由于碳酸鹽硬度等量地轉變成了碳酸氫鈉，所以軟化水中的堿度與進水中的堿度相等。(3)軟化水中的含鹽量略有增加。缺點是不能有效地防止腐蝕發生，同時含有大量鹽及氯根的水滲入地下，造成環境污染。由于使用過程中要不斷地更換已失效的樹脂，因此運行費用高，同時要經常對水質進行化驗，對司爐人員的素質要求比較高。
2 鍋內加藥法
        鍋內加藥法就是在鍋爐水中按一定比例投入阻垢、防腐的藥劑，其主要成分為“三鈉一膠”。使用時依據鍋爐水水質的各項指標，做到量水投藥，對癥下藥，科學排污，就能達到有效阻垢和防腐的要求。目前有很多廠家可以生產這類藥劑，使用效果良好。其特點有：(1)不需要復雜設備，投資小，成本低，操作方便；(2)鍋內加藥處理法是最基本的水處理方法，又是鍋外化學水處理的繼續和補充。經過鍋外水處理以后還可能有殘余硬度，為了防止鍋爐結垢與腐蝕，仍需加一定的水處理藥劑；(3)鍋內加藥對環境沒有什么污染。缺點：一是當給水硬度大于6mmo1/ L時，就不能采用鍋內加藥的方法，因為給水硬度過高時，將形成大量水渣，反而加快鍋爐受熱面的結垢速度；二是不能完全防止鍋爐結成水垢，特別是鍋爐生成的泥垢，在排污不及時的情況下很容易結生二次水垢；三是由于丟水現象的客觀存在，對阻垢、防腐的效果會產生一定的影響，同時增加運行費用。
3 磁化水處理器
        磁化水處理器是一種新型的水處理設備，它是利用鍋爐水流經該設備時，磁場對水進行磁化，產生磁化水來達到防垢、防腐的目的。
3.1 磁化原理
        導體在外力作用下，做切割磁力線運動，導體中會產生電荷和使電荷產生運動的電動勢，同時產生了電流、電位差等變化，于是生成了電能。磁場強度高，磁力線密集，導體運動速度快，導體的電阻率低，產生的電能就多，導體內的物理變化就越顯著。這就是著名的法拉利電磁理論。當切割磁力線的導體是一束具有一定流速和一定導電性的水時，在水流中就會發生帶電荷的現象，此時水就被磁化了。
在非絕對純凈的水中，不同程度地溶有鹽、堿、酸等成分的雜質，同時也不同程度地存在懸浮不溶解的固體雜質和微量金屬及非金屬元素，所以水都可以不同程度地被磁化。此觀點由英國物理學家提出，被稱為MHD原理。
        但是水被磁化應具備一定的條件：
        ①水應有一定的導電性。
        ②水流動方向應與磁力線方向垂直正交。
        ③水流切割磁力線時應有一定的速度?？梢姽I鍋爐用水完全具備這些條件。
3.2 經磁化水處理器磁化后水質的變化
        水被磁化后，水中產生靜電荷，使水中含有的各種雜質帶有電荷從而產生電位差，變成了有極性的物質，改變了原來的靜電引力狀態，這時會發生明顯的電化學反應，表現出以下幾種特性：
        (1)酸堿性發生變化，pH值向堿性上升約0.4一1.0。 (2）水的表面張力下降。(3)水對一些鹽類的溶解度提高。(4)改變了水中微生物的生長環境。
3.3 工業鍋爐磁化水處理器的功能與用途
        (1)防垢作用
        進入鍋爐的具有一定流動速度的水經過磁力線的切割，產生一定的電荷和使電荷運動的電動勢，成為磁化水，同時水中的雜質也帶上電荷，產生電位，使其變成有極性的物質，改變了雜質原來的靜電引力狀態，從而阻止了水中鈣、鎂離子等雜質通過離子引力結合產生的結晶類水垢，而是形成易于集聚和沉淀析出的松軟結晶物，避免了鍋爐受熱面及管道的結垢，達到防垢的目的。
        (2)除氧阻銹防腐作用
        水流通過磁化器進入鍋爐后，水中氧分子受單個水分子包容，使溶解氧變成惰性氧，切斷了金屬銹蝕所需氧的來源，起到除氧阻銹的作用。同時由于高頻電磁波激起的懸垂復合調制頻率的電磁場所產生的“集膚效應”，在受熱面上聚集過剩的負電荷，不斷吸引水中的鐵離子阻止金屬壁分離鐵離子溶于水中，使原有受熱面上的Fe203（紅銹）還原或生成具有極強耐腐蝕力的黑銹外膜Fe3O4。此外，水被磁化時會產生氫離子，在受熱面上形成對其有良好保護作用的氫離子被膜，均可對金屬容器及管道起到很好的防腐作用。
        (3)除垢作用
        由于水流吸收了大量被激勵的電子，水的偶極矩增大，形成帶有高電位的粒子，可有效地使金屬受熱面及管道上原有的水垢松軟脫落，進而達到除垢的效果。
        (4）殺菌滅藻作用
        水經過磁化后破壞了生物細胞的離子通道，改變了水中微生物、生物的生長環境，使其喪失生存條件，從而起到殺菌滅藻的作用。
3.4 磁化水處理器的應用情況及影響因素
        磁化水處理器就是基于以上原理制造的一種新型水處理設備，它利用鉸鐵硼等高磁性材料制成（也有利用電能產生磁性，亦稱電磁），安裝在供回水管路上，使水反復經過磁化水處理器進行磁化，從而不斷地產生磁化水。該設備由于結構簡單，安裝方便，防腐除垢效果良好，運行費用低廉，綠色環保，因此得到很多用戶青睞，目前已有很多廠家生產該設備，例如哈爾濱和沈陽等地的專業公司都已開發出系列產品，應用效果不錯。
        某集團軍地炮旅于2000年安裝了一臺DZW2. 8一0.7/95/70熱水鍋爐，運行一年后檢驗發現鍋爐受熱面結水垢2.5mm厚，面積達80%，化驗水質硬度為8 mmol/ L。于是安裝了一臺磁化水處理設備，冷態運行17天后，檢查發現原有水垢全部疏松脫落，清理后運行至今，沒有再結生新的水垢。丹東某單位，由于鍋爐用水中的溶解氧含量較高，造成鍋爐腐蝕嚴重。自從安裝了磁化水處理器后，由于磁化水處理器使水中的溶解氧變成了惰性氧，切斷了腐蝕所需氧的來源，起到了很好的防腐作用。運行一年后，經檢查原腐蝕沒有進一步加深。以上實例說明磁化水處理器具有很好的除垢和防腐效果。
        通過大量的實踐表明，雖然磁化水處理器具有很多優點，但是在實際應用中也受到以下一些因素的制約：
        (1)取暖系統回水的速度。速度越快，效果越好。但因回水速度有一定的應用范圍，提高回水速度受到一定限制。
        (2)中心磁場強度。磁場強度越大、阻垢和防腐效果越明顯。要想提高磁場強度，需要較復雜的裝置，同時需要消耗大量的電能，因此也只能在一定范圍內調整。
        (3)產生水垢的鈣、鎂離子比例。通過大量實踐證明，一般認為在鈣、鎂離子比例為7:3時，磁化水處理器的使用效果最好；當鈣、鎂離子比例為5:5時，效果將減弱30%；而當鈣、鎂離子比例達到3:7時，幾乎沒有什么效果。
4 結論
        在回水流速和中心磁場強度相對固定的情況下，當使用單位的水質中構成產生水垢的鈣、鎂離子比例達到或接近7:3時，使用磁化水處理器是比較經濟可行的辦法。

作者簡介：查恩思（1968一），男，碩士學位，工程師，從事鍋爐檢驗及鍋爐事故診斷工作，具有國家鍋爐檢驗師資格。