1.開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)存在的問題及危害

1.1 水垢的危害

冷卻水補水直接來自市政提供的自來水，加上室外空氣中的塵土，以及冷卻塔的蒸發(fā)散熱系統(tǒng)，使得系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)水中的雜質(zhì)越來越濃。如果循環(huán)冷卻水系統(tǒng)未進行合適的水處理和合理的排污，水中的鈣、鐵離子在受熱情況下產(chǎn)生碳酸鈣、碳酸鎂等水垢，沉積在管道、冷機冷凝器、板換、砂濾布水器以及冷卻塔換熱填料表面上（如下圖所示）。管道中的水垢增大管線的阻力，導(dǎo)致循環(huán)水量減少或支管的阻塞，而冷機冷凝器、板換及冷卻塔換熱填料表面上的結(jié)垢使熱交換效率大大降低，進而導(dǎo)致制冷能耗大幅增加。

1.2 腐蝕的危害

敞開式循環(huán)水中含有大量的氣體，如氧氣、二氧化碳、二氧化硫等，這些氣體溶解在水中，對金屬都有腐蝕作用，這是引起腐蝕的主要原因。如果循環(huán)冷卻水系統(tǒng)未進行合適的水處理，金屬腐蝕將大大減短設(shè)備使用壽命。

SCALE BLASTER高效掃頻水處理裝置工作原理

（1）工作原理簡介

高效掃頻裝置是采用變頻電脈沖法處理循環(huán)冷卻水的設(shè)備。變頻電脈沖法是由一臺計算機化的控制箱和纏繞在管道外側(cè)的信號電纜組成的電磁裝置，該設(shè)備發(fā)送一個復(fù)雜的調(diào)制波形頻率擊中水分子及水垢分子的諧振頻率，使它們失去其粘合性能，同時以1000Hz~20000Hz的固有頻率范圍掃描管道匯總的流動介質(zhì)，并由此產(chǎn)生振蕩場，這一感應(yīng)的振蕩場提供必要的分子攪拌，以預(yù)防和除去水垢。

（2）水垢形成機理

水垢的形成與礦物質(zhì)的溶解度有關(guān)。如果水中的礦物質(zhì)含量超過其飽和溶解度，鈣離子和碳酸根離子就會析出，形成水垢晶體并黏附在器壁上生成水垢。與此同時水垢也不斷地被水溶解成離子重新回到水中。當(dāng)離子析出形成水垢的速度快于水垢溶解成離子的速度時，水垢會逐漸增多。反之，水垢會逐漸減少。

水垢形成的過程圖示如下。

水垢的主要成分碳酸鈣晶體在水中有兩種存在形式。一種是方解石，該種晶體的粘附性很強，晶體顆粒比較大，接觸面積也大，即通常所說的能降低換熱效率的硬水垢。另一種是文石，該種晶體的粘附性很弱，晶體顆粒小，接觸面也小，在水中一般呈疏松狀態(tài)。

阻垢的目的就是避免換熱器表面形成硬垢。

（3）阻垢原理

賽博特高效掃頻裝置每秒鐘改變信號線圈中電流的方向2000~24000次。這樣，管道內(nèi)的磁場也每秒鐘變化2000~24000次。在該種交變的磁場下，水中的鈣離子和碳酸根離子由于帶有電荷，在交變的磁場中將會交變的加速運動。水中鈣離子和碳酸根離子運動方向示意圖如下。

這種相互的運行增加了鈣離子和碳酸根離子之間相互碰撞的幾率，使碳酸鈣垢提前形成水垢結(jié)晶核而析出。在該種條件下提前析出的水垢為比較疏松、粘附力較弱的文石結(jié)晶。

（4）除垢原理

水分子是典型的極性分子。分子結(jié)構(gòu)成V型，兩個氫氧鍵之間的夾角約為104度。由于氧原子比氫原子的更能吸引電子（電負性高），所以水分子中的電子主要集中在氧原子附近，造成水分子中正電荷與負電荷分布的不均勻，因此具有極性。而且，一個水分子中的氧會與其它水分子中的氫原子形成氫鍵。

水分子間形成氫鍵的過程如下。

上述性質(zhì)是決定水分子物理、化學(xué)性質(zhì)的主要因素（溶解度）。水分子極性強，能溶解大部分物質(zhì)，是優(yōu)良的溶劑。由于水分子之間會形成氫鍵，常溫及低溫狀態(tài)下，水分子會形成像有機聚合物類似的結(jié)構(gòu)。在該狀態(tài)下水的溶解度降低。游離狀態(tài)的水分子溶解度較高。

正常情況下，水分子間存在氫鍵，導(dǎo)致水分子是以聚合態(tài)的形式存在于水中。掃頻裝置產(chǎn)生的交變的電磁場與水分子產(chǎn)生共振，促使水分子成為游離態(tài)，而不是通過氫鍵結(jié)合的大分子團狀態(tài)，增加了水的溶解性，促使水垢不斷的溶解，可以慢慢把管道外壁積存的水垢溶解去除。

水的自然頻率取決于粘度和水溫。因無法知道水的自然頻率，因此掃頻裝置需要自己調(diào)節(jié)到該頻率。完整的調(diào)頻是是阻垢、除垢的關(guān)鍵。水流通過線圈時，線圈產(chǎn)生的誘導(dǎo)電磁場的頻率必須盡可能的和水分子共振。

（5）殺菌滅藻原理

水藻、細菌等均須依附在某一物體上才能開始捕食、繁殖。高效掃頻裝置能夠避免換熱器管壁形成水垢等生物附著區(qū)，使水藻、細菌分散在循環(huán)冷卻水中，從而不能形成大量的生物膜。該裝置能使細菌、藻類與生物膜滋生區(qū)相分離，促使生物膜逐漸消亡。另外，水溶解度的提高，使水中氧的含量增加，進而使厭氧菌不易生存，最終達到殺菌的作用。