水質處理技術在供熱管網中的應用研究

成 哲

（太原市熱力集團有限責任公司太古供熱分公司，山西 太原 030027）

目前多數的傳統供熱系統采用的熱媒介質主要是熱水，熱水作為供熱管網的主要介質，其質量對供熱管網的長久運行有著非常重要的影響。水質對供熱管網系統的影響因素主要是水的硬度、酸堿度、氯根離子、含氧量等，對供熱管網水質進行處理主要是為了軟化水質，改善水的硬度、酸堿度，降低水中氯根離子與含氧的濃度，使水質符合供熱管網的要求［1］。

1 水質問題對供熱管網的影響

1.1 水質問題對供熱管網造成腐蝕

供熱管網水質達不到要求，會引發管網產生較為嚴重的腐蝕現象，而管網腐蝕是導致管網泄漏的主要原因之一［2］。供熱管網用熱水中氯根離子與溶解氧的含量以及水的弱酸性和溫度都會對管網的腐蝕產生不同程度的影響。供熱管網系統的管道與設備一般都是采用碳鋼或鍍鋅鋼管等金屬材質，這些金屬材質的管道、設備與水接觸之后，會跟水中的氯根離子、溶解氧在一定溫度、酸堿度的環境下發生電化學腐蝕，腐蝕機理如下：鋼鐵材質中鐵發生氧化反應形成氧化鐵或氫氧化鐵等鐵銹，在供水管網中由于流動水的不斷沖刷，鐵銹不斷被沖走，新的金屬材質被裸露出來，在這種極容易誘發腐蝕的水質環境中不斷發生腐蝕現象，導致管道和設備不斷地被腐蝕，給安全供熱帶來極大隱患。

1.2 供熱管網產生水垢

當水中含有大量的鈣、鎂等碳酸鹽離子時，在水溫較高的情況下，這些離子在水中的溶解度降低就會逐漸析出凝結，最終附在供熱管網的內部管壁上，形成水垢。隨著管網中水垢的逐漸析出，附著在管壁上，會導致管壁變厚，管道的內徑變小，使得供熱管網的流通能力大大下降，水流減弱，最終影響供熱管網的供熱性能。

1.3 水質中微生物對供熱管網的影響

水中滋生大量的微生物細菌，也會間接的導致供熱系統泄漏，而且隨著大量的微生物細菌滋生、沉積會對供熱管網造成堵塞。同時細菌的大量繁殖，使得供熱管網中產生大量的氣體，而且細菌改變了供熱管網的水質，還會導致水質中的水垢逐漸加重。

2 供熱管網常用水質處理技術

針對水質造成的供熱管網的諸多問題，國內供熱領域在對供熱水進行利用前，會采用水處理技術對其進行處理，以達到改善水質條件的目的。目前我們通常采用的兩類技術比較成熟的水處理技術是化學法處理和物理法處理。

2.1 化學法處理

通過化學法處理水質主要是在供熱水被利用之前集中在水中放入特定成分的穩定劑，這種穩定劑通常由分散劑、阻垢劑、緩蝕劑、殺菌劑等成分組成［1］。這些成分在進入水中，會與水中含有的離子發生化學反應，使水中的鈣鎂離子提前結垢沉積，然后分離出去，進而達到改善水質的目的?；瘜W法是一種比較成熟的水處理技術，在供熱領域中應用的比較廣泛，但目前對水處理中的化學反應過程的控制技術仍然不是很成熟，且相應的運行設備相當昂貴，同時化學物質還會對供熱水產生二次污染。

2.2 物理法處理

通過一些物理原理對水質進行處理的方法主要有離子交換法、電磁法等。離子交換法是通過在水中添加特定的陽離子交換樹脂，利用鈉離子置換鈣鎂離子，降低水質的硬度。鈉鹽在水中的溶解度很高，且水溫升高時不會產生水垢。但通過該種方法對水質進行處理，不僅將水中的鈣鎂離子置換掉，同時也將水中碳酸氫根也置換掉，而碳酸氫根是天然的緩蝕劑，可以減緩管網的腐蝕。電磁法是通過在水中安裝電磁發生設備，在水中產生一定的電場或磁場，防止鈣鎂離子發生沉積而產生水垢。采用電磁法對水質進行處理由于其設備體積小，所以安裝方便，實現起來比較容易，但由于僅對磁場覆蓋區域有效，所以有一定的限制性。

3 水質處理技術在供熱管網中的應用

華北地區汾河水域的水質偏硬，該區域的供熱管網在供熱輸送之前必須對供熱水進行水質處理。目前該地區的大部分供熱企業基本上都是比較盲目的加裝水處理設備，并沒有進行過實際的調研分析取證。因此，該區域的大部分供熱企業在安裝了水處理設備之后，仍然是問題重重，水質問題對供熱管網的不良影響依然存在，并沒有得到很大緩解。

某熱力公司在供熱管網供熱過程中，水質問題一直是困擾該公司的一個難題。該公司的供熱管網中，一次網水質為電廠處理過的軟化水，水質能夠滿足供熱管網的要求；但二次網直接采用的是沒有經過水質處理的自來水，水質難以達到供熱管網對水質的要求。通過對該供熱管網采用的水質與管路和換熱器中形成的水垢進行取樣、化驗、分析。化驗結果表明該水質成分偏硬，形成的主要是硬質水垢，水中含有少量的泥沙。同時通過取樣結果看到，水樣中有一些鐵屑的存在，且水樣呈現出一定的鐵銹色，說明管網存在一定的生銹。水樣中檢測到有微量的有機物存在，說明供熱管網中滋生了一定的微生物細菌。

根據對水樣與水垢的兩次取樣，經過專業的化學水質測驗，根據取樣結果分析，有針對性的選擇化學法對該供熱管網的供熱水進行處理，結果表明管網二次網水質在經過化學法處理之后符合供熱要求。

4 結語

對供熱管網的供熱水的不達標水質進行處理不僅可以防止供熱管網由于水質原因導致的嚴重腐蝕而造成管網泄露的安全隱患問題，同時由于管網中水垢的減少，以及微生物細菌的減少，保證了換熱設備的換熱效率，也同時更好地為城市居民提供供熱需求。因此，我們要不斷優化水質處理技術，要根據不同的水質情況，經過實際的取樣、查證、分析，進而選擇合適的水質處理技術。