水质处理技术在供热管网中的应用研究

成 哲

（太原市热力集团有限责任公司太古供热分公司，山西 太原 030027）

目前多数的传统供热系统采用的热媒介质主要是热水，热水作为供热管网的主要介质，其质量对供热管网的长久运行有着非常重要的影响。水质对供热管网系统的影响因素主要是水的硬度、酸碱度、氯根离子、含氧量等，对供热管网水质进行处理主要是为了软化水质，改善水的硬度、酸碱度，降低水中氯根离子与含氧的浓度，使水质符合供热管网的要求［1］。

1 水质问题对供热管网的影响

1.1 水质问题对供热管网造成腐蚀

供热管网水质达不到要求，会引发管网产生较为严重的腐蚀现象，而管网腐蚀是导致管网泄漏的主要原因之一［2］。供热管网用热水中氯根离子与溶解氧的含量以及水的弱酸性和温度都会对管网的腐蚀产生不同程度的影响。供热管网系统的管道与设备一般都是采用碳钢或镀锌钢管等金属材质，这些金属材质的管道、设备与水接触之后，会跟水中的氯根离子、溶解氧在一定温度、酸碱度的环境下发生电化学腐蚀，腐蚀机理如下：钢铁材质中铁发生氧化反应形成氧化铁或氢氧化铁等铁锈，在供水管网中由于流动水的不断冲刷，铁锈不断被冲走，新的金属材质被裸露出来，在这种极容易诱发腐蚀的水质环境中不断发生腐蚀现象，导致管道和设备不断地被腐蚀，给安全供热带来极大隐患。

1.2 供热管网产生水垢

当水中含有大量的钙、镁等碳酸盐离子时，在水温较高的情况下，这些离子在水中的溶解度降低就会逐渐析出凝结，最终附在供热管网的内部管壁上，形成水垢。随着管网中水垢的逐渐析出，附着在管壁上，会导致管壁变厚，管道的内径变小，使得供热管网的流通能力大大下降，水流减弱，最终影响供热管网的供热性能。

1.3 水质中微生物对供热管网的影响

水中滋生大量的微生物细菌，也会间接的导致供热系统泄漏，而且随着大量的微生物细菌滋生、沉积会对供热管网造成堵塞。同时细菌的大量繁殖，使得供热管网中产生大量的气体，而且细菌改变了供热管网的水质，还会导致水质中的水垢逐渐加重。

2 供热管网常用水质处理技术

针对水质造成的供热管网的诸多问题，国内供热领域在对供热水进行利用前，会采用水处理技术对其进行处理，以达到改善水质条件的目的。目前我们通常采用的两类技术比较成熟的水处理技术是化学法处理和物理法处理。

2.1 化学法处理

通过化学法处理水质主要是在供热水被利用之前集中在水中放入特定成分的稳定剂，这种稳定剂通常由分散剂、阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂等成分组成［1］。这些成分在进入水中，会与水中含有的离子发生化学反应，使水中的钙镁离子提前结垢沉积，然后分离出去，进而达到改善水质的目的。化学法是一种比较成熟的水处理技术，在供热领域中应用的比较广泛，但目前对水处理中的化学反应过程的控制技术仍然不是很成熟，且相应的运行设备相当昂贵，同时化学物质还会对供热水产生二次污染。

2.2 物理法处理

通过一些物理原理对水质进行处理的方法主要有离子交换法、电磁法等。离子交换法是通过在水中添加特定的阳离子交换树脂，利用钠离子置换钙镁离子，降低水质的硬度。钠盐在水中的溶解度很高，且水温升高时不会产生水垢。但通过该种方法对水质进行处理，不仅将水中的钙镁离子置换掉，同时也将水中碳酸氢根也置换掉，而碳酸氢根是天然的缓蚀剂，可以减缓管网的腐蚀。电磁法是通过在水中安装电磁发生设备，在水中产生一定的电场或磁场，防止钙镁离子发生沉积而产生水垢。采用电磁法对水质进行处理由于其设备体积小，所以安装方便，实现起来比较容易，但由于仅对磁场覆盖区域有效，所以有一定的限制性。

3 水质处理技术在供热管网中的应用

华北地区汾河水域的水质偏硬，该区域的供热管网在供热输送之前必须对供热水进行水质处理。目前该地区的大部分供热企业基本上都是比较盲目的加装水处理设备，并没有进行过实际的调研分析取证。因此，该区域的大部分供热企业在安装了水处理设备之后，仍然是问题重重，水质问题对供热管网的不良影响依然存在，并没有得到很大缓解。

某热力公司在供热管网供热过程中，水质问题一直是困扰该公司的一个难题。该公司的供热管网中，一次网水质为电厂处理过的软化水，水质能够满足供热管网的要求；但二次网直接采用的是没有经过水质处理的自来水，水质难以达到供热管网对水质的要求。通过对该供热管网采用的水质与管路和换热器中形成的水垢进行取样、化验、分析。化验结果表明该水质成分偏硬，形成的主要是硬质水垢，水中含有少量的泥沙。同时通过取样结果看到，水样中有一些铁屑的存在，且水样呈现出一定的铁锈色，说明管网存在一定的生锈。水样中检测到有微量的有机物存在，说明供热管网中滋生了一定的微生物细菌。

根据对水样与水垢的两次取样，经过专业的化学水质测验，根据取样结果分析，有针对性的选择化学法对该供热管网的供热水进行处理，结果表明管网二次网水质在经过化学法处理之后符合供热要求。

4 结语

对供热管网的供热水的不达标水质进行处理不仅可以防止供热管网由于水质原因导致的严重腐蚀而造成管网泄露的安全隐患问题，同时由于管网中水垢的减少，以及微生物细菌的减少，保证了换热设备的换热效率，也同时更好地为城市居民提供供热需求。因此，我们要不断优化水质处理技术，要根据不同的水质情况，经过实际的取样、查证、分析，进而选择合适的水质处理技术。