高频电磁场无菌磁化水设备在空压机冷却水防垢中的应用

    莱芜钢铁集团有限公司莱芜铁矿(简称莱芜铁矿)马庄矿区空压机站配置2D12-100/8空压机3台,空压机冷却水采用部分循环供水方式。由于冷却水中含有大量的金属离子和非金属离子,随着空压机冷却水水温的升高,在机组各冷却器的冷却管、一、二级气缸水套内壁上,钙盐和镁盐的针状结晶体牢固地附在上面,逐步形成一层厚厚的水垢。1996年11月,莱芜铁矿在空压机冷却水总进水管路上安装1台GW-100大规模高频电磁场无菌磁化水设备,进行防垢和杀菌灭藻,收到了明显效果。 
1 空压机冷却水系统技术特征 
系统实际循环水量:100m3/h;系统排水温度:35~40℃;系统进水温度:30℃;冷却水水压:0.1MPa;冷却系统材质:碳钢、紫铜;冷却水悬浮物:不大于5mg/Ｌ。 
2 空压机冷却水的防垢和杀菌灭藻 
2.1 空压机冷却水水质分析 
为搞好空压机采用大规模高频电磁场无菌磁化水设备的防垢和灭藻工作,首先进行了冷却水水质调查,如表1所示。 
2.2 水垢及藻类的危害 
由于水垢的导热系数低(仅为钢材的1.0%~6.7%),随着垢层的加厚,空压机冷却器的冷却管的水流通径变小,造成空压机冷却水与缸体、润滑油及一、二级排气之间的热交换率大大降低。另外,在空压机冷却水凉水池中生长的藻类能分泌出粘液,其  
粘液能积聚无机物,如泥砂、Fe2O3、CaSO4、SiO2、CaCO3等固体形成软泥或生物粘泥。而空压机冷却系统中一旦形成水垢将会严重威胁到空压机的安全运行,并产生以下危害:(1)易产生电化学腐蚀,垢层部分会形成贫氧区,与冷却器金属产生氧浓差电池效应,引起电化学腐蚀。(2)垢层内部造成嫌氧条件,给硫酸盐还原菌创造了生长条件,致使冷却系统金属产生垢下点蚀。(3)粘泥为藻类生长提供附着条件,并加速了粘泥的生长。 
2.3 高频电磁场无菌磁化水设备 
莱芜铁矿在2D12-100/8空压机站进水总管安装的GW-100大规模高频电磁场无菌磁化水设备。 
1 辅机壳体 2 输出线 3 主机 4 进水管 5 出水管 
该装置集高频、电磁场于一身,是由电子电路产生的高频电磁振荡在正、负两极间形成一定强度的高频电磁场。空压机冷却水在通过高频电磁场时,水分子作为偶极子被不断反复极化而产生扭曲、变形、反转、振动,且与外加电磁场共振使其分子运动加强,从而使原来缔合形成的各种综合链状、团状大分子(H2O)n解离成单个水分子,zui后形成比较稳定的双水分子(H2O)n,增加了水的活性,改善了水分子与其它离子的结合状态,使CaCO3晶体析出的时间拖后,并以细小的颗粒析出,而不能形成坚硬的水垢。对细菌来讲,在高频电场作用下,细胞壁和细胞膜受到严重损伤,不能在水中继续生存、繁殖,而达到杀菌的目的。另外,高频电场能够使水中的蛋白质凝固,能有效地抑制藻类生物的繁殖和生长,从而避免软垢的形成。 
2.4 高频电磁场无菌磁化水设备技术指标 
高频电磁场无菌磁化设备主要技术指标型号:GW-100;处理水量:100t/h;功率消耗:175W;电源:220VAC±20%,50±2Hz;输出频率:10.5±0.5MHz;输出波形:正弦波、谐波小于20%;主辅机匹配阻抗:75Ω;绝缘电阻:大于500MΩ;抗电强度:AC1500V,1mm;被处理水总硬度:小于700mg/L;被处理水温度:5~80℃;水系统工作压力:不大于4kg/cm2(405kPa);处理后水的酸碱度:pH 6.5~9.0;处理后水质符合GB5749-85《生活饮用水标准》;灭菌:97%以上;灭藻:100%。 
2.5 处理效果 
自1996年11月4日莱芜铁矿在2D12-100/8空压机冷却系统安装GW-100大规模高频电磁场无菌磁化水设备以来,空压机运行正常。半年后停机检修时,发现各冷却器的冷却管已不再结垢,原来形成的老垢也完全消除。表2列出了1# 2D12-100/8空压机1996年2月份未安装该设备和1997年2月份安装该设备后检测到的部分数据。 
通过以上数据可见,GW-100大规模高频电磁场无菌磁化水设备的使用,提高了2D12-100/8空压机冷却系统的热交换率,防垢效果良好。该设备投入运行后,已将凉水池中生长的藻类杀灭。 
3 经济效益分析 
(1)GW-100大规模高频电磁场无菌磁化水设备经长期使用表明:设备抗振动,抗潮湿,性能良好,运行稳定。没有对空压机冷却系统及其它部分造成任何损害。 
(2)采用大规模高频电磁场无菌磁化水设备进行防垢、除垢和杀菌灭藻处理后,可省去空压机冷却系统的人工除垢工序,每年节约人工除垢12.29万元。另外也省掉了空压机冷却系统的酸洗除垢工序。每年节约酸洗除垢费0.814万元,并延长了空压机冷却器的使用寿命,每年可节约风冷却器9台,油冷却器3台,购置费5.34万元。扣除设备购置费和设备折旧费,其直接年经济效益为16.36万元。 
4 结语 
4.1 使用结果表明,大规模高频电磁场无菌磁化水设备杀菌灭藻可在95%以上,随着频率的升高,杀菌灭藻效果会明显增强。 
4.2 大规模高频电磁场无菌磁化水设备在莱芜铁矿2D12-100/8空压机冷却系统的防垢、除垢效果明显,不仅创造了较好的经济效益,而且减少了空压机的故障停机率。