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[摘要]分析比较供热管网补给水的三种水源，说明各自的特点和生成来源，论证了软化除氧水是供热管网的最佳水源。
[关键词]供热管网补给水 自来水 地下水 软化水 最佳水源
中图分类号： S276文献标识码： A
本文所谈及的供热管网系统采用热水作为换热介质，而非用蒸汽作为换热介质。
一、自来水成分分析及对供热管网的影响
一般来讲，城镇供热用水的水源主要有自来水、地下水、软化除氧水这三种。牡丹江市自来水公司生产的自来水和牡丹江热电厂生产的软化水都源于牡丹江，牡丹江江水的硬度在500—1000umol/L之间，含有丰富的氧气。江水看起来清澈透明，但实际上并不是那么纯净，因为水是一种溶解能力很强的溶剂，它能溶解自然界许多物质。此外，还与一些不容于水的杂质混杂在一起，因而水中含有大量的各种各样的杂质，一般水中杂质按其与水混合的形态及颗粒大小不同分为三类：悬浮物、胶体、溶解物质。悬浮物直径在10-4毫米以上，这类杂质主要是沙子、粘土和动植物的腐败产物等不溶性杂质。按其微粒大小和比重的不同，有的悬浮、有的沉淀。这类杂质在水中是不稳定的，很容易除去。水浑浊一般都是由此类物质所造成的。胶体物是颗粒直径在10-6~10-4mm之间的微粒，是许多分子和离子的集合体，主要是铁、铝、硅的化合物以及动植物的有机体分解产物。动植物有机体的分解产物主要是腐殖质，它常常将水染成黄绿色或褐色。胶体微粒由于其比表面积很大，所以表面常常因吸附大量离子而带电，结果使同类胶体物颗粒因为带有同性电荷而相互排斥，它们在水中不能相互结合，不能依靠重力自行下沉，可在水中稳定存在。溶解物以分子或离子状态存在于水中，其颗粒大小约<10-6mm。大都是溶解在水中的矿物质盐类的离子和一些溶解气体。
牡丹江市的自来水是由牡丹江江水經过混凝、澄清及加氯杀菌消毒处理得到的水产品。其硬度在800-1000umol/L,碱度在700umol/L左右,含氧量在3000ug/L左右。
随着供热事业的发展，供热用水量越来越大，用城市自来水作为供热管网的补充水，在经济上浪费极大，而且运行中会产生大量的氧化腐蚀产物——砖红色淤泥，附着在板式换热器的换热板片上，也附着在居民暖气片及管道内壁上，大大增加了传热阻力，降低了换热效果，使居民室内温度下降。这是由于自来水中不仅含有溶解氧，还因为加氯杀菌的需要，自来水中要求必须含有一定数量的原态氧，氧与钢铁反应生成砖红色的氧化铁锈到处淤积。所以说用自来水补给供热管网，有以下缺点：（1）成本高，（2）腐蚀设备并缩短其寿命，（3）供热效果越来越差。
二、地下水成分分析及对供热管网的影响
地下水的特点：悬浮物质含量少，水比较透明清澈；由于受地面污染的影响少，有机物和细菌含量一般不高；含氧量较自来水低；溶解盐含量高，硬度和矿化度较大。地下水按其深度可分为表层水、中间水和深层水，水层越深，地下水的特点就越明显。表层地下水是不透层以上的地下水，受外界的影响仍较大。层间水是指不透层以下的中层地下水，受外界的影响较小，水质成分稳定而具有明显的地下水特色，深层水是指与外界完全隔绝的地下水层，有很高的矿化度，例如上万mg/L。因为打地下水井打的越深难度越大，造价太高，所以一般都是打到表层地下水层，取表层地下水。
如果用地下水作为供热管网补充水，可以在一定程度上消除氧化腐蚀的困扰，但是浅层地下水的成分复杂，易受污染，即便在牡丹江市城区内，各个城区的地下水水质都相差很大。地下水含盐的浓度高，硬度在6000-11000umol/L，是自来水的几到十几倍，含有Fe2+、Cl-等各种离子，含有的Fe2+吸收空气中的氧气，氧化成Fe3+形成砖红色絮状物沉淀。尤其是氯离子，地下水氯根一般在60-170mg/L，浓度太高会腐蚀换热器板片、暖气片等，所以打的每一口地下水井都需要采集水样进行化验，合格以后方可使用。可能还会受地方法规的限制，所以用地下水作为供热管网的补充水难以推广。
三、软化水成分分析及对供热管网的影响
热电厂的软化水，是在澄清池内向输送来的江水中加入混凝剂，使混凝剂水解生成带有正电荷的胶体，这样就中和了通常带有负电荷的江水中的胶体颗粒，破坏水中胶体的稳定性，使之能彼此靠近积聚成较大颗粒而沉降，并粘附水中悬浮物使颗粒进一步增大变重，而加速沉淀，同时，混凝剂离解出来的与胶体颗粒带相反电荷的离子，也能破坏胶体的稳定性，使之凝聚成较大的颗粒，沉淀分离。从澄清池出来的澄清水已经沉淀分离掉了大部分的悬浮物和胶体，但还残留有少量细小的悬浮颗粒，为保证后续的软化水处理设备能正常运行和具有较高的出水品质，又先后进入机械式双滤料过滤器、活性炭过滤器进一步进行过滤处理，过滤掉机械杂质和有机物，过滤过程是自上而下逐步扩展的。起初，当含有悬浮物的水由上部进入滤层时，水中部分悬浮物由于吸附和机械阻留作用，被滤层表面截留下来。此时悬浮物之间会发生彼此重叠和架桥作用，所以过了一段时间后，在滤层表面好象形成了一层附加的滤膜，在以后的过滤中这层滤膜起主要的过滤作用，以后，随着过滤时间的增加，去除悬浮物的作用逐渐转移到滤层中下层去，截留悬浮物逐渐以滤层中下层为主。经过混凝沉淀处理的悬浮物细小颗粒在通过滤层时有更多的机会和砂粒接触，由于分子间引力的作用，它们便粘附在砂粒表面，就好象在砂层中进行了进一步的混凝作用，水就变得更清。经过活性炭吸附有机物，以后进入软化器。水中的Ca2+、Mg2+与离子交换剂中的Na进行交换，使水得到软化，交换反应方程式如下：
2R—Na + Ca2+ = R2Ca + 2Na+ 2R—Na + Mg2+ = R2Mg + 2Na+
通过软化器除去水中的钙、镁离子，再经过在除氧器内向软化水中吹入蒸汽，进行热力除氧。这样，得到的产品水中的硬度、溶解氧被控制到极小，一般硬度在0-100 umol/L，经过热力除氧器后水中含氧小于50ug/L。作为供热管网的补给水，既不会出现水垢沉积的问题，也不会出现氧化腐蚀的问题，供热管网得到了最佳保护。
用热电厂生产的软化除氧水作为供热管网的补给水，可以保证各类换热器长时间正常运行，不会出现换热能力下降的现象，不会产生大量的锈垢，不易堵塞换热器管件，不易堵塞用户的暖气，可以保证整个采暖供热期内的用户室内温度正常，取得巨大的经济效益和社会效益。同时由于减少了暖气片疏通次数，减少了换热器清洗次数，杜绝了换热器紧急疏通的情况，从而大大降低了管网维护人员的劳动强度，减少了运行维护工作量。
从热电厂方面来说，现有水处理设备得到了充分利用，真正做到了“物尽其用”。将来随着制水规模进一步扩大，可以相应增加制水设备，更新换代旧设备，热电企业拥有技术业务熟练的职工，不用再进行专门培训，同样多的人员通过运行设备可以生产更多的产品水而不增加劳动强度，软化水的生产逐渐形成规模，产生“规模效益”，将会进一步降低制水成本，逐步走上良性循环的发展轨道。前景是充满光明的。
从供热管网方面来说，由于杜绝了管网系统内部的氧化腐蚀，从而大大延长了整个供热管网系统的使用寿命，节约大量维护保养的资金。总公司可以把这部分资金用在供热水源的建设上，可以用在建设供热管网上，新增更多的供热面积，创造更大的收益。
结论
综上所述，热电厂生产的软化除氧水是供热管网的最佳水源。目前，牡丹江热电有限公司担负着牡丹江市区65%的供热面积，整个供热管网系统使用的都是软化除氧水，实践证明，经济效益和社会效益显著。
参考文献
1．祁鲁梁，李永存，杨小莉主编。水处理药剂及材料实用手册，2000.03
2．任华，浅谈集中供热系统中腐蚀与堵塞的防护，区域供热，2011（3）
3、巩耀武，管炳军。火力发电厂化学水处理实用技术，2006
[关键词]供热管网补给水 自来水 地下水 软化水 最佳水源
中图分类号： S276文献标识码： A
本文所谈及的供热管网系统采用热水作为换热介质，而非用蒸汽作为换热介质。
一、自来水成分分析及对供热管网的影响
一般来讲，城镇供热用水的水源主要有自来水、地下水、软化除氧水这三种。牡丹江市自来水公司生产的自来水和牡丹江热电厂生产的软化水都源于牡丹江，牡丹江江水的硬度在500—1000umol/L之间，含有丰富的氧气。江水看起来清澈透明，但实际上并不是那么纯净，因为水是一种溶解能力很强的溶剂，它能溶解自然界许多物质。此外，还与一些不容于水的杂质混杂在一起，因而水中含有大量的各种各样的杂质，一般水中杂质按其与水混合的形态及颗粒大小不同分为三类：悬浮物、胶体、溶解物质。悬浮物直径在10-4毫米以上，这类杂质主要是沙子、粘土和动植物的腐败产物等不溶性杂质。按其微粒大小和比重的不同，有的悬浮、有的沉淀。这类杂质在水中是不稳定的，很容易除去。水浑浊一般都是由此类物质所造成的。胶体物是颗粒直径在10-6~10-4mm之间的微粒，是许多分子和离子的集合体，主要是铁、铝、硅的化合物以及动植物的有机体分解产物。动植物有机体的分解产物主要是腐殖质，它常常将水染成黄绿色或褐色。胶体微粒由于其比表面积很大，所以表面常常因吸附大量离子而带电，结果使同类胶体物颗粒因为带有同性电荷而相互排斥，它们在水中不能相互结合，不能依靠重力自行下沉，可在水中稳定存在。溶解物以分子或离子状态存在于水中，其颗粒大小约<10-6mm。大都是溶解在水中的矿物质盐类的离子和一些溶解气体。
牡丹江市的自来水是由牡丹江江水經过混凝、澄清及加氯杀菌消毒处理得到的水产品。其硬度在800-1000umol/L,碱度在700umol/L左右,含氧量在3000ug/L左右。
随着供热事业的发展，供热用水量越来越大，用城市自来水作为供热管网的补充水，在经济上浪费极大，而且运行中会产生大量的氧化腐蚀产物——砖红色淤泥，附着在板式换热器的换热板片上，也附着在居民暖气片及管道内壁上，大大增加了传热阻力，降低了换热效果，使居民室内温度下降。这是由于自来水中不仅含有溶解氧，还因为加氯杀菌的需要，自来水中要求必须含有一定数量的原态氧，氧与钢铁反应生成砖红色的氧化铁锈到处淤积。所以说用自来水补给供热管网，有以下缺点：（1）成本高，（2）腐蚀设备并缩短其寿命，（3）供热效果越来越差。
二、地下水成分分析及对供热管网的影响
地下水的特点：悬浮物质含量少，水比较透明清澈；由于受地面污染的影响少，有机物和细菌含量一般不高；含氧量较自来水低；溶解盐含量高，硬度和矿化度较大。地下水按其深度可分为表层水、中间水和深层水，水层越深，地下水的特点就越明显。表层地下水是不透层以上的地下水，受外界的影响仍较大。层间水是指不透层以下的中层地下水，受外界的影响较小，水质成分稳定而具有明显的地下水特色，深层水是指与外界完全隔绝的地下水层，有很高的矿化度，例如上万mg/L。因为打地下水井打的越深难度越大，造价太高，所以一般都是打到表层地下水层，取表层地下水。
如果用地下水作为供热管网补充水，可以在一定程度上消除氧化腐蚀的困扰，但是浅层地下水的成分复杂，易受污染，即便在牡丹江市城区内，各个城区的地下水水质都相差很大。地下水含盐的浓度高，硬度在6000-11000umol/L，是自来水的几到十几倍，含有Fe2+、Cl-等各种离子，含有的Fe2+吸收空气中的氧气，氧化成Fe3+形成砖红色絮状物沉淀。尤其是氯离子，地下水氯根一般在60-170mg/L，浓度太高会腐蚀换热器板片、暖气片等，所以打的每一口地下水井都需要采集水样进行化验，合格以后方可使用。可能还会受地方法规的限制，所以用地下水作为供热管网的补充水难以推广。
三、软化水成分分析及对供热管网的影响
热电厂的软化水，是在澄清池内向输送来的江水中加入混凝剂，使混凝剂水解生成带有正电荷的胶体，这样就中和了通常带有负电荷的江水中的胶体颗粒，破坏水中胶体的稳定性，使之能彼此靠近积聚成较大颗粒而沉降，并粘附水中悬浮物使颗粒进一步增大变重，而加速沉淀，同时，混凝剂离解出来的与胶体颗粒带相反电荷的离子，也能破坏胶体的稳定性，使之凝聚成较大的颗粒，沉淀分离。从澄清池出来的澄清水已经沉淀分离掉了大部分的悬浮物和胶体，但还残留有少量细小的悬浮颗粒，为保证后续的软化水处理设备能正常运行和具有较高的出水品质，又先后进入机械式双滤料过滤器、活性炭过滤器进一步进行过滤处理，过滤掉机械杂质和有机物，过滤过程是自上而下逐步扩展的。起初，当含有悬浮物的水由上部进入滤层时，水中部分悬浮物由于吸附和机械阻留作用，被滤层表面截留下来。此时悬浮物之间会发生彼此重叠和架桥作用，所以过了一段时间后，在滤层表面好象形成了一层附加的滤膜，在以后的过滤中这层滤膜起主要的过滤作用，以后，随着过滤时间的增加，去除悬浮物的作用逐渐转移到滤层中下层去，截留悬浮物逐渐以滤层中下层为主。经过混凝沉淀处理的悬浮物细小颗粒在通过滤层时有更多的机会和砂粒接触，由于分子间引力的作用，它们便粘附在砂粒表面，就好象在砂层中进行了进一步的混凝作用，水就变得更清。经过活性炭吸附有机物，以后进入软化器。水中的Ca2+、Mg2+与离子交换剂中的Na进行交换，使水得到软化，交换反应方程式如下：
2R—Na + Ca2+ = R2Ca + 2Na+ 2R—Na + Mg2+ = R2Mg + 2Na+
通过软化器除去水中的钙、镁离子，再经过在除氧器内向软化水中吹入蒸汽，进行热力除氧。这样，得到的产品水中的硬度、溶解氧被控制到极小，一般硬度在0-100 umol/L，经过热力除氧器后水中含氧小于50ug/L。作为供热管网的补给水，既不会出现水垢沉积的问题，也不会出现氧化腐蚀的问题，供热管网得到了最佳保护。
用热电厂生产的软化除氧水作为供热管网的补给水，可以保证各类换热器长时间正常运行，不会出现换热能力下降的现象，不会产生大量的锈垢，不易堵塞换热器管件，不易堵塞用户的暖气，可以保证整个采暖供热期内的用户室内温度正常，取得巨大的经济效益和社会效益。同时由于减少了暖气片疏通次数，减少了换热器清洗次数，杜绝了换热器紧急疏通的情况，从而大大降低了管网维护人员的劳动强度，减少了运行维护工作量。
从热电厂方面来说，现有水处理设备得到了充分利用，真正做到了“物尽其用”。将来随着制水规模进一步扩大，可以相应增加制水设备，更新换代旧设备，热电企业拥有技术业务熟练的职工，不用再进行专门培训，同样多的人员通过运行设备可以生产更多的产品水而不增加劳动强度，软化水的生产逐渐形成规模，产生“规模效益”，将会进一步降低制水成本，逐步走上良性循环的发展轨道。前景是充满光明的。
从供热管网方面来说，由于杜绝了管网系统内部的氧化腐蚀，从而大大延长了整个供热管网系统的使用寿命，节约大量维护保养的资金。总公司可以把这部分资金用在供热水源的建设上，可以用在建设供热管网上，新增更多的供热面积，创造更大的收益。
结论
综上所述，热电厂生产的软化除氧水是供热管网的最佳水源。目前，牡丹江热电有限公司担负着牡丹江市区65%的供热面积，整个供热管网系统使用的都是软化除氧水，实践证明，经济效益和社会效益显著。
参考文献
1．祁鲁梁，李永存，杨小莉主编。水处理药剂及材料实用手册，2000.03
2．任华，浅谈集中供热系统中腐蚀与堵塞的防护，区域供热，2011（3）
3、巩耀武，管炳军。火力发电厂化学水处理实用技术，2006