循环水除垢阻垢系统是工业循环水（如冷却塔、冷却机组等）稳定运行的核心保障，其核心目标是通过物理、化学或物理化学结合的方式，抑制或去除水中钙、镁等易结垢离子形成的水垢（主要成分为碳酸钙、硫酸钙等），避免管道、换热器表面结垢导致传热效率下降、能耗增加甚至设备堵塞。其工作原理需结合具体技术手段展开，常见类型及原理如下：

一、化学法除垢阻垢系统（最常用）

核心原理：

1. 螯合与络合作用
   阻垢剂（如有机膦酸盐、聚羧酸类）分子中的活性基团（如 - OH、-COOH、-PO₃H₂等）可与水中的 Ca²⁺、Mg²⁺等结垢离子结合，形成稳定的可溶性螯合物或络合物，降低水中游离的 Ca²⁺、Mg²⁺浓度，从而阻止其与 CO₃²⁻、SO₄²⁻等阴离子结合生成水垢沉淀。
2. 分散作用
   阻垢剂分子具有表面活性，可吸附在已形成的微小水垢晶体表面，使其带上相同电荷，通过静电排斥作用阻止晶体相互聚集、长大，维持其以微小颗粒状态分散在水中，随循环水排出（或被旁滤系统过滤去除），无法形成坚硬水垢。
3. 晶格畸变作用
   当水垢晶体（如碳酸钙）开始生长时，阻垢剂分子可嵌入晶体的晶格结构中，破坏晶体的正常排列，使晶体无法有序生长，最终形成疏松、易碎的 “软垢”，容易被水流冲刷带走，无法附着在设备表面。

二、物理法除垢阻垢系统（无化学污染，适用于对水质要求高的场景）

1. 电子除垢（电场法）

• 原理：在循环水管路中安装电子除垢仪，通过电极释放特定频率的交变电场。
• 作用：
• 使水中的 Ca²⁺、Mg²⁺等离子被电场极化，形成带电荷的胶体颗粒，颗粒间因同性电荷排斥而无法聚集，难以形成水垢；
• 改变水分子的氢键结构，使水的溶解能力增强，可将已形成的微小水垢重新溶解；
• 促使设备表面已有的水垢（坚硬结晶）逐渐疏松、碎裂，最终被水流冲刷去除。

2. 磁处理除垢（磁场法）

• 原理：在管道外安装强磁场装置，水流经磁场时受到磁力作用。
• 作用：
• 磁场改变水分子的簇结构（由大分子团变为小分子团），增强水对钙、镁离子的溶解度；
• 使水中的 CaCO₃等结晶形态改变，由坚硬的方解石（易结垢）转化为松软的文石（不易附着，易被冲走）；
• 干扰水垢晶体的生长，使其无法形成连续的坚硬垢层。

3. 超声波除垢

• 原理：通过超声波发生器向循环水中发射高频机械振动波（超声波）。
• 作用：
• 超声波的空化效应（水中形成微小气泡并瞬间破裂，产生局部高压）可冲击设备表面的水垢，使其松动、脱落；
• 振动作用可阻止水中离子在设备表面聚集，抑制新水垢形成；
• 加速水分子运动，增强水的溶解能力，辅助溶解已有软垢。

三、物理化学结合法（提升稳定性，兼顾效果与环保）

• 先通过软化设备（如离子交换器）预处理补充水，降低循环水中钙、镁离子浓度（从源头减少结垢物质）；
• 再配合低剂量阻垢剂（减少化学药剂用量）+ 电子除垢仪（增强阻垢效果），形成 “预处理 + 动态阻垢 + 除垢” 的协同系统。

四、系统整体运行逻辑

• 当循环水蒸发浓缩后，结垢离子浓度升高，系统通过加药泵自动补充阻垢剂（化学法），或增强电场 / 磁场强度（物理法），抑制水垢生成；
• 同时，旁流过滤系统（如砂滤、精密过滤）会持续排出部分高浓度循环水（排污），并补充新鲜水，降低水中结垢物质总浓度，配合阻垢手段形成闭环控制。