中央空調(diào)循環(huán)水處理方案

1、中央空調(diào)循環(huán)水處理方案概述中央空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)一般分為三部分，即循環(huán)水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、采暖水系統(tǒng)。循環(huán)冷卻水多為開式，冷凍水與采暖水為封閉式；目前，高層建筑或封閉式廠方的冷凍水與采暖水多為同一系統(tǒng)，在夏季走冷凍水，在冬季走采暖水。這三套循環(huán)水系統(tǒng)各有特點，但存在同一問題：結(jié)垢、腐蝕和生物粘泥，如不進行適當(dāng)?shù)奶幚?，勢必會引起管道堵塞，腐蝕泄漏、傳熱效率大為降低等一系列問題，影響整個空調(diào)系統(tǒng)的正常工作。 多年來，我們對中央空調(diào)用水情況作了廣泛的調(diào)查，綜合起來看現(xiàn)中央空調(diào)水系統(tǒng)的用水分為三類，即未經(jīng)過任何處理的自來水、軟化水和去離子水。水中對設(shè)備主要產(chǎn)生影響的因素分別為堿度、PH值、Cl-、氧含量等

2、。自來水因地區(qū)不同而水質(zhì)變化較大，在水的循環(huán)過程中，硬度和堿度是造成結(jié)垢的主要因素，而Cl-、低PH值、溶解氧是造成腐蝕的罪魁禍?zhǔn)?。在自來水中這兩種危害同時存在，只是由于水質(zhì)差異，危害的主副性有所區(qū)別；相對腐蝕而言，結(jié)垢性離子Ca2+、Mg2+、堿度為保護性離子，軟化水正是由于去除了這些離子，增加了Na+、Cl-等腐蝕性離子，從而加重了設(shè)備的腐蝕，所以說軟化水雖然避免了結(jié)垢問題，卻加重了腐蝕，這種現(xiàn)象會隨著時間推移而顯露出來。如大港開發(fā)區(qū)某空調(diào)系統(tǒng)一年就出現(xiàn)腐蝕穿孔現(xiàn)象，可見軟化水腐蝕性的強弱。去離子水相對地說即去除了結(jié)垢因素，也去除了腐蝕因素，但實際上并非如此，同樣，去離子水中雖然不存在結(jié)垢

3、性離子和腐蝕性離子，但卻并未除去水中的溶解氧，初始時，腐蝕速度較慢，有一個逐漸加速過程，最終會導(dǎo)致同前兩種水一樣的紅水現(xiàn)象（封閉式系統(tǒng)）。空調(diào)水處理的必要性主要有以下三點，其一是延長管線和設(shè)備的使用壽命。如果在主要管線和設(shè)備上發(fā)生的泄露時，或在敷設(shè)管道上發(fā)生了泄露時，更換維修，不但要花費較大的費用，而且，在實施時存在著許多困難。空調(diào)系統(tǒng)水處理的必要性就在于使管線和設(shè)備達到設(shè)計的使用壽命。下表中數(shù)據(jù)可說明水處理的重要性；其二是節(jié)能。當(dāng)結(jié)垢和腐蝕產(chǎn)生銹垢堆積物，都會導(dǎo)致傳熱效率下降，為達到設(shè)定效果，必須加大能量消耗同時還會造成縮短設(shè)備的使用壽命。在敞開式循環(huán)水系統(tǒng)中，采用水處理技術(shù)還會節(jié)省大量的補

4、充水；其三是創(chuàng)造穩(wěn)定舒適的工作和生活環(huán)境，保證中央空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定正常運行。中央空調(diào)循環(huán)冷卻水處理 1中央空調(diào)循環(huán)冷卻水基本使用自來水。多年來，由于水系統(tǒng)結(jié)垢和腐蝕造成機組功能下降、使用壽命降低、能耗增加，業(yè)主長期處于設(shè)備、管線維修的局面。為改變這種狀況，水磁化器被引入中央空調(diào)水系統(tǒng)。實踐證明，使用這種設(shè)備處理能力有限，不成功的報導(dǎo)很多。上世紀(jì)80年代中期在工業(yè)的冷凍水系統(tǒng)引入工業(yè)循環(huán)冷卻水處理技術(shù)后非常成功，這就是循環(huán)冷卻水化學(xué)水處理技術(shù)。該技術(shù)是向水中投加水質(zhì)穩(wěn)定劑包括分散劑、阻垢劑、緩蝕劑、殺菌劑等。是通過化學(xué)方法，使水中結(jié)垢型離子穩(wěn)定在水中，其原理是通過螫合、絡(luò)合和吸附分散作用，使Ca2+

5、、Mg2+穩(wěn)定地溶于水中，并對氧化鐵、二氧化硅等膠體也有良好的分散作用，本法是目前空調(diào)水處理使用最為普遍的一種方法，也是在工業(yè)循環(huán)水處理中應(yīng)用面最廣、技術(shù)最成熟的一種方法，實踐證明是有效而經(jīng)濟的方法。1.1緩蝕阻垢處理過去使用以聚磷酸鹽為主體的緩蝕劑，但是，如果冷卻水系統(tǒng)在水高濃縮倍數(shù)下進行，由于磷酸鹽會大量的附著在金屬的表面上，反而引起結(jié)垢的危害，并且，聚磷酸鹽會水解生成正磷酸鹽，生成磷酸鹽垢。后有磷酸鹽和聚合物類阻垢劑的復(fù)合藥劑，即使冷卻水被高度濃縮，仍能充分發(fā)揮緩蝕和阻垢效果。最近幾年來新的合成藥劑不斷出現(xiàn)，效果越來越好，具體的使用與水質(zhì)條件有關(guān)，濃度一般為100ppm左右。加藥劑處理后

6、的有關(guān)國標(biāo)：污垢熱阻 4.0 10-4mk/s碳鋼緩蝕率 0.125mm/y銅緩蝕率 0.005mm/y1.2粘泥的處理：粘泥是水中藻類和細菌類增殖后，與從大氣中洗滌出的灰塵等雜質(zhì)構(gòu)成的具有粘著性的軟泥質(zhì)的物質(zhì)，這些粘泥物在管壁會影響水的流速、流量，附著在換熱器管壁就要影響熱交換能力，另外還會造成微生物對金屬器壁的腐蝕，所以必須進行殺菌，粘泥抑制劑一般使用殺生劑。通常，殺生劑為氧化型與非氧化型殺生劑輪流交替使用，以防菌藻產(chǎn)生抗體。由于空調(diào)水系統(tǒng)多處于鬧市區(qū)人員集中，殺生劑使用要求較高，首先無味并對人體無毒且殺菌效果好，如氯氣就不能在空調(diào)系統(tǒng)中使用。1.3水質(zhì)管理1.3.1濃縮倍數(shù)管理對空調(diào)循環(huán)

7、冷卻水系統(tǒng)來說，貯水量相對循環(huán)量的數(shù)值太小，因為空調(diào)冷卻水設(shè)備的運行負荷往往變動較大，外界環(huán)境變化也大（如晝夜溫差、濕度等），即使進行一定的強制排污，冷卻水的濃縮倍數(shù)仍在變化，甚至變化較大。所以現(xiàn)場控制難度較大，因此，在水處理時，為了使冷卻水的水質(zhì)維持一定的范圍內(nèi)，需要建立自動濃縮和加藥管理系統(tǒng)。由于水濃縮時，水中的各種離子隨之濃縮，而電導(dǎo)正是反應(yīng)水中離子濃度多少的數(shù)值，濃縮倍數(shù)與電導(dǎo)的增長基本上成正比，當(dāng)水濃縮一倍時，電導(dǎo)濃縮0.930.98倍，所以一般采用濃縮倍數(shù)為3時水的對應(yīng)電導(dǎo)率作為控制值，電導(dǎo)儀與電磁閥相聯(lián)，同時與自動計量泵相聯(lián)，當(dāng)水濃縮倍數(shù)過高時，則電磁閥啟動進行排污，同時加藥泵啟

8、動，補入相應(yīng)的被排污水帶走的藥量，這一套自動系統(tǒng)根據(jù)條件不同而需費用為25萬元不等，所以很快被用戶迅速接受。自動化的采用，使空調(diào)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)管理大為簡化，實現(xiàn)了現(xiàn)場無人操作，只需每月進行一次或兩次取樣分析，適當(dāng)調(diào)整控制條件，使現(xiàn)場操作準(zhǔn)確無誤，為進行化學(xué)水處理提供了很好的條件。1.3.2藥劑濃度的管理：平時，水處理藥劑若不維持在一定濃度上，則不能充分發(fā)揮效應(yīng)。而過量加藥造成經(jīng)濟上的浪費，因此，加藥要及時適量。目前，空調(diào)水系統(tǒng)加藥一般分為兩類，一是采用自動加藥裝置；二是根據(jù)計算量而采用連續(xù)滴加方式，這種方式也可保證水中藥量濃度在有效范圍內(nèi)。1.3.3 日常監(jiān)測最重要的水質(zhì)管理是掌握補水和冷卻水

9、的水質(zhì)，而且要把防患于未然的對策作為基本措施。但由于空調(diào)水系統(tǒng)一般現(xiàn)場不具備分析條件，一般都委托有關(guān)單位進行分析，由于采用自動化管理，所以監(jiān)測分析可半月或每月進行一次，以便發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整。腐蝕監(jiān)測，采用現(xiàn)場掛標(biāo)準(zhǔn)試片，每月或兩月測定一次。冷凍水處理：冷凍水是只通過制冷機使其溫度下降后再流向冷卻工藝的循環(huán)水，主要用于中央空調(diào)和工廠中需低溫冷卻的系統(tǒng)。就冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成而言，冷凍水分為密閉式和非密閉式，非密閉式又分為部分敞開式和噴淋式兩種類型。中央空調(diào)冷凍水系統(tǒng)多為密閉式；工廠中冷凍水系統(tǒng)多為敞開式，如天津大沽化工廠某分廠7水；帶有噴淋裝置的冷凍水系統(tǒng)主要見于需進行空氣洗滌和控制空氣濕度的地方，如

10、紡織廠、電子元器件制造車間等。上述幾種不同形式的冷凍水系統(tǒng)，有著許多共同的特點。1冷凍水的特點與一般循環(huán)冷卻水相比較有以下幾個特點： 1.l 濃縮倍數(shù)基本保持不變。密閉式冷凍水系統(tǒng)在循環(huán)過程中，由于不與空氣接觸，沒有蒸發(fā)，所以水量基本上沒有損失。部分敞開式冷凍水系統(tǒng)僅是冷水池敞口部分暴露于空氣之中，與空氣之間的交換量很少，可以忽略不計，故在循環(huán)過程中幾乎沒有水量損失。帶有噴淋裝置的冷凍水系統(tǒng)，夏季在循環(huán)過程中有特殊的吸濕現(xiàn)象，即在循環(huán)過程中沒有水量損失，反而因空氣中的水蒸氣進入系統(tǒng)而使系統(tǒng)中的離子濃度低于補充水。由于這種現(xiàn)象在某些地區(qū)引起冷凍水變化較大，也是藥量損失的主要因素，應(yīng)引起重視，采取

11、相應(yīng)措施。而在冬季由于對空氣起增濕作用冷凍水有一定的濃縮。 l.2水溫比較低，一般在1到20之間變化，大多數(shù)在6到12之間。 1.3水處理藥劑為一次性投入，為了保證藥劑的有效性，在指定的周期內(nèi)排污換藥。 1.4冷凍水對設(shè)備的危害主要是腐蝕，常因腐蝕原因出現(xiàn)紅水現(xiàn)象。 1.5一般來說，貯水量與循環(huán)水量要小些。2腐蝕機理冷凍水系統(tǒng)因其水量基本保持不變，水中鈣、鎂離子不因循環(huán)而增加，所以結(jié)垢趨勢并不嚴(yán)重。系統(tǒng)主要存在的問題為溶解氧腐蝕，碳鋼在水中由于形成微電池而引起腐蝕。腐蝕反應(yīng)的過程可表示為：陽極反應(yīng) Fe Fe2+ 2e陰極反應(yīng) 1/2O2H2O2e 20H-在水中 Fe2+ 20H- Fe (

12、OH)2氫氧化亞鐵極易氧化成紅棕色的鐵銹，這是冷凍水出現(xiàn)紅水的主要原因。在敞開式和噴淋式系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)部分暴露于空氣中或與空氣直接接觸，系統(tǒng)中溶解氧的含量比較充足；在密閉式冷凍水系統(tǒng)中，溶解氧會因腐蝕的發(fā)生而迅速消耗，變的不充分。但這些系統(tǒng)仍會有少量的溶解氧存在，主要是通過閥門、管接頭、泵的壓墊漏進來的。此外，冷凍水系統(tǒng)雖然補充水很少，但溶解氧也會隨著補充水的加入而帶入系統(tǒng)中。所以溶解氧是造成冷凍水系統(tǒng)腐蝕的主要原因。伴隨著氧化鐵的腐蝕機理，另一種腐蝕循環(huán)反應(yīng)也同時發(fā)生。1/2 Fe3+ Fe2 3 Fe2+Fe2+ 1/2O2 Fe3+這是去離子水或軟化水腐蝕的主要原因，一旦形成腐蝕反應(yīng)，

13、還有一個加速過程而這種腐蝕在氧的存在下是一個往復(fù)連鎖反應(yīng)。這是因為鈣、鎂、堿度對腐蝕而言為保護性離子，而軟化水與去離子水正是去除了這些離子，所以在某些用戶出現(xiàn)設(shè)備一年就穿孔腐蝕現(xiàn)象，從水處理方面講，密封式系統(tǒng)嚴(yán)禁使用去離子水或軟化水。另外Cl-等腐蝕性離子也參加了反應(yīng)且腐蝕因素較多，這里不一敘述。未經(jīng)加藥處理的冷凍水系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重。3藥劑的選擇根據(jù)冷凍水上述的主要腐蝕原因，分別對鉻酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、鉬酸鹽、鋅鹽及有機酸、硫脲、硫醇、唑啉等藥劑進行對比實驗，因其中鉻酸鹽嚴(yán)重污染環(huán)境、亞硝酸鈉的致癌原因而棄置不用。我們以天津自來水為實驗用水，采用掛片法，對單一及復(fù)配藥劑進行一系列腐蝕實

14、驗，根據(jù)結(jié)果及實踐經(jīng)驗，篩選出具代表性的幾種復(fù)配藥劑，試驗數(shù)據(jù)見表2。磷系、硅系、鉬系三類復(fù)配藥劑在緩蝕方面均取得了良好的效果，掛片腐蝕率遠遠低于國家標(biāo)準(zhǔn)。硅系復(fù)配藥劑雖然效果好、價格便宜，但因易生成硅垢且不易去除，使用時慎重。鉬系復(fù)配藥劑緩蝕效果好，且冷凍水中藥量損失不大，經(jīng)濟上可以接受。我們又以相同的配方對四川某廠冷凍水進行對比實驗，其結(jié)果與上述一致。磷系與鉬系藥劑相比，鉬系主要以吸附膜、沉淀膜原理緩蝕，其效果可以使碳鋼腐蝕率小到幾乎測不出來，其缺點就是用量較大，復(fù)配藥劑用量大于2000ppm，成本較高；而磷系藥劑主要加入除氧劑等多種形式進行緩蝕，用量較小，一般為500ppm左右，成本低些

15、，但效果不如鉬系配方。近幾年，國家工業(yè)水處理工程技術(shù)研究中心，針對冷凍水和采暖水系統(tǒng)的特點，開發(fā)出一種新型的低鉬藥劑TS52706，用量為100500ppm，碳鋼腐蝕率幾乎為零，其阻垢環(huán)蝕效果非常優(yōu)秀，專門適用于密閉系統(tǒng)。4冷凍水處理藥劑損失 4.l 由于系統(tǒng)本身密閉性不強，在某些接口及泵處有泄漏現(xiàn)象，藥量隨之流失。一般情況下，損失的藥量占總藥量的1一10。但在某些系統(tǒng)，泄漏帶走的藥量為主要損失；因為冷凍水系統(tǒng)貯水量較小，只有幾個至幾十個立方，泄漏一個立方也會在幾天或幾十天系統(tǒng)里的水就會置換一次。某些系統(tǒng)一年回補好幾次藥，甚至每月都補。 4.2系統(tǒng)本身要吸附一些藥劑，其損失量很小，約占總藥量的1左右。 4.3在某些帶有噴淋裝置的冷凍水系統(tǒng)中，由于吸濕作用，系統(tǒng)水量增加而發(fā)生溢流造成藥劑損失。 4.4使用磷系配方，因除氧劑的消耗而必須定時補藥，周期為12月每次。5加藥方式冷凍水藥量損失較小，但為了保證藥劑在水中的有效性，須人為的進行有規(guī)律的排污、補水、加藥。目前，對冷凍水中加藥的間隔時間還未見報道，這里介紹幾種方法。 5.1