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          中央空調循環水處理
          點擊:2133 次  發布時間:2014/4/8 15:29:13  

          中央空調循環水處理

          中央空調循環水處理

          概述  

          中央空調循環水處理,是通過中央空調的循環水系統來實現的。中央空調的循環水系統主要包括冷卻水系統和冷凍(采暖)水系統兩部分,其中冷卻水系統則為敞開式循環體系,而冷凍(采暖)水系統一般為密閉式循環體系。雖然中央空調水系統的這兩個部分各有特點,但存在同樣的問題:它們均是以自來水作為工作介質的,在外界條件(如溫度、流速、濃度)改變時,水質多表現為不穩定的狀態,就會發生結垢、腐蝕、生物粘泥等現象,如不進行適當的水處理,勢必會引起管道堵塞、腐蝕泄漏、換熱效率降低等一系列問題,影響整個中央空調系統的正常運行。

          存在的問題
          在中央空調的循環水系統中由于水質不穩定而易引起系統結垢、腐蝕、生物粘泥及菌藻滋生等不良后果。
          1 腐蝕
          1.1 碳鋼材質與水中的氧氣作用而發生腐蝕,其反應如下:
          Fe + O2 + H2O= Fe(OH)3↓
          1.2 有害離子引起的腐蝕
          中央空調循環水在濃縮過程中,各種鹽類的濃度相應增加,當Cl和SO4離子濃度較高時,會使金屬表面保護膜的防腐性能降低。尤其是Cl的離子半徑小、穿透性強,容易破壞金屬表面的保護膜增加其腐蝕反應的陽極過程速度,引起金屬的局部腐蝕。
          1.3 兩種不同的金屬接觸時,因金屬間電位差而造成電池腐蝕,例如熱交換器的銅管與碳鋼端板,其接觸部分的鋼鐵材質會因此加速腐蝕。
          1.4 水中微生物的滋生也會產生細菌性腐蝕,如硫酸還原菌、鐵細菌等。
          1.5 其它引起腐蝕的影響因素有:pH值、溶解的氣體、溫度、流速等。
          2 結垢及沉積
          在中央空調循環冷卻水系統中,所溶解的重碳酸鹽濃度隨著蒸發濃縮而增加,當其濃度達到飽和狀態,或者在經過換熱器傳熱表面使水溫升高時,水中鹽份溶解平衡遭到破壞,會發生下列反應即水垢的生成:
          Ca(HCO3)2 =CaCO3↓+CO2↑+H2O
          生成的CaCO3水垢沉積在換熱器的傳熱表面,形成一層硬垢,導熱性能很差,嚴重影響換熱效率。
          其次,中央空調水系統設備、管道主要材質是碳鋼,其腐蝕產物主要是氫氧化物和鐵的氧化物的水合物,呈膠體狀態,穩定地懸浮于水中,但當通過熱交換器時易在受熱面膠體相互凝集沉淀。沉淀的Fe2O3由于它的不連續性和不致密性而對金屬無保護作用,而且由于它的磁性,粘著力強,且比重大,消除困難,形成污垢。
          另外,循環水中也有天然有機物、泥沙、微生物群落等懸浮物,它們于流速慢或溫度高的地方慢慢沉積而形成污垢沉積在設備、管道表面。此類污垢一般較為疏松,易用水沖洗去除。
          3 微生物影響
          微生物可分為細菌、真菌及藻類,由于其散布在自然界各個角落,而中央空調循環水之溫度、鹽份、pH值、溶解氧等比較適合微生物繁殖。若未能得到有效控制,微生物不斷滋生,并分泌出大量粘液,將水中不溶性雜質粘結在一起,產生粘泥附著于設備和管道的內表面,阻礙水的流動和系統熱交換,且在粘泥沉積地方往往會造成沉積物下腐蝕。
          4 危害與不良影響
          上述的水垢、腐蝕和微生物滋生等這三者不是孤立的,是互相聯系和相互影響的,如水垢和污垢往往結合在一起,結垢和生物粘泥又能引起或加重腐蝕。這些水垢、腐蝕物及生物粘泥給中央空調的安全運行帶來了嚴重的危害。
          4.1設備管道水垢附著:水垢的導熱系數極低,降低傳熱效率或傳熱不勻,影響中央空調的制冷效果,使冷凝器壓力升高,增大壓縮機正背面壓力差,導致電機負荷增加,造成高壓運行,增加電能消耗,嚴重時可直接造成主機高壓事故停機。
          4.2 使系統水循環量減少:沉積物(如水垢、微生物粘泥)覆蓋在中央空調水系統設備管道或換熱器流道表面,嚴重的將堵塞管道,阻礙水流動,使冷凍水循環量減少,熱交換效率進一步降低。
          4.3腐蝕設備和管道:系統管道及設備內壁常因腐蝕造成銹渣脫落,脫落的銹渣會堵塞盤管,使空調換熱效果下降,嚴重時造成穿孔泄漏等重大停機事故;同時腐蝕的存在還使設備的使用壽命大為縮短。
          為了防止水垢的形成,抑制微生物的生長繁殖,控制設備及管道的腐蝕,提高熱交換效率,節約能源,延長設備的使用壽命,就必須對中央空調循環水系統進行清洗除垢及日常的水質穩定處理,以降低設備和管道的腐蝕,控制結垢生成,抑制微生物繁衍,保證系統正常安全運行。

          清洗除垢處理

          按照國際慣例,中央空調每年都應科學清洗保養一次,否則就會出現生物粘泥堵塞,從而影響中央空調制冷效果,浪費能源,增加維修費用。根據日本栗田水處理公司提供的資料,生垢0.2~0.5mm厚度,換熱效率降低33%,中央空調運行耗能平均增加20%左右。
          化學清洗是清除中央空調水系統內水垢和污垢的最為有效的辦法,但會腐蝕管道。中央空調清洗的范圍主要包括:
          1.冷凍水系統清洗(包括:膨脹水箱、蒸發器、管道等)
          1.1 膨脹水箱的清洗。
          1.2 整個系統的殺菌剝離處理和全有機化學清洗
          1.3 整個系統的緩蝕預膜處理。
          2.冷卻水系統清洗(包括冷卻塔、冷凝器、管道等)
          2.1 冷卻塔的物理清洗及殺菌滅藻。
          2.2 整個系統的殺菌剝離處理和全有機化學清洗。
          2.3 整個系統的預膜處理。
          清洗之前要對水質進行采樣分析,調查了解設備運行使用情況,判斷污垢主要成分,根據水質分析、系統材質和設備系統運行與結垢情況制訂清洗方案。其具體操作步驟分為:
          清水沖洗:啟動系統循環水泵,用大流量的清水盡可能的沖洗掉系統中的灰塵、泥沙、脫落的藻類及腐蝕產物等疏松的污垢,以節約用清洗藥劑量,降低清洗成本,為下一步的化學清洗做準備。
          殺菌剝離:排放出污水后補充清水,在循環水系統內的冷卻塔和膨脹水箱中分別一次性的加入殺菌剝離劑,殺死系統中菌藻類微生物,并使設備、管道內表面附著的生物粘泥剝離脫落;通過水泵循環運行12~24小時,進行殺菌滅藻剝離污垢,最后從最低點排放污水。
          清洗除垢:系統補入清水后加入具有溶垢、滲透與分散作用的清洗劑和清洗緩蝕劑,啟動水泵將管道系統內的浮銹、水垢、油污等清洗下來,分散于水中,隨水排出,還原清潔的金屬表面。循環清洗兩次,每次12小時,并要求加清水置換排污至濁度小于20ppm即視為清洗結束,最后將Y型過濾器上的過濾網拆開,蘸藥劑手工清洗干凈。
          鈍化或預膜:設備管道經過清洗后其金屬表面處于十分活躍的活性狀態,極易二次氧化銹蝕。A:若設備清洗后封存,則對設備進行預膜鈍化處理;B:若設備清洗后立即投入使用,則需進行預膜緩蝕處理,以更好的保護潔凈的金屬表面防止氧化銹蝕。
          對于循環水系統預膜處理的藥劑主要有專用預膜劑和緩蝕劑兩種。
          采用專用預膜劑進行預膜處理時,系統先補入清水,并確認系統中水的濁度小于15ppm后,則于冷卻塔或膨脹水箱處一次性投加具有分散作用的預膜劑,啟動循環水泵運行72小時以上,在金屬表面形成致密的聚合高分子保護膜;最后加水置換排污至濁度小于10ppm。這種預膜方式主要在敞開式冷卻水系統中較為廣泛應用。
          若采用緩蝕劑來進行系統預膜時,系統先補入清水,并確認系統中水的濁度小于15ppm后,則于冷卻塔或膨脹水箱處一次性大劑量的緩蝕劑,啟動水泵循環運行48小時以上,使藥劑能均勻分散于整個循環水系統中,在金屬表面形成致密的聚合高分子保護膜,以起防蝕作用。其后可以直接轉入日常水質穩定處理,無須再排污。這種預膜方式主要在密閉式的冷凍水系統中較為廣泛應用,這其實也就是冷凍水系統水質日常維護中投加緩蝕劑。
          循環水系統清洗過程完成后,就進入了日常水質維護階段,即通過加入水質穩定劑,降低金屬材質生銹速率,抑制水中菌藻滋生,防止鈣、鎂鹽結垢、沉淀,最大限度的保持設備和管道的金屬表面清潔。這樣就可減少中央空調清洗次數,延長設備的使用壽命。

          水質穩定處理

          中央空調循環水系統的日常水質穩定處理是相當重要的,不僅可延長管線和設備的使用壽命,即水處理的效果是使管線和設備達到設計的使用壽命;而且能節約大量的電能及水資源;還可防止中央空調水系統結垢、腐蝕,菌藻附著,保證系統設備經濟而安全運行。當然還能改善風機盤管系統運行狀況,創造穩定的舒適工作和生活環境。
          采用化學加藥處理方法是循環水質穩定處理中最為有效且經濟的技術措施,即根據循環冷卻水和冷凍水系統的水質和材質特點,采用合適的水質穩定劑以控制系統結垢、腐蝕、細菌藻類滋生等。對于循環冷卻水系統而言,加藥口為冷卻水塔處,首次投加藥劑(即基礎加藥)時以系統保有水量計,按每噸水加入0.5Kg緩蝕劑即可,補水時按照補水量同比例補加藥劑,一般每月加藥一次。對于密閉式冷凍水系統而言,其加藥口為膨脹水箱處,以系統保有水量計,按每噸水投加0.2Kg阻垢分散劑比例一次性地加入冷凍水系統中即可。在循環冷卻水系統中,氧化型和非氧化型兩種殺菌劑交替投加,則可取得更好的殺菌滅藻和剝離效果,能削弱微生物的耐藥性。其投加量視水中菌藻滋生情況而定,按系統保有水量加藥,用藥濃度通常為每噸水投加0.5~1Kg殺菌劑,一般每月加藥殺菌一次,并且兩種殺菌劑間隔一周時間交替沖擊投加。
          中央空調循環水的化學處理,要根據使用當地水源水質條件,使用的溫度,設備的材質確定相應的水質穩定劑,并且藥劑使用濃度也要依據具體水質情況,由分析監控決定投加量,以維持和修補系統內金屬表面形成的保護膜,以阻止和分散各種成垢離子結垢,控制菌藻的生成,達到防腐、防垢和控制微生物生長的目的。
          加藥處理后的循環水質要求符合GB50050-95《工業循環冷卻水處理設計規范》,其中:碳鋼腐蝕率 ≤ 0.125mm/a;銅腐蝕率 ≤0.005mm/a;污垢熱阻 ≤4.0 ×10mk/s;異養細菌總數≤5*10個/mL。
          一般來說,用于中央空調循環水處理的水質穩定劑主要有三大類:阻垢緩蝕劑、緩蝕劑和殺菌滅藻劑。
          1.阻垢分散劑
          該水質穩定劑為復合型水處理藥劑,具有協同增效作用,化學穩定性強,耐高溫,低磷環保,可同時控制多種金屬材質的腐蝕及污垢的產生,具有良好的阻垢緩蝕效果。能通過螫合、增溶和吸附分散作用,使Ca、Mg等致垢離子穩定地溶于水中,對碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鹽及碳酸鋇等有卓越的阻垢效果,能很好地控制系統結垢,并對氧化鐵、二氧化硅等膠體也有良好的分散作用,同時能在碳鋼金屬表面形成致密的保護膜,阻止腐蝕性離子的浸入,對設備表面起到良好的緩蝕保護效果。
          2.緩蝕劑
          這是一種陽極型緩蝕劑,穩定性能好,能在碳鋼、銅及其合金材質表面形成多層致密的高分子防護膜,使金屬表面不起氧化還原反應,具有良好的緩蝕性能。
          3.殺菌滅藻劑
          本品是針對循環冷卻水系統極易滋生菌藻的特點而設計的殺生劑配方。
          本殺菌滅藻劑為低毒、高效、廣譜的殺生劑,分為氧化型和非氧化型兩種殺菌劑,能夠不可逆的有效控制和殺死范圍很廣的微生物,本身也能被分解或被微生物降解;具有穿透粘泥和分散或剝離粘泥的能力,兼有優良的粘泥剝離和抑制菌藻繁殖的效果。同時在使用濃度下,與水中的緩蝕劑和陰垢分散劑能夠彼此相容。

          水處理設備

          中央空調循環水處理設備
          BJF系列空調水處理設備包括:全自動加藥裝置,全自動軟水器,真空脫氣除氧器,歸麗晶過濾器,全程綜合水處理器,物化全程綜合水處理器,永磁水處理器,旋流除砂器,石英砂過濾器,活性炭過濾器,精密過濾器,水箱,膨脹罐,定壓罐,定壓補水機組,分集水器,水箱自潔消毒器,紫外線水處理器,高效除污過濾器,手搖刷式過濾器,射頻水過濾器,旁流水過濾器,多功能電子除垢器,銅銀離子滅菌器,黃銹水過濾器,反滲透設備。
          中央空調軟化水設備簡析
          1.中央空調軟化水設備工作原理:
          由于水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示,故一般采用陽離子交換樹脂(軟水器),將水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置換出來,隨著樹脂內Ca2+、Mg2+的增加,樹脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐漸降低。
          當樹脂吸收一定量的鈣鎂離子之后,就必須進行再生,再生過程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層,把樹脂上的硬度離子在置換出來,隨再生廢液排出罐外,樹脂就又恢復了軟化交換功能。
          由于水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示由于水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示鈉離子交換軟化處理的原理是將原水通過鈉型陽離子交換樹脂,使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹脂中的Na+相交換,從而吸附水中的Ca2+、Mg2+,使水得到軟化。
          2.中央空調軟化水設備工藝流程及簡要介紹:
          一般控制閥的運行流程為:運行、反洗、吸鹽、慢洗、鹽箱補水、正洗。
          工作(有時叫做產水,下同)、反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、快沖洗五個過程。不同軟化水設備的所有工序非常接近,只是由于實際工藝的不同或控制的需要,可能會有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎的軟化水設備都是在這五個流程的基礎上發展來的(其中,全自動軟化水設備會增加鹽水重注過程)。
          反洗:工作一段時間后的設備,會在樹脂上部攔截很多由原水帶來的污物,把這些污物除去后,離子交換樹脂才能完全曝露出來,再生的效果才能得到保證。
          吸鹽(再生):即將鹽水注入樹脂罐體的過程,傳統設備是采用鹽泵將鹽水注入,全自動的設備是采用專用的內置噴射器將鹽水吸入(只要進水有一定的壓力即可)。
          慢沖洗(置換):在用鹽水流過樹脂以后,用原水以同樣的流速慢慢將樹脂中的鹽全部沖洗干凈的過程。
          快沖洗:為了將殘留的鹽徹底沖洗干凈,要采用與實際工作接近的流速,用原水對樹脂進行沖洗,這個過程的最后出水應為達標的軟水。
          3.中央空調軟化水設備概況:
          全自動軟化水設備是在國產機械式軟化水設備的基礎上經過逐步提升,吸收了進口閥的負壓吸鹽補水的特點,集成了電磁閥、平面多路閥、微電腦控制器、吸鹽射流器、鹽水流量變送器、軟水流量變送器等部件,所有零件已采取模具化制作,閥體材質采用高強度工程塑料注塑成型,閥內采取陶瓷密封,控制器已采取液晶屏中文人性化顯示和操作,尤其是鹽水流量變送器和軟水流量變送器的采用,只要在出廠時按原水硬度設定好相應運行參數,能夠始終保證設備的穩定運行,保證軟化水質和低鹽耗。
          4.中央空調軟化水設備產品特點
          a、全新的微電腦控制器控制設備自動進行供水,反沖洗,吸鹽,再生,正洗過程,可實現無人管理。
          b、連續穩定的供水可定時,定流量自動再生,確保生產高品質軟化水。
          c、合理緊湊的結構,一體化的交換罐和控制閥,節省安裝空間,進一步提高運行可靠性。
          d、多功能鹽水系統可自動溶鹽、吸鹽、調節鹽液的液位,確?煽康刈詣釉偕。
          e、均勻的布水系統可提供罐體內均勻的水流,確保高效的利用樹脂,防止樹脂流失。
          f、能源消耗低:自用水量產水量<3%,鹽耗<100克/mol,電耗10W~40W,耗電量相當于機械式軟化水設備的3%。
          g、靈活的設計選型可選時間、流量控制方式;一用一備,交替再生;雙罐連續供水等運行方式。
          5.中央空調軟化水設備技術指標及工作要求:
          入口水壓:0.18~0.6Mpa
          工作溫度:5~45℃
          原水硬度:≦8mmol/L
          操作方式:手動/自動
          出水硬度:≦0.03mmol/L
          再生劑:Nacl(大顆粒工業用鹽)
          再生方式:逆流再生
          交換劑:001×7強酸性陽離子交換樹脂
          控制方式:時間/流量
          工作電源:220V/50Hz
          6.中央空調軟化水設備應用范圍:全自動軟水器:可廣泛應用于蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、交換器、蒸發冷凝器、空調、直燃機等系統的補給水的軟化。還可用于賓館、飯店、寫字樓、公寓等生活用水的處理及食品、飲料、釀酒、洗衣、印染、化工、醫藥等行業的軟化水處理。
           
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