中央空調循環(huán)水系統腐蝕分析與對策

第42卷第3期山西Vol. 42 No. 32016年1月SHANXI ARCHITECTUREJan. .2016文章編號:1009-6825( 2016 )03-01 16-03中央空調循環(huán)水系統腐蝕分析與對策陳晨!2李南'( 1.中信建筑設計研究總院有限公司，湖北武漢430014; 2.武漢理工大學(xué),湖北武漢430014 )摘要:論述了污垢及腐蝕對中央空調系統的影響,并介紹了管道污染生成的機理及其產(chǎn)生的影響,從清洗、預膜、定期水質(zhì)檢測調整等方面,闡述了循環(huán)水處理的具體對策,有利于中央空調系統的正常運行。關(guān)鍵詞:中央空調系統，循環(huán)水,污垢,腐蝕中圖分類(lèi)號:TB657.2文獻標識碼:A中央空調系統具有投資成本低、安全可靠容易管理控制、節響管道內水的流動(dòng),當高濃度的難溶或微溶鹽補入時(shí),就更容易約能耗等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛的應用在各種高樓大廈中。中央空調發(fā)生結垢現象 ,尤其是在管道中流速緩慢的位置。而且在中央空系統主要由冷卻水系統和冷(熱)媒水系統兩部分組成，在這兩大調的冷卻水系統中,水中難溶鹽或微溶鹽的含量會(huì )隨著(zhù)其濃縮倍循環(huán)水系統的長(cháng)時(shí)間運行下,中央空調系統的各種管道會(huì )受到不數的升高而提高,水溫和其與管壁的溫差變化則是引起水的濃縮同程度的污染,其中結垢和腐蝕是最常見(jiàn)的現象。它們會(huì )使中央蒸發(fā)的 主要原因。循環(huán)水系統中含有很多不穩定的鹽類(lèi)在傳熱空調系統的工作效率急速下降,同時(shí)伴隨著(zhù)超額的能量消耗,而過(guò)程中容易分解，比如碳酸氫鹽的分解反應如下[41:且結垢和腐蝕會(huì )導致中央空調系統的不正常運行,減少受損設備Ca( HCO3 )2→CaCO3↓+CO2 ↑+H20的使用期限”。本文主要是針對這些問(wèn)題,對結垢和腐蝕現象從此反應中的沉淀物CaCO,會(huì )沉積在管道內壁或換熱器的傳機理層面進(jìn)行解釋,然后根據機理分析提出應對措施。熱面上,產(chǎn)生的氣體CO2則會(huì )在中央空調循環(huán)的敞開(kāi)的部分從水1污垢及腐蝕對中央空調系統的影響中逸出,進(jìn)而導致水的pH值升高,形成堿性環(huán)境,發(fā)生以下反應:1.1設備使用期限減少,維修經(jīng)費增加Ca( HCO3 )2 +20H-→CaCO,↓+2H20 +C0號-中央空調循環(huán)水系統及其設備都有-定的使用壽命,容易受Ca2+ +C03-→CaCO3↓到一些因素的影響,尤其是結垢和腐蝕。當中央空調循環(huán)水系統產(chǎn)生的這些水垢有著(zhù)較低的導熱性能,這對中央空調系統中發(fā)生輕微的結垢時(shí).會(huì )造成管路堵塞,增加維修費用;當中央空調的換熱器的傳熱效率及各種設備的穩定運行產(chǎn)生嚴重的影響,首循環(huán)水系統結垢已久甚至發(fā)生腐蝕現象時(shí)，則會(huì )造成管道滲漏、先會(huì )使能量消耗明顯增加,如果結垢處數量繁多且垢點(diǎn)較厚，則泄露以及設備穿孔等現象,使系統運行癱瘓.需更換管道設備,使會(huì )造 成管路堵塞，使中央空調系統的流量減小,管路運行壓力不人力物力大大增加。正常,以至于最后導致系統癱瘓,無(wú)法運行。1.2運行效率降低,能量消耗增加2.2 腐蝕運行效率是表征中央空調系統主要性能指標之一-,而運行效由于中央空調循環(huán)系統中的各管道及設備的構成材質(zhì)主要率的高低主要體現在導熱的快慢21。物體的導熱量受到很多因是碳鋼、銅等,所以腐蝕現象尤其是電化學(xué)腐蝕是不可避免的。素的影響,有環(huán)境溫差、導熱厚度、導熱系數等。不同的物體有不這些 金屬材質(zhì)表面凹凸不平,容易形成電池。當碳鋼與含有溶解同的導熱系數,中央空調的循環(huán)水系統中的管道材質(zhì)主要有碳鋼氧的循環(huán)水接觸后，一-些微小的腐蝕電池就會(huì )在碳鋼表面形和紫銅兩種,其導熱系數分別為48 w/(m.K),380 w(m.K)，成5],主要發(fā)生氧化- 還原反應,如下:引起管道結垢的碳酸鹽垢和油脂層的導熱系數則較小，分別為陽(yáng)極反應:Fe- +Fe2+ +2e;陰極反應:O2 +2H2O +4e-→+40H- ;0.58 w/(m.K),0. 117 w/( m . K),僅占碳鋼導熱系數的在循環(huán)水中:Fe2+ +20H-→Fe( 0H)2。1.21%和0.24%、紫銅導熱系數的0. 15%和0.03% ,從而導熱效若是水中溶解氧含量多,白色沉淀物Fe( 0H)2中的Fe?+極率下降。導熱量的大小還與壁厚成反比,故隨著(zhù)結垢厚度的增易被氧化為 Fe'+ ,故而生成紅棕色的鐵銹,即FeO,的水合物。加熱交換效率下降，若要維持熱交換量,則需要增加耗電量,造沉淀物的生 成會(huì )加速陽(yáng)極反應的進(jìn)行,使Fe不斷的溶解為Fe+成能源的消耗。使Fe腐蝕,同時(shí)水中的溶解氧會(huì )富集在陰極表面,影響金屬表面2管道污染生成的機理原 因及其產(chǎn)生的影響保護膜的性能,使腐蝕加速6中央空調的循環(huán)水系統主要包括冷卻水系統和冷凍(采暖)2.3微生物影響水中央空調循環(huán)水處理系統兩部分,系統中流動(dòng)的絕大部分來(lái)自中央空調循環(huán)水系統中的微生物主要是指滋生的細菌、真城市給水廠(chǎng),水中含有各種陰陽(yáng)離子,主要有Ca2+ ,Mg+ ,K+，菌 藻類(lèi)等物質(zhì),它們對循環(huán)水系統的影響也是不可忽視的,因為HC03 ,C1 ,S02 ,P0R一等,且也會(huì )存在著(zhù)粒徑不大于0. 17 mm它們不僅 會(huì )促進(jìn)污垢的沉淀,還會(huì )加速腐蝕,阻礙正常運行。的懸浮顆粒物質(zhì)3]。這些陰陽(yáng)離子濃度的變化就是引起中央空在中中國煤化工經(jīng)?？吹絿娏苁嚼鋮s塔的調循環(huán)水系統運行過(guò)程中結垢、腐蝕、微生物影響等問(wèn)題產(chǎn)生的表面和布三物群體的綠藻、灰色粘泥YHCNMHG主要根源。及其生長(cháng)代剛廠(chǎng)土的萬(wàn)必切的服認切, 這是因為系統中適 宜的2.1結垢溫度和噴淋過(guò)程中溶人的氧氣為微生物的生長(cháng)提供了有利的條在中央空調循環(huán)水系統中補充水帶人的難溶或微溶鹽會(huì )影件,以致其大量繁殖。這些粘泥等物質(zhì)在水的循環(huán)下附著(zhù)在系統收稿日期:2015-11-11作者簡(jiǎn)介:陳晨( 1986- ),女 ，助理工程師,在讀碩士第42卷第3期陳晨等:中央空調循環(huán)水系統腐蝕分析與對策2016年1月的各金屬部件的表面上,加速了結垢的形成,導致系統水流量因成保護膜。聚磷酸鹽是常用緩蝕劑中的主要物質(zhì),其負離子與水管路堵塞而減少,熱交換速率下降,能量消耗增加。中溶解的鈣離子反應形成膠狀帶正電荷的絡(luò )合物,然后在金屬表同時(shí)管路的腐蝕與微生物的滋生也有-定的相關(guān)性,這是因面與Fe2+繼續絡(luò )合形成聚磷酸鈣沉淀膜,鋅離子利用其成膜快的為水中微生物的代謝產(chǎn)物和分泌的粘液與循環(huán)水系統中的水垢、特 點(diǎn)能與其他緩蝕劑生成密實(shí)耐久的保護膜,使金屬表面與水中雜質(zhì)結合在一起形成較大的污垢附著(zhù)在金屬表面,水中含有的一的DO,H*等腐蝕性物質(zhì)隔離開(kāi)來(lái),達到阻止腐蝕的目的21。不些厭氧菌在缺氧的條件下就會(huì )發(fā)生反應,如世代時(shí)間短的硫酸鹽同的緩蝕劑有不同的投加量,常用的緩蝕劑如硫酸鋅(10mg/L~還原菌,它們通過(guò)分解水中的硫酸鹽81,來(lái)引起金屬腐蝕:40 mg/L )和六偏磷酸鈉( 60 mg/L~ 150 mg/ L )的復合配方,一般so- +8H+ +8e- +S3- +4H20+能量配比為1:4 13]Fe2+ +S2-→FeS↓此外,為了達到預膜的效果,還應控制預膜的條件:1)pH值我們經(jīng)?？吹降脑O備表面或管道壁上有一些外表堅硬但內與膜的致密性和結合力有關(guān)，宜為5.5~6.5,過(guò)高或過(guò)低都會(huì )產(chǎn)部疏散多孔的銹瘤,若不及時(shí)清理,面積會(huì )越來(lái)越大。其產(chǎn)生原生 負影響;2 )溫度對預膜時(shí)間很重要,在25 C ~50 C為佳,在此因則是鐵細菌的繁殖,它氧化釋放的能量有助于細菌的生存,其溫度范圍內,預膜時(shí)間--般為24h~48h;3)水的流速是另一重要反應如下:因素,要求在1.0 m/s~2.5 m/s范圍內,太慢會(huì )導致污垢沉積,太4FeCO, +O2 +6H20- +4Fe( 0H), +4CO2 +能量快則對成膜不利;4)因為高濁度會(huì )使膜松散,抗腐蝕性差,故濁度還有補充水的水質(zhì)也是影響系統運行原因之- -。如果補充.- - 般要求小于10 mg/L;5 )鈣離子含量大于100 mg/L,當水中水濁度較高,含有微小泥沙或膠狀物質(zhì)以及滅藻滅菌不及時(shí)等都Ca2+( 以CaCO3計)含量為250 mg/L ~ 500 mg/L 時(shí)預膜效果較會(huì )產(chǎn)生結垢，隨著(zhù)污垢體積的增大,為微生物的生長(cháng)繁殖提供適好。預膜后,緩蝕劑的投加量需減少,保證能夠補充運行中損壞宜的條件,進(jìn)而引起腐蝕。的膜即可。以上這些現象,對中央空調水循環(huán)系統都有嚴重的影響,系3.3 定 期水質(zhì)檢測調整統中的設備和管道會(huì )由于腐蝕穿孔,導致滲漏、泄露,最后造成系循環(huán)水系統要想達到良好的運行效果,除了清洗、預膜,在日統癱瘓,無(wú)法運行。常生活中,嚴格的管理方法也是必不可少的。在系統運行過(guò)程3循環(huán)水問(wèn)題應對措施中,許多指標都會(huì )不斷變化，比如蒸發(fā)水量、補充水量及排污水量在循環(huán)水系統中,控制其中的水質(zhì)和適當的處理對解決循環(huán)等。這些變化則會(huì )影響水質(zhì)的成分和化學(xué)平衡,為解決這些問(wèn)系統中腐蝕和沉淀物帶來(lái)的危害及其所產(chǎn)生的后果有很大的幫題,應該1周~2周對系統進(jìn)行檢測一次,及時(shí)補充消耗的化學(xué)藥助。目前解決措施主要分為物理除垢和化學(xué)除垢,其中物理除垢劑和水,使其水質(zhì)控制在指標范圍內(見(jiàn)表1),從而使運行效果則是靠靜電和磁化,在小型系統中應用比較多,缺點(diǎn)是沒(méi)有形成得到良好的改善。表1水質(zhì)控制的指標系統的使用技術(shù),效果甚微'9];而化學(xué)除垢相對來(lái)說(shuō)有比較系統的處理方法,技術(shù)比較成熟有效,被應用在較多的中央空調循環(huán)項目循環(huán)水pH值6.5-9.5水系統中,具體步驟如下。渾濁度/mg.L-1<103.1 清洗總鐵/mg.L-1≤0.5清洗是化學(xué)除垢的第一一步,即通過(guò)物理水沖和化學(xué)藥沖來(lái)清總銅/mg.L-1≤0.1除管道中的污垢和沉積物,將物理沖洗和化學(xué)清洗結合起來(lái),以總溶固/mg.L-I<2 500異養菌個(gè)數/個(gè).( mL)-!<1x 105此使管道保持流暢,系統正常運行。清洗的具體過(guò)程如下:總堿度/ mg.L-1≥50,≤5001)物理沖洗。在--定的壓力下,用水將中央空調系統管路中污垢熱阻/m2.K.w-1<3.4x10-4的淤泥和雜物沖洗掉,但是由于淤泥或油垢的粘滯性,會(huì )保留部碳鋼腐蝕率/mm.年-<0.10分殘渣物。銅腐蝕率/ mm.年一1<0.05濃縮倍數3~52 )化學(xué)清洗。在中央空調循環(huán)水系統中加入一些藥劑,如表面活性劑和阻垢分散劑等,在這些藥劑的作用下,管道中物理沖目前,在中央空調系統循環(huán)水的處理中,清洗、預膜和定期水洗后殘留的污垢油垢與管壁的結合力、附著(zhù)力降低,導致垢層軟質(zhì)監測是相對完善的處理流程,尤其是高效、簡(jiǎn)易、低成本的預膜化，從而剝離得以去除10]。技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展中將占有重要的地位。3 )當使用表面活性劑之后,若有大量泡沫產(chǎn)生,則需加入消4結語(yǔ)泡劑。液體石蠟和硬脂酸類(lèi)的消泡劑是中央空調系統中常用的,中央空調系統循環(huán)水的水質(zhì)在科學(xué)的處理后得到改善,水質(zhì)用量可以根據現場(chǎng)實(shí)際情況調整,一般使用濃度為3mg/L~指標控制在有效范圍內，可以保證系統的正常運行,防止結垢和5 mg/L。腐蝕現象的產(chǎn)生,從而消除了對系統造成的危害,使系統設備能4 )檢測離子濃度。循環(huán)水系統的濁度、鐵離子或鈣離子含量夠 在高效節能的狀態(tài)下運行。而且通過(guò)處理后,系統的熱傳遞速在化學(xué)清洗開(kāi)始后會(huì )有所增加，為避免造成不良后果應隨時(shí)監率 大大提高。同時(shí)電能或燃料的消耗得到減少,做到了資源化,能測。清洗24h~48 h后,當渾濁度、鐵離子或鈣離子含量增長(cháng)緩源化,還可中國煤化工科技。慢并趨于穩定時(shí),即可停止清洗"1。當完成清洗時(shí),則需要通過(guò)因此，f YHCNMHG進(jìn)行科學(xué)的分析并進(jìn)行有不斷的排水補水進(jìn)行系統置換。最后當濁度達到標準時(shí),實(shí)行下效的處理在 各方面都能夠產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。-步驟。參考文獻:3.2 預膜[1] 曾昭向,盧清華.中央空調節能技術(shù)分析與探討[ J].制冷與預膜是對清洗進(jìn)行進(jìn)一步鞏固, 為了防止初腐蝕的產(chǎn)生,在空調,2013( 1 ):45-48.清洗后,往中央空調系統中投加足夠的緩蝕劑，以在金屬表面形[2]李軍,吳玉庭,馬重芳,等.我國中央空調通風(fēng)系統清洗行第42卷第3期山西Vol. 42 No. 32016年1月SHANXI ARCHITECTUREJan. .2016文章編號:1009-6825( 2016 )03-01 18-02談某市倉庫消防噴淋系統的設計光海鵬(太原市公安消防支隊,山西太原030024 )摘要:結合某倉庫工程,介紹了倉庫自動(dòng)配水滅火系統的設計原則,從消防管道設計、噴淋管道網(wǎng)絡(luò )安全、未端試水裝置等方面，闡述了消防噴淋系統設計中存在的主要問(wèn)題,并提出了解決措施,有利于保證倉庫的消防安全。關(guān)鍵詞:倉庫,消防噴淋系統,管道,消防泵中圖分類(lèi)號:TU998. 1文獻標識碼:A隨著(zhù)我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,國民經(jīng)濟的綜合實(shí)力也取得了顯系統。根據國家在2014年制定的《自動(dòng)噴水滅火系統設計規范》著(zhù)的提升,因此，國家和政府對企業(yè)的安全生產(chǎn)的重視程度也不中規定,倉庫中的聚丙烯屬于丙類(lèi)二項,建筑防火等級應該為二斷提升,通過(guò)構建完善的安全規范,對基礎設施提出了更高的要級,因此對于這類(lèi)倉庫的規定為最大建筑面積6000m2,最大倉間求。但是由于各種原因,眾多企業(yè)消防設備的構建中存在著(zhù)眾多為1500m2,采用快速相應消防噴頭最大凈空高度為12m。因安全隱患,不利于企業(yè)的良性發(fā)展。鑒于消防噴淋系統對企業(yè)的此,企業(yè)的總面積最大和單間最大都超過(guò)了允許范圍,所以對于正常發(fā)展具有不可取代的作用,因此,對其不能進(jìn)行重新鋪設,只企業(yè)而言進(jìn)行合理化的改造,滿(mǎn)足現階段國家標準的規范需求,有對現有情況進(jìn)行合理化改造,以滿(mǎn)足現代化的需求。通過(guò)這樣節是-一個(gè)亟需解決的問(wèn)題約成本的投資,實(shí)現企業(yè)的利潤最大化。筆者通過(guò)對本轄區的某塑2倉庫自動(dòng)配水滅火系統設計的原則料廠(chǎng)的聚丙烯包裝車(chē)間和成品倉庫的消防隱患進(jìn)行分析,對其消根據<《自動(dòng)噴水滅火系統設計規范》第4.2.6條規定,由于該.防噴淋系統的設計進(jìn)行分析和研究,并提出相應的改造意見(jiàn)。倉庫的最大凈高度為13 m,所以在自動(dòng)噴水滅火系統的設計過(guò)程1工程概況中,應該采用早期抑制型快速響應噴頭,通過(guò)構建濕式系統的采企業(yè)的聚丙烯倉庫為單層倉庫,長(cháng)156 m,寬55 m,總建筑面用, 實(shí)現最大的實(shí)用效果。由于原倉庫分為4個(gè)消防分區,同時(shí)積8580m2,分為四個(gè)主要倉間,每個(gè)倉間面積大約2100m2,最每個(gè)消防分區的面積在2100m2左右,共設計噴頭達到900個(gè)大凈高度達到13m。倉庫的主要存放貨物為塑料粒子。在倉庫采用濕式系統的報警系統的噴頭數量不宜超過(guò)800個(gè),因此可以的消防系統中,設計了消火栓給水系統,未能設計自動(dòng)噴水滅火通過(guò)采用兩組濕式報瞥閥進(jìn)行控制。業(yè)的現狀和問(wèn)題[ J]. 清洗世界,2005( 7 ):27-32.場(chǎng)水處理對策[ J].河南科學(xué),2014( 6 ):1010-1014.[3] 羅運有,曹 勇,宋業(yè)輝.空調通風(fēng)系統清洗研究的進(jìn)展與 [9] 文強,王延生.中央空調系統水處理技術(shù)淺論[ J].清洗世評述[ J].建筑熱能通風(fēng)空調,2009( 1 ):27-31.界,2005( 5 ):26-30.[4] 楊迪,張明星,余 博,等.戶(hù)式中央空調的能耗分析[J] [ 10] 戴云華.中央空調循環(huán)水系統節能措施的優(yōu)化設計[ J].中節能,2006( 5 ):13-15.外建筑,2005( 5 ):30-31.[5] 李召潑,張小松,吳智深.大型公共建筑中央空調的節能與 [ 11] 袁衛昌.中央空調循環(huán)水的化學(xué)處理[ J].中國建設信息:監控[ J].建筑節能,2010( 3 ):62-65.供熱制冷專(zhuān)刊,2003( 1 ):46-48.[6]陳毅明,張捷巖.中央空調循環(huán)水系統處理方法的研究-[12] 周本省.工業(yè)水處理技術(shù)[ M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，藥劑處理和復式過(guò)濾[ J].資源節約與環(huán)保,2009( 5 ):1673-225 1.[13] 齊冬子.敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統的化學(xué)處理[ M ].北京:化[7] 費勇,夏明珠,雷 武,等.中央空調系統的腐蝕結垢與防學(xué)工業(yè)出版社,2001.護[ J].腐蝕與防護,2003( 2 ):70-73.[14]王維平,邱慶齡.中央空調循環(huán)水處理系統清洗中存在的[8]陳敏,陳燕敏,孫彩霞,等.中央空調循環(huán)水腐蝕分析與現問(wèn)題及解決措施[ J ].清洗世界,2014( 6 ):43-46.Analysis on corrosion of circulating waterin the central air conditioning system and countermeasuresChen Chen12 Li Nan'( 1. Citic Architectural Design & Research Institute Limited Company, Wuhan 430014, China;2. Wuhan University of Science and Technology,中國煤化工Abstract: This paper discussed the infuence of dirt and corrosion to central air cor.MHCNMHGthe mechanism of pollutiongenerated and its influence, from the cleaning ，membrane, regular water quality tesugauyusumcm aiu UuICI aspects, elaborated the specificcountermeasures of circulating water process, helpful to the normal running of central air conditioning system.Key words: central air conditioning system, circulating water, dirt, corrosion收稿日期:2015-11-14作者簡(jiǎn)介:光海鵬( 1984- ),男,工程師