标准中央空调循环水处理.doc

标准中央空调循环水处理随着我国经济的快速增长，近十年来制冷空调在我国得到了广泛的应用和快速的发展。它不仅给人们带来舒适的环境，同时也被用来调节工业生产所需环境的温度和湿度。实践表明，大型制冷空调系统的应用和发展在很大程度上源于其经济性和安全性。合理的实现这两个基本的元素，制冷空调系统水质的运行和管理是其最关键的内容。综合一些情况显示，在目前的运行管理水平之下，制冷空调系统（主机）的效率偏低、能耗较大、制冷主机制冷量衰减速度较快、设备事故增多、维修费用上升，构成上述的基本原因主要是制冷空调水质运行管理不善。同时这也造成设计人员设计取值偏大，造成我国建筑耗能居高不下原因之一。因此，重视和解决好水质的运行和管理已经成了保障空调制冷系统处于最佳运行状态的关键所在，也是建设资源节约、环境友好型社会重要途径之一。一、中央空调循环水处理特点中央空调循环水系统包括冷却水系统、冷冻水系统和采暖水系统。冷冻水系统和采暖水系统通常共用一套闭式循环系统。冷却水系统一般采用开式循环系统。冷冻水系统是以水做冷媒介质和空气进行能量交换的密闭式体系，虽然与外界接触较少，但在整个体系的最高处设有膨胀水箱，这样冷冻水介质还是和空气有所接触，使溶解氧和一些营养物进入冷冻水系统，导致粘泥沉积，不仅影响传热，还可能形成氧浓差引起设备的腐蚀，经常出现黄褐色水质或黑灰色水质。冷冻水的化学处理采用一次性投加药剂的方法，重点控制设备的腐蚀及粘泥的产生。冷却水在循环使用过程中不断蒸发浓缩，含盐量不断上升，为了不使含盐量无限制的升高，必须排放掉一部分冷却水，同时补入新鲜水，前者称之为排污，后者称之为补水。含盐量上升后极易在热交换器的水侧形成水垢，同时冷却水温度、PH值和环境恰好适宜多种微生物生长形成污垢，垢的形成不仅使传热效率下降、制冷负荷增大，还会形成垢下腐蚀，造成水电浪费和缩短机组使用寿命。冷却水系统的另一特点是保有水量小，极易浓缩，如掌握不好排污量和补水量，浓缩倍数波动较大，难以保证水处理效果。因此，对于冷却水系统水处理的重点是控制结垢兼顾缓蚀并定时加药、排污、补水。二、中央空调循环水处理设计中应注意的问题1中央空调循环水处理系统最好不要设磁水器。磁水器是使水分子得到磁化（极化），而极化的水分子具有极强的电负性，吸引钙、镁离子，从而延缓结垢时间，达到防垢的目的。具有极强的电负性的水分子也能剥蚀水垢和锈垢。因此有的厂家讲产品具有防垢、防腐、除垢、除锈的作用。的确，磁水器具有一定的上述这些正面作用。但是，如果对磁水器的安装数量及安装位置设计的不合理时，它会对水系统产生严重腐蚀，对空调设备及水系统造成严重的危害。2最好不采用软化水做中央空调的补水使用软化水的危害极大，钠离子交换再生废液对地下水造成永久性污染，千万不要选用软化水做补给水。一来是为了减少对地下水的污染，二来也是为了中央空调自身的安全合理运行。因为软化水只防垢不防腐，腐蚀性大于自来水，用软化水做水源会导致空调水系统腐蚀，最终还要投药防腐。而一般的水处理药剂都应该是既防垢又防腐的。这样看来，选用软化水做补水就不是好的方法了。3应在冷却水系统中安装立式除污器目前全国各地的冷水机组中央空调所安装的除污器基本上是倒Y字型的，装在空调机组入口前的立管上，这种倒Y字型在立管上的除污器，只能捕捉设备运行初期的建筑垃圾，防止这些垃圾进入冷凝器。但是，这种倒Y字型的除污器不能在日常运行中捕捉细小水垢和锈垢，因此会引起冷凝器积垢，积泥和其它杂质。正确的作法是在冷凝器的入水口前，安装一台立式除污器，将冷却水系统中的各种杂质截留在除污器中。4在空调机冷却水和冷冻水的出水侧应设计快速排污阀目前很多单位的中央空调冷却水端板或冷冻水端板处都没有安装快速排污阀，部分单位还用封堵塞住了这些排污口，其实这种做法是很错误的，易使空调机内积泥积杂质，影响热交换效率，还导致冷凝器一年一度的定期清洗。正确的作法是对冷却水系统每周从冷凝器出水口侧按“三开、三关法”排污23次，对冷冻水系统应每周按此法排污一次。5冷却塔补水管上和冷冻水补水箱的补水管上各安装一块自来水水表。目前相当一部分中央空调的冷却水和冷冻水补水管上没有安装自来水水表，使得用户不知道系统中共有多少水，也不知道每日补多少吨水，为运行管理带来了很多麻烦。因为中央空调水处理一般采用药剂处理，必须按补水量和系统水量投药，因此这二块水表在设计上是不能少的。最好在冷却水系统排污管出口也安装自来水水表，以控制排污量，精确控制冷却水浓缩倍数。三、中央空调循环水系统的水处理设计、清洗、预膜和正常运行1、中央空调循环水系统水处理设计要点收集有关水质资料 在进行水处理设计时，应首先收集系统用水的水质资料，如：硬度、PH值、溶解氧、氯离子浓度、溶解固形物（或含盐量）、悬浮物等。以便为工程设计中设法解决循环水系统普遍存在的腐蚀或结垢现象提供基础数据。了解系统中设备与材料的材质 应确定或了解系统中设备、管道、阀门、水泵等所用材质，以适应设计工作对水质的要求及确定水处理方案，以防止系统腐蚀及结垢。确定空调循环水系统的水处理工艺 根据水质、浓缩倍数、设备材质、经济可行性通过试验方法筛选合适的水处理药剂，然后再根据系统实际情况，确定空调循环水系统的水处理工艺2、中央空调的清洗运行前清洗大型中央空调系统安装完成后，根据设计和工艺的要求，系统内所有部位清洁无污是确保今后正常运行的关键，新安装的中央空调装置在投入运行前必须进行水侧全系统的化学清洗工作，以清除系统在制造、运输、存放、安装过程中所造成的轧制鳞片、铁锈、红丹底漆、焊渣、油污、泥砂、灰尘及其它沉淀物。并在此基础上，形成系统内金属表面完整的钝化膜，减少系统运行后各种原因造成的腐蚀。开车前，先将设备打扫干净，然后向水池和灌入补充水进行冲洗、排放，并控制PH值为5.56.5，洗净后即停止补水和排放，并控制pH值为5.56.5，洗净后即停止补水和排放，然后再向水池中投加Betz407，加入量按40mg/L计。清洗过程中，有时会产生大量泡沫，Betz公司推荐使用Betz144C消泡剂，当有大量泡沫产生时，按3mg/L5mg/L药量加入，即可消泡。 停车前的清洗剥离 当中央空调循环水系统长期运转后，生物黏泥严重，在决定停车清洗前，首先对整个系统进行一次清洗剥离，然后打开换热器，根据清洗的效果再决定对主要换热器进行机械与酸洗相结合的单台设备清洗方案。清洗剥离是针对系统中的生物黏泥严重，采取杀菌和分散剥离的办法，将生物黏泥先行清洗剥离掉。清洗剥离时间，一般为35天，第1天以杀菌剥离为主，故在循环水中投加大剂量的杀菌剂，并通以大量的氯气，使余氯量维持在1mg/L2mg/L，同时控制pH在66.5的范围内。第2天以分散剥离清洗为主，故在循环水中投加大剂量的清洗剂如Betz407约100mg/L和分散剥离剂如Betz419或聚丙烯酸约140mg/L。第3天再加杀菌剂并通大量氯气。第4天加分散剥离剂和清洗剂。如此经过反复杀菌剥离和分散清洗，基本上可以洗去生物黏泥，但对硬垢和锈瘤的清洗效果差，故系统经过清洗剥离后，仍需对某些换热器进行单台的机械清洗和酸洗才行。不停机清洗“不停机清洗”指的是清洗液循环过程中制冷压缩机仍然处于开机状态， 清洗液作为冷却水或冷冻水在空调系统内部管线循环。尤其值得提到的是：当清洗液作为冷冻水进行循环时，清洗液除了流经系统内部管线外，还需流过外部的配液槽而使冷冻保温受 到一些影响，压缩机的负荷会有所增加。 “不停机清洗”用的水泵是空调系统内部配设的，系统外部的配液槽和管线要事先连接好，然后选夜间气温较低、旅客进入睡眠状态时，短时间停机进行系统内和系统外的管线连接(折卸也是一样)，这是基本不影响空调的使用设备各部分垢型及其清洗方法 为了达到节水、节能、提高空调设备的制冷效果，要对中央空调设备冷却水系统、冷冻水系统、翅片表面三部分进行全面的清洗。由于各部分所处的环境和条件极不相同，其污垢的类型和锈蚀的程度也有很大的不同。对于冷却水系统来说，突出的是结垢问题，结垢是在换热表面上附着的一层不溶性盐类或氧化物晶体的生长物。它的产生，多半是由于循环冷却水深缩倍数的提高和冷凝器热交换水温上升使盐类在水中的溶解度受到影响所致。结垢影响冷却水的流量，一层薄垢即可使传热速率急剧下降。因此冷却水系统的清洗，除了锈垢、油泥垢等外，还需考虑水垢的清洗，在化学清洗操作中酸洗的比重较大。冷冻水是处在封闭系统中循环，水分不蒸发，循环水不产生浓缩，不存在难溶盐的过饱和问题，水温也较低，因此冷冻水系统可以说不具备水垢生长的条件。冷冻水系统主要产生油泥垢、锈垢，它是由腐蚀产生的含水氧化物以及外来物质主要为粘泥、设备引入油膏等聚集而成的疏松、多孔或胶凝状物构成的，常可看到大量的微生物源。因此冷冻水系统化学清洗操作主要是去除设备和管道水侧表面上的油污、浮锈，其化学清洗操作中碱洗的比重较大，从而减少腐蚀金属的潜在危险。清洗冷却水系统、冷冻水系统可以起到节水节能作用。但是严重影响设备致冷效果的还是空调器翅片表面的污垢。空调器表面的铝质翅片是处在空气中，铝材在空气中是相当稳定的，不必考虑锈蚀问题。翅片之间主要被大量的灰尘、烟灰和各类纤维状物质堵塞，对于餐厅油烟污垢则更严重，这些都严重影响冷却效果。而铝质翅片很薄，翅片间隙小，强度很低，稍用力极易变形，尤其对吊顶式空气处理机及风机盘管空调器的清洗操作难度极大，如果卸下来进行清洗工作量相当大。对于翅片表面的清洗可以使用气溶性表面活性剂，类似于粉尘化清洗地毯的办法，由专用工具解决。在可能的情况下也可使用液体清洗剂压力冲洗，清洗液通过冷凝盘回收重复利用。在空调不停机情况下，翅片表面含有很多冷凝露水，后一种方法更适用。实践证明翅片经过清洗后制冷效果能恢复至原设计指标。高容量配液槽及其体积估算 中央空调冷冻水系统与冷却水系统是分别进行清洗的。冷却水系统清洗可以直接利用冷却塔底部水池作为配液槽，而冷冻水系统情况则必须安设配液槽，考虑到运输和管线连接，配液槽安装在机房水泵附近较为方便。配液槽的容量要与冷却水的储水量相当，否则一旦水泵停机，整个大楼的循环清洗液几乎全部回流到配液槽中，而造成溢流。高容量配液槽的体积可根据中央空调设计图纸进行估算。酸洗中铜铁离子腐蚀 中央空调设备材质主要是铜和铁。设备内部的锈蚀既有铜的氧化物，又有铁的氧化物，当针对这些氧化物投加盐酸时，两种氧化物都会溶解(这里仅写出高价氧化物)：CuO+2H+=Cu2+H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O锈蚀可以很快清洗掉。但是在钢表面上铜离子迅速被还原为铜并溶解与其相应当量的铁： Cu2+Fe=Cu+Fe2+在碳钢试片上可以观察到紫红色的铜层。这说明试片被铜离子所腐蚀。可以设想，由于锈蚀和污垢被清除掉，清洗液所到之处，干净的钢铁表面都可能被镀上一层疏松的金属铜。有文献报道，二价铜离子深度高于0.2ppm时会引起钢铁的严重腐蚀。另一方面，三价的铁离子也会反过来腐蚀金属铜。即铜被铁离子所氧化： Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+而新产生的二价铜离子又会进一步氧化铁。这就是说，在中央空调设备中，如果按常规酸洗，将会发生铜离子对两种基体金属互为腐蚀 现象。 根据这些情况，在水处理配方上要作一些更改。其中关键的是添加了硫脲一类的有机抑制剂。硫脲的抑制作用是基于它的还原作用，可将Cu2+还原到Cu+，将Fe3+还原到Fe2+。而且硫脲还能与亚铜离子形成一系列配位化合物，使亚铜离子以络离子形式被稳定下来，因此在酸洗液中应投加过量的硫脲。由于锈蚀中Cu2+、Fe3+的含量难以估计，清洗过程中要加强Cu2+、Fe3+离子浓度的分析，以判断酸液中硫脲是否足量。另外，在清洗之后，必须仔细 检查设备，查看设备上是否有残留铜附着于管子而未清洗掉。因为不同金属之间存着电位差，铜的存在将使铜铁腐蚀加速。中央空调清洗后，在冷却水和冷冻水系统中按工艺要求分别投加水质处理药剂以减缓重新结垢，并使清洗后的金属表面形成防腐蚀的膜层。 清洗过程的控制清洗完毕后，一般都将清洗水排放，换上干净的清水，再进行下一步操作，如预膜等。清洗过程中，必须定时测定浊度的变化，以掌捂清洗效果。一般是先随着时间的推延而逐渐增高，到最大值后，浊度不再变化，即表示清洗完毕。清洗过程浊度变化大，说明清洗效果好。3、中央空调循环水系统的预膜预膜目的 空调循环水系统的预膜是为了提高缓蚀剂的成膜效果，常在循环水开车初期投加较高的缓蚀剂量，待成膜后，再降低药剂浓度维持补膜，即所谓的正常处理。这种预膜处理，其目的是希望在金属表面上能很快地形成一层保护膜，提高缓蚀剂抑制腐蚀的效果。实践也证明在同一个系统中，经过预膜和未经预膜的设备，在用同样的缓蚀剂情况下，其缓蚀效果却相差很大。因此，循环水开车初期的预膜工作必须要给以高度重视。循环水系统除了在开车时必须要进行预膜外，在发生以下情况时也需进行重新预膜：年度大检修系统停水后；系统进行酸洗之后；停水40 h或换热设备暴露在空气中12h；循环水系统pH4达2h。预膜方法 系统清洗过后，换入干净的冷却水，并关闭补水阀和排污阀，再投入一定剂量的预膜剂，然后按预膜剂预膜的要求，使冷却水在系统中循环运行。至于采用什么样的预膜剂，预膜时有些什么要求，则随情况而异。预膜效果的检验 关于预膜处理的效果，目前尚无准确、简便、快速的方法进行现场检验。一般是在生产系统进行预膜时，采取旁路挂片进行检测，观察挂片上成膜情况，使用的预膜剂不同，挂片上成膜的色彩也不同。例如用六偏磷酸钠和硫酸锌预膜时，挂片上呈一层均匀的蓝彩色膜；如用阳级型缓蚀剂形成钝化膜时，挂片上仍保持发亮的金属光泽。通常用肉眼观察，膜层均匀、颜色一致、无锈蚀即表示预膜良好。也有用配备的化学溶液，滴于挂片上进行检验。4、中央空调循环水系统的正常运行系统经清洗、预膜结束后即转入正常运转，此时应严格按照设计和药剂的要求进行监控，使各项操作指标在允许范围内波动，一旦发现异常值，应及时采取措施，以保证能长周期安全运转调节控制中央空调冷却水的浓缩倍数当系统中循环冷却水管路损失为零，风吹损 失又极小时，浓缩倍数与补充水量和循环水量之比有如下关系：M/R=ak/(K-1+a)。假设循环水管路损失、排污量均为零时，最高浓缩倍数有如下限制：K=aR/D+1。（上述两式中：M-补充水量m3/h；R-循环水量，m3/h；a- 蒸发损失率，；K-浓缩倍数；D-风吹损失，m3/h）。一般空调冷却水控制浓缩倍数34，浓缩倍数的控制是通过改变补充水量和排污量来操作的，故当浓缩倍数和测定离子确定后，在冷却水运行过程中，就必须不断对测算浓缩倍数的离子进行监测。如发现浓缩倍数高于或低于规定值，应加大或减小排污量，也可加大或减小补水量，以调整浓缩倍数在规定值范围内。严格调控水处理等药剂的浓度 在中央空调正常运转过程中，采用不同的复合水处理剂，就有不同品种的药剂。这些药剂有的会水解、有的会消耗掉、有的还会随排污水排出循环水系统，因此，要在运转过程中不断补充，并要严格按配方的规定，严格控制在一定的波动范围内。调节控制中央空调循环水系统的PH值 空调水系统中既有铜又有铁，做到使二种金属都得到保护，这就应该控制系统水的PH值在99.9之间，因为铁的钝化区在PH值913，铁喜碱性介质，而铜怕碱，当PH值达到10时，铜开始受腐蚀，故在铜与铁都共存的 水系统中，要严格控制pH值99.9（最好9.09.9）。这样做还有利于抑制细菌和藻类生长。定期监测中央空调循环水系统的浊度除对补充水的浊度提出一定的要求外，对循环冷却水的浊度也应经常进行监测。浊度的变化反映了循环水的水质变化，当发现温度以有较大的变化时，应及时分析原因，采取措施。如系菌藻繁殖引起的，则加强杀菌灭藻措施；