中央空调循环冷冻水系统化学清洗及水质处理.docx

中央空调循环冷冻水系统化学清洗及水质处理汪心想，刘玉林( 河南省化工研究所有限责任公司，河南郑州 450052)摘 要:针对中央空调循环冷冻水系统运行特点，结合某单位中央空调循环冷冻水系统的结垢 分析和水质情况，通过溶垢、动态挂片试验等，确定了该系统化学清洗工艺和水处理技术，经实 际应用，取得了良好效果。关键词:中央空调; 循环冷冻水; 化学清洗; 水处理中图分类号:TQ085文献标识码:BChemical cleaning and water treatment of central air-conditioningcirculating refrigerated water systemWANG Xinxiang，LIU Yulin( Henan Chemical Industry Research Institute Co.，Ltd.，Zhengzhou，Henan 450052，China) Abstract: In accordance with the operating characteristics of the central air-conditioning circulating refrigerated water system，on the basis of the scaling analysis and water quality of a certain units cen- tral air-conditioning circulating refrigerated water system，chemical cleaning process and water treat- ment technology are determined through scale dissolving and dynamic coupon test，which proves to be effective.Key words: central air-conditioner; circulating refrigerated water; chemical cleaning; water treat- ment产物和微生物菌泥会不断增多，这些水中杂质往往会造成主机换热器铜管和风机盘管堵塞，严重影响 中央空调的正常运行1。郑州百货商贸城( 以下简称商贸城) 中央空调循 环冷冻水为自制软化水，循环水量为 350 500m3 / h，供冷和采暖使用同一条 管 网 系 统，系 统 容 积 约85 m3 。中央空调运行初期一直未开展水处理工作，中央空调循环水系统分为冷冻水和冷却水循环系统。循环冷冻水系统由主机蒸发器、输送管道、分 水器、集水器和管网末端风机盘管等组成，常用软化 水作循环水，大多用户没有作进一步的规范水质处 理。由于循环冷冻水系统为密闭循环系统，水分不 蒸发，水温低，系统存在的主要问题是金属腐蚀和微 生物( 菌泥) 的繁殖。随着系统的运行，系统内腐蚀收稿日期: 2011 07 12作者简介: 汪心想( 1970 ) ，1993 年毕业于郑州大学化学系，高级工程师，长期从事化学清洗和水处理药剂的研究、开发工作。清 洗 世 界第 10 期2空调运行 2 年后，发现系统管道腐蚀比较严重，主机和风机盘管有堵塞现象，造成主机运行负荷增大，制 冷效率下降。针对该循环冷冻水系统的结垢分析和 水质情况，通过溶垢、动态挂片试验等，确定了合理 的化学清洗方案和水处理技术，对该中央空调系统 进行了化学清洗，清洗后进行日常水质处理，取得了良好效果。清洗药剂: 8% 氨基磺酸; 0. 5% 柠檬酸; 0. 5% 硫脲; 0. 3% Lan 826; 0. 1% 表面活性剂。清洗循环流量和温度: 350 500m3 / h，常温。分析监控: 每隔 30min 检测一次。清洗步骤1. 3. 21) 水洗。通过水冲洗可以清除系统中泥沙及疏松污垢，同时测量出整个清洗系统的容积，为下一步 化学清洗时药剂用量计算提供依据。水冲洗采用动 态循环清洗，一边从高位膨胀水箱补充新鲜自来水， 一边通过地下室集水器排污，冲洗至系统循环水干 净为止。水洗时间大约 24 48h。2) 杀菌灭藻。管道内附着的微生物菌泥会影响 化学清洗效果，因此化学清洗前在系统中加入杀菌 灭藻剂，通过动态循环，将管道内的微生物黏泥剥落 下来。药剂配比: 200mg / L 新洁尔灭，200mg / L 氯酸 钠。常温下动态循环 15 24h 后，排放废液，用大量 清水循环冲洗至系统水干净为止。3) 混酸清洗。把各种化学药剂按比例混合均 后，加入到软化水补水箱中，通过冷冻水系统补水泵 把药剂 加 入 到 系 统 中。 药 剂 配 比: 8% 氨 基 磺 酸;0. 5% 柠檬酸; 0. 5% 硫脲; 0. 3% Lan 826; 0. 1% 表 面活性剂。系统加满药剂后，开启冷冻水循环泵进 行动态循环清洗，在系统最高点排放气体、通过地下 室集水器排放污水。清洗过程中，每隔 30min 检测 一次酸度和金属离子( Fe2 + 、Fe3 + 、Cu2 + ) 浓度，清洗 终点为两次酸度分析结果差 0. 2% 、金 属 离 子( Fe2 + 、Fe3 + 、Cu2 + ) 浓度 清洗时间曲线趋于平缓。化学清洗时间大约需要 36 48h。4) 水洗。酸洗结束后，排放系统内的废液，并用 大量清水动态循环冲洗，即从高位膨胀水箱和软化 水补水箱处向冷冻水系统加入清水，通过地下室集 水器处排污。在动态循环过程中，维持系统水压平 衡，冲洗至系统水干净为止，终点控制 pH 6 7，浊度 10mg / L。5) 预膜处理。预膜处理前，系统循环水冲冼至中央空调循环冷冻水系统化学清洗11. 1垢质分析化学清洗之前，通过现场取样，对冷冻水系统内 垢样进行定性、定量化学分析，分析结果见表 1。表 1垢样分析结果杂质质量分数 / %Fe2 O3 + Fe3 O4CaO46. 8524. 26MgO6. 15CuO酸不溶物 其它4. 106. 7511. 89由上述垢样分析结果可以看出，该循环冷冻水系统水质侧重于腐蚀，污垢主要是金属腐蚀产物、氧 化铁垢等。1. 2清洗方案的确定针对循环冷冻水系统结垢特点，对垢样进行溶垢试验后，拟采用以下清洗工艺流程2: 水洗杀菌灭藻混酸化学清洗水洗预膜处理。1. 3化学清洗工艺循环冷冻水系统包括制冷机组蒸发器、分体缸、 集水器、末端风机盘管及循环管网。由于该系统分 布面积广、支管较多，清洗时利用冷冻水系统自循环 泵，通过开闭系统阀门、分区域进行动态循环清洗。1. 3. 1清洗工艺参数杀菌灭藻剂: 200mg / L 新洁尔灭; 200mg / L 氯酸 钠。第 27 卷汪心想等 . 中央空调循环冷冻水系统化学清洗及水质处理3浊度 10mg / L，总铁离子质量浓度 1mg / L。药剂配比: 200mg / L 三聚磷酸钠，50mg / L 硫酸锌。常温， 动态循环 48 72h，预膜结束后，向系统内加入软化 水稀释，排放时控制总磷质量浓度 10mg / L。1. 4清洗效果该循环冷冻水系统清洗后，打开不同楼层风机 盘管前控制阀门及主机蒸发器前后端盖，检查清洗 效果，观察到: 系统管道和主机铜管内污垢清洗干 净，内表面光滑、预膜均匀、无腐蚀现象，主机运行负荷降低，制冷效率大大提高。结果，最终选择性能好、价格较低的有机磷酸盐系配方( HL 10 ) 进行密闭动态模拟挂片试验。动态挂 片试验控制温度 15 ，时间 90h，结果见表 34。表 3 实验用水动态挂片试验结果腐蚀率 / ( mma 1 )水处理剂与挂片粘附速率 / mcm空白碳钢0. 1694. 54黄铜0. 00850. 83紫铜0. 0150. 831 500mg / L HL 10循环冷冻水系统水质处理2碳钢0. 0253. 132. 1补充水水质和系统水质特点该中央空调循环冷冻水系统采用自制软化水作黄铜0. 000430. 61紫铜0. 00320. 62为补充水，水质分析见表 2。表 2 自制软化水水质分析结果由表 3 试验结果可以看出，水处理剂 HL 10 的缓蚀阻垢性能良好，达到国标技术要求: 碳钢腐蚀率0. 125mm / a，铜材腐蚀率0. 005mm / a; 污垢粘附 速率15mcm。项目数值pH7. 41现场应用效果1) 中央空调循环冷冻水系统夏季运行水处理剂 HL 10 用量控制在 1 500mg / L。对水质腐蚀及结垢 情况进行日常监控，碳钢、铜材腐蚀率远低于国标 GB 5005095 技术要求，阻垢率大于 96% 。系统经 过两年多运行后，打开楼层管网和制冷机组前后端盖进行检查，系统管道和主机铜管内壁光滑，无腐蚀2. 3浊度2. 82总硬度 / ( mgL 1 )8. 3( Ca2 + ) / ( mgL 1 )( Mg2 + ) / ( mgL 1 )碱度 / ( mgL 1 )( CL ) / ( mgL 1 )电导率 / ( Scm 1 )2. 350. 282. 5516. 83525和结垢现象。利用雷兹诺( Ryznar) 稳定指数对该水质进行水型判断3。经计算，该水质饱和 pHs 为 8. 25，雷兹 诺稳定指数 9. 09，可见该系统循环水为严重腐蚀性 水质。因此，对于该循环水系统的水处理药剂选择，应主要考虑药剂的缓蚀性能。2) 商贸城中央空调循环冷冻水系统使用该水处理剂后，系统的腐蚀情况得到良好的控制，主机负荷 降低，制冷效率大大提高。结论31) 针对商贸城中央空调循环冷冻水系统结垢特点进行的化学清洗，除垢量大、污垢清洗彻底，清洗 后主机运行负荷降低，中央空调的制冷效率大大提水处理药剂选择及腐蚀性试验采用商贸城自制软化水为实验用水，选用碳钢、 黄铜、紫铜三种试片进行药剂配方选择试验，对单一 及复合药剂进行了大量腐蚀性实验。根据静态试验2. 2高，达到了预期清洗效果。(下转第 9 页)第 27 卷金 宏等 . 船舶管路系统投运前的中性化学清洗92) 打开设备孔盖检查，清理内部污物，进行管线清洗质量检验、认证。3) 用净化风加压，快速排尽冲洗水。系统排完 水后，用海绵擦净所有盲区污水、污物。并用净化风 吹干系统所有设备、管线。最后，用净化风充压，全 系统气密试验合格后，试运行。足 GB 502351997工业金属管道施工及验收规 范的指标。结论51) 中性除油除锈清洗剂有效地去除了设备系统中的污物，而且清洗腐蚀率远远低于行业标准。证 明 P 164 中性除油除锈剂的除油防锈效果很好，对 设备腐蚀性极小。2) 系统原处理方法为油循环清洗处理，需要用 大约 29t 油循环运行 1 2 个月，产生的废油还很难 处理，污染环境。对系统采用中性清洗，清洗时间仅2 天，实现了一次成功开机运行，不仅节约了油的消 耗，而且比原定计划提前完工，大大提高了公司的经 济效益。3) 此次中性清洗所用药剂为环境友好型药剂，可直接实现达标排放，对环境没有影响。4) 实现了清洗、钝化一步完成，缩短清洗流程，生成的钝化膜可以有效避免系统使用中的腐蚀。参 考 文 献1林开进 . 船舶管路清洗新工艺的应用J. 中国修船，2008，21( 6) : 15 17.2李德福，张学发 . 工业清洗技术M. 北京: 化学工业出 版社，2003: 1 2.3余存烨 . 工业清洗剂的选用与除污机理J. 清洗世界，2008，24( 1) : 28 34.清洗效果检测41) 取出标准腐蚀监测试片和监视管，在万分之一数显天平上称出清洗后的试片质量，并按照 HG / T23872007工业设备化学清洗质量标准计算出 本次化学清洗的腐蚀率及腐蚀减薄量。通过监视管 测定除垢率和洗净率。清洗完后，各项检测结果示 于表 2。表 2 检测结果检验项目检验结果腐蚀率 / ( gm 2 h 1 )腐蚀减薄量 / mm 除垢率 / % 洗净率 / %0. 00540. 00003 99 99由表 2 可见，检验结果符合 HG / T 2387 2007工业设备化学清洗质量标准的规定。2) 运行 8h 后，用 200 目的滤网检查，未发现硬 颗粒及黏稠物滤出，滤出软杂物不多于 3 个 / cm2 ，满檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭(上接第 3 页)2) 在冬季采暖过程中，由于水温有所提高( 55 65 ) ，在使用水处理剂 HL 10 的同时，可以添加 少量螯合剂、杀菌灭藻剂，以增加阻垢分散效果。3) 该系统化学清洗后，采用复合型水处理剂 HL 10 进行正常水质处理，取得了较好的水处理效 果