中央空调循环水系统腐蚀分析与对策

第42卷第3期山西Vol. 42 No. 32016年1月SHANXI ARCHITECTUREJan. .2016文章编号:1009-6825( 2016 )03-01 16-03中央空调循环水系统腐蚀分析与对策陈晨!2李南'( 1.中信建筑设计研究总院有限公司，湖北武汉430014; 2.武汉理工大学,湖北武汉430014 )摘要:论述了污垢及腐蚀对中央空调系统的影响,并介绍了管道污染生成的机理及其产生的影响,从清洗、预膜、定期水质检测调整等方面,阐述了循环水处理的具体对策,有利于中央空调系统的正常运行。关键词:中央空调系统，循环水,污垢,腐蚀中图分类号:TB657.2文献标识码:A中央空调系统具有投资成本低、安全可靠容易管理控制、节响管道内水的流动,当高浓度的难溶或微溶盐补入时,就更容易约能耗等优点,因此被广泛的应用在各种高楼大厦中。中央空调发生结垢现象 ,尤其是在管道中流速缓慢的位置。而且在中央空系统主要由冷却水系统和冷(热)媒水系统两部分组成，在这两大调的冷却水系统中,水中难溶盐或微溶盐的含量会随着其浓缩倍循环水系统的长时间运行下,中央空调系统的各种管道会受到不数的升高而提高,水温和其与管壁的温差变化则是引起水的浓缩同程度的污染,其中结垢和腐蚀是最常见的现象。它们会使中央蒸发的 主要原因。循环水系统中含有很多不稳定的盐类在传热空调系统的工作效率急速下降,同时伴随着超额的能量消耗,而过程中容易分解，比如碳酸氢盐的分解反应如下[41:且结垢和腐蚀会导致中央空调系统的不正常运行,减少受损设备Ca( HCO3 )2→CaCO3↓+CO2 ↑+H20的使用期限”。本文主要是针对这些问题,对结垢和腐蚀现象从此反应中的沉淀物CaCO,会沉积在管道内壁或换热器的传机理层面进行解释,然后根据机理分析提出应对措施。热面上,产生的气体CO2则会在中央空调循环的敞开的部分从水1污垢及腐蚀对中央空调系统的影响中逸出,进而导致水的pH值升高,形成碱性环境,发生以下反应:1.1设备使用期限减少,维修经费增加Ca( HCO3 )2 +20H-→CaCO,↓+2H20 +C0号-中央空调循环水系统及其设备都有-定的使用寿命,容易受Ca2+ +C03-→CaCO3↓到一些因素的影响,尤其是结垢和腐蚀。当中央空调循环水系统产生的这些水垢有着较低的导热性能,这对中央空调系统中发生轻微的结垢时.会造成管路堵塞,增加维修费用;当中央空调的换热器的传热效率及各种设备的稳定运行产生严重的影响,首循环水系统结垢已久甚至发生腐蚀现象时，则会造成管道渗漏、先会使能量消耗明显增加,如果结垢处数量繁多且垢点较厚，则泄露以及设备穿孔等现象,使系统运行瘫痪.需更换管道设备,使会造 成管路堵塞，使中央空调系统的流量减小,管路运行压力不人力物力大大增加。正常,以至于最后导致系统瘫痪,无法运行。1.2运行效率降低,能量消耗增加2.2 腐蚀运行效率是表征中央空调系统主要性能指标之一-,而运行效由于中央空调循环系统中的各管道及设备的构成材质主要率的高低主要体现在导热的快慢21。物体的导热量受到很多因是碳钢、铜等,所以腐蚀现象尤其是电化学腐蚀是不可避免的。素的影响,有环境温差、导热厚度、导热系数等。不同的物体有不这些 金属材质表面凹凸不平,容易形成电池。当碳钢与含有溶解同的导热系数,中央空调的循环水系统中的管道材质主要有碳钢氧的循环水接触后，一-些微小的腐蚀电池就会在碳钢表面形和紫铜两种,其导热系数分别为48 w/(m.K),380 w(m.K)，成5],主要发生氧化- 还原反应,如下:引起管道结垢的碳酸盐垢和油脂层的导热系数则较小，分别为阳极反应:Fe- +Fe2+ +2e;阴极反应:O2 +2H2O +4e-→+40H- ;0.58 w/(m.K),0. 117 w/( m . K),仅占碳钢导热系数的在循环水中:Fe2+ +20H-→Fe( 0H)2。1.21%和0.24%、紫铜导热系数的0. 15%和0.03% ,从而导热效若是水中溶解氧含量多,白色沉淀物Fe( 0H)2中的Fe?+极率下降。导热量的大小还与壁厚成反比,故随着结垢厚度的增易被氧化为 Fe'+ ,故而生成红棕色的铁锈,即FeO,的水合物。加热交换效率下降，若要维持热交换量,则需要增加耗电量,造沉淀物的生 成会加速阳极反应的进行,使Fe不断的溶解为Fe+成能源的消耗。使Fe腐蚀,同时水中的溶解氧会富集在阴极表面,影响金属表面2管道污染生成的机理原 因及其产生的影响保护膜的性能,使腐蚀加速6中央空调的循环水系统主要包括冷却水系统和冷冻(采暖)2.3微生物影响水中央空调循环水处理系统两部分,系统中流动的绝大部分来自中央空调循环水系统中的微生物主要是指滋生的细菌、真城市给水厂,水中含有各种阴阳离子,主要有Ca2+ ,Mg+ ,K+，菌 藻类等物质,它们对循环水系统的影响也是不可忽视的,因为HC03 ,C1 ,S02 ,P0R一等,且也会存在着粒径不大于0. 17 mm它们不仅 会促进污垢的沉淀,还会加速腐蚀,阻碍正常运行。的悬浮颗粒物质3]。这些阴阳离子浓度的变化就是引起中央空在中中国煤化工经常看到喷淋式冷却塔的调循环水系统运行过程中结垢、腐蚀、微生物影响等问题产生的表面和布三物群体的绿藻、灰色粘泥YHCNMHG主要根源。及其生长代刚厂土的万必切的服认切, 这是因为系统中适 宜的2.1结垢温度和喷淋过程中溶人的氧气为微生物的生长提供了有利的条在中央空调循环水系统中补充水带人的难溶或微溶盐会影件,以致其大量繁殖。这些粘泥等物质在水的循环下附着在系统收稿日期:2015-11-11作者简介:陈晨( 1986- ),女 ，助理工程师,在读硕士第42卷第3期陈晨等:中央空调循环水系统腐蚀分析与对策2016年1月的各金属部件的表面上,加速了结垢的形成,导致系统水流量因成保护膜。聚磷酸盐是常用缓蚀剂中的主要物质,其负离子与水管路堵塞而减少,热交换速率下降,能量消耗增加。中溶解的钙离子反应形成胶状带正电荷的络合物,然后在金属表同时管路的腐蚀与微生物的滋生也有-定的相关性,这是因面与Fe2+继续络合形成聚磷酸钙沉淀膜,锌离子利用其成膜快的为水中微生物的代谢产物和分泌的粘液与循环水系统中的水垢、特 点能与其他缓蚀剂生成密实耐久的保护膜,使金属表面与水中杂质结合在一起形成较大的污垢附着在金属表面,水中含有的一的DO,H*等腐蚀性物质隔离开来,达到阻止腐蚀的目的21。不些厌氧菌在缺氧的条件下就会发生反应,如世代时间短的硫酸盐同的缓蚀剂有不同的投加量,常用的缓蚀剂如硫酸锌(10mg/L~还原菌,它们通过分解水中的硫酸盐81,来引起金属腐蚀:40 mg/L )和六偏磷酸钠( 60 mg/L~ 150 mg/ L )的复合配方,一般so- +8H+ +8e- +S3- +4H20+能量配比为1:4 13]Fe2+ +S2-→FeS↓此外,为了达到预膜的效果,还应控制预膜的条件:1)pH值我们经常看到的设备表面或管道壁上有一些外表坚硬但内与膜的致密性和结合力有关，宜为5.5~6.5,过高或过低都会产部疏散多孔的锈瘤,若不及时清理,面积会越来越大。其产生原生 负影响;2 )温度对预膜时间很重要,在25 C ~50 C为佳,在此因则是铁细菌的繁殖,它氧化释放的能量有助于细菌的生存,其温度范围内,预膜时间--般为24h~48h;3)水的流速是另一重要反应如下:因素,要求在1.0 m/s~2.5 m/s范围内,太慢会导致污垢沉积,太4FeCO, +O2 +6H20- +4Fe( 0H), +4CO2 +能量快则对成膜不利;4)因为高浊度会使膜松散,抗腐蚀性差,故浊度还有补充水的水质也是影响系统运行原因之- -。如果补充.- - 般要求小于10 mg/L;5 )钙离子含量大于100 mg/L,当水中水浊度较高,含有微小泥沙或胶状物质以及灭藻灭菌不及时等都Ca2+( 以CaCO3计)含量为250 mg/L ~ 500 mg/L 时预膜效果较会产生结垢，随着污垢体积的增大,为微生物的生长繁殖提供适好。预膜后,缓蚀剂的投加量需减少,保证能够补充运行中损坏宜的条件,进而引起腐蚀。的膜即可。以上这些现象,对中央空调水循环系统都有严重的影响,系3.3 定 期水质检测调整统中的设备和管道会由于腐蚀穿孔,导致渗漏、泄露,最后造成系循环水系统要想达到良好的运行效果,除了清洗、预膜,在日统瘫痪,无法运行。常生活中,严格的管理方法也是必不可少的。在系统运行过程3循环水问题应对措施中,许多指标都会不断变化，比如蒸发水量、补充水量及排污水量在循环水系统中,控制其中的水质和适当的处理对解决循环等。这些变化则会影响水质的成分和化学平衡,为解决这些问系统中腐蚀和沉淀物带来的危害及其所产生的后果有很大的帮题,应该1周~2周对系统进行检测一次,及时补充消耗的化学药助。目前解决措施主要分为物理除垢和化学除垢,其中物理除垢剂和水,使其水质控制在指标范围内(见表1),从而使运行效果则是靠静电和磁化,在小型系统中应用比较多,缺点是没有形成得到良好的改善。表1水质控制的指标系统的使用技术,效果甚微'9];而化学除垢相对来说有比较系统的处理方法,技术比较成熟有效,被应用在较多的中央空调循环项目循环水pH值6.5-9.5水系统中,具体步骤如下。浑浊度/mg.L-1<103.1 清洗总铁/mg.L-1≤0.5清洗是化学除垢的第一一步,即通过物理水冲和化学药冲来清总铜/mg.L-1≤0.1除管道中的污垢和沉积物,将物理冲洗和化学清洗结合起来,以总溶固/mg.L-I<2 500异养菌个数/个.( mL)-!<1x 105此使管道保持流畅,系统正常运行。清洗的具体过程如下:总碱度/ mg.L-1≥50,≤5001)物理冲洗。在--定的压力下,用水将中央空调系统管路中污垢热阻/m2.K.w-1<3.4x10-4的淤泥和杂物冲洗掉,但是由于淤泥或油垢的粘滞性,会保留部碳钢腐蚀率/mm.年-<0.10分残渣物。铜腐蚀率/ mm.年一1<0.05浓缩倍数3~52 )化学清洗。在中央空调循环水系统中加入一些药剂,如表面活性剂和阻垢分散剂等,在这些药剂的作用下,管道中物理冲目前,在中央空调系统循环水的处理中,清洗、预膜和定期水洗后残留的污垢油垢与管壁的结合力、附着力降低,导致垢层软质监测是相对完善的处理流程,尤其是高效、简易、低成本的预膜化，从而剥离得以去除10]。技术在未来的发展中将占有重要的地位。3 )当使用表面活性剂之后,若有大量泡沫产生,则需加入消4结语泡剂。液体石蜡和硬脂酸类的消泡剂是中央空调系统中常用的,中央空调系统循环水的水质在科学的处理后得到改善,水质用量可以根据现场实际情况调整,一般使用浓度为3mg/L~指标控制在有效范围内，可以保证系统的正常运行,防止结垢和5 mg/L。腐蚀现象的产生,从而消除了对系统造成的危害,使系统设备能4 )检测离子浓度。循环水系统的浊度、铁离子或钙离子含量够 在高效节能的状态下运行。而且通过处理后,系统的热传递速在化学清洗开始后会有所增加，为避免造成不良后果应随时监率 大大提高。同时电能或燃料的消耗得到减少,做到了资源化,能测。清洗24h~48 h后,当浑浊度、铁离子或钙离子含量增长缓源化,还可中国煤化工科技。慢并趋于稳定时,即可停止清洗"1。当完成清洗时,则需要通过因此，f YHCNMHG进行科学的分析并进行有不断的排水补水进行系统置换。最后当浊度达到标准时,实行下效的处理在 各方面都能够产生良好的经济效益和社会效益。-步骤。参考文献:3.2 预膜[1] 曾昭向,卢清华.中央空调节能技术分析与探讨[ J].制冷与预膜是对清洗进行进一步巩固, 为了防止初腐蚀的产生,在空调,2013( 1 ):45-48.清洗后,往中央空调系统中投加足够的缓蚀剂，以在金属表面形[2]李军,吴玉庭,马重芳,等.我国中央空调通风系统清洗行第42卷第3期山西Vol. 42 No. 32016年1月SHANXI ARCHITECTUREJan. .2016文章编号:1009-6825( 2016 )03-01 18-02谈某市仓库消防喷淋系统的设计光海鹏(太原市公安消防支队,山西太原030024 )摘要:结合某仓库工程,介绍了仓库自动配水灭火系统的设计原则,从消防管道设计、喷淋管道网络安全、未端试水装置等方面，阐述了消防喷淋系统设计中存在的主要问题,并提出了解决措施,有利于保证仓库的消防安全。关键词:仓库,消防喷淋系统,管道,消防泵中图分类号:TU998. 1文献标识码:A随着我国经济的高速发展,国民经济的综合实力也取得了显系统。根据国家在2014年制定的《自动喷水灭火系统设计规范》著的提升,因此，国家和政府对企业的安全生产的重视程度也不中规定,仓库中的聚丙烯属于丙类二项,建筑防火等级应该为二断提升,通过构建完善的安全规范,对基础设施提出了更高的要级,因此对于这类仓库的规定为最大建筑面积6000m2,最大仓间求。但是由于各种原因,众多企业消防设备的构建中存在着众多为1500m2,采用快速相应消防喷头最大净空高度为12m。因安全隐患,不利于企业的良性发展。鉴于消防喷淋系统对企业的此,企业的总面积最大和单间最大都超过了允许范围,所以对于正常发展具有不可取代的作用,因此,对其不能进行重新铺设,只企业而言进行合理化的改造,满足现阶段国家标准的规范需求,有对现有情况进行合理化改造,以满足现代化的需求。通过这样节是-一个亟需解决的问题约成本的投资,实现企业的利润最大化。笔者通过对本辖区的某塑2仓库自动配水灭火系统设计的原则料厂的聚丙烯包装车间和成品仓库的消防隐患进行分析,对其消根据<《自动喷水灭火系统设计规范》第4.2.6条规定,由于该.防喷淋系统的设计进行分析和研究,并提出相应的改造意见。仓库的最大净高度为13 m,所以在自动喷水灭火系统的设计过程1工程概况中,应该采用早期抑制型快速响应喷头,通过构建湿式系统的采企业的聚丙烯仓库为单层仓库,长156 m,宽55 m,总建筑面用, 实现最大的实用效果。由于原仓库分为4个消防分区,同时积8580m2,分为四个主要仓间,每个仓间面积大约2100m2,最每个消防分区的面积在2100m2左右,共设计喷头达到900个大净高度达到13m。仓库的主要存放货物为塑料粒子。在仓库采用湿式系统的报警系统的喷头数量不宜超过800个,因此可以的消防系统中,设计了消火栓给水系统,未能设计自动喷水灭火通过采用两组湿式报瞥阀进行控制。业的现状和问题[ J]. 清洗世界,2005( 7 ):27-32.场水处理对策[ J].河南科学,2014( 6 ):1010-1014.[3] 罗运有,曹 勇,宋业辉.空调通风系统清洗研究的进展与 [9] 文强,王延生.中央空调系统水处理技术浅论[ J].清洗世评述[ J].建筑热能通风空调,2009( 1 ):27-31.界,2005( 5 ):26-30.[4] 杨迪,张明星,余 博,等.户式中央空调的能耗分析[J] [ 10] 戴云华.中央空调循环水系统节能措施的优化设计[ J].中节能,2006( 5 ):13-15.外建筑,2005( 5 ):30-31.[5] 李召泼,张小松,吴智深.大型公共建筑中央空调的节能与 [ 11] 袁卫昌.中央空调循环水的化学处理[ J].中国建设信息:监控[ J].建筑节能,2010( 3 ):62-65.供热制冷专刊,2003( 1 ):46-48.[6]陈毅明,张捷岩.中央空调循环水系统处理方法的研究-[12] 周本省.工业水处理技术[ M].北京:化学工业出版社，药剂处理和复式过滤[ J].资源节约与环保,2009( 5 ):1673-225 1.[13] 齐冬子.敞开式循环冷却水系统的化学处理[ M ].北京:化[7] 费勇,夏明珠,雷 武,等.中央空调系统的腐蚀结垢与防学工业出版社,2001.护[ J].腐蚀与防护,2003( 2 ):70-73.[14]王维平,邱庆龄.中央空调循环水处理系统清洗中存在的[8]陈敏,陈燕敏,孙彩霞,等.中央空调循环水腐蚀分析与现问题及解决措施[ 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,中国煤化工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作者简介:光海鹏( 1984- ),男,工程师