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循环水运行过程中主要产生的问题:
(1)水垢:由于循环水在冷却过程中不断地蒸发,使水中含盐浓度不断增高,超过某些盐类的溶解度而沉淀。常见的有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等垢。水垢的质地比较致密,大大的降低了传热效率,0.6毫米的垢厚就使传热系数降低了20%。
(2)污垢:污垢主要由水中的有机物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉尘等构成,垢的质地松软,不仅降低传热效率而且还引起垢下腐蚀,缩短设备使用寿命。
(3)腐蚀:循环水对换热设备的腐蚀,主要是电化腐蚀,产生的原因有设备制造缺陷、水中充足的氧气、水中腐蚀性离子(Cl-、Fe2+、Cu2+)以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素,腐蚀的后果十分严重,不加控制极短的时间即使换热器、输水管路设备报废。
(4)微生物粘泥:因为循环水中溶有充足的氧气、合适的温度及富养条件,很适合微生物的生长繁殖,如不及时控制将迅速导致水质恶化、发臭、变黑,冷却塔大量黏垢沉积甚至堵塞,冷却散热效果大幅下降,设备腐蚀加剧。因此循环水处理必须控制微生物的繁殖。
在中央空调的循环水系统中,由于水质不稳定而易引起系统结垢、腐蚀、生物粘泥及菌藻滋生等不良后果。
1腐蚀
1.1碳钢材质与水中的氧气作用而发生腐蚀,其反应如下:
Fe+O2+H2O=Fe(OH)3↓
1.2有害离子引起的腐蚀
中央空调循环水在浓缩过程中,各种盐类的浓度相应增加,当Cl和SO4离子浓度较高时,会使金属表面保护膜的防腐性能降低。尤其是Cl的离子半径小、穿透性强,容易破坏金属表面的保护膜增加其腐蚀反应的阳极过程速度,引起金属的局部腐蚀。
1.3两种不同的金属接触时,因金属间电位差而造成电池腐蚀,例如热交换器的铜管与碳钢端板,其接触部分的钢铁材质会因此加速腐蚀。
1.4水中微生物的滋生也会产生细菌性腐蚀,如硫酸还原菌、铁细菌等。
1.5其它引起腐蚀的影响因素有:pH值、溶解的气体、温度、流速等。
2结垢及沉积
在中央空调循环冷却水系统中,所溶解的重碳酸盐浓度随着蒸发浓缩而增加,当其浓度达到饱和状态,或者在经过换热器传热表面使水温升高时,水中盐份溶解平衡遭到破坏,会发生下列反应即水垢的生成:
Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O
生成的CaCO3水垢沉积在换热器的传热表面,形成一层硬垢,导热性能很差,严重影响换热效率。
其次,中央空调水系统设备、管道主要材质是碳钢,其腐蚀产物主要是氢氧化物和铁的氧化物的水合物,呈胶体状态,稳定地悬浮于水中,但当通过热交换器时易在受热面胶体相互凝集沉淀。沉淀的Fe2O3由于它的不连续性和不致密性而对金属无保护作用,而且由于它的磁性,粘着力强,且比重大,消除困难,形成污垢。
另外,循环水中也有天然有机物、泥沙、微生物群落等悬浮物,它们于流速慢或温度高的地方慢慢沉积而形成污垢沉积在设备、管道表面。此类污垢一般较为疏松,易用水冲洗去除。
3微生物影响
微生物可分为细菌、真菌及藻类,由于其散布在自然界各个角落,而中央空调循环水之温度、盐份、pH值、溶解氧等比较适合微生物繁殖。若未能得到有效控制,微生物不断滋生,并分泌出大量粘液,将水中不溶性杂质粘结在一起,产生粘泥附着于设备和管道的内表面,阻碍水的流动和系统热交换,且在粘泥沉积地方往往会造成沉积物下腐蚀。
4危害与不良影响
上述的水垢、腐蚀和微生物滋生等这三者不是孤立的,是互相联系和相互影响的,如水垢和污垢往往结合在一起,结垢和生物粘泥又能引起或加重腐蚀。这些水垢、腐蚀物及生物粘泥给中央空调的安全运行带来了严重的危害。
4.1设备管道水垢附着:水垢的导热系数极低,降低传热效率或传热不匀,影响中央空调的制冷效果,使冷凝器压力升高,增大压缩机正背面压力差,导致电机负荷增加,造成高压运行,增加电能消耗,严重时可直接造成主机高压事故停机。
4.2使系统水循环量减少:沉积物(如水垢、微生物粘泥)覆盖在中央空调水系统设备管道或换热器流道表面,严重的将堵塞管道,阻碍水流动,使冷冻水循环量减少,热交换效率进一步降低。
4.3腐蚀设备和管道:系统管道及设备内壁常因腐蚀造成锈渣脱落,脱落的锈渣会堵塞盘管,使空调换热效果下降,严重时造成穿孔泄漏等重大停机事故;同时腐蚀的存在还使设备的使用寿命大为缩短。
为了防止水垢的形成,抑制微生物的生长繁殖,控制设备及管道的腐蚀,提高热交换效率,节约能源,延长设备的使用寿命,就必须对中央空调循环水系统进行清洗除垢及日常的水质稳定处理,以降低设备和管道的腐蚀,控制结垢生成,抑制微生物繁衍,保证系统正常安全运行。
金融界2024年1月11日消息,据国家知识产权局公告,鞍钢股份有限公司取得一项名为“一种循环水系统的污染因子富集规律的计算及应用方法“,授权公告号CN112287280B,申请日期为2020年10月。
专利摘要显示,本发明提供一种循环水系统的污染因子富集规律的计算及应用方法,通过对系统内供排水逻辑进行分析,以水处理系统作为核算单元,进行数学模型的制定;计算得出污染因子的富集率。
本文源自金融界
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