中央空调冷却水高浓缩倍数运行的探讨

Posted 2023-01-13 倍数

篇首语：正确的道路是这样：吸取你的前辈所做的一切，然后再往前走。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了中央空调冷却水高浓缩倍数运行的探讨相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

中央空调因其具有管理集中、运行稳定、空气质量较好的特点，近年来在各行各业中得到广泛应用。中央空调冷却水系统多为敞开式，补水一般采用自来水。由于自来水中含有一定的溶解固体、气体及悬浮物，因此中央空调冷冻、冷却水系统中不同程度地存在结垢、腐蚀及微生物滋生的问题。对中央空调循环水系统进行水质稳定处理，目的是降低金属腐蚀，控制结垢生成，抑制微生物繁衍滋生。我们总结了对深圳地区数千家中央空调十多年的水处理经验，就中央空调冷却水高浓缩倍数运行时的几个问题展开讨论。
1 深圳地区中央空调冷却系统水质特点
1.1 补充水水质
深圳地区中央空调冷却系统补水一般采用自来水，水质如表1。
1.2 水质类型判断
水质结垢、腐蚀倾向可根据稳定指数(RSI)判断〔1〕。以深圳地区自来水作为补充水，在不同温度，不同浓缩倍数下RSI的计算结果见表2。
根据表2数据可知：1倍水呈腐蚀性，而且在低

温侧的腐蚀趋势增强。随着浓缩倍数的增加，水由腐蚀趋势转为结垢趋势，当浓缩倍数>5以后，垢及垢在设备表面沉积已成为冷却系统的主要问题。
1.3 循环冷却水水质特点
(1)夏季浓缩倍数高。与工业冷却水系统相比，空调冷却水系统的保有水量与循环水量之比非常小；若不进行强制排污，在短时间内冷却水的浓缩倍数就会增高；因此在夏季，深圳大多数中央空调冷却水浓缩倍数在10倍以上。
(2)微生物菌藻滋生严重。需寻找高效杀菌剂及加强日常管理来控制微生物的滋生。2 水处理药剂的筛选
2.1 阻垢缓蚀剂
(1)静态阻垢试验。按照中石化总公司《冷却水分析和试验方法》中No.402方法进行，试验结果见表3。试验用水：含Ca2+，HCO3-质量浓度分别为250mg/L的配制水；试验温度为80℃。
从表3的数据可知，两种配方的阻垢率都达到水处理要求，其中阻垢缓蚀剂NF-922的阻垢性能优于阻垢缓蚀剂NF-908。
(2)旋转挂片试验。旋转挂片试验按照中石化总公司《冷却水分析和试验方法》中No.404方法进行，试验结果见表4。

两种配方的腐蚀率均<0.076mm/a，具有良好的缓蚀性能，尤其是阻垢缓蚀剂NF-908的腐蚀率更低，缓蚀性能优于阻垢缓蚀剂NF-922。
(3)阻垢缓蚀剂的选用。针对严重结垢型(9.2>pH>8.5，RSI<3.7)的空调冷却水系统，浓缩倍数控制在6～7，以阻垢为主，采用NF-922全有机低磷配方，其主要成分为2-膦酰基丁烷-1，2，4三羧酸(PBTC)、磺酸盐、聚合物、铜缓蚀剂等。PBTC是20世纪90年代开发的一类具有C—P键的有机磷酸，对钙、镁等成垢离子有较好的阻垢能力，阻垢性能高于氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)等有机磷酸盐，并能很好的稳定铁、锌和锰，也是一种阴极型缓蚀剂，其阻垢缓蚀效果优良〔2〕。
针对结垢型的空调冷却水系统(7.82 2 杀菌灭藻剂
(1)NF-8350杀菌剂。主要成分为季盐(三丁基十四烷基氯化)。季盐是具有高效的杀生特性和相转移等特性的表面活性剂〔3〕。NF-8350的杀菌效果见表5(选定的使用量15～20mg/L)。
(2)NF-820。主要成分为三嗪类及其衍生物与助剂等，该种药剂作除藻剂，具有阻断阳光、破坏藻类光合作用的性能，洗塔后投加能有效抑制藻类的生长。
(3)杀菌剂的投加方式。我们采取多种杀菌剂交替投加的方式，如NF-8350，NF-820，NF-802(季铵盐)，NF-822(季铵盐、醛类)等多种杀菌剂交替冲击式投加，能有效控制高浓缩倍数运行时菌藻的滋生。
3 水处理的日常管理
日常水处理的任务是使各种药剂的投加量准确，控制系统的腐蚀和结垢倾向，抑制微生物的滋生。我们通过采用自动排污系统控制浓缩倍数，采用自动加药系统连续稳定投加阻垢缓蚀剂，冲击式交替投加杀菌剂，定期对冷却塔进行清洗等措施实现水处理之目的。
(1)在中央空调冷却水系统开始正常水处理之前对系统进行停机或不停机清洗、预膜。
(2)水质监测。每周化验一次循环冷却水水质，根据系统水质情况调整NF-922或NF-908水处理剂和各种杀菌灭藻剂的投加量，使循环水水质达到GB50050—1995工业循环冷却水处理规范要求。
(3)自动排污装置。由电导率控制仪、探头、电磁阀及相连电缆组成；根据所需控制的浓缩倍数计算出设定电导率值；设定电导率的5%死区即为电导率仪的控制上下限；夏季中央空调水系统浓缩倍数控制在6～7倍以下，电导率控制在1500μS/cm，总硬度控制在<600mg/L。
(4)自动加药装置。采用计量泵可使水处理药剂均匀连续加入到循环冷却水系统中，起到较好的缓蚀、阻垢效果；可采用24h连续投加，也可采用微电脑控制开关定时、定次投加。
(5)定期清洗塔盘，清除菌藻黏泥。每月定期洗塔，去除塔盘表面上污泥及一些少量菌藻。
4 现场应用情况
(1)对冷却水质腐蚀情况进行日常监控。自动加药排污装置上带有旁路挂片监测。挂片监测结果，钢腐蚀率<0.125mm/a，铜腐蚀率<0.005mm/a，能满足工业循环水设计规范GB5005—1995技术要求。
(2)污垢热阻值<3.44×10-4m2.K/W。满足工业循环水设计规范GB5005—1995技术要求。冬季停机检修时打开主机冷凝器端盖检查结垢情况。发现铜管表面光滑，少垢少泥。
(3)中央空调主机进水平均温度在32℃左右，出水温度在36℃左右，冷却出口温度和冷凝温度差<3℃，空调冷冻机效率正常，没有出现两者之差>10℃，近似高压断开的状态。
5 经济效益
中央空调的运行节能直接影响运行成本。若主机冷凝器结垢和附着黏泥，则冷凝器热效率降低，当热效率降低时，制冷剂的冷凝温度升高，高压侧的输出压力也相应升高，压缩机排气温度升高，制冷量下降。压缩机的工作量增大，耗用的电能也增加，电费提高〔5〕。
处理效果较好的中央空调冷却系统，由于主机冷凝器换热管少有结垢和附着黏泥，从而提高了换热效率，降低了能耗，节约了电费，减少了中央空调的运行成本。例如：深圳市赛格日立股份有限公司中央空调系统有3台制冷量为3164.7kW的离心式冷水机组，机组运行工况为夏季6个月2台主机24h连续运行，秋冬季6个月1台主机24h连续运行。夏季气温高，主机运行时间长，冷却水总硬度偏高，经常高达1000mg/L以上。原先的水处理方案采用人工排污，同时加入阻垢分散性能一般的NF-903，水处理效果一般，主机冷凝器的清洗周期为半年1次。清洗前打开冷凝器铜管检查，附有0.15mm的污垢。后来的水处理方案采用自动排污装置将电导率控制在1800μS/cm以下(浓缩倍数大约控制在7倍以下，总硬度在600mg/L以下)，同时自动投加高效阻垢分散剂NF-922或阻垢缓蚀剂NF-908。该方案实施后取得了较好的阻垢及缓蚀效果。主机冷凝器的清洗周期延长至2年1次。冬季打开冷凝器例行检查，换热管壁光亮无锈垢。提高了换热效率，减少了大约5%的电力，电价按1元/(kW.h)计则1年节约的电费总额为408240元。其中：夏季6个月2台主机24h连续运行节约的电费为272160元；秋冬季6个月1台主机24h连续运行节约的电费为136080元。
6 结论
(1)对于浓缩倍数较高的中央空调冷却水系统，采用自动排污装置控制浓缩倍数在6～7，同时自动投加高效阻垢分散剂NF-922或阻垢缓蚀剂NF-908可以取得较好的阻垢及缓蚀效果。
(2)NF-8350具有良好的杀菌效果，NF-820具有良好的防藻性能，它们与阻垢分散剂NF-922及NF-908有良好的配伍性。
(3)南峰公司的中央空调水处理方案实施后取得了良好的水处理效果。达到了节水、节能的目的。