空调冷却水水质标准DB31.docx
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空调冷却水水质标准DB31
空调冷却水水质标准DB31/T143-94
项目
单位
指标
化验方法
PH
冷却水
热媒水
冷媒水
GB-5750
7.0-8.5
8.0-10.0
8.0-10.0
GB-5750
总硬度
PPM
<800
<200
<200
GB-5750
TDS
PPM
<3000
<2500
<2500
GB-5750
浊度
度(NTU
<50
<20
<20
GB-5750
总铁
PPM
<1
<1
<1
GB-5750
总铜
PPM
<0.2
<0.2
<0.2
GB-5750
细菌总数
个/ml
<1X104
<1X103
<1X103
GB-5750
工业冷却水水质规范GB50050-2007
项目
单位
要求或使用条件
许用值
浊度
NTU
根据生产工艺要求确定
<20
换热设备为板式、翘片管式、螺旋板式
<10
PH
6.8〜9.5
钙硬度+甲基橙碱度
(以CaCO3f)
mg/l
碳酸钙稳定指数RSI>3.3
<1100
传热面水侧壁温大于70C
钙硬度<200
总铁
mg/l
<1.0
Cu2+
mg/l
<0.1
Cl-
碳钢、不锈钢换热设备,水走管程
<1000
不锈钢换热设备,水走壳程传热面水侧壁温不大于70C冷却水出水温度小于45C
<700
SO2-+Cl-
mg/l
<2500
硅酸(以SiO2计)
mg/l
<175
MfxSiO2(Mg2+以CaC研)
mg/l
PHC8.5
<5000
游离氯
mg/l
循划、回水总管处
0.2〜1.0
NH-N
mg/l
铜合金换热设备
<1
<10
石油类
mg/l
非炼油企业
<5
炼油企业
<10
COD
mg/l
<100
中央空调冷却水
中央空调冷却水处理
中央空调系统通过冷冻水循环、制冷剂循环和冷却水循环。
冷却水多为开放式系统,冷冻水与采暖水为封
闭式。
目前,高层建筑或封闭式厂房的冷冻水与采暖水多为同一系统,在夏季走冷冻水,在冬季走采暖水。
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图表1循环水流程图
中央空调水系统的用水通常分为两类,即未经过任何处理的自来水和软化水。
水中对设备主要产生影响的
因素分别为硬度、碱度、微生物、pH值、Cl-、氧含量等。
自来水因地区不同而水质变化较大,在水的循
环过程中,硬度和碱度是造成结垢的主要因素,而Cl-、低pH、溶解氧、生物粘泥是造成腐蚀的罪魁祸首。
冷却塔管理
开放式冷却塔从空气吸入灰尘、泥土、烟灰、有机物碎片和其它各种各样的物质。
进入冷却塔中的空气中
的颗粒物会被冷却水洗涤下来,进入循环水中,并逐渐浓缩。
冷却塔周围的空气环境严重影响冷却水的质
量,比如土建、风向、空气污染程度等,因此,做好冷却塔的管理非常重要,做好定期的清扫工作。
如果灰尘
比较大,就需要循环水的旁滤处理,进行水质净化。
小资料:
每立方厘米中含有100,000个以上的颗粒物,在大城市附近是很正常的。
CliveBroadbent在
1992年ASHRAE(美国取暖、制冷和空调工程师协会)年会上报道,工座200冷吨的冷却塔在一个季节,
从空气和补加水中吸收的颗粒物在600磅以上”(ASHRAE手册,1996)
结垢控制---中央空调主机(蒸发器、冷凝器管理)管理
由于冷却塔水的蒸发,水不断浓缩,水质矿物质含量逐渐增多,结垢倾向加大,可能会造成空调主机热交
换效率下降,日常表现为:
主机开机后,在短时间内温度不能降低到适宜温度;主机的工作时间延长,开
机台数增多;主机报警等故障。
因此,需要对主机定期的清洗。
另外一个重要问题,就是换热器泄露,造成主机严重故障。
如果主机换热器表面结垢,这就为水中微生物
的附着创造了条件,一些厌氧菌会产生硫酸或盐酸,在氯离子Cl-的作用下,在换热器的表面部位,由慢慢
地腐蚀逐渐变为加速腐蚀,造成设备泄露,换热器报废。
水中细菌、微生物含量以及水的浊度,是控制腐
蚀的两项重要指标。
降低结垢风险的方法:
1、水质软化:
补软水,循环水除垢软化2、加阻垢剂、分散剂等3、定期排污,
控制浓缩倍数
电化学技术就是采取循环水除垢的方法,进行水质软化,降低水中钙离子的含量,使得系统水质不结垢。
换热器表面干净、清洁,没有垢层附着。
药剂对结垢控制的局限性:
1、加的阻垢剂有时效性,时间长容易失效
2、药剂可能增加新垢
3、高温时药剂分解
4、药剂使得碳酸钙的溶解度增大,但阻垢能力有限,浓缩倍数高于3倍结垢风险大大提高
5、药剂使得水质环境复杂,难以管理
能耗管理一硬垢降低了热交换效率
悬浮物和生物膜及水垢混合在一起,在热交换器列管表面形成沉积物,从而降低了冷凝器的热交换效率。
研究表面,1mm水垢就能造成空调机组效率下降45%
热交换器上0.25mm厚的污垢或者结垢层,将降低热交换效率,增加能耗10%。
下式可以用来计算一个冷却循环水系统一年的能耗成本:
冷却系统吨位x吨水电耗须载系数x每年工作时间>每度电成本=每年能耗成本
例如,400冷吨X0.65kw/冷吨X0.7负载系数X2500小时/年X0.6元/kwh=27.3万元/年
如果热交换器上的污垢厚度为0.25mm,运行一年的电费将增加2.73万元。
垢厚度
传热效率
传热损
制冷能力下
增加电能
(mm
(BTE/ft/0K)
失
降至
消耗
0
92.77
0
-
0
0.3
73.68
21%
92%
11%
0.6
61.12
34%
76%
23%
0.9
52.20
44%
72%
32%
1.2
45.60
56%
-
41%
1.6
39.52
57%
-
52%
资料来源:
PhilipKotz咨询公司、美国标准局、美国伊利诺伊州立大学、中国技术服务社能源中心等。
而且,冷却系统本身产生颗粒物,例如腐蚀产物、无机物沉淀(铁的氧化物、硬度盐类等等)、微生物宿主、有机化合物的聚集体和其它的物质,会加速腐蚀和腐蚀物的形成
图表2药剂处理不佳的换热器
生物粘泥导致的热交换损失是碳酸钙垢的5倍
循环水的环境是细菌、微生物适宜的生存环境,造成生物黏泥。
冷却塔和空气不断交换,空气的营养物和
细菌微生物进入系统,水温也是细菌容易繁殖的适宜温度,水中含有细菌繁殖所需要的营养物,比如P、N、
S等,这样细菌、微生物在系统中就会不断生长,故需要对细菌、微生物进行杀灭。
《水处理规范》中强调,控制和防治生物粘泥的关键,是控制水质细菌含量,最简单的成功方法是保持
系统清洁。
生物粘泥导致的热交换损失甚至大于无机水垢造成的热交换损失。
美国CTI(冷却塔技术研究所)的报告
显示,生物膜(粘泥)的热传导率只有碳酸钙垢的1/5o
沉积物类型碳酸钙生物膜(粘泥)
硫化钙
磷酸钙
磷酸镁磁性氧化铁
资料来源:
N.Zelvar,W.G.Characklis和F.L.Roe,CTIPaperNo.TP239A
腐蚀问题
腐蚀有全面腐蚀、局部腐蚀两种。
局部腐蚀和微生物控制密切相关。
全面腐蚀采用镀膜,对换热设备和
管道进行保护,危害最严重的是局部腐蚀。
局部的腐蚀,通常发生在储罐和输水系统中,有高活性的局部
阳极电位引起的。
腐蚀是离子浓度不对等或者氧浓度差异所致。
经常发现在高温区(热水的出水端)、晶
格缺陷处、切削部位、表面划痕或裂纹处。
点蚀是金属损坏的最常见因素。
一个穿孔能够毁掉一台关键
的热交换器,从而能够导致整个工厂停产。
厌氧菌会在生物膜深处氧稀缺的地方繁殖。
一些细菌能够够代谢不锈钢中的碳、一些细菌能够生成硝酸、
硫酸或者有机酸,从而加速腐蚀。
细菌菌群下面潮湿的表面氧的消耗,会导致形成微分通风电池”,从而
引起电流腐蚀。
水系统中超过70%的腐蚀是由微生物加速或者导致的。
微生物,象细菌,在所有腐蚀方面
比以前认为的作用更大。
点蚀的深度和大阴极区域与小活性阳极区域的比例成正比。
石油、化工厂常出现设备泄漏,水中出现油污、物料等,水的浊度长时间降低不了,这样的情况往往意味着设备穿孔,局部腐蚀发生。
这样的事故,在设备运转时是不太容易发现的。
而且这样的细小的空洞,往往覆盖在垢层的下面,不太容易发现,即使进行设备检修时,导致在设备穿孔前不太容易发现,而认为水处理还可以”,直到出现了设备泄漏,为时已晚。
军团菌问题
军团菌的危害还不为一般人所认知,因此对它的危害不会引起足够的重视。
但是,由于中央空调环境的封闭性,工作区域内的人员每天要在这样的空气环境中待8个小说,长期在军团菌环境中待的人,很容易患
上空调病”,出现呼吸、疲劳、咳嗽、胸闷等症状,而误认为是感冒了,其实,极有可能是感染了军团菌。
控制冷却塔内细菌成为关键。
冷却塔内的军团菌随风进入空气,由新风机组吸入,而进入送风系统,到达工作区域。
军团菌普遍存在于有水的环境中,军团苗本身存活能力不强,冷冻与加热均能杀死该菌。
它的存活、繁殖温度条件为20—58C(最佳35-46C)o为了防治冷却塔传播军团菌,许多国际或以疾病防治中心名义,或以冷却水协会的名义发布了冷却塔防治军团菌守则(或指南)”他们的共同点就是要消除军团菌赖
以生长的污垢、沉渣与粘泥,要求每年(每季节)清洗填料,系统用化学杀菌。
对于疑有军团病发生的情况,则要求加强清洗杀菌工作。
由于清洗冷却塔及循环系统十分繁琐,费时费工。
检测军团菌的方法还不够灵敏、精确,所以至今没有一个国家对冷却塔作出强制性操作规范。
但地区性、州县、行业性的规范已经被推行多年。
冷却塔与空调系统是否有利于预防军团菌与设备设计关系密切,一些不宜于机械清洗填料的冷却塔应予以
改造或更换。
适宜于冷却塔杀菌的季镂盐、座啾酮类杀菌对于杀灭军团菌已被证实无效。
清理军团菌滋生的场所是防治军团菌的关键。
电化学杀菌技术,使得军团菌不复存活。
药剂杀菌的不足:
1、需氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂交替使用,否则细菌能死而复生,细菌具有耐药性
2、杀菌剂投加时间不好控制
3、投加量或多、或少都不利于杀死细菌
4、投加过量,直接导致腐蚀
5、循环水中细菌微生物的尸体只能通过排污和旁虑降低,水质浊度一般较高,腐蚀加剧
电化学杀菌技术:
1、不需要药剂杀菌,细菌不会产生耐药性
2、产生大量的杀菌物质羟基自由OH.、臭氧03、双氧水H2O2,能彻底杀死细菌
3、水质浊度低,水质清澈
结论:
理论和实践证明,电化学技术杀菌比药剂杀菌能力强100倍,水中细菌含量极低。
EST处理的系统,
黏泥不容易滋生,垢下腐蚀、穿孔腐蚀难以发生。
换热器维修频率大大降低,维修成本降低,物料泄漏事
故难以发生,工厂开工率大大提高。
传统的化学方法优势与缺点
常用的一些药剂名称:
*AcidDescalers/酸性剥离剂
*Chlorinating&DechlorinatingAgents/力口氯&除氯剂
优势:
(1)化学药剂见效快
(2)适用于大多数系统缺点:
(1)多数化学药剂都是非环境友好型的,某些化学药剂会生成危险的三卤甲烷(致癌物)和卤代乙
酸。
(2)需要封闭监控、储存和自动加药设备。
(3)水处理服务环节多,工作繁琐,管理复杂,容易导致水处理失败
(4)不能彻底、持久杀灭细菌:
细菌具有耐药性,容易造成软垢、黏泥,导致垢下腐蚀,设备泄漏
(5)某些化学药剂导致和加速腐蚀。
(6)化学药剂在较高的水温中会分解,失效。
(7)即使到现在,药剂仍然无法实现水处理的程序化、自动化管理,药剂仍然需要采取外包的模式,药剂水处理的管理仍
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