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      淺談水處理技術在空調水系統中的應用

      來源:人氣:發表時間:2016/10/12 10:39:18

      1 水處理方式簡介水處理方式共分兩大類,一類是化學處理法,如使用軟化水、使用分化劑等;一類是物理處理法。物理水處理設備按其發展歷程可分為四類:第一是磁處理器,包括永磁、電磁等;第二為靜電水處理儀,包括離子棒等;第三為電子水處理儀——高頻電磁場;第四為射頻水處理設備。對水處理產品在中央空調冷卻水的應用中應該注意的問題介紹如下。  
      2 設計理論分析
          2.1 冷卻循環水系統中有關標準的規定冷卻循環水系統往往是一個與空氣充分接觸的敞開式循環系統,受周圍環境影響比較嚴重。為了保證系統能正常運行,我國現行標準《工業循環冷卻水處理設計規范》(G B 50050-95) 中對冷卻水系統中的微生物控制指標、系統腐蝕的速率、系統污垢熱阻、系統中的黏泥量做了如下規定:
      1)冷卻循環水系統中的微生物控制指標
         異養菌<5&10 個/mL 2 次/7d
      真菌<10 個/mL 1 次/7d
      硫酸鹽還原菌<50 個/mL 1 次/7d
      鐵細菌<100 個/mL 1 次/7d
          2)冷卻循環水系統腐蝕的速率碳鋼換熱器管壁的腐蝕速度小于0.125mm/a,銅合金和不銹鋼的腐蝕速度小于0.005mm/a
         3)冷卻循環水系統污垢熱阻
          敞開式:水側管壁的年污垢熱阻為2.326&10-4%4.652&10-4m 2’/W
          密閉式:水側管壁的年污垢熱阻為1.163&10-4m 2’/W
          4)冷卻循環水系統中的黏泥量<4mL/m 3(生物過濾網法),1 次/d
          5)《工業循環冷卻水處理設計規范》循環冷卻水中懸浮物不宜大于20mg/L。當換熱器的型式為板式、翅片式和螺旋板式時,不宜大于10mg/L。
          2.2 冷卻循環水濃縮倍數與補水量的關系提高濃縮倍數,可以大大降低補充水量,從而大幅度減少運行費用和排污水的處理量。一般情況下濃縮倍數應控制在3 倍~4 倍,而從節水的角度來看,濃縮倍數宜為5 倍~6倍。    
      2.3 制冷機冷凝溫度的變化對制冷效果的影響冷凝溫度升高,使制冷效果明顯下降: 35’升至40’,制冷量下降5.3% ;35’升至45’,制冷量下降11.33% ;35’升至50’,制冷量下降16% 。冷凝溫度升高,使制冷機輸入功率增加: 35’升至40’,制冷輸入功率增加12.9% ; 35’升至45’,制冷輸入功率增加24.9% ;35’升至50’,制冷輸入功率增加34.7% 。
      結論:制冷機的制冷量與冷卻水進口溫度、冷卻水的出口溫度即冷凝效率、蒸發效率相關。當冷卻水進口溫度上升,制冷量按一定比例下降;當冷凍水進口溫度上升,制冷量按一定比例上升。由此可見,在系統使用過程中,水中的鈣鎂離子與氯根離子、硫酸根離子不斷析出和增加,形成水垢;另外,空氣中的灰塵、雜物、可溶性氣體以及系統運行中發生的泄漏物等都會進入循環冷卻水中,使設備和管道發生腐蝕、堵塞。在冷卻塔填充料上產生的藻類、菌類等,也將影響冷卻塔的降溫效果。而當藻菌類進入制冷機組中的冷凝器時,還會堵塞冷凝器。因此,綜合進行水處理是十分必要的。在冷卻水循環系統中,我們應優先采用防垢、殺菌、滅藻、防腐、降低濁度、控制濃縮比的水處理設備,去除水中的懸浮物、雜質、部分微生物、腐殖質,降低水質濁度及COD、BOD,使菌藻類繁殖的環境惡化,從而達到抑制其繁殖的目的。
        2.4 冷凍水系統是與空氣直接接觸的封閉式系統在夏季運行時,由于冷凍水進出口溫度只有7!' 12!,水溫較低,結垢的可能性幾乎不存在。但是管道中電化學腐蝕現象還是很嚴重的,也造成系統中的雜質不斷增多,使水的色澤濁度不斷提高,嚴重時將堵塞管道和設備,而這一切靠外部簡單的過濾器是解決不了問題的。在冬季運行時,空調冷凍水系統進出口溫度為40!'65!,水溫偏高,仍然存在結垢的問題。因此,冷凍水系統水處理的主要任務是防垢、防腐、除銹。至于冷凍水系統中因含氧而產生的菌藻類的問題較輕,遠不如冷卻水系統那樣嚴重,略加處理即可。中央空調冷凍水水質標準(建議值):酸堿度pH(25) 7.5'9.5 全硬度(以CaCO 計) 40mL/L。
          3 水處理技術在中央空調冷卻循環水系統中的應用案例某中央空調系統選用日本大金單螺桿水冷式冷水機組,型號為:CWU240A5Y兩臺,制冷量為76#104W =152#104W。壓縮機額定輸出功率90#2=180kW。經現場實際運行測試,該機啟動電流為404A,運轉電流為300A,輸入功率為197kW,消耗功率為169kW,功率因數為86%,選用制冷劑為F22。    
          3.1 系統存在的問題由于冷卻循環水水質問題,造成冷凝器內部換熱面上形成水垢,下部換熱管形成沉積污垢,以及冷卻水的濃縮比控制不好等問題。直接的后果是:冷凝器在天氣較熱的情況下,冷凝溫度升高,冷凝壓力從142.2#104Pa 上升到188Pa,冷凝溫度從35!提高到45!。冷凝器外表溫度很高,以至于頻繁高壓保護停機。
          3.2 系統能源浪費損失統計因冷凝溫度提高及相應的壓力提高,對于以F22 為制冷劑的系統而言,其制冷機輸入功率將增加24.9% ,制冷效率下降11.33% ,則該飯店制冷機輸入功率將由197kW 增加至246kW ,二臺制冷機將凈增49#2=98kW ,則二臺制冷機增加的消耗功率為98kW #86% =84kW 。該飯店在制冷季節平均每天工作12h,那么一個制冷季四個月,工作時間為12#30#4=1440h。全年能源浪費總計:1440#84#0.6=72576 元。全年制冷量浪費總計:1307.2#10#1440#11.33% =248#106W 。全年能源浪費合計:72576 元+33082.00 元=105658.00元。
          3.3 設備投資回收期及節能效率 設備投資回收期及節能效率3.3 設備投資回收期及節能效率該飯店冷卻循環水系統安裝二臺“電子除垢儀”D g150mm,一臺“全程綜合水處理器”Dg 250mm。循環水循環量為360t/h,平均每天補水量為30t/d。在安裝設備后,將原設計控制濃縮比的排污口DN32 截止,改由“全程綜合水處理器”濃縮排污。每天排污一次,排污量控制在2m 3/次,則全天的補水量由30t/d 降為8t/d,每天節約的水量為22t,全年(一個制冷季約4 個月)節水量為:22t/d#120d=2640t,按北京工業用水收費標準,折合費用為:3.25元*2640=8580.00元。
          1)由于將能源浪費的費用用于水處理設備,則設備投資回收期為約4 個月;
          2)節能效率為:24.9% (綜合統計由制冷機廠家提供);
          3)節水效率為:22t/d$30t/d=70%(與原補水量相比的節水率);
          4)節約用水量為:2640t(全年連續運行的工業冷卻水節水可達8030t);5)節約水量折算費用:8580.00 元(全年連續運行的工業冷卻水節水費用可達26098.00 元)
          4 結語綜上所述,為了讓系統更好的運行使用,提高設備的使用壽命、使用效率,綜合進行水處理是十分必要的。

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