中央空调水系统清洗及预膜工艺浅析

中央空调水系统清洗及预膜工艺浅析

摘要:中央空调水系统在使用过程中由于受工作环境和工作条件的影响,且在物理、化学、微生物等的作用下,水质会发生变化而达不到要求,系统中产生一些盐类沉淀物和结垢,而其清洁程度直接影响系统的性能,将对运行费用、系统能耗程度、设备运行效率和设备管道的寿命产生很大影响。通过清洗预膜等工艺,可以确保水系统的稳定,保证中央空调的整体性能,达到节能降耗的作用,因此要定期对系统进行清洗。

中央空调系统中使用的绝大部分是循环水,所使用的循环水系统有开式和闭式两种;由于系统形式的不同,其水质管理和水质处理的内容也有些差别;冷却水水质处理必须符合国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-1995),国家机械行业标准《离心式冷水机组》(JB/T3355-1998);水系统的水质管理对中央空调系统的安全也很重要,而且减少排污量最大限度地减少补充水量,节约水资源。

1、中央空调水系统概况-中央空调水系统清洗

中央空调水系统包括冷却水系统和冷冻水系统;根据不同情况可以设计不同的型式,有闭式,开式;同程式,异程式;单式泵,复式泵系统等;对于热回收系统,其进出水温度要求如下:

1)供水温度:t1≤60℃;回水温度:t2≥44℃,Δt=11℃。

2) 设备材质为碳钢、不锈钢、铸铁和紫铜。

2、中央空调水系统清洗的必要性

2.1 清洗和预膜对水系统的影响

清洗和预膜被称为循环冷却水化学处理的预处理,是循环水系统的开车投药前的必要步骤,目的是使化学处理效果得以发挥,使缓蚀阻垢剂的作用正常。冷却水系统最容易*****变质,必须重点清洗。而冷冻水虽然是闭式系统,不与外界空气相接触,但是时间一长,水中的Ca2+、Mg2+和HCO3-、CO32-容易形成水垢,从而严重影响水流的流量、流速、阻力以及管道的换热性能。为了确保管道水流量、流速、阻力正常,换热效率良好,需要保护好管道和设备的清洁环境,并且防止或者抑制水质变坏。对于运行多年的系统,大家均认为需要清洗,这点达成了共识,但是对于新系统,一般用户认为不需要,这点认识是错误的,新系统各部件、设备在运输、安装过程中,会有一些沙粒、粘污、油类、污垢进入系统中,而产生腐蚀作用。

因此无论旧系统,还是新系统,都需要清洗。清洗之前需要进行很好的清洗处理。清洗之后,为防止管道设备二次受伤害,增加其自我保护能力,需要进行预膜处理保护,要想取得良好的倒膜效果,清洗必须要处理彻底。从技术效果上来讲,清洗和预膜是密不可分的。为了能大幅度提高处理效果,显著降低菌肥藻、结垢和腐蚀的产生,维持空调水系统的良好换热效率,在清洗现场,必须要认真选择有针对性的、适宜的处理方案。特别是要结合地源热泵工程的实际情况,做好技术方案。

2.2 不同管道的清洗与预膜的措施

为了抑制系统金属表面的腐蚀速度,我们使用抑制剂在金属表面上形成一层保护膜,为了使防护膜经常得到不断的修补和维持,需要在我们随后的系统正常运转中继续使用抑制剂。一般需要二到三天内完成这种防护膜的形成,但是需要控制适当运转条件。对于直接暴露的金属表面,只要形成的保护膜质量良好,就可以有效控制运转初期的急速腐蚀,也阻止了坑蚀的产生。而对于存有许多成膜障碍物的金属表面,抑制剂控制效果会大大降低。只有通过清洗以后,设备及管道的表面完全洁净露出金属本色时,随后的预膜处理才能顺利进行。在空调水系统中,只有满足抑制应用的工艺条件,再加上投加高效的抑制剂配方,才能有效地进行清洗和预膜处理,达到理想的效果。近年来,冷却水处理配方正朝着低剂量、多组份综合功能的趋势发展。因此,周密地考虑预处理方案和精心操作,对长期的正常运转处理,达到有效的初期运转阶段,使冷却水系统金属表面形成完整适当的保护膜,极为重要。

预膜与效果相差很大,经过试验及现场运行情况的监测,预膜和未预膜挂片的腐蚀速度相差很多。未预膜挂片的腐蚀速度至少是预膜挂片腐蚀速度的2倍,有的甚至高达20倍。这当然与水质和预膜条件有关。对腐蚀性水质,特加是严重腐蚀性水质,预膜工序是绝对不可忽略的。即使对结垢水质也应该预膜。因为投运初期,水温低、浓缩倍数低、钙锌量低,自然PH值也低,碳酸钙膜未形成,初腐蚀速度仍较高。一般正常运行时,未预膜挂片约为预膜挂片腐蚀速度的1.5~2.5倍,在冷态状态下,相差更多。这足以说明预膜的步骤是必要的。

3、中央空调水系统清洗工艺

直接使用新鲜水冷却水系统,是针对于已经现场安装完毕的空调设备和制冷机组,在除去外部的浮锈和泥沙之前,需要进行水压试验,然后投加适当的清洗剂,开动循环水泵,进行除污处理,国外常用的清洗方案这0.5%-5%质量分数的聚磷酸盐,表面活性剂,PH值控制在6.0~7.0,水温60-82℃,循环清洗1~16小时,清洗效果非常好,我们与专业公司采用的即为同类中改进的配方,这种配方已在几个工厂应用,对新设备的使用浓度一般为40-60mg/L,实践证明,控制PH值6.0-7.0,20-25℃温水时,循环清洗24小时,可以获得良好的清洗效果。因为这类清洗剂配方的共同特点是含有一定数量的表面活性与金属接触的污染界面充分的湿润、渗透、乳化,分散沉积物。所以,清洗冷却水系统的脂肪、油污的效果特别好。在现场清洗操作中,要特别控制PH的变化,操作岗位必须备有一台较为精密的PH测定仪,以及进行包括水中总铁、浊度迅速上升,总铁含量逐渐升高时,表明系统的清洗循环处理可以结束。此外,在现场实际清洗操作中,应当注意清洗循环水的流速尽可能大些,以便使有清洗剂与金属表面充分接触,疏通无阻,不留死角。经清洗处理后的循环水,必须预膜之前全部排放掉,排放时注意不要经过冷却塔的填料,以免流过洗涤不来的油污、粘泥以及各种混杂的碎片重新污染塔体。排放完毕,再用新鲜水冲洗冷却水系统,经过再三的置换排放,系统中残药剂的浓度降低到最低限度,并使进注冷却塔系统的新鲜水达到清澈透明为止。

采用的高效清洗除垢剂应主要由有机酸、表面活性剂、缓蚀剂等组成,这样对金属的腐蚀性很小,不易产生氢脆现象。不产生泡沫,为高效无磷配方排放,对环境无污染,安全可靠、清除率高。

4、中央空调水系统清洗过程中预膜工艺

经过清洗处理的冷却水系统,应当尽快地进行预膜处理。如果清洗处理后设备暴露在空气中的时间较长,金属表面会产生新的浮锈,对预膜是不利的。最理想的步骤是清洗-预膜-正常处理,依次地进行。如果由于某种原因,可完成内部的预膜水封闭冷却水系统,或采用其他的临时性保护措施。预膜处理可以根据现场的实际情况,目前国内普通使用的以聚磷酸盐-锌盐组成的单元预膜配方。我们在多年实践和跟踪临测的基础上,开发出HL-601高效清洗预膜剂。该剂由非离子表面活性剂磷酸盐组成,该剂不仅可对金属表面进一步清洗,而且可在金属表面形成一层牢固的防蚀保护膜,其膜厚可达5000-7000A。使用浓度为800-1000mg/L,这样高磷酸盐,若在高温下使用,将会产生大量的沉淀,对垢控制带来的许多麻烦。实践证明,HL-601配方,在预膜处理时,只要适当控制预膜条件,严格遵循操作规程,对于一般低碳钢材质的冷却设备可能获得令人满意的成膜效果。

5、清洗预膜步骤及清洗、预膜的监测标准

5.1 系统剥离

(1)向系统中投加HL-508粘泥剥离剂500Kg,每4小时一次循环水浊度,绘制浊度变化曲线。

(2)系统运行24小时后进行大量排污和补水,至循环水浊度小于10mg/L时,系统可进入清洗阶段。

(3)系统剥离过程中循环水测定指标和分析频率

5.2 系统清洗

(1)向系统中投加HL-603清洗剂2500KG和HL-604清洗缓蚀剂50Kg。

(2)在集水池前适当位置挂2片碳钢试片、2片不锈度片。

(3)每2小时测一循环水PH值,维持PH=6.0~7.0。

(4)每4小时测一次总铁含量和浊度。

(5)清洗结束,取出试片,测定腐蚀率,停止投加清洗缓蚀剂,系统开始大量排污和补水,当循环水中PH上升至7.0以上时,系统准备预膜。

(6)系统清洗过程中循环分析项目、控制指标和测试频率。

5.3 系统预膜

(1)清洗结束,并将系统水质量换至清亮后,即开始预膜工作;

(2)将2000千克HL—601预膜剂配制好,投加到循环水池中;

(3)将循环水的PH调至6.0~6.5,并挂入监测试片;

(4)系统运行48小时后预膜结束,取出试片。

5.4 清洗、预膜的监测标准

(1)清洗时挂入不同材质的新旧挂片监测效果,脱脂清洗按CECS103—99中3.0.1中第五项规定要求验收;除锈垢率按HG/T2387—92中的6.2条款验收。

(2)清洗效果标准(HG/T2387—92)腐蚀速率:碳钢≤6.0g/m2·h铜及铜合金≤2.0g/m2·h不锈钢≤2.0g/m2·h除锈垢率(浮锈)率≥90%预膜挂片监测,预膜后A3挂片表面在阳光下有明显的色晕,用硫酸铜法的耐膜试验时间≥15秒。

6、小结

本文通过对系统清洗及预膜的研究,提供了系统清洗方法步骤的依据,从而能保障系统的高效性和安全性,进而能达到系统节能的长效性。