中央空调水系统的清洗工艺及应用研究

中央空调水系统的清洗工艺及应用研究

摘要：分析中央空调水系统中常见的几种主要问题，如水垢、生物粘泥、金属腐蚀产物等，据此对中央空调水系统清洗的物理工艺和化学工艺进行分析，并依托实例工程进行应用研究。

关键词：中央空调水系统清洗

引言：中央空调是一种精密度高、价格昂贵的设备，以前要保障这些空调“健康长寿”，需要复杂的技术和巨大的投入。危害空调寿命的“杀手”是沉积物、金属腐蚀和微生物滋生。对中央空调水系统进行定期清洗是确保其“健康长寿”的必要手段。中央空调水系统分为冷却水系统和冷冻水系统。

冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水的温度升高，水流速度的变化，水的蒸发，水中杂质的浓缩，冷却塔和冷水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入以及设备结构和材料等多种因素的综合作用，会产生沉积物的附着、设备腐蚀和微生物的大量滋生等问题，它们会威胁和破坏中央空调安全、经济运行，因此在使用中央空调时，必须要选择一种经济实用的水处理方案，使上述问题得到解决或改善。对中央空调水系统的清洗工艺进行分析，并依托实例工程进行应用研究。

1、中央空调水系统存在的常见问题

1.1水垢

在中央空调循环冷却水系统中，水垢是由过饱和的水溶性组分形成的。水中溶解有各种盐类，如重碳酸盐、碳酸盐、硅酸盐等，当冷却水中溶解的重碳酸盐较多时，水流通过换热器表面，特别是温度较高的表面，就会受热分解。当水通过冷却塔时，溶解在水中的二氧化碳会超出水的PH值升高。此时水中溶有适量的磷酸盐与钙离子时，也将产生磷酸钙的沉淀。反应中生成微溶性盐，它们的溶解度较小。同时，它们的溶解度不是随着温度的升高而加大，而是随着温度的升高而降低。

因此，在冷凝器、吸收器表面上，这些微溶性盐很容易达到过饱和状态而从水中结晶析出。尤其当水流速度小或传热面较粗糙时，这些结晶沉淀物就会沉积在传热表面上，形成了水垢。中央空调冷凝器、吸收器中结垢后，不仅使换热效率下降，能耗增加，更重要的是产生垢下腐蚀，给安全生产带来隐患。同时，设备使用寿命缩短，增加了不必要的设备费用支出。

1.2生物粘泥

中央空调循环冷却水是一个特殊的生态环境。水的温度和PH值恰好是最适宜多种微生物生长的环境，再加上冷却塔、凉水池配置室外，日照充足，在喷淋过程中使水的含氧量达到饱和。同时，微生物生长所需的营养源如有机物、碳酸盐、硫酸盐等均因循环浓缩而增加，尤其是磷酸盐更是微生物很好的营养盐，这些都给微生物生长提供了良好的条件。因此，由补充水与空气带进的各种微生物在循环冷却水中能很快繁殖起来，这些微生物群体及其排泄物与化学污染物、泥浆等形成生物粘泥。生物粘泥沉积在冷凝器、吸收器内，使传热效率迅速降低，水头损失增加，沉积在金属表面的粘泥会引起严重的垢下腐蚀，同时它还隔绝了药剂对金属的作用，使药剂不能发挥应有的缓蚀阻垢效能。所有这些问题导致冷却水系统不能长期安全运转，影响生产，造成严重的经济损失。

1.3金属腐蚀产物

中央空调循环冷却水一般呈中性或偏碱性，此时钢铁的腐蚀产物较疏松，对金属基体的保护性差。因此，钢铁表面在冷却水中最易形成铁锈。生成的Fe2O3疏松，无保护作用，基体金属可以进一步反应发生腐蚀，从而成腐蚀产物。腐蚀产物的存在不仅降低设备的换热效率，而且大大影响缓蚀剂能的发挥，因此清洗时应一同除去。垢类对水系统设备的影响，随着垢层厚度的增加，系统性能的各个参数都大大地降低。

2、中央空调水系统清洗的基本工艺

2.1物理清洗

物理清洗首先将循环水系统分成如设备、管道等几个部分进行清洗;主要清洗方法有：用塑料刷拉刷、高压水射流清洗等。用塑料刷拉刷清洗：因为冷凝器中管道是铜管，如采用传统的钢丝刷或专用刮刀易刮伤铜管，造成泄露，因此，建议采用塑料刷对其进行清洗。具体方法是将水冷式冷凝器或蒸发器两端封盖拆下，用螺旋形塑料刷塞入换热管内反复拉刷，然后再用略小于换热管内径的圆棒塞进换热管内拉捅，边拉捅边用自来水冲洗。

高压水射流清洗：在清洗换热器时，将换热器两端封头拆下，用高压水枪逐根清洗换热管。对于管道内侧可采用有挠性枪头的高压水射流清洗。对于空冷式冷凝器，可采用刷洗和吹除法进行清洗。刷洗法是用毛刷蘸70℃左右的温水进行洗刷。当冷凝器外表附着油污时，可在温水中加适量的碱或洗洁精等。清洗完毕后，用自来水冲淋。

2.2化学清洗

化学清洗是通过化学药剂的作用，使被清洗设备中的沉积物溶解、疏松、脱落或剥离的一类的方法。化学清洗也常用物理清洗配合使用。化学清洗优点是沉积物等能够被彻底清除，清洗效果好，可以进行不停机清洗，以保证制冷(或供暖)的照常进行，清洗操作比较简单。化学清洗缺点是易对金属产生腐蚀，产生清洗废液，易发生二次污染，清洗费用相对较高。

3、实例研究

某大型制药企业的中央空调运行年限不久，普遍反映空调效果很差。为了节约能源，延长设备使用寿命，提高空调效果，对该项目进行了测试和检修，水系统有一定的结垢现象，对其进行清洗试验。针对垢型特点，进行了小型试验，拟采用水冲洗→酸洗→水冲洗→钝化的技术路线。

3.1清洗工艺过程

1)清洗系统严密性实验及水冲洗。关闭中央空调水系统上所有阀门(除空气门)，冲洗临时系统，同时查漏，如无泄漏，待冲洗干净后可进入酸洗，否则需处理漏点。

2)酸洗。系统注入自来水，建立循环，加入TPRI-Ⅱ缓蚀剂，循环半小时后开始加酸，控制酸浓度小于3%。清洗过程中，每小时倒换清洗流动方向一次。清洗每20分钟取样分析一次。当进、出口酸浓度相近并不再变化时，清洗结束。

3)酸洗后水冲洗。酸洗后，迅速排出酸洗废液，并用自来水冲洗至水质清澈，接近中性后，排尽冲洗水。打开入孔门，检查铜管内表面的清洗情况，确保内表面干净。

4)钝化。清洗系统恢复正常后，注入自来水，系统循环加入磷酸三钠试剂，钝化时间大约96小时。再用自来水置换钝化液，至pH值接近自来水的pH。钝化结束后，投加水质稳定剂，避免水系统重新形成沉积物和腐蚀等。

3.2清洗质量检测

1)腐蚀监测。加入清洗剂前，挂入碳钢、铜试片于水系统中(滤网处，沿水流方向放置)，清洗结束后取出，碳钢腐蚀速率A试片1.74g/m2h;B试片1.80g/m2h，铜腐蚀速率A试片0.10g/m2h;B试片0.06g/m2h。说明清洗过程中腐蚀是轻微的。

2)清洗效果监测。清洗前在不同楼层分别从进水管和回水管上截取一段(30～40cm)短管作监视管，清洗钝化结束后取下检查，铜管内壁清洗干净，膜均匀致密、光滑、完整。

结语

中央空调采用清洗和保养后，消耗电量降低;延长机组使用寿命，降低设备折旧费;中央空调机组各主要部件的耐用年限略有不同。水处理后所产生的直接和间接经济效益远远大于水处理费用。同时，清洗工艺并不是一成不变，根据垢样和水质分析结果来确定。若水系统沉积物中软垢严重，可先加剥离剂、渗透剂和浸润剂进行杀菌灭藻清洗，若水系统有油污，用碱液清洗。杀菌灭藻清洗和碱液清洗后，再进行酸洗。