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冷卻塔清洗及水處理
冷卻塔清洗及水處理


 

中央空調水係統的清洗:

為提高換熱效率,防止或減少腐蝕,中央空調的冷卻水係統和冷凍水係統都應定期進行清洗,以除去金屬表麵上的沉積物和殺滅微生物。

對於新建的中央空調,其冷卻水和冷凍水係統中的設備在製造加工、運輸儲存期間會發生腐蝕;帶入切削油、防鏽油;在安裝過程中可能留下碎屑、油類、泥沙和雜質。因此,在投運之前冷卻水及冷凍水係統往往也需要清洗。

 

1、循環水係統的清洗範圍:

中央空調循環係統的清洗包括冷卻水係統的清洗和冷凍水係統的清洗。

冷卻水係統的清洗主要是清洗冷卻塔、冷卻水管道內壁、冷凝器換熱表麵等的水垢、生物黏泥、腐蝕產物等沉積物。

冷凍水係統的清洗主要是清除蒸發器換熱表麵、冷凍水管道內壁、風機盤管內壁和空氣調節係統內設備內部的生物黏泥、腐蝕產物等沉積物。

 

2、清洗方法:

對於中央空調循環水係統設備及管道的清洗而言,可采用物理和化學兩種方法來實施。

 

1)物理清洗

(1)分類 物理清洗隻能將循環水係統分成如設備、管道等幾個部分清洗。主要清洗方法有用鋼絲刷拉刷、用專用刮刀滾刮、高壓水射流清洗等。並且這些方法主要適用於水冷式冷凝器和管殼式蒸發器。

用鋼絲刷拉刷清洗,適用於水冷式冷凝器和管殼式蒸發器的清洗。將水冷式冷凝器或蒸發器的兩端鳳蓋拆下,用螺旋形鋼絲刷塞入換熱管內反複拉刷,然後再用略小於換熱管內徑的圓棒塞進換熱管內拉捅,邊拉捅邊用自來水衝洗。

用專用刮刀滾刮 自製一把專用刮刀,一端接在軟軸上,另一端接在電動機軸上,將水冷式冷凝器或管殼式蒸發器兩端風蓋拆下,將專用刮刀插入換熱管內,開動電動機,使專用刮刀在管內邊滾邊刮,並用自來水衝洗,使刮下的水垢和其他沉積物隨壓力水衝掉。

高壓水射流清洗 此方法還可用於清洗管道等設備。在清洗換熱器時,須將換熱器兩端封頭拆下,用高壓水槍逐根清洗換熱管。對於管道,則可采用有撓性槍頭的高壓水射流清洗。

對於空冷式冷凝器,可采用刷洗和吹除法進行清洗。刷洗法適用毛刷蘸70攝氏度左右的溫水進行洗刷。當冷凝器外表附著油汙時,可在溫水中加適量的堿或洗潔精等。清洗完畢後,用自來水衝淋。吹除法是利用空氣壓縮機產生壓縮空氣(0.4--0.6MPa)將冷凝器外表的附著物吹除,同時也可用毛刷等清洗。利用吹除法清洗冷凝器時,應注意保護翅片、換熱管等,不可硬物敲擊。

(2) 優缺點 物理清洗有以下優點:可以省去藥劑清洗時的藥劑費用;避免了化學清洗後的清洗廢液、帶來的排放或出來的的問題;不易引起被清洗設備的腐蝕。

物理清洗的缺點 一部分物理清洗方法需要在水係統中斷運行後才能進行;清洗操作比較費工;有些方法容易引起設備表麵的損傷。

 

2)化學清洗

化學清洗是通過化學藥劑的作用,使被清洗設備中的沉積物溶解、疏鬆、脫落或剝離的一類方法。化學清洗也常用物理清洗相配合使用。

(1)分類 人們往往從不同的角度對中央空調的水係統的化學清洗進行分類

a 按清洗方式,中央空調的水係統的化學清洗可分為循環法和浸泡法。

循環法是一種使用最為廣泛的方法。利用臨時清洗槽等方法,使清洗設備形成一個閉合回路,清洗液不斷循環,沉積層等不斷受到新鮮清洗液的化學作用和衝刷作用而溶解和脫落。

浸泡法適用於一些小型設備和被沉積物堵死、而無法將清洗液進行循環的設備。

b 根據使用的清洗劑,中央空調水係統的化學清洗可分為堿洗、酸性、殺菌滅藻

c 按清洗的對象,中央空調水係統的化學清洗可分為單台設備清洗和全係統清洗。

d 按是否停機,中央空調水係統的化學清洗可分為停機清洗和不停機清洗。

不停機清洗指的是清洗液循環過程中,製冷機組仍處於開機狀態,清洗液作為冷卻水或冷凍水,在空調係統內部管線中循環。

(2) 化學清洗的優缺點

化學清洗的優點 :沉積物等能夠被徹底清除,清洗效果好;可以進行不停機清洗,以保證製冷(或供暖)的照常進行;清洗操作比較簡單。

化學清洗的缺點: 易對金屬產生腐蝕;產生清洗廢液,易發生二次汙染;清洗費用相對較高。

 

3、循環水係統停機化學清洗的程序:

 

1)酸性化學清洗

中央空調停運後, 冷卻水係統和冷凍稅係統的清洗可用采取單台設備清洗方式或全係統清洗方式。但無論如何單台設備清洗還是全係統清洗,一般都使用清洗槽和清洗泵將單台設備或原係統(可使用係統的水泵)構成一個閉合回路進行循環清洗。清洗一般按下列程序進行;

水衝洗-- 殺菌滅藻清洗 ---堿洗---堿洗後水衝洗---酸洗---酸洗後水衝洗----漂洗---(中和)鈍化--封存或(中和)預膜--運行

(1)水衝洗(檢漏)水衝洗的目的是用大流量的水盡可能的衝洗掉係統中的灰塵、泥沙、脫落的藻類及腐蝕產物等一些疏鬆的汙垢,同時檢查臨時係統的泄漏情況。

衝洗時水的流速以大於0.15m/s為宜,必要時可做正反方向切換。衝洗合格後,排盡係統內的衝洗水。必要時可注入60--70℃的熱水,用手觸摸檢查係統中有無死角、氣阻、短路等現象。

(2)殺菌滅藻清洗 殺菌滅藻清洗的目的是殺死係統內的微生物,並使設備表麵附著的生物黏泥剝離脫落。

排盡衝洗水後注水充滿係統並循環,加入適當的殺生劑循環清洗。當係統內有濁度趨於平衡時即可結速清洗。

(3)堿洗 堿洗的目的是除去係統內的油汙,以保證酸洗均勻(一般當係統內有油汙時才需要進行堿洗,新建設備一般需要)。

注水充滿係統並用泵循環加熱,加入各各堿洗藥劑,維持一定溫度,循環清洗,當係統中堿洗液的堿度曲線,油含量曲線基本趨於平緩時即可結速堿洗。

在堿洗過程中,應定時測試堿洗液的堿順應式結構,油含量,溫度等。

(4)堿洗後的水衝洗 堿洗後的水衝洗是為了除去係統內殘留的堿洗液,並使部分雜質被帶走.堿洗液排出後,及時注入溫水衝洗,使係統呈中性或微堿性狀態,當pH值曲線趨於平緩,濁度達到一定要求時,水衝洗即可結束。

  在衝洗過程中,需測試排出口衝洗液的pH值和濁度。

(5)酸洗 酸洗的目的是利用酸洗液與水垢和金屬氧化物進行化學反應,生成可溶性物質而除去。

為抑製和減緩酸洗液對金屬的腐蝕,在酸洗液中常需添加適當的緩蝕劑。堿洗後的衝洗水排出後,將配製的酸洗溶液用清洗泵打入係統中,確認充滿後用泵進行循環衝洗.可能時可切換清洗液的循環方向,並在最高點放空和底部排汙,以避免產生氣阻和導淋堵塞,影響清洗效果。

清洗過程中應定期(一般1次/30min)測試酸洗液中酸的濃度,金屬離子(Fe2+,Fe3+,Cu2+)濃度,溫度,pH值等。當金屬離子濃度曲線趨於平緩時,既為酸洗終點。

(6)酸洗後的水衝洗 此次水衝洗是為了除去殘留的酸洗液和係統內脫落的固體顆粒,以便漂洗和鈍化處理(或預膜).

將酸洗液排出,並用大量的水對全係統進行開路清洗,不斷輪換開啟係統各導淋,以使沉澱在短管內的雜物,殘液排出.

衝洗過程中,應每隔10min測定一次排出的衝洗液的pH值,當接近中性時停止衝洗.

(7)漂洗 漂洗的目的是利用低濃度的酸洗液清洗係統內在水衝洗過程中形成的浮鏽,使係統總鐵離子濃度降低,以保證鈍化效果.

漂洗實際上是一個低濃度酸洗過程.漂洗過程中也應測試漂洗液濃度,金屬離子濃度,溫度和pH值等.當總鐵離子濃度曲線趨於平緩時,即可結束漂洗.

(8)中和鈍化(或預膜)

a.鈍化 在金屬表麵上形成能抑製金屬溶解過程的電子導體膜,而這層膜本身在介質中的溶解度又很小,以至它能使金屬的陽極溶解速度保持在很小的數值上,則這層表麵膜稱為鈍化膜.在金屬表麵形成完整的鈍化膜的過程,叫鈍化.

金屬設備或管道經過酸洗後,其金屬表麵處於十分活潑的活性狀態,它很容易重新氯氧結合而被氧化返鏽.因此,設備或管道在清洗後如暫時不使用,則需要進行鈍化處理,然後加以封存.

漂洗結束後,若溶液中鐵含量小於500mg/L時,可直接用氯水調節pH值到合適範圍,再加入鈍化藥品進行鈍化.若鐵含量大於500mg/L時,則應稀釋漂洗液至溶液中含鐵離子小於500mg/L,再進行鈍化鈍化過程中應不斷進行高壓排空和低點排汙,以排除氣阻,避免死角,確保鈍化效果.

b.預膜 當空調清洗後馬上就投運時,漂洗後可直接進行預膜而不必鈍化.

預膜的目的是讓清洗後尤其是酸洗後處於活化狀態下的新鮮金屬表麵上,或其保護膜曾受到重大損傷的金屬表麵上,在投入正常運行之前預先生成一層完整而耐蝕的保護膜.

補加水使漂洗液中鐵離子濃度低於500mg/L,並加中和藥劑使pH值趨於中性,然後迅速加入預膜藥劑進行預膜.

在化學清洗過程中,各階段排除的化學清洗液必須經過處理達標後才可排放.

 

2)絡合清洗:

絡合清洗是用已二胺四乙酸二鈉鹽等絡合劑和成膜劑通過絡合化學反應,來完全溶解循環水係統內各類汙垢達到清洗目的的,是一種溫和的逐層溶解汙垢的清洗,解決了傳統酸洗過程中汙垢成片脫落發生的堵管現象,也能避免酸洗對設備材質的腐蝕損傷.

絡合清洗過程沒有氣體產生,無毒,無味,排放液不會汙染環境,絡合清洗腐蝕率低,[<0.26g/(m2h),小於水的腐蝕率],設備清洗過程安全,清洗後沒有事故隱患,不會發生"氫脆","過洗","電腐蝕",垢快堵塞等現象.

由於機組循環水係統管徑很細,用常規酸洗脫落垢快大,易堵塞管道;而部分管路采用異材聯接.用常規酸洗會發生電化學腐蝕,易造成管路連接處斷裂及設備腐蝕穿孔泄露,而絡合清洗時汙垢是逐層以粉末狀脫落,不堵塞管道,絡合清洗對金屬腐蝕性很小。所以采用絡合清洗解決了常規酸洗易產生的問題。

絡合清洗可采用不停機清洗和停機清洗兩種方式進行。不停機清洗時在機組正常運行狀態下,加入清洗劑,使清洗劑作為冷卻水或冷凍水在空調係統內部依靠空調機組進行循環清洗,不影響機組正常的運行。冷卻水係統利用冷卻塔底部水槽作為配液槽,各種清洗藥劑直接加入配液槽進行清洗;冷凍水係統則需利用膨脹水箱或外接配液槽的方式進行加藥清洗。絡合清洗一般采用在冷凍水循環水泵入口前加裝可控專用清洗泵站,利用清洗泵站中的配液槽加入各種清洗劑進行清洗。不停機清洗不需要鈍化和除油堿洗。

其清洗步驟為:殺菌滅藻清洗——〉絡合除垢清洗——〉淨洗中和清洗——〉預膜。

絡合除垢清洗時先向循環水中加入適量的銅保護劑,再將絡合除垢劑緩慢地加入,速度以絡合劑溶解為度。投加量控製在PH值為3.0左右進行絡合清洗,在清洗中要根據係統情況對液體走向,流速加以控製和調整,並每2h對清洗液進行一次監測.以總鐵曲線和PH值曲線趨於平緩時作為清洗終點.向係統中補加新鮮水,並從排汙口排汙,降低濁度和鐵離子濃度.

采用停機清洗時既可按不停機清洗工藝操作,也可以采用專用清洗泵站將整個係統分段清洗;清洗步驟基本上與不停機清洗相同,對已經停用的係統首先要進行衝洗試漏,對清洗後不立既投入使用的中央空調係統,在絡合除垢清洗結束後,要認真進行鈍化工藝處理,然後進行濕保養封存.

 

4、循環水係統不停機清洗

1)循環水係統不停機清洗的必要性 

  為保證某些實驗室和工廠連續生產的需要,中央空調不可能長時間停運以便清洗,必須在空調正常運行的同時進行清洗。另外,許多賓館大廈如果長時間停機勢必影響賓館的營業,造成經濟上損失。因此,中央空調循環水係統進行不停機化學清洗是非常必要的。

2)冷卻水係統的不停機清洗

(1)清洗方法  冷卻水不停機清洗是一種循環清洗方法,它是利用冷卻水係統的循環水泵作為清洗循環泵,利用冷卻塔底部水池作為配液槽,各種清洗藥劑直接加入冷卻塔底部的水池中,並由循環水泵將清洗藥劑送到冷卻水係統革除。

(2)清洗步驟  不停機清洗是針對運行的係統而言。因此在清洗後不需要鈍化,而隻需要預膜。一般在中央空調水係統中,油汙的存在也很少,因而也不需要進行堿性處理。

   中央空調冷卻水係統不停機清洗的步驟為

      殺菌滅藻清洗----係統清洗---預膜---緩蝕阻垢

a 殺菌滅藻清洗 殺菌滅藻清洗應選擇殺菌效果好並且有較好生物黏泥剝離能力的殺生劑。比如選擇次氯酸鈉和新潔爾滅,它們之間具有良好的協同效應,用藥量按係統飽水量每(噸)計10-15ppm的使用量後其滅藻率達100%,並且對生物黏泥的剝離效果也很好。

在殺菌滅藻清洗一般時間為4-8h。在清洗過程中可每隔1h測定一次冷卻水的濁度。當濁度曲線趨於平緩時,即可結束清洗。

    在殺菌滅藻後,若冷卻水比較渾濁,可以通過在冷卻塔底部水池補加水,從排汙口排放冷卻水的方式來稀釋冷卻水

b.係統清洗  殺菌滅藻後就可以進行係統清洗。選擇合適的緩蝕劑和酸洗劑。一般不停機係統清洗 是在低PH值下進行的。

    先向冷卻水係統中加入適量的緩蝕劑,待緩蝕劑在冷卻水係統中循環均勻後就可以加入酸洗劑。如選擇硫酸或氨基硫酸作酸洗劑,采用滴加法向冷卻塔水池內加入酸洗劑,使冷卻水的PH值緩慢下降並維持在2.5--3.5之間。每30分鍾測定一次PH值,隨時調整酸洗劑的滴加量。

    在係統清洗過程中,應經常測定冷卻水中的(Cu2+)(Fe2+)(Fe3+)含量等。一般在清洗開始階段,每4小時一次。在清洗中後期每2小時測定一次。以總鐵曲線趨於平緩為酸洗終點。濁度曲線可作為輔助終點判斷手段。這種酸洗方式需頻繁監測ph值,所以操作麻煩,但酸洗劑的浪費很少。 

    在係統清洗劑加入中,也可一次性將適量的係統清洗劑加入到係統中,投藥量按飽水量以每(噸)計1000-1500ppm的使用量。清洗時間為24h.以總鐵曲線和ph值曲線趨於平緩做清洗終點。這種方式終點明顯,操作簡單。

    在係統清洗過程中,還可加入一些表麵活性劑,如多聚磷酸鹽等來促進酸洗效果。在循環水係統中沉積物可分為幾層,如最上層為生物黏泥層,然後是水垢層,最下為腐蝕產物沉積層。但在有些係統中,在水垢層還會有生物黏泥層。對於這類沉積物的酸洗,在酸洗液中應加入合適的黏泥剝離劑去除生物黏泥層,使得反應得以繼續進行。

   係統清洗後應向冷卻水係統中補加新鮮水,同時從排汙口排放酸洗廢液,以降低冷卻水係統中的濁度和鐵離子濃度,同時加入少量的碳酸鈉(NaCO3)中和殘餘的酸,為下一步的預膜打好基礎。

c.預膜 係統清洗結束後,向係統中投入一定劑量的預膜藥劑進行預膜。投藥量按飽水量每(噸)計500ppm.預膜時間為24h--48h。預膜時也可以再添加硫酸鋅(三聚磷酸鈉與硫酸鋅的比例均為4:1),以縮短預膜時間和增加預膜效果。預膜完後將高濃度的預膜水用補加水的方式稀釋排放,控製總磷值為10mg/L左右,然後轉入正常的水處理。

3)冷凍水係統的不停機清洗

d.緩蝕阻垢 預膜結束後向係統裏投加緩蝕阻垢劑,投藥量按飽水量每(噸)計境100-200ppm運行時間為24-48h.緩蝕阻垢主要是防止新鮮的循環水腐蝕水管辟和結垢.

(1)清洗方法  冷凍水係統不停機清洗也是一種循環清洗。它也是利用冷凍水循環係統中的水泵作為清洗用循環泵,但它利用膨脹水箱或外接配液槽的方式進行清洗。利用膨脹水箱時清洗藥劑可以加入膨脹水箱中,然後從係統的排汙口排出冷凍水,在係統內形成負壓,從而將膨脹水箱中的清洗劑吸入係統內。使用外接配液槽時,一般選擇夜間氣溫低時短時間停機,將配液槽連接在冷凍水循環水泵入口前,清洗藥劑直接加入配液槽內。

  在冷凍水係統的清洗中,需要更換一些冷凍水或冷凍水要流過外部設置的配液槽,從而使冷卻保溫受到一些影響,製冷機組的負荷會有所增加,但影響不大。

(2)清洗步驟  冷凍水係統的清洗和冷卻水係統的清洗一樣,也需要殺菌滅藻清洗--係統清洗--預膜等步驟。清洗過程和冷卻水循環係統的不停機清洗相同,在此不再敘述。

  在冷卻水係統和冷凍水係統清洗時,為避免清洗循環係統出現短路情況,應根據不同部位的工藝性質分別單獨開啟或關閉,以保證中央空調水係統的任何部分都能夠得到充分的清洗而無死角。

4)水質處理過程

循環水處理的任務,就是先清除新舊係統,設備水路的鏽垢、粘泥、生物菌藻,然後在幹淨的內壁預膜一層完整的薄而密的保護膜(鈍化膜)最後再根據日常水係統變化,通過水質分析投加複配緩蝕劑、阻劑、分散劑以及殺菌滅藻劑,抑製係統腐蝕,防止結垢生鏽,阻止粘泥淤積以及菌藻滋生。

(1)預處理:預處理包括清洗和預膜。

清洗分為物理清洗和化學清洗,物理清洗就是用人工清掃和清水衝洗,以除去殘留的泥沙、建築垃圾等。化學清洗是以化學清洗劑去除設備管道中的油汙、結垢、粘泥、鐵鏽和菌藻等雜質,達到清洗金屬表麵的目的,降低熱阻,為預膜打好基礎。

清洗藥劑為有機高分子化合物,對設備管道無任何損害,其作用機理是滲透、擴散、能很好的清除汙垢的鐵鏽。

預膜劑係複合配方,具有協同效應,能在已清洗幹淨的金屬表麵迅速形成化學保護膜,使其管道設備有很好的緩蝕、阻垢效果,延長設備使用年限。

(2)日常處理:

預處理後,係統正常運行,進入日常處理階段。根據我公司水穩試驗選作出的初步藥劑配方及初始投加濃度,進行緩蝕、阻垢、殺菌處理。後根據對水質及投加量的跟蹤分析和水處理效果的分析,隨時調整配方,這樣能確保藥劑與工藝的最優化組合,以達到水處理的最佳效果。

(3)服務的內容及範圍:

A 提供係統全年運行的日常處理用藥(機組運行時,每月加藥一次);

B 定期進行水質常規分析(每月一次);

C 定期出具水質分析報告(每月一份);

(4)水處理工藝:

A 在水係統內的冷卻塔和膨脹水箱中加入剝離劑、殺菌滅藻劑,並加入一定量的分散劑,通過水循環運行24-48小時,進行殺菌滅藻剝離汙垢,最後排汙。

B 在水係統中加入清洗劑,除去係統中汙垢及鐵鏽,通過水循環48-60小時,排汙到蝕度小於15PPM,最後將Y型過濾器的過濾網拆開清洗。

C 在水係統中加入預膜劑進行表麵鈍化處理,運行時間在24小時左右,PH值控製在6-6.5之間,排汙至濁度小於5PPM。

D 日常維護,藥劑濃度依據具體水質情況,由分析監控決定投加量,以維持和修補係統內金屬表麵形成的保護膜,以阻止和分散各種成垢離子結垢,達到防腐、防垢和控製微生物生長的目的。

5)清洗質量保證係統

(1)清洗之前公司將派工程技術人員對水質進行采樣分析,調查了解設備運行、使用情況,根據水質分析和設備運行情況製訂清洗方案。

(2)清洗過程中,公司將派專業工程技術人員現場服務,嚴格按清洗方案執行,各種檢測數據記錄存檔。

(3)日常維護。公司每月將派人投加水質穩定處理藥劑,並加強運行管理,確保水質達標運行。

(4)文明施工,安全優質,確保質量,無延誤工期。

 

循環水的水質標準:

1.      冷凍水的水質標準見表

項目

基準值

項目

基準值

酸堿度pH(25℃)

全硬度(以CaCO3計)/(mg/L)

銅離子(Cu2+)/(mg/L)

全鐵Fe/(mg/L)

7.5~9.5

10~40

<0.1

<1.0

氯離子(Cl)/(mg/L)

硫酸根離子(SO42-)/(mg/L)

總堿度(以CaCO3計)/(mg/L)

氨(NH4+)/(mg/L)

<50

<50

15~40

<0.1

1.      冷卻水的水質標準見表

項目

基準值

補充水

項目

基準值

補充水

酸堿度pH(25℃)

全硬度(以CaCO3計)/(mg/L)

導電率(25℃)/(S/m)

全鐵Fe/(mg/L)

6~8

<200

<500

<1.0

6.0~8.0

<50

<200

<0.3

氯離子(Cl)/(mg/L)

硫酸根離子(SO42-)/(mg/L)

總堿度(以CaCO3計)/(mg/L)

二氧化矽(SiO2)/(mg/L)

<200

<200

<100

<50

<50

<50

<50

<30