化学纤维制造业中空调冷却水系统的清洗技术

   2022-07-31 3780

摘  要:针对化学纤维制造业工艺空调的运行特点以及其冷却水系统易结垢、易生菌藻的特点,采用新的清洗剂与清洗工艺对冷却水系统进行清洗并取得了良好效果,为空调节能降耗、提高效率积累了一定的经验,以供同行业借鉴。 关键词:空调;清洗;节能 化学纤维制造业使用着大量的制冷空调设备,分别承担着工艺空调与车间空气调节作用。无论是溴化组制冷机还是螺杆式制冷机、离心式制冷机,均需用冷却塔对冷却水系统进行散热冷却。冷却系统的电能消耗一般占空调总能消耗的 60%.以上。同时冷却水的质量、效果又直接影响制冷机的制冷效率与节能效果。针对冷却系统结垢影响制冷效果,根据冷却系统的运行特点,经过反复技术论证和多种方案对比筛选,决定使用华阳公司推出的新清洗剂与新工艺、新方法对冷却系统进行清洗。清洗后开机运行,各种参数达到外方规定的指标,取得了预期效果,得到国内外专家的一致认可和好评。

 1 冷却水系统的主要污垢 制冷机冷却水系统系开式运行系统,由于环境中的固体粉尘存在以及冷却塔菌藻类滋生,系统结垢,形成冷却水系统的结垢、腐蚀、菌藻三大危害。

 1.1水垢 在冷却系统中,冷却水经过冷却塔时会有大量的蒸发损耗,不断地蒸发、补充、再蒸发、再补充,水中的溶解盐含量会越来越高,当超过其饱和溶解度时,就会从水中析出来,附着在器壁上形成水垢,尤其在换热器传热表面最为严重. 水垢生成的典型化学反应: Ca(HCO3)2→CaCO3↓+H2O+CO2↑ 冷却水通过冷却塔相当于一个曝气过程,溶解在水中的CO2逸出,也造成水的PH值升高,致使水垢的生成。 Ca(HCO3)2+OH-→CaCO3↓+H2O+CO2↑ 常见的水垢有碳酸盐垢、硫酸盐垢,其次还有磷酸盐垢、铁垢和硅垢等。这些垢都是由无机盐组成,结晶致密,比较坚硬,他们通常牢固地附在换热器表面或管道壁,不易被水冲洗掉。根据计算,同样厚的水垢传热效率是钢材的0.5%-1.0%,可见水垢的存在对换热效率的影响是巨大的。

1.2 污垢 污垢一般是由颗粒细小的泥沙、尘土、不溶性盐类的泥状物、杂质碎屑、腐蚀产物等组成。这些物质在水中起到了水垢微结晶的晶核作用,加速了水垢结晶析出的过程。当含有这些物质的水流经换热器表面时,容易形成污垢沉积物,尤其是在流速较慢的部分污垢沉积物更多。它们质地疏松稀软,是引起垢下腐蚀的主要原因,也是某些细菌生存和繁殖的温床。

1.3菌藻 在冷却水循环系统中,含有微生物的补充水不断进入,同时,冷却塔中从上面喷淋下来的水将空气中的大量微生物带到系统中。循环水中大量的细菌、微生物,冷却塔内有充足的水、光照、空气和养分,尤其在夏季,25-350C的循环水很适宜菌类、藻类的生长和繁殖,对细菌来说,每20min就可繁殖一代。经 24h 就有72 代,其数量可达4万亿亿个,且这些微生物一昼夜能合成相当于其30-40 倍的物质,这些物质与微生物本身质量的实体、泥土等污物形成粘泥并在系统内沉积下来最终附着在管路壁上,增大水阻系数。菌藻及碎屑聚集并覆盖传热面,造成系统换热不良、管路堵塞、冷却水发臭和垢下腐蚀。冷冻水系统经常处于密闭状态,厌氧型菌类很容易大量繁殖,生成粘泥。 结垢、腐蚀及菌藻粘泥三大危害可导致制冷效果下降、冷凝压力增大造成高压跳机现象、管路泄漏、管路堵塞、能耗增大等。

2清洗范围
(1)冷却塔;
(2)冷却水管道内壁;
(3)制冷机冷凝器换热表面。

 3 清洗技术 清洗的方法很多,其中停机化学清洗是彻底清除冷却水系统内污垢的有效方法。相对物理清洗来讲,化学清洗操作简单,清洗效果好,对设备损伤最小(专业清洗)。不停机化学清洗,可以保证制冷(或供暖)的照常进行,但对于较厚的污垢清洗效果较差,对设备的腐蚀较大,费用较高。所以目前一般都采用停机化学清洗的方法清除冷却水系统的污垢。清洗前要准确计量系统的容水量和总垢量,从而准确计算清洗剂的使用量。容水量包括:冷却塔、冷凝器、膨胀水箱、补水箱、水泵及管道等蓄水之和。在施工现场,认真考察管路分布、加药部位、排污部位和阀门等情况,认真听取客户方面制冷工程师的意见。若系统被非专业 清洗公司清洗过,可能会存在严重腐蚀或局部垢下腐蚀,如有这种情况,在系统内的锈层和水垢洗掉后会出现泄漏,应预先向客户讲明,采取相应措施。

3.1 人工除污 拆下全部管路中过滤网端盖,除去过滤网及端盖上的污垢,清洗干净后再装上。

3.2 建立清洗循环系统 用清洗槽和清洗泵将单台设备或原系统(一般不使用原系统的水泵)构成一个闭合回路循环系统。

3.3水清洗 系统注满清水,循环30min,检查系统是否有跑、冒、滴、漏现象,确保循环系统正常,停泵,排掉系统管路中脏水。关闭表冷器“电动阀”两边的阀门,打开旁路阀门,加系统“跑风阀”接至排污口或收集桶,排空系统内脏水。

 3.4 除垢清洗 向系统内注满一定浓度的酸洗液,每30min检测清洗液的PH值、酸浓度、金属离子(Fe2+ 、Fe3+、Cu2+ )、温度等。当酸浓度差低于1%或金属离子浓度曲线趋于平缓时,即为酸洗终点,结束除垢清洗。注意:清洗过程中,尤其注意 Fe3+ 的浓度,一定要控制低于200mg/L,否则,会造成局部严重点蚀。可通过投加还原剂或排放酸洗液来降低Fe3+ 的浓度。

3.5 中和排放 开循环泵,排放除垢液同时补充新水和适量NaOH(确保系统一直被水充满),使中和液PH 值=9-10,循环 30min,排放中和液,将中和液排空,同时清洗每个过滤网。

 3.6 水冲洗 将系统注满清水,开循环泵并不断补充新水,排放旧水,注意系统不能排空,若排水较清澈透明,则停止补水和排放。 3.7 钝化预膜 向系统内注入一定量的钝化剂或预膜剂,开泵连续循环24-72h左右,将钝化预膜液排放,结束清洗。 注意:清洗新建设备时,需在除垢清洗步骤前加碱洗除油工序,去除系统内的油污,以保证酸洗均匀。

4质量监测 为有效监测中央空调系统在化学清洗过程中的腐蚀情况,应根据国际统一的 ASTM方法,即利用标准腐蚀试片方法进行清洗过程的腐蚀速率测定。 具体方法是:采用与系统材质一样的铜和钢试片,悬挂在系统内,根据以下公式计算腐蚀速度(单位:g/m2.h). 清洗前试片重量 - 清洗后试片重量 腐蚀速度= 试片总表面积*清洗时间 对于钢材质国际标准为≤3.37g/m2.h 国家标准≤10 g/m2.h 奥斯克标准为<1 g/m2.h

5  结论
(1)冷却水系统清洗一定要及时,防止制冷机带故障运行,浪费能源;
(2)选择品牌好的清洗剂,制定合适的清洗工艺,使用先进的清洗方法是保证清洗效果的先决条件;
(3)清洗前要根据冷却水水质及结垢情况,先进行化验和小样试验,再制定清洗剂的调配比例与使用量;
(4)切忌利用不科学的清洗工艺及清洗方法,从而造成制冷机主机及冷却水系统不应有的损害。 总之,随着新技术、新工艺、新材料的不断出现,制冷机运行也在不断创新,不断发展。要求运行人员,技术人员,管理人员只有尊重科学,尊重知识,鼓励创新,探索创造,才能使空调制冷系统运行更加合理,更加节能,更加可靠,更加完善和提高。

 
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