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中央空调循环水系统污垢的危害

接触腐蚀

接触腐蚀又称电偶腐蚀。接触腐蚀通常在两种不同金属的连接处腐蚀速率大,离连接处越远.腐蚀速率越小;在使用半咸水或海水的系统中,腐蚀电偶的阴极面积与阳极面积的比值越大则造成电偶腐蚀的危害性越大。中央空调冷却水系统中的电偶腐蚀的实例是很多的。如换热器中黄铜换热器和钢制水室之间发生的电偶腐蚀,被加速腐蚀的是钢制水室,而不是铜管;又如黄铜零件与纯铜管在热水中接触.在此电偶腐蚀中,黄铜腐蚀加速产生脱锌现象。 防止接触腐蚀的方法如下。

(1)在实际结构中尽可能使接触的金属间的电位差达到小值。尽可能选用同种金属。

(2)使不同的金属彼此绝缘,采用适当的表面处理、油漆层、环软树脂以及其他绝缘衬垫材料顶防金属或合金的接触腐蚀。

(3)避免大阴极和小阳极的不利面积效应。螺钉、螺帽、焊接点采用比基体较稳定的材料.使基体呈阳极.避免强烈的电偶效应。或采用牺牲阳极保护法,接上比两接触金属更不耐蚀的第三种金属块。

(4)向中央空调冷却水中加人些一专用的缓蚀剂。例如铬酸盐一聚磷酸盐一锌盐组成的复合缓蚀剂。

3.2.2.5选择性腐蚀

选择性腐蚀是在金属的某些特定部位有选择地进行。或者说, 从一种固溶体合金表面选择性地除去某些元素或某一项。在其电位较负的金属或相发生优先溶解而被破坏。

在中央空调冷却水系统中典型的选择性腐蚀例子就是换热器中黄铜管的脱锌。脱锌处的黄铜由黄色变为铜红色,导致结构疏松.强度丧失。其次是铜铝合金的脱铝和铸铁的石墨化作用。

防止中央空调冷却水系统中黄铜脱锌的方法如下。

(l)采用脱锌敏感性较低的材料。如采用含锌较低的红黄铜 (15%),或在黄铜中添加少量的砷、锑、磷等作为“抑制剂”。

(2)采用阳极保护法或降低介质的授湿率。

3.2.2.6晶间腐蚀

品间腐蚀是一种由微电池作用而引起的局部破坏现象.是金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶界产生的腐蚀。这种腐蚀主要从表面开始,沿着晶界向外部发展,直至形成溃疡性腐蚀,严重时合金碎裂,强度几乎完全丧失,是一种危害性很大的腐蚀。

敏化的奥氏体不锈钢在海水中仅几个星期就会发生晶间腐蚀; 发电厂凝汽器的含砷过高和使用污染海水的黄铜管上也易发生晶间腐蚀。这种腐蚀在中央空调水系统中不常见。

(2)真菌。真菌与细菌不同之处是真菌有细胞核.结构比细菌复杂,形态与细菌也有很大差异,有单细胞和多细胞两种形式。它不含叶绿素,不能进行光合作用;系腐生或寄生生物,属于异养菌。菌丝是真菌吸收营养的器官,有数微米大小,没有真正分枝。整个菌丝构成一个细胞。真菌以生产的抱子进行繁殖,袍子可随空气或水流散播,当温度、水分、营养等条件适宜时,便萌发出菌丝。真菌适宜生长的温度是25~30℃,pH位为6.0左右。

真菌的种类繁多.中央空调冷却水系统中常见的有半知菌类、子囊菌类和担子菌类。

真菌大量繁殖将发生黏泥危害。例如地霉和水霉的菌落,好像棉花状.很容易挂在任何粗糙面上。黏聚泥沙,影响输水.降低传热效率.甚至引起管道堵塞。有些真菌利用木材的纤维素作为碳源,将其转变为葡萄糖和纤维二糖.从而破坏冷却塔中的木结构。真菌还可能参与氨化、硝化或反硝化作用,引起电化学和化学腐蚀。

(3)藻类。藻类是低等植物.细胞内含有叶绿素,能进行光合作用,它吸收了太阳的光能将二氧化碳和水等合成葡萄糖及所需营养物并释放出氧气,是光能自养微生物。中央空调循环冷却水中的藻类主要有绿藻、蓝藻和硅藻。它们以细胞分裂或产生抱子的方式繁殖。藻类生长需要空气、水、阳光和营养物,尤其以光的影响为重要。因而只能生长在能照到阳光的地方或能反射到一些阳光的地方.如冷却塔顶、水池和进出水总管等处。冷却塔里面不直接照到阳光的地方也存在一些藻类,是因为有一些反射光能照到。

藻类能适应多种生存环境。藻类的适宜生长的温度是30~35℃.但也有一些藻类可在60~85℃的高温下生长。藻类对pH值的要求不高,能在很广泛范围内生长.适宜的pH值为6~8。 藻类对营养条件也不苛刻,只要水中含有适量的磷酸盐就能迅速地繁殖。一般认为适宜藻类生长的氮磷比为30:1,当水中硅酸盐含量>0.smg/I时,易繁殖硅藻。

许多藻类外面是黏多糖成分的果胶,因此,藻类大量繁殖之后就形成了黏泥。藻类不断繁殖又不断脱落.脱落的藻类又成为冷却水系统的悬浮物和沉积物.因而堵塞管道,影响输水,降低传热能力。藻类死亡腐化后使水质变坏,发生臭味.又为细菌等微生物提供养料。一般认为藻类本身并不直接引起腐蚀.但它们生成的沉积物所覆盖的金属表面,则容易形成差异腐蚀电池而常会发生沉淀物下的腐蚀。

 

3.3中央空调循环水系统污垢的危害

中央空调循环水系统存在的结垢、腐蚀及微生物繁殖会给中央 空调的安全运行带来以下严重的危害。

3.3.1降低换热效率

多数换热器由碳钢构成,碳钢的热导率为46.4一52.ZW/m· K).但碳酸盐垢的热导率为0.464一0.697W/(m·K).只有碳钢的1%左右.由此可见.水垢或其他沉积物的热导率比金属低得多,因此,当水垢或其他沉积物覆盖在换热器的换热表面时,就会大大的降低换热器的换热效率。

3.3.2使循环水量减少

沉积物或微生物黏泥覆盖在换热器的换热管壁上甚至堵塞换热器管, 使得循环水通道的截面积和通水量减小.从而使换热效率进一步下降。

3.3.3降低水处理药剂的使用效果

沉积物以及微生物勒泥覆盖在金属表而.阻止了水中的缓蚀剂、阻垢剂和杀生剂到达金属表面发挥缓蚀、阻垢和杀菌的作用. 并且有些微生物还会同一些水处理药剂发生反应,从而破坏和降低了这些药剂的使用效果。

3.3.4加速腐蚀

沉积物和微生物垢的产生,促使了浓差腐蚀电池的形成及垢下腐蚀的产生,从而使金属的腐蚀加速加剧。

3.3.5缩短设备的使用寿命

一方面,沉积物和微生物黏泥等覆盖在换热器表面,阻碍了设备的有效换热,从而使换热面上的金属处于长期高温热负荷状态。导致金属疲劳;另一方面,腐蚀的发生会导致设备换热管管壁变薄,尤其是垢下腐蚀会导致设备穿孔泄漏,这些情况的发生,使得设备的使用寿命被缩短。

3.3.6增加运行成本

为使设备保持足够的换热效率,必须采取诸如增加水量等措施,同时为维修因腐蚀等原因造成的设备损坏,必然会增加费用. 从而增大B 设备的运行成本。

3.4中央空调通风系统存在的问题

3.4.1中央空调通风系统污染物的来源

中央空调通风系统污染物的来源可分为中央空调系统内部和外部来源。外部来源又可分细分为室内和室外来源。来自室内和室外空气中的一些污染物通过中央空调系统时,能被中央空调系统全部或部分截留。被中央空调系统截留的污染物的分布与污染物的种类和空调通风系统的部位有关。表3一6列出了在中央空调通风系统中常见的污染物来源以及污染物的分布和种类。

生物性污染是中央空调系统中十分普遍的严重问题。从表3一6可以看出.在中央空调通风系统中的很多部位.均存在着生物性污染。

3.4.2中央空调通风系统造成污染的原因

3.4.2.1通风管道

通风管道的微风速使得一些污染物容易集中在其中(参看图3一2)。同时空调管道中的适宜温度和聚集的尘埃为生物提供了一个良好的生存环境。

因此在中央空调通风管道里容易滋生一些生物,如螨虫、细菌、真菌、病毒和昆虫。当中央空调系统启动时.由于受到送风机运行引起的振动作用,残留在管道中的灰尘和生物会被气流卷起.以气溶胶的形式被气流携带到空调房间里,造成严重的室内空气污染。为了防止空调风道造成的室内空气污染.必须定期和及时地清洗中央空调通风针通。

通风管透主要分为新风管道、回风管道和送风管道。风管污染状况与通风管道的位置和形状有关。微小的沙粒、羽毛、树叶、微生物等会随进风一起被吸人到新风管道内,在风管底部、衣服沉积。当新风口的位置设置不当时,会加重新风管道的污染。例如. 当新风口设置在污染物发生较多的场所附近时。有的污染物就会积累在新风管道内壁上。

回风口一般不设过滤器。室内空气中的粉尘、纤维、微生物等 直接随着回风进人回风管道.地毯、纸张等纤维和粉尘兰呈棉絮状大量附着,沉积在回风管道内壁,污染一般要比送风管道严重。没有被过滤器过滤掉的粉尘和微生物在送风管道内来回碰撞.附着和积累在管道内。送风管道内常见的污染物包含粉尘、铁锈、玻璃纤维,微生物,管道底部,弯头,变径等气流紊乱的部位更容易被污染.由于粉尘压缩后保温性提高和带有营养成分,积尘中的微生物就有可能在其中生长繁殖.

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