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中央空調循環水系統污垢的危害

接觸腐蝕

接觸腐蝕又稱電偶腐蝕。接觸腐蝕通常在兩種不同金屬的連接處腐蝕速率大,離連接處越遠.腐蝕速率越小;在使用半咸水或海水的系統中,腐蝕電偶的陰極面積與陽極面積的比值越大則造成電偶腐蝕的危害性越大。中央空調冷卻水系統中的電偶腐蝕的實例是很多的。如換熱器中黃銅換熱器和鋼制水室之間發生的電偶腐蝕,被加速腐蝕的是鋼制水室,而不是銅管;又如黃銅零件與純銅管在熱水中接觸.在此電偶腐蝕中,黃銅腐蝕加速產生脫鋅現象。 防止接觸腐蝕的方法如下。

(1)在實際結構中盡可能使接觸的金屬間的電位差達到小值。盡可能選用同種金屬。

(2)使不同的金屬彼此絕緣,采用適當的表面處理、油漆層、環軟樹脂以及其他絕緣襯墊材料頂防金屬或合金的接觸腐蝕。

(3)避免大陰極和小陽極的不利面積效應。螺釘、螺帽、焊接點采用比基體較穩定的材料.使基體呈陽極.避免強烈的電偶效應?;虿捎脿奚枠O保護法,接上比兩接觸金屬更不耐蝕的第三種金屬塊。

(4)向中央空調冷卻水中加人些一專用的緩蝕劑。例如鉻酸鹽一聚磷酸鹽一鋅鹽組成的復合緩蝕劑。

3.2.2.5選擇性腐蝕

選擇性腐蝕是在金屬的某些特定部位有選擇地進行?;蛘哒f, 從一種固溶體合金表面選擇性地除去某些元素或某一項。在其電位較負的金屬或相發生優先溶解而被破壞。

在中央空調冷卻水系統中典型的選擇性腐蝕例子就是換熱器中黃銅管的脫鋅。脫鋅處的黃銅由黃色變為銅紅色,導致結構疏松.強度喪失。其次是銅鋁合金的脫鋁和鑄鐵的石墨化作用。

防止中央空調冷卻水系統中黃銅脫鋅的方法如下。

(l)采用脫鋅敏感性較低的材料。如采用含鋅較低的紅黃銅 (15%),或在黃銅中添加少量的砷、銻、磷等作為“抑制劑”。

(2)采用陽極保護法或降低介質的授濕率。

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3.2.2.6晶間腐蝕

品間腐蝕是一種由微電池作用而引起的局部破壞現象.是金屬材料在特定的腐蝕介質中沿著材料的晶界產生的腐蝕。這種腐蝕主要從表面開始,沿著晶界向外部發展,直至形成潰瘍性腐蝕,嚴重時合金碎裂,強度幾乎完全喪失,是一種危害性很大的腐蝕。

敏化的奧氏體不銹鋼在海水中僅幾個星期就會發生晶間腐蝕; 發電廠凝汽器的含砷過高和使用污染海水的黃銅管上也易發生晶間腐蝕。這種腐蝕在中央空調水系統中不常見。

(2)真菌。真菌與細菌不同之處是真菌有細胞核.結構比細菌復雜,形態與細菌也有很大差異,有單細胞和多細胞兩種形式。它不含葉綠素,不能進行光合作用;系腐生或寄生生物,屬于異養菌。菌絲是真菌吸收營養的器官,有數微米大小,沒有真正分枝。整個菌絲構成一個細胞。真菌以生產的抱子進行繁殖,袍子可隨空氣或水流散播,當溫度、水分、營養等條件適宜時,便萌發出菌絲。真菌適宜生長的溫度是25~30℃,pH位為6.0左右。

真菌的種類繁多.中央空調冷卻水系統中常見的有半知菌類、子囊菌類和擔子菌類。

真菌大量繁殖將發生黏泥危害。例如地霉和水霉的菌落,好像棉花狀.很容易掛在任何粗糙面上。黏聚泥沙,影響輸水.降低傳熱效率.甚至引起管道堵塞。有些真菌利用木材的纖維素作為碳源,將其轉變為葡萄糖和纖維二糖.從而破壞冷卻塔中的木結構。真菌還可能參與氨化、硝化或反硝化作用,引起電化學和化學腐蝕。

(3)藻類。藻類是低等植物.細胞內含有葉綠素,能進行光合作用,它吸收了太陽的光能將二氧化碳和水等合成葡萄糖及所需營養物并釋放出氧氣,是光能自養微生物。中央空調循環冷卻水中的藻類主要有綠藻、藍藻和硅藻。它們以細胞分裂或產生抱子的方式繁殖。藻類生長需要空氣、水、陽光和營養物,尤其以光的影響為重要。因而只能生長在能照到陽光的地方或能反射到一些陽光的地方.如冷卻塔頂、水池和進出水總管等處。冷卻塔里面不直接照到陽光的地方也存在一些藻類,是因為有一些反射光能照到。

藻類能適應多種生存環境。藻類的適宜生長的溫度是30~35℃.但也有一些藻類可在60~85℃的高溫下生長。藻類對pH值的要求不高,能在很廣泛范圍內生長.適宜的pH值為6~8。 藻類對營養條件也不苛刻,只要水中含有適量的磷酸鹽就能迅速地繁殖。一般認為適宜藻類生長的氮磷比為30:1,當水中硅酸鹽含量>0.smg/I時,易繁殖硅藻。

許多藻類外面是黏多糖成分的果膠,因此,藻類大量繁殖之后就形成了黏泥。藻類不斷繁殖又不斷脫落.脫落的藻類又成為冷卻水系統的懸浮物和沉積物.因而堵塞管道,影響輸水,降低傳熱能力。藻類死亡腐化后使水質變壞,發生臭味.又為細菌等微生物提供養料。一般認為藻類本身并不直接引起腐蝕.但它們生成的沉積物所覆蓋的金屬表面,則容易形成差異腐蝕電池而常會發生沉淀物下的腐蝕。

 

3.3中央空調循環水系統污垢的危害

中央空調循環水系統存在的結垢、腐蝕及微生物繁殖會給中央 空調的安全運行帶來以下嚴重的危害。

3.3.1降低換熱效率

多數換熱器由碳鋼構成,碳鋼的熱導率為46.4一52.ZW/m· K).但碳酸鹽垢的熱導率為0.464一0.697W/(m·K).只有碳鋼的1%左右.由此可見.水垢或其他沉積物的熱導率比金屬低得多,因此,當水垢或其他沉積物覆蓋在換熱器的換熱表面時,就會大大的降低換熱器的換熱效率。

3.3.2使循環水量減少

沉積物或微生物黏泥覆蓋在換熱器的換熱管壁上甚至堵塞換熱器管, 使得循環水通道的截面積和通水量減小.從而使換熱效率進一步下降。

3.3.3降低水處理藥劑的使用效果

沉積物以及微生物勒泥覆蓋在金屬表而.阻止了水中的緩蝕劑、阻垢劑和殺生劑到達金屬表面發揮緩蝕、阻垢和殺菌的作用. 并且有些微生物還會同一些水處理藥劑發生反應,從而破壞和降低了這些藥劑的使用效果。

3.3.4加速腐蝕

沉積物和微生物垢的產生,促使了濃差腐蝕電池的形成及垢下腐蝕的產生,從而使金屬的腐蝕加速加劇。

3.3.5縮短設備的使用壽命

一方面,沉積物和微生物黏泥等覆蓋在換熱器表面,阻礙了設備的有效換熱,從而使換熱面上的金屬處于長期高溫熱負荷狀態。導致金屬疲勞;另一方面,腐蝕的發生會導致設備換熱管管壁變薄,尤其是垢下腐蝕會導致設備穿孔泄漏,這些情況的發生,使得設備的使用壽命被縮短。

3.3.6增加運行成本

為使設備保持足夠的換熱效率,必須采取諸如增加水量等措施,同時為維修因腐蝕等原因造成的設備損壞,必然會增加費用. 從而增大B 設備的運行成本。

3.4中央空調通風系統存在的問題

3.4.1中央空調通風系統污染物的來源

中央空調通風系統污染物的來源可分為中央空調系統內部和外部來源。外部來源又可分細分為室內和室外來源。來自室內和室外空氣中的一些污染物通過中央空調系統時,能被中央空調系統全部或部分截留。被中央空調系統截留的污染物的分布與污染物的種類和空調通風系統的部位有關。表3一6列出了在中央空調通風系統中常見的污染物來源以及污染物的分布和種類。

生物性污染是中央空調系統中十分普遍的嚴重問題。從表3一6可以看出.在中央空調通風系統中的很多部位.均存在著生物性污染。

3.4.2中央空調通風系統造成污染的原因

3.4.2.1通風管道

通風管道的微風速使得一些污染物容易集中在其中(參看圖3一2)。同時空調管道中的適宜溫度和聚集的塵埃為生物提供了一個良好的生存環境。

因此在中央空調通風管道里容易滋生一些生物,如螨蟲、細菌、真菌、病毒和昆蟲。當中央空調系統啟動時.由于受到送風機運行引起的振動作用,殘留在管道中的灰塵和生物會被氣流卷起.以氣溶膠的形式被氣流攜帶到空調房間里,造成嚴重的室內空氣污染。為了防止空調風道造成的室內空氣污染.必須定期和及時地清洗中央空調通風針通。

通風管透主要分為新風管道、回風管道和送風管道。風管污染狀況與通風管道的位置和形狀有關。微小的沙粒、羽毛、樹葉、微生物等會隨進風一起被吸人到新風管道內,在風管底部、衣服沉積。當新風口的位置設置不當時,會加重新風管道的污染。例如. 當新風口設置在污染物發生較多的場所附近時。有的污染物就會積累在新風管道內壁上。

回風口一般不設過濾器。室內空氣中的粉塵、纖維、微生物等 直接隨著回風進人回風管道.地毯、紙張等纖維和粉塵蘭呈棉絮狀大量附著,沉積在回風管道內壁,污染一般要比送風管道嚴重。沒有被過濾器過濾掉的粉塵和微生物在送風管道內來回碰撞.附著和積累在管道內。送風管道內常見的污染物包含粉塵、鐵銹、玻璃纖維,微生物,管道底部,彎頭,變徑等氣流紊亂的部位更容易被污染.由于粉塵壓縮后保溫性提高和帶有營養成分,積塵中的微生物就有可能在其中生長繁殖.


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2018年12月25日

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