地鐵中央空調水處理技術的實際現場應用

李曼（廣州地鐵集團有限公司運營事業總部，廣東 廣州 51000）

地鐵中央空調水處理技術的實際現場應用

李曼（廣州地鐵集團有限公司運營事業總部，廣東 廣州 51000）

通過現場試驗及水質處理效果，對應用于廣州地鐵中央空調水處理系統的藥劑進行評價。

地鐵；中央空調水處理；冷卻水；冷凍水

1 系統水質情況

廣州地鐵中央空調系統管道材料主要是碳鋼和紫銅，現結合其系統特點，研究分析以下三類水質。

1.1 補充水

中央空調系統主要采用自來水作為補充水水源，由于地鐵覆蓋面積較廣，補水水質情況稍有不同，以番禺區為例，其水質情況見表1。

表1 番禺區補水水質情況

從表1可知，番禺區的補水具有中下等堿度和硬度。該水源作為冷凍補水，因濃縮倍數變化不大則結垢腐蝕傾向不嚴重，但作為冷卻水補水，隨著濃縮倍數的提高，水的硬度、堿度、含鹽量等會隨之成倍增長，導致水質發生變化。

1.2 冷凍水

冷凍系統是全密閉，循環水量基本保持不變，水中鈣、鎂離子含量不因循環而增加，因此結垢趨勢不嚴重，但是溶解氧會隨著補充水進入系統，因此只需考慮腐蝕趨勢。當碳鋼與含氧循環水長期接觸時，金屬表面的不均一和水的導電性，使碳鋼表面形成腐蝕微電池，所發生的電化學反應使陽極區的金屬不斷溶解而造成腐蝕[1]。

陽極：Fe→Fe2++2e 陰極：1/2O2+H2O+2e→2OH-

在水中：Fe2++2OH-→Fe(OH)2；2Fe(OH)2+O2→2Fe(OH)3

由此可知，氫氧化亞鐵極易氧化成紅棕色的氫氧化鐵，這也是冷凍水出現紅水的主要原因。

1.3 冷卻水

廣州地鐵循環冷卻水系統是敞開式循環冷卻水系統，冷卻塔完成水的循環再冷卻，雖然能夠節約水資源，但冷卻水在要與空氣接觸，加上陽光照射及灰塵雜物進入等多種因素影響下，容易產生沉積物、設備腐蝕、滋生微生物等問題，

2 水處理技術的評價

2.1 冷凍系統

冷凍系統總水量和循環水量均較小，加之系統密閉則藥劑損耗量也小，因此該系統主要通過水質監測的數據及設備運行狀態來進行加藥。當水質監測數據或設備運行狀態不佳時，通過清洗、預膜解決結垢及腐蝕的問題，一般處理頻率為一年一次。使用M公司冷凍系統專用清洗劑A清洗系統，清洗排污后用預膜劑B進行預膜，其效果可使碳鋼腐蝕率[2]降低近95%以上。清洗劑A和緩蝕劑B為例，用

實驗用水分別由番禺區的自來水及三種藥劑濃度配成，碳鋼標準掛片密度7.85 g/cm2，面積20 cm2，溫度為60℃恒溫水浴，掛片勻速轉動，運行時間為72h，實驗結果見表2。

表2 掛片腐蝕實驗結果

由表2可知，加藥后的試片腐蝕率遠小于未加藥劑的，當藥劑濃度達到0.3 kg/t時，腐蝕率可認為趨近于0，說明藥劑緩蝕效果顯著。

2.2 冷卻系統

本次試驗的冷卻系統結垢明顯，水質濃縮倍數很高，嚴重影響系統的換熱效果，因此使用M單位冷卻系統專用清洗劑C對系統進行停機大清洗，排污完畢后加入預膜劑D進行預膜，期間使用掛片檢測腐蝕率，直到系統腐蝕率達到0.075mm/a的標準[3]，用補水置換出預膜后的水。隨后冷卻系統進入日常維保階段，定期水質監測、排污補水、補加阻垢緩蝕劑、殺菌滅藻等藥劑。由于冷卻系統在日常運行中，隨著濃縮倍數的增加，容易出現結垢傾向，因此我們通過阻垢實驗評價藥劑效果[4]。

實驗用水分別由番禺區的自來水配成，水浴溫度為80℃恒溫，運行時間10h，實驗結果見表3。

表3 阻垢實驗結果

由表3可知，當藥劑濃度在3倍水及3.5倍水時，藥劑阻垢效果良好。

3 結語

目前廣州地鐵所采用的水處理技術是市場上應用面最廣、技術最成熟的化學處理法，通過人工加藥對系統進行清洗、預膜及日常維護保養，雖然能夠解決循環水腐蝕、結垢等問題，但人工操作繁瑣。若以后可以采用以化學處理為主、機械過濾為輔的物化結合法，同時配以成熟工業檢測儀表和程序進行自動控制，不僅水處理效果好，而且運行管理簡單。

[1]齊冬子.敞開式循環冷卻水系統的化學處理[M].北京：化學工業出版社，2001:169—181.212.

[2]GB/T18175-2014《水處理劑緩蝕性能的測定旋轉掛片法》.

[3]GB/T 50050-2007《工業循環冷卻水處理設計規范》.

[4]GB/T16632-2008《水處理劑阻垢性能的測定碳酸鈣沉積法》.