中央空調(diào)水處理技術(shù)對(duì)地鐵生產(chǎn)能耗的影響

王 磊

（武漢地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司，武漢 430030）

當(dāng)前，能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題已成為全球性問(wèn)題，城市軌道交通雖然已是綠色交通工具，但軌道交通也成為各城市的用電大戶。整個(gè)城市軌道交通系統(tǒng)里，列車(chē)牽引供電系統(tǒng)和通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是城市軌道交通中最主要的用電大戶。同時(shí)，車(chē)站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的冷機(jī)能耗占整個(gè)車(chē)站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗的1/3。所以，冷機(jī)的運(yùn)行效率對(duì)整個(gè)車(chē)站能耗有著不小的影響。而冷機(jī)的運(yùn)行效率與空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)情況息息相關(guān)。

1 空調(diào)水存在的問(wèn)題及處理方法

空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)存在結(jié)垢、污垢、菌藻和腐蝕的問(wèn)題。循環(huán)水質(zhì)不佳,將會(huì)導(dǎo)致冷機(jī)效率嚴(yán)重下降。目前，國(guó)內(nèi)使用的一般空調(diào)水處理方法主要為物理法、化學(xué)法與物化結(jié)合法[1]。

1.1 物理法

市場(chǎng)上以物理法運(yùn)作的水處理器主要有內(nèi)磁水處理器、靜電水處理器、電子水處理器、射頻水處理器等。該類(lèi)水處理設(shè)備只消耗電能，不進(jìn)行投藥，運(yùn)行管理費(fèi)低。但其阻垢效果不佳，幾乎無(wú)法抑制設(shè)備和管道的腐蝕，殺菌藻效果較差，適用于水量≤300 m3/h，水質(zhì)以結(jié)垢型為主的工況。

1.2 化學(xué)法

化學(xué)法通過(guò)向水中投加殺菌滅藻劑與阻垢緩蝕劑來(lái)達(dá)到阻垢、緩蝕、殺菌等作用。這種水處理方式采用化學(xué)方法，使循環(huán)水中的鈣、鎂離子穩(wěn)定地溶于水中，并對(duì)水系統(tǒng)中的氧化鐵、二氧化硅等膠體進(jìn)行分散。該技術(shù)較成熟，應(yīng)用范圍廣，處理效果顯著。但是，在運(yùn)行過(guò)程中，需要添加化學(xué)藥劑，運(yùn)行管理成本較高，且需要周期性地對(duì)水質(zhì)進(jìn)行分析。

1.3 物化結(jié)合法

該方法以投化學(xué)藥劑為主，機(jī)械過(guò)濾為輔。機(jī)械過(guò)濾，主要作用是去除水中的懸浮物質(zhì)、固體顆粒?；瘜W(xué)投藥，配備全自動(dòng)加藥裝置，自動(dòng)完成水質(zhì)處理、過(guò)濾排污的全過(guò)程，能夠在系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，根據(jù)設(shè)定的水質(zhì)參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，這有助于減少勞動(dòng)量，實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理，降低運(yùn)行成本。但是，該方法投資與運(yùn)行成本都較高[2]。

2 武漢地鐵幾種空調(diào)水處理方法使用情況

現(xiàn)對(duì)已開(kāi)通的2、3、4、6號(hào)線某標(biāo)準(zhǔn)站冷機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行對(duì)比。

2.1 3號(hào)線某標(biāo)準(zhǔn)站

2.1.1 機(jī)房水處理設(shè)備

冷卻水、冷凍水均有旁濾水處理設(shè)備，其中冷卻水處理設(shè)備上配備有水質(zhì)自動(dòng)排污裝置，冷卻塔里有電子吸垢儀（每臺(tái)風(fēng)機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)積水盤(pán)，每個(gè)積水盤(pán)里放置一臺(tái)電子吸垢儀）。

2.1.2 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)

冷機(jī)：從運(yùn)行冷機(jī)的數(shù)據(jù)來(lái)看，冷凝液飽和壓力889 kPa（相對(duì)應(yīng)的飽和冷凝溫度為39.1℃），冷凝器出水溫度為31.2℃，小溫差（趨近溫度）為7.9℃。

冷塔：周期性清理，清理后一段時(shí)間，積水盤(pán)四周仍會(huì)出現(xiàn)并漂浮許多青苔。

電子吸垢儀：表面有白色附著物。

2.2 2號(hào)線某標(biāo)準(zhǔn)站

2.2.1 機(jī)房水處理設(shè)備

冷卻水、冷凍水均有旁濾水處理設(shè)備，冷卻塔里有電子吸垢儀（每個(gè)積水盤(pán)里放置一臺(tái)電子吸垢儀）。

2.2.2 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)

冷機(jī)：飽和冷凝液溫度34.4℃，冷凝器出水溫度為29.1℃，小溫差（趨近溫度）為5.3℃。

冷塔：周期性清理，清理后一段時(shí)間，積水盤(pán)四周仍會(huì)出現(xiàn)并漂浮許多青苔，填料表面附著一層綠色的附著物。

電子吸垢儀：表面有白色附著物。

2.3 4號(hào)線某標(biāo)準(zhǔn)站

2.3.1 機(jī)房水處理設(shè)備

冷卻水、冷凍水均有旁濾水處理設(shè)備，冷卻塔里有電子吸垢儀（每個(gè)積水盤(pán)里放置一臺(tái)電子吸垢儀）。

2.3.2 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)

冷機(jī)：飽和冷凝壓力1 040 kPa，冷凝器出水溫度為35℃，小溫差（趨近溫度）為9.4℃。

冷塔：周期性清理，清理后一段時(shí)間，積水盤(pán)四周仍會(huì)出現(xiàn)并漂浮許多青苔。

電子吸垢儀：表面有白色附著物。

2.4 6號(hào)線某標(biāo)準(zhǔn)站

2.4.1 機(jī)房水處理設(shè)備

冷卻水、冷凍水均有旁濾水處理設(shè)備，其中冷卻水處理設(shè)備上配備有阻垢劑、殺菌劑自動(dòng)加藥和水質(zhì)自動(dòng)排污裝置，冷卻塔里無(wú)電子吸垢儀。

2.4.2 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)

冷機(jī)：飽和冷凝溫度29.7℃，冷凝器出水溫度為28.4℃，小溫差（趨近溫度）為1.3℃。

冷塔：周期性清理，冷塔填料未出現(xiàn)過(guò)于明顯的綠色附著物，冷塔外觀較為潔凈，塔盤(pán)無(wú)綠色青苔及其他污垢，塔池底部有少許泥沙。

筆者把2、3、4號(hào)線2016年冷水機(jī)組耗電量與2017年6號(hào)線冷水機(jī)組耗電量進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)比，其對(duì)比如圖1所示。

圖1 各線路耗電量簡(jiǎn)單對(duì)比

由圖1可知，使用機(jī)械過(guò)濾加上自動(dòng)化學(xué)加藥聯(lián)合處理方式的6號(hào)線耗電量最低。

3 水處理方式對(duì)比分析

武漢地鐵2、3、4三條線機(jī)房空調(diào)水處理均采用的是電子吸垢的物理水處理方法；6號(hào)線機(jī)房空調(diào)水處理采用的是機(jī)械過(guò)濾與自動(dòng)加藥裝置聯(lián)合處理的方式。

從冷機(jī)參數(shù)的數(shù)據(jù)來(lái)分析，單一用物理處理方式的2、3、4線路，冷機(jī)的小溫差（趨近溫度）均偏高（5～10℃），已接近于報(bào)警值。這足以說(shuō)明，冷機(jī)銅管存在不同程度的污堵情形（水垢、生物粘泥等），已影響冷機(jī)的換熱效果。小溫差正常的范圍值≤3℃，小溫差每上升1℃，能耗就會(huì)增加10%～15%，伴隨著小溫差的升高，機(jī)組會(huì)出現(xiàn)報(bào)警或停機(jī)的情形，影響設(shè)備的正常運(yùn)營(yíng)[3]。這種現(xiàn)象已經(jīng)在2、3、4三條線路上產(chǎn)生，而6號(hào)線小溫差在正常范圍內(nèi)。

從冷塔的外觀來(lái)看，6號(hào)線物理和化學(xué)的處理效果也是良好的，2、3、4三條線路的單一物理處理方式無(wú)法避免細(xì)菌滋生和生物粘泥的附著問(wèn)題，運(yùn)營(yíng)人員每7～10 d就需要清理一次布水器和冷塔的青苔，電子吸垢儀無(wú)法抑制細(xì)菌的滋生，且已無(wú)法完全控制水垢的生成。

4 武漢地鐵6號(hào)線空調(diào)冷卻水運(yùn)行水質(zhì)情況

GBT 29044-2012《采暖空調(diào)系統(tǒng)水質(zhì)》對(duì)集中采暖空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)水及補(bǔ)充水的水質(zhì)做出了規(guī)定[4]。6號(hào)線每月會(huì)對(duì)運(yùn)行水質(zhì)采樣分析一次,數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 冷卻水水質(zhì)情況

由表1可以看出，武漢地鐵6號(hào)線冷卻水水質(zhì)符合GBT 29044-2012《采暖空調(diào)系統(tǒng)水質(zhì)》的相關(guān)指標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

武漢地鐵6號(hào)線的物理和化學(xué)相結(jié)合的空調(diào)水處理方式，既防止了水垢生成，也杜絕了細(xì)菌的繁殖和粘泥的滋生，避免了冷機(jī)銅管的水垢污堵。這不僅從根本上解決了空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)備腐蝕、結(jié)垢、微生物滋生等問(wèn)題，還使冷機(jī)運(yùn)行效率能耗更低，更符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，為社會(huì)帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

1 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50157-2013 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.

2 徐傳漢.北京地鐵空調(diào)水處理技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].城市軌道交通研究，2011，14（4）：103-105

3 徐 勇.通風(fēng)空氣調(diào)節(jié)工程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

4 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GBT 29044-2012 采暖空調(diào)系統(tǒng)水質(zhì)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.