王 磊

（武漢地鐵運營有限公司，武漢 430030）

當(dāng)前，能源短缺和環(huán)境污染問題已成為全球性問題，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。整個城市軌道交通系統(tǒng)里，列車牽引供電系統(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，車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的冷機能耗占整個車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗的1/3。所以，冷機的運行效率對整個車站能耗有著不小的影響。而冷機的運行效率與空調(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、菌藻和腐蝕的問題。循環(huán)水質(zhì)不佳,將會導(dǎo)致冷機效率嚴(yán)重下降。目前，國內(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

市場上以物理法運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。該類水處理設(shè)備只消耗電能，不進行投藥，運行管理費低。但其阻垢效果不佳，幾乎無法抑制設(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)法通過向水中投加殺菌滅藻劑與阻垢緩蝕劑來達到阻垢、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，并對水系統(tǒng)中的氧化鐵、二氧化硅等膠體進行分散。該技術(shù)較成熟，應(yīng)用范圍廣，處理效果顯著。但是，在運行過程中，需要添加化學(xué)藥劑，運行管理成本較高，且需要周期性地對水質(zhì)進行分析。

1.3 物化結(jié)合法

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

2 武漢地鐵幾種空調(diào)水處理方法使用情況

現(xiàn)對已開通的2、3、4、6號線某標(biāo)準(zhǔn)站冷機運行情況進行對比。

2.1 3號線某標(biāo)準(zhǔn)站

2.1.1 機房水處理設(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)自動排污裝置，冷卻塔里有電子吸垢儀（每臺風(fēng)機對應(yīng)一個積水盤，每個積水盤里放置一臺電子吸垢儀）。

2.1.2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)

冷機：從運行冷機的數(shù)據(jù)來看，冷凝液飽和壓力889 kPa（相對應(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，清理后一段時間，積水盤四周仍會出現(xiàn)并漂浮許多青苔。

電子吸垢儀：表面有白色附著物。

2.2 2號線某標(biāo)準(zhǔn)站

2.2.1 機房水處理設(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（每個積水盤里放置一臺電子吸垢儀）。

2.2.2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)

冷機：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，清理后一段時間，積水盤四周仍會出現(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號線某標(biāo)準(zhǔn)站

2.3.1 機房水處理設(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（每個積水盤里放置一臺電子吸垢儀）。

2.3.2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)

冷機：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，清理后一段時間，積水盤四周仍會出現(xiàn)并漂浮許多青苔。

電子吸垢儀：表面有白色附著物。

2.4 6號線某標(biāo)準(zhǔn)站

2.4.1 機房水處理設(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、殺菌劑自動加藥和水質(zhì)自動排污裝置，冷卻塔里無電子吸垢儀。

2.4.2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)

冷機：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)過于明顯的綠色附著物，冷塔外觀較為潔凈，塔盤無綠色青苔及其他污垢，塔池底部有少許泥沙。

筆者把2、3、4號線2016年冷水機組耗電量與2017年6號線冷水機組耗電量進行簡單對比，其對比如圖1所示。

圖1 各線路耗電量簡單對比

由圖1可知，使用機械過濾加上自動化學(xué)加藥聯(lián)合處理方式的6號線耗電量最低。

3 水處理方式對比分析

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

從冷機參數(shù)的數(shù)據(jù)來分析，單一用物理處理方式的2、3、4線路，冷機的小溫差（趨近溫度）均偏高（5～10℃），已接近于報警值。這足以說明，冷機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℃，能耗就會增加10%～15%，伴隨著小溫差的升高，機組會出現(xiàn)報警或停機的情形，影響設(shè)備的正常運營[3]。這種現(xiàn)象已經(jīng)在2、3、4三條線路上產(chǎn)生，而6號線小溫差在正常范圍內(nèi)。

從冷塔的外觀來看，6號線物理和化學(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法避免細菌滋生和生物粘泥的附著問題，運營人員每7～10 d就需要清理一次布水器和冷塔的青苔，電子吸垢儀無法抑制細菌的滋生，且已無法完全控制水垢的生成。

4 武漢地鐵6號線空調(diào)冷卻水運行水質(zhì)情況

GBT 29044-2012《采暖空調(diào)系統(tǒng)水質(zhì)》對集中采暖空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)水及補充水的水質(zhì)做出了規(guī)定[4]。6號線每月會對運行水質(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

武漢地鐵6號線的物理和化學(xué)相結(jié)合的空調(diào)水處理方式，既防止了水垢生成，也杜絕了細菌的繁殖和粘泥的滋生，避免了冷機銅管的水垢污堵。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、微生物滋生等問題，還使冷機運行效率能耗更低，更符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，為社會帶來更好的經(jīng)濟效應(yīng)。

1 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50157-2013 地鐵設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(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：機械工業(yè)出版社，2005.

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