大型水工構筑物結露問題與消除方法

大型水工構筑物結露問題與消除方法摘要：本文論述了北方地區(qū)大型水工構筑物在高溫高濕季節(jié)結露問題的成因及其危害，結合建筑物的特點，提出了冷凍升溫除濕方法，并總結了采用此方法在實際工程中的效果。關鍵字：水工構筑物結露除濕1問題提出我國是一個貧水國，為了防止長期大規(guī)模超采地下水，引起地層壓密產(chǎn)生地面下沉現(xiàn)象，城市在建設水廠時，主要選擇地面水(水庫水)為水源。在處理地面水的工藝設計中多采用：原水－混合－絮凝－沉淀－過濾－碳吸附－消毒－配水流程。在我國南方，這些工藝水處理設施均敞露放置室外，而在北方地區(qū)，為了冬季防凍，這些設施一般放置在加蓋的建筑物內(nèi)。北京市一座日處理量150萬噸超大型自來水水廠，為了減少占地面積，把整個處理工藝及其設施集中布置在一座建筑面積為15000m3大型網(wǎng)架廠房彩板屋頂內(nèi)。該水廠為了控制水中的總藻量，使用密云水庫潮白河庫區(qū)深層水，水庫的取水點設在深度40米處，原水水溫常年保持在1～10℃。當該工程正式通水投入運行時，正值夏季高溫高濕天氣，室外的空氣通過門、窗縫隙進入室內(nèi)，遇到低溫的水面和管道壁面馬上結露并產(chǎn)生大量霧氣迷漫整個室內(nèi)空間，用“伸手不見五指”來形容一點不過分，廠房內(nèi)能見度不超過1m，這種現(xiàn)象持續(xù)了整個夏季。夏季過后，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)許多設施表面出現(xiàn)霉變，有些管道及電力線橋架銹蝕等。降低了電氣設備的可靠性，給安全生產(chǎn)造成威脅。2設計方案和設備的選定在工藝水處理池進行處理的過程中，房間內(nèi)的大面積低溫水面和管壁等像一個大型的輻射供冷地板，水面和管壁表面通過輻射換熱和自然對流換熱的形式將室內(nèi)空氣的熱量吸附。此時，室內(nèi)空氣溫度和含濕量較高，空氣露點也較高。水面和管壁降溫較快而室內(nèi)空氣降溫較慢，且室內(nèi)空氣露點在無除濕設備時維持不變。當水面、池面和管壁溫度降到室內(nèi)空氣露點以下時，其表面就會結露，嚴重時產(chǎn)生霧氣。故在外界空氣焓值高于大型綜合池空氣焓值時，必須減少室外空氣的進入量，同時要考慮對室內(nèi)空氣進行除濕。除濕方法主要有通風除濕、冷卻除濕、液體除濕機、轉輪除濕機和吸濕劑除濕等。2.1設計方案的選擇當外界空氣焓值低于或等于廠房內(nèi)空氣焓值時，首先優(yōu)選通風除濕，該方法簡單易行，但當外界空氣焓值高于廠房內(nèi)空氣焓值時，必須要減少室內(nèi)外空氣流通量，采用除濕設備，使廠房內(nèi)的相對濕度控制在50％左右。2.2通風除濕由于綜合池結露位置在水面、池面和管壁表面，而此時室內(nèi)空氣的溫度依然較高，空氣濕度也遠遠未達到飽和狀態(tài)，如果能對管廊和池面進行置換送風，不斷輸送低露點空氣，使池面附近空氣露點低于池面溫度，則解決了結露問題。因此，將置換通風應用于有大面積水面的綜合池的大型廠房中可以取得較好的除濕效果，且置換通風的高換氣效率也使室內(nèi)環(huán)境的空氣品質提高，同時使運行能耗降低。2.3除濕設備的選擇除濕設備的除濕方法從原理上可以概括為兩類，第一類是冷凍除濕，第二類是化學除濕。常用有冷凍除濕機、液體除濕機、轉輪除濕機，它們都可以用來除濕，但又有各自的特點，下面比較這三種除濕機的性能、空氣處理過程、適用場合等。具體比較見下表。除濕機綜合性能比較表潔撞三甘醇液體除樹濕機衛(wèi)冷凍除濕機浩轉輪除濕機黨除濕機型號拔SC-0.5賭CF20尖HDC-50迎00取生產(chǎn)廠家號江西長林黑南京五洲網(wǎng)廣州華工泰巾機組估辰價木背（萬元）碌17.0虜4.5灰10.0掌處理風侵量世狹（覆m嬸3傘/鍋h嫌）敗5000樂5500跟5000快再生風新量遣鵲（臨m沒3廣/輸h荒）諷1650驕--杏1700當進風工況涂3艦2傘℃皆、酒65服%虧（訴19.4g礙/kg妹干社）估處理空氣出風葬參數(shù)標1間5些℃巡、李60蔥%咱（遲6.2g串/kg禾干窄）梳4筆5滴℃噸、犁25隔%柿（翼15.2g歲/kg堤干旋）狠6咐0圍℃冶、瀉10墊%籃（紫7.0紀g/kg纖干田）異再生空氣出風技參數(shù)演6霸5植℃崇、燥58g瓶/kg裂干撒--乞7窄0還℃極、繞35g泥/kg當干菌除甩介濕萬顏量畜割（油kg/嘉h抱）賭80.0殖28景42.0戲輸入功暴率怠劫（印k牛W世）勤10.3+5筋0土11耍9+54望單位功率除濕壘量料最（慢kg/kW慣·絹h漏）棉1.33鄭2.5囑0.67晃冷凍水耗棵量蘇撈（陶t/震h杯）意17.0豐--辨--從上表中比較可以看出，三甘醇液體除濕機的除濕量最大，但是單位功率除濕量最小，價格最高，還需要另外配置冷源和熱源。冷凍除濕機的價格最低，單位功率除濕量最大，使用最方便，不需另外配置冷源和熱源。轉輪除濕機的價格比較高，單位功率除濕量居中。如果改用蒸汽加熱再生空氣，同規(guī)格除濕機需蒸汽（0.4Mpa）90kg/h。由于以上三種方法的除濕原理不同，對空氣的處理過程和適用場合也不一樣?，F(xiàn)在假設把空氣從32℃、65%處理到某一范圍，三種方法的空氣處理過程如圖1所示。液體除濕機直接把空氣處理到所需要的人體舒適區(qū)，濕度處理、溫度處理在同一個過程由同一個設備同時完成。液體除濕機以濕度處理為主，溫度處理為輔。冷凍除濕機先把空氣溫度降低到露點溫度以下，處理空氣中的水汽在蒸發(fā)器表面凝結成小水滴，從處理空氣中分離出來，含濕量隨著露點溫度的降低而減小，直至含濕量達到要求。然后再對所處理的空氣進行等濕加熱，直至溫度也達到要求。處理過程分步完成，降溫之后再升溫。升溫靠制冷系統(tǒng)的冷凝熱，不再增加耗電。毒轉輪除濕機先構吸收處理空氣駐的水汽，降低竟處理空氣的含里濕量，使其達爐到要求，但是壤經(jīng)過轉輪處理鵝后的空氣溫度身升高較多，需午再加一個后冷報卻裝置，對轉千輪處理后的空竿氣進行降溫。面處理過程也分修步完成，除濕怎、降溫由不同括的裝置來完成杠。丸圖甚1泄孩空氣處理過程伍比迷較遵喘通過以上綜合梯比較，冷凍除筐濕機價格低、襯能耗低，適合董處理出風含濕彎量大于哭6.5g糠/kg夢干妨的空氣。轉輪孟除濕機用電加持熱再生空氣時攏能耗大，在能改使用冷凍除濕耽機的情況下，窄盡量不使用轉欄輪除濕機，如姿果轉輪除濕機帥改用蒸汽來加傻熱再生空氣，男將節(jié)荒約男80雅%陰左右的電能；貼轉輪除濕機不仇但可以用于處牛理出風含濕量描大于念6.5g娃/kg源干溪的空氣，而且掘也可以用來處醒理出風含濕量擊小于新6.5g編/kg求干竭的低濕空氣，鑄但是出風溫度絞較高，適合于耐對出風含濕量抗有要求而對出穿風溫度沒有要灌求的場合。對鄉(xiāng)于有低溫低濕壓要求的空氣應休采用聯(lián)合式除檔濕機來處理。趣液體除濕機使畏用在地下場所湊較為經(jīng)濟，對的所處理的空氣雅有一定的潔凈攪度要求；除濕騎量大，但液體野除濕機價格較返高。凝大型綜合池的棒廠房雖然因來蛇水溫度低，使首得室內(nèi)出現(xiàn)低春溫高濕的環(huán)境菜，比較適合使蘿用轉輪除濕機男，但考慮其初冒投資較大，需研要再生熱源，季且廠房內(nèi)部高展低錯落，池面鐘大，走道板窄村，又有大量管魚廊，布置設備笨和管道比較困塘難。我們選擇遭使用了價格便責宜；體積?。幻闯凉裥矢?；蹄不需要另外配宿置冷源和熱源喂，也不需要再洽生裝置，只要代接上相應的電寺源和處理風管慎道即可運行的絡冷凍除濕機，蜘并且把它分布濕在需要降低濕貴度的不同地點蘭。隸在選型時考慮斯到冷凍除濕機馬對進風溫度有蠻一定的要求，統(tǒng)普通型除濕機掠的進風溫度壞在睛1能8忠～尸3癢2臣℃遠左右，低溫型莫除濕機的進風太溫度玉在寬5培～娛3捷2范℃陵左右；對于低疾溫型除濕機，椒當進風溫度低壞于柳1嬸8漠℃緊時，還要間斷圍性地融霜，影沸響除濕效率的吐缺點，選用了澇升溫型除濕機孩。待升溫型除濕機抽即讓制冷系統(tǒng)摧的冷凝熱全部漠經(jīng)過風冷冷凝倒器傳給經(jīng)蒸發(fā)蹤器除濕后的空燭氣，處理空氣攪被加熱升溫，誘出風溫度比進太風高蠅1催5廟℃澤左右?？諝馓幰衾磉^程賣為放C謀→拳L零→驚A也。升溫除濕適億合模于幅ε猾＜哥0欄的場合。把尤圖冒3適中的風冷冷凝矛器和蒸發(fā)器串造聯(lián)在同一個風食系統(tǒng)中，就是傘升溫型除濕機巖原理圖。播kJ/kg氏干齊，巡根據(jù)文腦獻程[1禿]鼻推薦，取蒸發(fā)耐器出口處（迅即鴿L民點）相對濕度嬸為遍95旦%佩，余則充L梅2精點參數(shù)為迅：想tL2=續(xù)13.柔9軍℃曲，劇dL2=衣9.7g它/kg洲干閣根據(jù)文虎獻聯(lián)[2暴]愉推薦，取冷凝腎器負荷系似數(shù)份ψ其=1.2約5返，則冷凝負瑞荷華Q2=1.良25×56.抓9=71.1襲k街W捏，送風蝕點黃O丈2謹?shù)膮?shù)為：淘kJ/kg思干焰霞tO2=獎39.獻8鍛℃交,dO2丙=寄9.8g攔/kg扔干嶺kJ/k掩g危＜屠0浮，視計算表明升溫哲型除濕機只能即消除室內(nèi)余濕切量，另外不但店不能消除余熱嫁，反而增加了種室內(nèi)的余熱量鞭，會使室內(nèi)的遭溫度升高，只號能滿足濕度的氏要求，不能達哈到溫度的要求路。5結論曲該水廠有大型增綜合池的廠房科在設備安裝好待后，經(jīng)過一年揭的跟蹤調(diào)查，壇實踐證明，這各種綜合除濕方金法在廠房內(nèi)低攜溫高濕的環(huán)境搖下應用是完全攤成功的。崗5.1鑰在低溫高濕的慕環(huán)境下選擇使撓用冷凍除濕機際時，必須考慮良該機組的特點帥，選用了升溫映型冷凍除濕機屑是一種最佳方鷹案。具有其它河機組所無以倫能比的優(yōu)勢，既投達到節(jié)能，又慘降低了設備的燥一次性投資和還運行管理費用皮。采5.2蒸置換通風應用摘于大型綜合池篇的廠房除濕在桂原理上是可行條的，而且能夠協(xié)減少除濕負荷宴，改善室內(nèi)空大氣環(huán)境，同時逃可以與除濕技圓術結合，成為摟一套完整的系偷統(tǒng)體系，值