服务热线:024-72816540、024-81360888

欢迎访问辽宁龙首精细化工有限公司官网!

Copyright © 2018 辽宁龙首精细化工有限公司            网站建设:中企动力  沈阳    辽ICP备18011201号       

联系我们

地址:辽宁省铁岭市银州区经济开发区橡胶产业园  
联系人:杨丰源    18641087733
电话:024-72816540、024-81360888
邮箱:
tllsjx@163.com
网址:www.lnlshg.cn

关于我们

  • 02

    02

  • 01

    01

  • 1

    1

关于我们  /  ABOUT US

新闻资讯  /  NEWS CENTER

小心!你的供暖管道中可能有这些气体……

浏览量
【摘要】:
1.暖气水中气体的分析 1.1氧气问题   暖气水中溶解着气体,有些气体有腐蚀金属材料的特性,如熟知的氧是使铁腐蚀的重要原因。理论上铁材使用比例较高的暖气系统的水的氧含量测定值应控制在0.1mg/L以下,而自来水的氧自然浓度是11mg/L,这表明氧是化学性质很活跃的气体,完全消耗在系统内的金属腐蚀(氧化)中。因此,在系统设计、施工中应该注意“避免氧的进入”、“使系统密闭化”。 1.2氮气问题   
1.暖气水中气体的分析
 
1.1氧气问题
 
  暖气水中溶解着气体,有些气体有腐蚀金属材料的特性,如熟知的氧是使铁腐蚀的重要原因。理论上铁材使用比例较高的暖气系统的水的氧含量测定值应控制在0.1mg/L以下,而自来水的氧自然浓度是11mg/L,这表明氧是化学性质很活跃的气体,完全消耗在系统内的金属腐蚀(氧化)中。因此,在系统设计、施工中应该注意“避免氧的进入”、“使系统密闭化”。
 
1.2氮气问题
 
  暖气水中如果溶入的气体超过溶解限度将形成气泡而分离。分离出来的气体中,主要成分是氮气。氮气是惰性气体,不像氧因化学反应(腐蚀反应)而消耗。据调查,大规模采暖系统的暖气水中残留的氮含量的测定值可达到50mg/L,而自来水中的自然氮浓度则是25mg/L,也就是说,暖气水中的氮浓度相当于自来水中的两倍,这样高浓度的氮气,不能全部溶入暖气水中,一部分以气泡的形式游离。这些气泡集中在配管流速较慢的部分将阻碍暖气水的循环,形成“气滞”。同时,气泡腐蚀剥离设备表面的静态保护膜从而会加剧设备如泵叶片等的磨损。
 
1.3亨利定律的应用
 
  气体在水中的溶解度遵循亨利定律,也就是说,溶解度因水温而上升,因压力下降而降低。亨利定律解答了散热器的空气积存故障为何主要集中在高层,如果高层的压力最低保持在0.05 MP以上,则氮气在70℃时的溶解度是15mg/L。
 
  据有关调查:采暖系统顶层水中的理论氮气(空气)饱和度一般都在15mg/L以上,即如果氮浓度在15mg/L以下一般不会发生问题。与氮类似,系统中氢和烷以气泡的状态存在,这些气体的存在也适合亨利定律。
 
 
2.气体是怎么进入密闭系统中的
 
2.1自来水中溶解着空气(氮气+氧气)
 
  暖气水和补给水都使用自来水。这些水通常处于“空气饱和”状态。根据亨利定律,理论上溶存的氧含量约11mg/L,氮含量约25mg/L,且溶解着微量二氧化碳。而且,系统的密封性对该值影响最大,因为每补1升水就有共计36mg的氮气和氧气进入系统。密封性不好而频繁补水的话,将无法摆脱空气的影响。
 
2.2设备和配管内的残存空气溶解在暖气水中
 
  如果系统设备内的空气排出不充分,那么这些空气就会溶解在高压的暖气水中。在系统维修后,这些空气也会残留,许多故障都会由此而引起。举例而言,溶解着空气的暖气水循环到建筑物高层或系统末端及某些压力较低部位时,水中的气体会因压力降低而游离出来,这些游离出来的气体可能改变管内压强,成为管道故障的原因。
 
2.3空气通过设备侵入扩散到系统内
 
  空气中的气体(约氮78%,氧21%)和水中气体浓度差也会成为空气向系统内侵入扩散的推动力。因循环的暖气水的氧浓度几乎为零,故空气从大气扩散到配管网的可能极高。虽然铁、铜等金属材料的空气透过性是零,但一些化学合成品,如橡胶、密封材料等非金属的透气性较高。当树脂管用于地热采暖时,透过的氧量相比铜管或钢管会多出一千倍乃至十万倍。特别是钢管和树脂管混用的地热采暖系统,钢管腐蚀的问题会严重出现。
 
2.4循环水泵与管网阻力特性不匹配
 
  系统中循环水泵的流量和扬程过大,管网阻力特性将与设备不匹配。由于循环泵的流量大,导致系统内压力降低过快,采暖系统在定压点压力不高的情况下,在定压点与循环水泵入口的某管段会形成负压,导致空气渗入采暖系统。
 
2.5化学反应及腐蚀产生气体
 
  根据材料组成、水质、化学添加剂、内容成分、压力及温度等许多边界条件的作用,气体会在暖气水中生成。据调查,在一般的热水管网中,除了氧气和氮气,氢和烷等气体也曾被检测出。供但是目前,由化学反应产生的管道气体的机制还未弄清,还有待于研究。
 
  特别是,在使用铜材料装置的系统中,由于亚硫酸钠NaSO3配合的比例不同会生成硫化氢H2S,而生成的H2S会与氧化铜Cu2O产生反应,从而变成硫化铜Cu2S。与Cu2O不同,Cu2S不形成保护膜。其结果是经过数年的运行,导致腐蚀征候的出现,进而导致严重的问题发生。
 
  不仅于此,使用铝(铝制散热器等)也可能产生问题,虽然制造铝材设备时须在铝材上形成足够的保护膜,铝的自然保护膜也会在pH8.5以下呈静态的化学稳定。但是,供暖管道中的酸碱环境是变化的,一般的供暖管道中的热水很难维持在pH8.5以下。所以,设置了铝制散热器的系统,当氢含量达到3.2mg/L时就会产生明显的腐蚀征兆,这个含量是在大气压下,温度30℃时已经产生的氢气泡的溶解浓度。
 
2.6系统压力保持不稳的运行和不适当的维护管理
 
  在运行管理中系统压力不能保持稳定是引起“气体问题”最普遍的原因。特别是在使用了膈膜式气压罐的小规模系统中,这一现象更为显著。
 
 
3.进行物理脱气的措施
 
3.1在系统压力下的脱气
 
  脱气的方法有很多,效果也多种多样。目前成本最高但是最有效果的方法是蒸气脱气。它可以在100℃以下的温度内操作,是技术上最可行的物理方法。
 
  有些采暖(空调)系统的管路中,为了脱气会安装机械式空气分离器,但这只能分离气泡,溶存的气体却不能分离。而供热管道在气体溶解度高的条件下工作,在系统压力下脱气的有效性会受设置位置(上下层、来水管、回水管、水箱、到泵的距离等)的影响,也就是说,空气分离器确实能消除一部分管道内的“空气问题”,但却被限定安装在系统的高位(上层),这样将使效能大幅降低。
 
3.2大气压下的脱气
 
  闭式低位膨胀水箱的采暖系统,即安装了气压罐时能解决系统水中的膨胀问题,而且还可与锅炉自动补水结合起来。其中,设置的敞开式水箱即可容纳膨胀水,也可作为集中脱气的装置使用。
 
3.3真空下的脱气
 
  真空脱气装置使用真空化手段,将系统循环水进行脱气。真空环境下的气体溶解度是零,但静态的真空化脱气进行的效率很慢,如果在此真空中能施加喷水和振动等技术手段,就能极大的提高其脱气的效率。
 
  动态的真空脱气装置与系统的运行压力完全实现独立动作,它的存在能大幅减少所有种类气体游离的气泡产生和溶存量。有事例显示,利用此种方法,循环水中氮浓度能减到约3mg/L。该值大体相当于用蒸气加热脱气的测定值。
 
 
4.结语
 
  目前大气压脱气装置、真空脱气装置都已经作为实用化大型设备使用。在热水采暖系统中,如何有效地对暖气水中的氮进行脱气是解决问题的关键。可以遵循亨利定律进行研究。如果能在此之外继续拓展,也许会产生更有价值的想法。