污水源热泵技术大讲堂（六）城市污水源热泵系统的污垢特性与对策

污水源热泵技术大讲堂（六）

城市污水源热泵系统的污垢特性与对策

张承虎1、杨海滨2、刘京1、孙德兴1

（1．哈尔滨工业大学，哈尔滨150090；2．国内贸易工程设计研究院，北京 100069）

摘 要：本文概述了城市污水源热泵系统内软垢的生长与热阻特性，并介绍了常见的应对措施。

关键词：污水、热泵、软垢、特性 城市污水由于其恶劣的水质特性，将在流道表面形成软垢。软垢是相对于钙、镁等无机盐结晶垢，即硬垢而言的，二者在组成成分、附着特性、生长特性、热阻特性等方面存在较大差异。软垢是污水源热泵技术除堵塞外最为突出的技术难题。软垢的存在，第一，增加传热热阻、增加换热器成本、降低热泵机组效率，软垢热阻约占总热阻的三分之一；第二，软垢的存在缩小了流通截面，增加了壁面粗糙度，增加了流动阻力、水泵投资和能耗；第三，加快腐蚀速率，软垢内微生物的新陈代谢过程具有加速腐蚀作用。进行污水源热泵系统设计时，必须对软垢予以充分考虑，否则将出现流量不足、换热不足等严重问题。

1、污水软垢成分

 依据成垢的主要物理化学过程，软垢可分为结晶垢、微粒垢、化学反应垢、腐蚀垢、微生物垢及凝固垢等。在实际生产过程中，换热壁面往往同时生成几种污垢而且互相影响。

    可采用烘干灼烧失重、电子探针能谱分析（EDX）、扫描电镜（SEM）等方法对污水软垢进行观察与分析。对污水软垢在105℃下的烘干实验发现，软垢烘干33.42％，这部分失重主要为水分；在520℃下继续灼烧实验发现，灼烧失重为62.73％，这部分失重主要为有机物。由此可知，管内污垢以有机物为主，其中水和有机物占总重量的96.15％。

    取无缝管的管内污垢，在50℃烘干5～8小时，研磨后采用TN5502型EDX能谱分析仪，对垢粉中所含元素种类进行鉴定，可以发现：（1）垢样中所含主要元素为Fe，说明在换热管内存在少量腐蚀垢；（2）垢样中Ca的含量很小，这说明污垢中含Ca的晶体盐极少，即污垢并非Ca、Mg离子结晶垢。因此可以判定管内污垢为有机污垢。

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（责编：雅丽）