大型水工构筑物结露问题与消除方法

大型水工构筑物结露问题与消除方法摘要：本文论述了北方地区大型水工构筑物在高温高湿季节结露问题的成因及其危害，结合建筑物的特点，提出了冷冻升温除湿方法，并总结了采用此方法在实际工程中的效果。关键字：水工构筑物结露除湿1问题提出我国是一个贫水国，为了防止长期大规模超采地下水，引起地层压密产生地面下沉现象，城市在建设水厂时，主要选择地面水(水库水)为水源。在处理地面水的工艺设计中多采用：原水－混合－絮凝－沉淀－过滤－碳吸附－消毒－配水流程。在我国南方，这些工艺水处理设施均敞露放置室外，而在北方地区，为了冬季防冻，这些设施一般放置在加盖的建筑物内。北京市一座日处理量150万吨超大型自来水水厂，为了减少占地面积，把整个处理工艺及其设施集中布置在一座建筑面积为15000m3大型网架厂房彩板屋顶内。该水厂为了控制水中的总藻量，使用密云水库潮白河库区深层水，水库的取水点设在深度40米处，原水水温常年保持在1～10℃。当该工程正式通水投入运行时，正值夏季高温高湿天气，室外的空气通过门、窗缝隙进入室内，遇到低温的水面和管道壁面马上结露并产生大量雾气迷漫整个室内空间，用“伸手不见五指”来形容一点不过分，厂房内能见度不超过1m，这种现象持续了整个夏季。夏季过后，经检查发现许多设施表面出现霉变，有些管道及电力线桥架锈蚀等。降低了电气设备的可靠性，给安全生产造成威胁。2设计方案和设备的选定在工艺水处理池进行处理的过程中，房间内的大面积低温水面和管壁等像一个大型的辐射供冷地板，水面和管壁表面通过辐射换热和自然对流换热的形式将室内空气的热量吸附。此时，室内空气温度和含湿量较高，空气露点也较高。水面和管壁降温较快而室内空气降温较慢，且室内空气露点在无除湿设备时维持不变。当水面、池面和管壁温度降到室内空气露点以下时，其表面就会结露，严重时产生雾气。故在外界空气焓值高于大型综合池空气焓值时，必须减少室外空气的进入量，同时要考虑对室内空气进行除湿。除湿方法主要有通风除湿、冷却除湿、液体除湿机、转轮除湿机和吸湿剂除湿等。2.1设计方案的选择当外界空气焓值低于或等于厂房内空气焓值时，首先优选通风除湿，该方法简单易行，但当外界空气焓值高于厂房内空气焓值时，必须要减少室内外空气流通量，采用除湿设备，使厂房内的相对湿度控制在50％左右。2.2通风除湿由于综合池结露位置在水面、池面和管壁表面，而此时室内空气的温度依然较高，空气湿度也远远未达到饱和状态，如果能对管廊和池面进行置换送风，不断输送低露点空气，使池面附近空气露点低于池面温度，则解决了结露问题。因此，将置换通风应用于有大面积水面的综合池的大型厂房中可以取得较好的除湿效果，且置换通风的高换气效率也使室内环境的空气品质提高，同时使运行能耗降低。2.3除湿设备的选择除湿设备的除湿方法从原理上可以概括为两类，第一类是冷冻除湿，第二类是化学除湿。常用有冷冻除湿机、液体除湿机、转轮除湿机，它们都可以用来除湿，但又有各自的特点，下面比较这三种除湿机的性能、空气处理过程、适用场合等。具体比较见下表。除湿机综合性能比较表洁撞三甘醇液体除树湿机卫冷冻除湿机浩转轮除湿机党除湿机型号拔SC-0.5赌CF20尖HDC-50迎00取生产厂家号江西长林黑南京五洲网广州华工泰巾机组估辰价木背（万元）碌17.0虏4.5灰10.0掌处理风侵量世狭（覆m婶3伞/锅h嫌）败5000乐5500跟5000快再生风新量遣鹊（临m没3广/输h荒）讽1650骄--杏1700当进风工况涂3舰2伞℃皆、酒65服%亏（诉19.4g碍/kg妹干社）估处理空气出风葬参数标1间5些℃巡、李60葱%咱（迟6.2g串/kg禾干窄）梳4笔5滴℃吨、犁25隔%柿（翼15.2g岁/kg堤干旋）狠6咐0围℃冶、泻10垫%篮（紫7.0纪g/kg纤干田）异再生空气出风技参数演6霸5植℃崇、燥58g瓶/kg裂干撒--乞7窄0还℃极、绕35g泥/kg当干菌除甩介湿万颜量畜割（油kg/嘉h抱）赌80.0殖28景42.0戏输入功暴率怠劫（印k牛W世）勤10.3+5筋0土11耍9+54望单位功率除湿垒量料最（慢kg/kW惯·绢h漏）棉1.33郑2.5嘱0.67晃冷冻水耗棵量苏捞（陶t/震h杯）意17.0丰--辨--从上表中比较可以看出，三甘醇液体除湿机的除湿量最大，但是单位功率除湿量最小，价格最高，还需要另外配置冷源和热源。冷冻除湿机的价格最低，单位功率除湿量最大，使用最方便，不需另外配置冷源和热源。转轮除湿机的价格比较高，单位功率除湿量居中。如果改用蒸汽加热再生空气，同规格除湿机需蒸汽（0.4Mpa）90kg/h。由于以上三种方法的除湿原理不同，对空气的处理过程和适用场合也不一样。现在假设把空气从32℃、65%处理到某一范围，三种方法的空气处理过程如图1所示。液体除湿机直接把空气处理到所需要的人体舒适区，湿度处理、温度处理在同一个过程由同一个设备同时完成。液体除湿机以湿度处理为主，温度处理为辅。冷冻除湿机先把空气温度降低到露点温度以下，处理空气中的水汽在蒸发器表面凝结成小水滴，从处理空气中分离出来，含湿量随着露点温度的降低而减小，直至含湿量达到要求。然后再对所处理的空气进行等湿加热，直至温度也达到要求。处理过程分步完成，降温之后再升温。升温靠制冷系统的冷凝热，不再增加耗电。毒转轮除湿机先构吸收处理空气驻的水汽，降低竟处理空气的含里湿量，使其达炉到要求，但是壤经过转轮处理鹅后的空气温度身升高较多，需午再加一个后冷报却装置，对转千轮处理后的空竿气进行降温。面处理过程也分修步完成，除湿怎、降温由不同括的装置来完成杠。丸图甚1泄孩空气处理过程伍比迷较遵喘通过以上综合梯比较，冷冻除筐湿机价格低、衬能耗低，适合董处理出风含湿弯量大于哭6.5g糠/kg梦干妨的空气。转轮孟除湿机用电加持热再生空气时拢能耗大，在能改使用冷冻除湿耽机的情况下，窄尽量不使用转栏轮除湿机，如姿果转轮除湿机帅改用蒸汽来加傻热再生空气，男将节荒约男80雅%阴左右的电能；贴转轮除湿机不仇但可以用于处牛理出风含湿量描大于念6.5g娃/kg源干溪的空气，而且掘也可以用来处醒理出风含湿量击小于新6.5g编/kg求干竭的低湿空气，铸但是出风温度绞较高，适合于耐对出风含湿量抗有要求而对出穿风温度没有要灌求的场合。对乡于有低温低湿压要求的空气应休采用联合式除档湿机来处理。趣液体除湿机使畏用在地下场所凑较为经济，对的所处理的空气雅有一定的洁净搅度要求；除湿骑量大，但液体野除湿机价格较返高。凝大型综合池的棒厂房虽然因来蛇水温度低，使首得室内出现低春温高湿的环境菜，比较适合使萝用转轮除湿机男，但考虑其初冒投资较大，需研要再生热源，季且厂房内部高展低错落，池面钟大，走道板窄村，又有大量管鱼廊，布置设备笨和管道比较困塘难。我们选择遭使用了价格便责宜；体积小；么除湿效率高；蹄不需要另外配宿置冷源和热源喂，也不需要再洽生装置，只要代接上相应的电寺源和处理风管慎道即可运行的络冷冻除湿机，蜘并且把它分布湿在需要降低湿贵度的不同地点兰。隶在选型时考虑斯到冷冻除湿机马对进风温度有蛮一定的要求，统普通型除湿机掠的进风温度坏在睛1能8忠～尸3痒2臣℃远左右，低温型莫除湿机的进风太温度玉在宽5培～娱3捷2范℃陵左右；对于低疾温型除湿机，椒当进风温度低坏于柳1婶8漠℃紧时，还要间断围性地融霜，影沸响除湿效率的吐缺点，选用了涝升温型除湿机孩。待升温型除湿机抽即让制冷系统摧的冷凝热全部漠经过风冷冷凝倒器传给经蒸发踪器除湿后的空烛气，处理空气搅被加热升温，诱出风温度比进太风高蝇1催5庙℃泽左右。空气处音理过程卖为放C谋→拳L零→惊A也。升温除湿适亿合模于幅ε猾＜哥0栏的场合。把尤图冒3适中的风冷冷凝矛器和蒸发器串造联在同一个风食系统中，就是伞升温型除湿机岩原理图。播kJ/kg氏干齐，巡根据文脑献程[1秃]鼻推荐，取蒸发耐器出口处（迅即鸽L民点）相对湿度婶为遍95旦%佩，余则充L梅2精点参数为迅：想tL2=续13.柔9军℃曲，剧dL2=衣9.7g它/kg洲干阁根据文虎献联[2暴]愉推荐，取冷凝肾器负荷系似数份ψ其=1.2约5返，则冷凝负瑞荷华Q2=1.良25×56.抓9=71.1袭k街W捏，送风蚀点黄O丈2谨的参数为：淘kJ/kg思干焰霞tO2=奖39.献8锻℃交,dO2丙=寄9.8g拦/kg扔干岭kJ/k掩g危＜屠0浮，视计算表明升温哲型除湿机只能即消除室内余湿切量，另外不但店不能消除余热嫁，反而增加了种室内的余热量鞭，会使室内的遭温度升高，只号能满足湿度的氏要求，不能达哈到温度的要求路。5结论曲该水厂有大型增综合池的厂房科在设备安装好待后，经过一年揭的跟踪调查，坛实践证明，这各种综合除湿方金法在厂房内低携温高湿的环境摇下应用是完全摊成功的。岗5.1钥在低温高湿的慕环境下选择使挠用冷冻除湿机际时，必须考虑良该机组的特点帅，选用了升温映型冷冻除湿机屑是一种最佳方鹰案。具有其它河机组所无以伦能比的优势，既投达到节能，又惨降低了设备的燥一次性投资和还运行管理费用皮。采5.2蒸置换通风应用摘于大型综合池篇的厂房除湿在桂原理上是可行条的，而且能够协减少除湿负荷宴，改善室内空大气环境，同时逃可以与除湿技圆术结合，成为搂一套完整的系偷统体系，值