摘要：本文以实际工程为背景，对会所热水系统出现的一系列实际问题进行了叙述和分析，针对产生的问题，展开了调查和论证并提出了有针对性的整改方案。希望能与同行们分享。

关键词：热交换器 水质 结垢 水处理 硅磷晶

 

某高尔夫会所地上3层，地下1层，建筑面积约6000m²，集洗浴、桑拿、餐饮、休闲、办公于一身，自2000年7月开业。据2003年统计，球场平均每天接待客人约200人，高峰时达400人，职工约300人，平均每天用水约200吨左右。

热水系统热源主要为一台φ400×2000的壳管式2回程热交换器，管程内走水，壳程走蒸汽，其配管如图1所示。

 

图1.  原热水系统流程

本人自2003年任职其物业部经理后，频繁接到有关热水的投诉，诸如水量不足，温度不稳，花洒头堵塞等。球场总经理Mr. Wyndham Heyring也告知热水问题已持续一段时间，曾有一位女士甚至流着泪向他投诉洗浴时遭受忽冷忽热的痛苦，虽然责令相关人员进行跟进，也采取了一些整改和处理措施，但效果一直不能令人满意。希望我能有所突破，给他一个满意的答卷，并表示，只要能从根本上解决问题，可以在资金上给以支持。

我随即对热水系统的设备构成及运转情况展开了彻底的调查和分析研究。经检查，热交换器的加热介质--- 0.4MPa工作压力的蒸汽及控制设备均无异常。安排对洗浴混水龙头进行拆检，龙头系德国汉斯格雅(Hansgrohe)及日本TOTO自动恒温龙头，在品牌上应属上乘，质量也未发现明显问题，只是由于使用时间长，磨损的原因，冷热水侧有关闭不严的现象，但问题并不严重，检查中发现阀芯及管壁均有明显的垢层。拆开花洒头也发现有较重的结垢现象，孔眼有不同程度的堵塞，部分孔眼堵塞严重。安排时间对系统的唯一热交换器进行拆检，发现交换器共有74根φ18铜管，结垢严重，大约只有5根是通的，而且是进多出少，其他管子全部堵实，部分管中的垢硬得连用螺丝刀都铲不动，如照片1所示。询问相关人员得知，此热交换器的内胆刚刚于上年12月份由原生产厂家换新。本人随即安排对会所的供水送样进行Ca²⁺、Mg²⁺含量检测。检测结果显示，其Ca²⁺、Mg²⁺含量远远超过上海市区供水水质，属典型的结垢型水质，如表1所示。经了解得知，原来会所的供水是由附近的农场提供的地下水。由于系统只有一个热交换器，为了不影响第二天的正常营业，只能对交换器作一些机械清理，疏通了约1/3管路，就草草恢复使用，但效果还是比较明显的，这也充分证明了热水问题的根本原因来自交换器的结垢，换言之，是水的问题。

 

照片1  热水热交换器

表1. 不同水质的硬度比较

指标名称	市区自来水	会所水质
总硬度（mg/L）	221	683
Ca2+（以CaCO3计）（mg/L）	130	408
Mg2+（mg/L）	91	275
Ca2+（mg/L）	52	163

根据以上的种种调查结果，不难得出以下结论：由于使用了结垢型水质，再加上设计时将管程内的工作介质设计为水，这样极易在较短时间内因结垢迅速而造成管路堵塞，导致交换器的换热量及容水量的大幅度下降，最终导致热水供水温度的下降和系统的不稳，尤其在高峰和冬季用水时，该种现象将越加明显，如再加上混水龙头的串水现象，那就更是雪上加霜了。客人的投诉也就可想而知了。这从交换器自疏通恢复使用后仅仅稳定1个多月就又回到以前的状态可以得到证明。

鉴于本地方供水特点以及会所运转需要，考虑到解决热水问题的紧迫性，决定先对热水系统进行改造，然后再研究水质问题。

3.1.热水系统的改造

根据会所及热水系统的运行特点及每天平均用水需求，我向厂家定制了1台容水量为5吨热交换器，并且将管程内的工作介质设计为蒸汽，壳程内的介质设计为水，与原交换器并联，配管如图2所示。这样，整个热水循环系统将有6吨多热水，即使加热蒸汽故障，尚能维持1.5小时以上。整个工程费用（包括安装和保温）11.4万元。新交换器投入使用后，将原交换器前后端盖拆除先进行机械疏通，再进行化学循环清洗，彻底疏通后，装复并作为备用（原设想委托给专业清洗公司处理，但几家专业公司看过现场后，纷纷表示无计可施，建议报废或更换内胆）。

 

图2.  新热水系统流程

3.2.供水系统改造

热水系统改造后，热水忽冷忽热的现象彻底消除，但花洒头孔眼的堵塞现象依然存在，每周必须解体疏通一次。如果不对供水水质进行必要的处理，势必会造成交换器、系统管路和其他设备的迅速结垢，这将大大增加设备的维护成本和能源的浪费，甚至造成设备故障和提前损坏。根据以往记录，按每台交换器每次清洗费5000元，每季度清洗1次计算，1年的清洗费每台就达2万元，尚不考虑其他间接费用和损失。因此，对水质进行必要的技术处理，具有很重要的现实和长远意义。考虑到人与厨房对冷、热水的直接使用，处理后的水质必须达到相关指标。否则，必须新建一个系统专供餐饮使用，但从成本和施工现场看，可操作性不大。经过大量的调查和反复论证，决定采用上海锦礼水处理科技有限公司硅磷晶（SiliPhos）水处理工艺，投资4万元对系统进行了如图4所示的改造。即在供水系统中加装型号及规格为SS-02B/125-150的水处理设备。

 

图3.  原供水流程

 

图4. 新供水流程

新交换器安装运行后，经过一个冬季的运行及最高一天接待403人的考验，未发生一起有关水温问题的投诉。因花洒头孔眼堵塞而引起的投诉，在供水系统改造前，尚时有发生。引进水处理设备后，花洒头孔眼堵塞现象有了明显的改善，使用至今（11个多月）未发生堵塞现象。经打开龙头检查，只有一层薄垢。处理后的水质，经化验其指标处理前后基本无变化并符合生活用水标准，如表2所示。

表2. 水处理前后水质比较

指标名称	水处理前	水处理后
PH (25℃)	7.4	7.4
电导率  (25℃)    μs/cm	738	739
浊度      mg/L	7.0	1.0
总铁      mg/L	0.25	0.20
总磷(以PO43-计)   mg/L	0	2.2

1. 《给水工程》（第四版）严煦世等主编  中国建筑工业出版社， 1999年

2. 《建筑给水排水工程》王增长主编  中国建筑工业出版社， 1998年

3. 《给水排水设计手册（第3册）――城镇给水》（第二版）上海市政工程设计研究院院士编  中国建筑工业出版社， 2003年

4. 《生活饮用水标准》 (GB5749 － 85)

5. 《地表水环境质量标准》 (GB3838 － 2002)

6. 《给水排水管道工程施工及验收规范》 (GB50268 － 97)

7. 《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》 (GB50242 － 2002)

8. 《建筑给水排水设计规范》 (GB50015 － 2003)