大型供暖項(xiàng)目蓄水池對(duì)軟化水硬度影響及防水材料選擇

常 亮

(太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西太原 030012)

1 概述

隨著城市框架的擴(kuò)展，供熱管網(wǎng)不停擴(kuò)張。如果只通過軟化自來水應(yīng)對(duì)管網(wǎng)的應(yīng)急補(bǔ)水，不能保障補(bǔ)水問題快速解決，對(duì)民生等社會(huì)效益帶來影響。所以，為大型的供暖項(xiàng)目配備軟化水蓄水池勢(shì)在必行。

太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司太古供熱分公司熱網(wǎng)設(shè)計(jì)供熱面積7 600萬m2，中繼能源站(熱源)位于下游系統(tǒng)最高點(diǎn)，為系統(tǒng)回水壓力最低點(diǎn)，也是系統(tǒng)最主要補(bǔ)水點(diǎn)，對(duì)熱網(wǎng)安全運(yùn)行極其重要。由于自來水來水能力有限，為保證系統(tǒng)安全，建有8 000 m3左右的地下事故泄水池，用于儲(chǔ)存軟化水作為應(yīng)急備用?，F(xiàn)水池內(nèi)壁為水泥抹平壓光，在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)水池內(nèi)水質(zhì)硬度偏高，且有持續(xù)增加的趨勢(shì)。

2 理論分析

根據(jù)實(shí)地觀察，事故泄水池內(nèi)壁為混凝土結(jié)構(gòu)，與水直接接觸的物質(zhì)為硬化后的水泥。水泥是通過石灰石、黏土和其他校正物質(zhì)經(jīng)過磨細(xì)、煅燒而成，主要化學(xué)物質(zhì)為CaO，SiO2，Al2O3等。水泥加水?dāng)嚢韬笥不纬伤嗍?，?duì)水質(zhì)硬度有直接影響的鈣離子發(fā)生如下反應(yīng):

通過以上變化了解到硬化后的水泥含有大量的Ca(OH)2。Ca(OH)2微溶于水，其溶解的離子變化為:Ca(OH)2(s)Ca2++2OH－。事故泄水池內(nèi)水為軟化水，水中鈣離子已經(jīng)被處理，在與水泥石接觸后促進(jìn)了Ca(OH)2的溶解，使得水中Ca2+濃度增大，水體硬度隨之增加。一段時(shí)間后，水質(zhì)硬度不再符合供熱生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。蓄水池內(nèi)壁長(zhǎng)時(shí)間的被軟水腐蝕會(huì)影響水池內(nèi)壁的強(qiáng)度，存在一定程度的安全隱患?；炷翞閺?fù)雜的化合物，隨著墻壁硬度下降、空隙增大還會(huì)有一些其他物質(zhì)溶于水中對(duì)系統(tǒng)造成危害。

3 實(shí)際生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)分析

圖1 中繼能源站（熱源）軟化水制備、儲(chǔ)存和補(bǔ)充流程圖

軟水箱和事故泄水池可相互補(bǔ)水。在正常狀態(tài)下，由軟化自來水向軟水箱注水，再向供熱管網(wǎng)補(bǔ)水。在應(yīng)急狀態(tài)下，由事故泄水池向軟水箱注水，見圖1。

通過統(tǒng)計(jì)水處理車間記錄的2018.1.5～2018.2.25 軟水罐、水箱以及事故泄水池水質(zhì)硬度化驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到以下曲線，如圖2所示。

圖2 事故泄水池、軟水罐、水箱內(nèi)水質(zhì)硬度變化曲線

通過《事故泄水池、軟水罐、水箱內(nèi)水質(zhì)硬度變化曲線》做如下分析:

1)根據(jù)軟水罐內(nèi)軟化水的化驗(yàn)數(shù)據(jù)，車間軟水設(shè)備運(yùn)行正常。經(jīng)過軟水設(shè)備處理過的水，水質(zhì)情況良好。

2)水箱的水質(zhì)硬度一直處于軟水罐和事故泄水池之間，水箱硬度的上升為事故泄水池向水箱注水造成，水箱對(duì)于軟化水沒有影響。

3)事故泄水池水質(zhì)硬度一直處于不達(dá)標(biāo)的狀態(tài)。隨著時(shí)間的推移，事故泄水池內(nèi)軟化水的硬度在逐漸增加，而軟水罐內(nèi)的軟化水硬度沒有明顯提高，可以確定為事故泄水池內(nèi)壁礦物離子溶解到水中，造成水質(zhì)硬度的提高。

所以，為保障循環(huán)水水質(zhì)，需要對(duì)事故泄水池面層做防水處理。

4 防水材料的選擇

要做好蓄水池的防水工程應(yīng)從選材、設(shè)計(jì)、施工等方面進(jìn)行。在設(shè)計(jì)上根據(jù)各個(gè)防水部位的工程特點(diǎn)、設(shè)防要求、使用部位施工環(huán)境等，結(jié)合防水材料的特點(diǎn)合理地選用防水材料，制訂合理的防水工程設(shè)計(jì)方案，通過施工予以實(shí)施。因此合理地選用防水材料是一個(gè)完善防水工程的基礎(chǔ)。

以供暖系統(tǒng)軟化水蓄水池為背景條件，防水層長(zhǎng)期泡水，在選擇防水材料時(shí)候重點(diǎn)考慮材料的耐水性、低溫柔度好、耐腐蝕、抗裂變、長(zhǎng)久的使用壽命和不會(huì)影響軟化水水質(zhì)。

常規(guī)防水材料分為兩大類:防水涂料與防水卷材。地下蓄水池選用防水卷材常會(huì)因?yàn)檫B接部位處理不好而導(dǎo)致滲漏，或是因?yàn)檎迟N卷材的膠體與卷材的老化程度不一致，導(dǎo)致開裂，引起滲漏。防水涂料具有更好的連貫性，能較好地解決因開裂導(dǎo)致的滲漏問題，見表1。

通過表1中的優(yōu)缺點(diǎn)比較可以看出來聚合物水泥防水涂料和水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料含有水泥成分，達(dá)不到應(yīng)有的防水效果。聚氨酯防水涂料環(huán)保效益差，有刺激性氣味，不利于有限空間作業(yè)。瀝青類和改性瀝青類防水涂料的耐用性不強(qiáng)。

TJ復(fù)合防腐防水涂料為雙組分水乳型彈性涂料，緩解了聚合物乳液防水涂料耐水性差的缺點(diǎn)。TJ復(fù)合防腐防水涂料與其他涂料相比，更能夠滿足供暖系統(tǒng)蓄水的要求。在使用中其涂刷厚度不小于1.5 mm，涂料用量不小于 3.0 kg/m2，如表2，表 3所示。

表1 常規(guī)防水涂料優(yōu)缺點(diǎn)比較表

表2 TJ復(fù)合防腐防水涂料具體性能指標(biāo)表

表3 TJ復(fù)合防腐防水涂料每平方米成本預(yù)算表

以太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司太古供熱分公司為例，用于蓄水的事故泄水池共兩個(gè)，水池長(zhǎng)、寬、高分別為36 m，24 m，5.8 m，設(shè)計(jì)儲(chǔ)水量為8 000 m3，水池內(nèi)壁面積為4 848 m2。根據(jù)上文的用量和預(yù)算，事故泄水池做防水大約需要41.72萬元的費(fèi)用。1 m3的軟水成本在10元左右，8 000 m3的軟化水需要8萬元。TJ復(fù)合防腐防水涂料的有效使用年限在10年左右。所以，將蓄水池的水排掉重制5次～6次的費(fèi)用就相當(dāng)于將蓄水池做防水防護(hù)使用10年的成本，有一定的經(jīng)濟(jì)性。

5 結(jié)論

1)大型集中供熱項(xiàng)目必須建設(shè)較大容量的儲(chǔ)水空間，并需要特別注意儲(chǔ)水空間的內(nèi)壁處理，確保水質(zhì)符合要求。

2)從實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性上面來說，采用TJ防腐防水涂料更能符合大型供暖項(xiàng)目應(yīng)急補(bǔ)水蓄水池防水的運(yùn)行要求。

6 結(jié)語

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的推進(jìn)，城市人口、城市規(guī)模會(huì)不斷提升。對(duì)于城市集中供熱的要求會(huì)越來越高，保障供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定為重中之重， 而蓄水池為系統(tǒng)軟化水供給提供了穩(wěn)定保障。隨著科技的進(jìn)步，會(huì)有越來越成熟的防水材料出現(xiàn)，來滿足生產(chǎn)需要。