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与解决方案

　　我国作为一个水资源相对匮乏的国家，对于水资源的合理利用和保护显得尤为重要。为了防止长期大规模超采地下水导致的地层压密和地面下沉现象，城市在建设水厂时，普遍选择了地面水(如水库水)作为水源。在处理地面水的工艺设计中，多采用一系列流程，包括原水-混合-絮凝-沉淀-过滤-碳吸附-消毒-配水等步骤。然而，在我国北方地区，由于冬季气候寒冷，为了防止这些水处理设施冻结，通常需要将它们放置在加盖的建筑物内。这种设计虽然解决了冬季防冻的问题，但在夏季高温高湿季节，却带来了另一个棘手的问题——结露。

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　　北京市一座日处理量达到150万吨的超大型自来水水厂，就是这样一个典型的例子。该水厂为了减少占地面积，将整个处理工艺及其设施集中布置在一座建筑面积为15000m³的大型网架厂房内，屋顶采用彩板结构。为了控制水中的总藻量，该水厂使用密云水库潮白河库区的深层水，取水点设在深度40米处，原水水温常年保持在1～10℃。然而，当这座水厂正式通水投入运行时，恰逢夏季高温高湿天气，一系列问题随之暴露出来。
 

　　由于厂房内的水面和管道壁面温度较低，而室外空气温度和湿度较高，当室外空气通过门、窗缝隙进入室内时，遇到低温的水面和管道壁面，立即发生结露现象。这种结露现象迅速恶化，产生了大量雾气，弥漫在整个室内空间，使得厂房内的能见度极低，甚至“伸手不见五指”，严重影响了工作人员的操作和设备的正常运行。夏季过后，经检查发现，许多设施表面出现了霉变，有些管道及电力线桥架也出现了锈蚀现象。这些问题不仅降低了电气设备的可靠性，还给安全生产带来了严重威胁。
 

　　针对这一问题，我们需要从设计和设备两个方面入手，提出切实可行的解决方案。首先，在设计方面，我们需要考虑如何减少室外空气的进入量，并同时考虑对室内空气进行除湿。具体来说，当外界空气焓值低于或等于厂房内空气焓值时，可以优选通风除湿的方法，通过自然通风或机械通风的方式，将低焓值的空气引入厂房内，以降低室内空气的温度和湿度。然而，当外界空气焓值高于厂房内空气焓值时，就必须减少室内外空气的流通量，采用除湿设备来控制厂房内的相对湿度。
 

　　在除湿设备的选择上，我们需要根据厂房的具体情况和除湿需求进行综合考虑。目前，常用的除湿设备主要有冷冻除湿机、液体除湿机、转轮除湿机等。其中，冷冻除湿机以其除湿效率高、运行稳定、维护方便等优点，在大型厂房的除湿应用中得到了广泛应用。冷冻除湿机的工作原理是通过制冷系统将空气冷却到露点以下，使空气中的水蒸气凝结成水并排出，从而达到除湿的目的。
 

　　然而，在选择冷冻除湿机时，我们还需要考虑其适用场合和空气处理过程。对于有大面积水面的综合池来说，由于水面和管壁表面温度较低，且结露位置主要集中在这些表面附近，因此，我们需要选择能够产生低露点空气的除湿机，并将送风口设置在池面附近，以形成置换通风的效果。通过置换通风，可以不断输送低露点空气到池面附近，使池面附近空气的露点低于池面温度，从而解决结露问题。
 

　　在实际工程中，我们采用了冷冻除湿机结合置换通风的除湿方案。具体做法是，在厂房内设置了多台冷冻除湿机，并根据厂房内的空气流动情况和结露位置，合理布置送风口和排风口。同时，我们还对厂房的门窗进行了密封处理，以减少室外空气的进入量。通过这些措施的实施，我们成功地解决了厂房内的结露问题，并提高了室内环境的空气品质。
 

　　经过一个夏季的运行，我们发现采用冷冻除湿机结合置换通风的除湿方案取得了显著的效果。首先，厂房内的雾气明显减少，能见度得到了极大提高，工作人员的操作和设备运行也变得更加安全可靠。其次，由于减少了室外空气的进入量，并采用了除湿设备对室内空气进行除湿处理，使得厂房内的相对湿度得到了有效控制，避免了设施表面的霉变和管道的锈蚀现象的发生。最后，由于置换通风的高换气效率，使得室内环境的空气品质得到了提高，同时也降低了运行能耗。
 

　　综上所述，北方地区大型水工构筑物在高温高湿季节的结露问题是一个不容忽视的问题。针对这一问题，我们需要从设计和设备两个方面入手，提出切实可行的解决方案。通过采用冷冻除湿机结合置换通风的除湿方案，我们可以有效地解决厂房内的结露问题，并提高室内环境的空气品质。同时，我们还需要加强对厂房的门窗密封处理和对除湿设备的维护保养工作，以确保除湿效果的稳定性和持久性。只有这样，我们才能确保水厂的安全生产和稳定运行，为社会的经济发展和人民群众的生活用水提供有力保障。