Вода для котлов – Водоподготовка для котельной и котельная вода

что это такое, характеристики и требования к ph

Для котлов и котельных, независимо от специфики эксплуатации, большую роль играет качество котловой воды. Если использовать неподходящий теплоноситель, есть риск снижения срока службы и появления неисправностей в функционировании парового и водогрейного оборудования.

Если на предприятии или в частном владении есть подобные устройства, необходимо серьезно отнестись к выбору воды, учитывая материал, из которого они сделаны, рекомендации производителей котельного оборудования и установленные ГОСТами нормы.

Котловая вода паровых котлов

Сейчас все большую популярность приобретают котлы для обеспечения тепла и горячего водоснабжения, где в качестве теплоносителя используется нагретая вода и пар. Котловая вода – это питательная вода, которая нагрелась и циркулирует по системе после попадания внутрь нагревательного оборудования. После воздействия в её составе появляются нежелательные соли жесткости, частицы меди, железа, а также происходит разложение карбоната натрия на углекислый газ и щелочь. Если говорить простым языком, что такое котловая вода, то это жидкость, циркулирующая внутри системы отопления.

Обычная водопроводная вода, поступающая из озер, рек, артезианских скважин и других природных источников, содержит большое количество вредных примесей. При нагреве они образуют соединения, которые разрушают детали оборудования (особенно негативное влияние оказывают на ТЭНы) и провоцируют образование накипи из-за накапливания калия и магния на стенках, вследствие чего увеличивается продолжительность нагрева, котел быстрее изнашивается и возрастают текущие затраты на электроэнергию.

Поэтому крайне важно, чтобы котловая питательная вода (еще ее называют — вода для отопления) была очищенной и умягченной, то есть подготовленной для использования внутри нагревательной системы.

 

​! Важно: В 95% случаев главной причиной поломки котла является неудовлетворительное качество котловой воды.

Характеристики котловой воды

Наиболее точно указаны нормы качества котловой воды в ГОСТе и РД 34.37.522-88, но практика показывает, что владельцы оборудования обращают внимание на то, что заливалось и в данный момент используют только после выхода из строя каких-либо деталей.

Учитывая, что оборудование дорогостоящее, разумнее изначально позаботиться о применении очистительных систем и умягчителей либо наладить поставки готовой воды для котлов. Предварительно проводится лабораторная проверка, позволяющая сравнить образцы с установленными нормативами. При анализе котловой воды определяются:

• общая жесткость;

• количество частиц натрия, железа, меди,

• степень фосфатизации;

• кислотность при разных режимах;

• растворенный кислород;

• присутствие нефтепродуктов и аммиачных соединений;

• электрическая проводимость;

• гидразин.

Требования к котловой воде

Все применяемые в быту и на производстве нагревательные устройства делят на паровые и водогрейные, и от типа котла зависит то, какая рабочая жидкость может быть использована без риска раннего выхода оборудования из строя и обеспечения его бесперебойной работы. На нормативные параметры влияют также температурный режим, уровень мощности котла, рабочее давление, специфика его конструктивного решения и материл, из которого сделаны детали.

Но есть и универсальные требования, например, питательная вода для котлов – это бесцветная жидкость, в которой отсутствуют какие-либо взвешенные примеси. Котловая вода паровых котлов, имеющих давление менее 4 МПА, должна иметь относительную щелочность менее 20%, а в случае наличия сварных барабанов допустимое значение вырастает до 50%. Если давление установки находится в пределах 4-10 МПА, норма составляет до 50%, а если 10-14 МПА, то менее 30%. В числе других требований:

• растворенный кислород до 0,1мг/кг;

• прозрачность по шрифту до 20см;

• нефтепродукты до 5 мг/кг;

• общая жесткость – до 0,1.

 

​! Важно: Котловая вода должна быть подготовленной — умягченной и не содержать коррозийных газов.

Добиться того, чтобы содержание фосфатов в котловой воде и другие характеристики были оптимальными, достаточно сложно с технической и финансовой точки зрения, особенно когда речь идет о бытовых водонагревателях и паровых котлах.  Альтернативой организации процесса очистки может стать покупка подготовленной по всем параметрам, включая ph, котловой воды.

На этой странице можно выбрать  подходящую фасовку и купить котловую воду лабораторного качества, не сомневаясь в том, что кислотность и щелочность соответствуют действующим требованиям государственных стандартов.

smoly.ru

как уберечь котел от преждевременной поломки

Любой специалист сможет, ни секунды не сомневаясь, подтвердить, что качество котловой воды оказывает непосредственное влияние на надежность и эксплуатационный срок каждой отдельно взятой котельной установки. По этой причине выдвигают особые требования к котловой воде, чтобы снизить риск поломки дорогостоящего оборудования и обеспечить максимально надежную работу. Для котловой воды важно, чтобы она отвечала следующим четырем основным параметрам:

Решения BWT для очистки теплообменников:

• жесткость должна приравниваться к 0,02 °Ж;
• кислотность не должна опускаться ниже 9,0 pH;
• котельная вода обязательно должна быть фосфатирована;
• котельная вода не должна содержать излишек кислорода.

В качестве источников питания котлов выступает городская водопроводная система, или же различные природные источники такие как реки, озера и пруды, а кроме того, грунтовые и даже артезианские воды. Как показывает практика, в большинстве случаев воды природного происхождения отличаются повышенным содержанием различных примесей, например, в виде растворенных солей, а также механических и коллоидных примесей. 

Специалисты крайне не рекомендуют использовать такую жидкость для питания паровых котлов, без предварительно проведенной водоочистки. Стоит также отметить, что одной только очистки и подготовки жидкости может быть недостаточно, поэтому, кроме всего прочего, важно использовать также и умягчители воды. Это связано с тем, что в паровых котлах, как и в любых других устройствах, в процессе деятельности которых происходит нагревание или даже испарение воды, без должного ухода и при использовании низкокачественной несмягченной и неочищенной воды могут образовываться твердые отложения и накипь.

Накипь образуется в том случае, когда в жидкости содержится в избыточном количестве соли магния и кальция, что никак не соответствует требованиям к котловой воде. Именно соли этих элементов определяют жесткость используемой воды, и чем больше жидкость содержит этих солей, тем она жестче. Образовавшаяся на нагревательных элементах котла накипь, оказывает негативное влияние на теплопроводность металла, а, следовательно, увеличивается время, необходимое на разогрев оборудования. 

В результате этого также увеличиваются финансовые траты, связанные с оплатой электроэнергии, потребляемой котлом. Соли вышеуказанных элементов также имеют способность оседать на различных важных деталях котла, например на ТЭНе, и провоцировать их преждевременный выход из строя. Наиболее часто на деталях котлов встречаются следующие виды накипи, которые обусловлены химическим составом воды:

• Карбонатная накипь;
• Силикатная накипь;
• Сульфатная накипь.

Какой бы из этих видов накипи не начал образовываться на деталях котла, она в любом случае приведет к поломке отопительного оборудования. По этой причине важно позаботиться о подходящей системе водоочистки и водоподготовки, а также об умягчителях воды. При этом важно понимать, что стоимость очистительных систем и умягчителя вряд ли можно сравнить с финансовыми тратами, которые влечет за собой постоянный ремонт старого котла или приобретение нового оборудования.

Нужно также отметить, что, в зависимости от назначения и конструкционных особенностей, все существующие на сегодняшний день котловые системы можно подразделить на две крупные категории. Первую категорию составляют водогрейные котлы, вторую — паровые. Для каждой из этих категорий существует специальный комплекс требований к котловой воде, которые во многом определяются температурным режимом и мощностью самого устройства. Несмотря на то, что эти требования несколько ниже, чем требования, предъявляемые к питьевой воде, тем не менее, они также довольно высоки. Этими требованиями определяется содержание кислорода, углекислоты, а также жесткость и pH воды. Каким бы ни был котел, к воде, которую он использует в своих целях, применяют особое общее для всех требование, это отсутствие взвешенных примесей и окраски какого либо оттенка.

Бытовые водогрейные котлы довольно часто сталкиваются с такой проблемой, как водопроводная вода повышенной жесткости с различными механическими примесями. В подобном случае водоочистка происходит в два этапа, а именно умягчение воды и механическая фильтрация.

Смотрите также:

www.bwt.ru

как и зачем очищать воду для котлов

На предприятиях часто используют котельные для обогрева, выработки пара или горячей воды. В итоге система котлов превращается практически в полноценный отдел предприятия, которому тоже нужно обслуживание. Речь о предотвращении образования минеральных отложений, накапливающихся внутри котлов, для чего и нужна водоподготовка в котельной.

Цели и задачи системы водоподготовки для котельной

Пример современной котельной на предприятии

Котел – самая дорогая часть котельной, поэтому нужно строго соблюдать требования по воде. В котельных используют водогрейные или паровые котлы. На каждый из них выпускают технический паспорт, где указаны обязательные нормативы по качеству воды.

Нормы качества воды для паровых котлов:

Показатель	Рабочее давление, МПа (кгс/см2)
	0,9 (9)	1,4 (14)	2,4 (24)	4 (40)
Прозрачность по шрифту, см, не менее	30	40	40	40
Общая жесткость, мкг-экв/кг	30*	15*	10*	5*
	40	20	15	10
Содержание соединений железа (в пересчете на Fe), мкг/кг	Не нормируется	300*	100*	50*
		Не нормируется	200	100
Содержание соединений меди (в пересчете на Сu), мкг/кг	Не нормируется			10*
				Не нормируется
Содержание растворенного кислорода (для котлов с паропроизводительностью 2 т/ч и более)**, мкг/кг	50*	30*	20*	20*
	100	50	50	30
Значение рН при 25°С***	8,5-10,5
Содержание нефтепродуктов, мг/кг	5	3	3	0,5
* В числителе указаны значения для котлов, работающих на жидком топливе, в знаменателе — на других видах топлива. ** Для котлов, не имеющих экономайзеров, и для котлов с чугунными экономайзерами содержание растворенного кислорода допускается до 100 мг/кг при сжигании любого вида топлива. *** В отдельных случаях, обоснованных специализированной научно-исследовательской организацией, может быть допущено снижение значения рН до 7,0.

Нормы качества воды для водогрейных котлов:

Показатель	Система теплоснабжения
	Открытая			Закрытая
	температура сетевой воды, °С
	115	150	200	115	150	200
Прозрачность по шрифту, см, не менее	40	40	40	30	30	30
Карбонатная жесткость при рН не более 8,5, мкг-экв/кг	800*	750*	375*	800*	750*	375*
	700	600	300	700	600	300
Карбонатная жесткость при рН более 8,5, мкг-экв/кг	Не допускается			По графику, см. ниже***
Содержание растворенного кислорода, мкг/кг	50	30	20	50	30	20
Содержание соединений железа (в пересчете на Fe), мкг/кг 300	300	300*	250*	600*	500*	375*
		250	200	500	400	300
Значение рН при 25°С	От 7 до 8,5			От 7,0 до 11,0**
Содержание нефтепродуктов, мг/кг	1,0
* В числителе указаны значения для котлов на твердом топливе, в знаменателе – на жидком и газообразном топливе. ** Для теплосетей, в которых водогрейные котлы работают параллельно с бойлерами, имеющими латунные трубки, верхнее значение рН сетевой воды не должно превышать 9,5. *** Определение нормируемого значения карбонатной жесткости в зависимости от карбонатной щелочности при рН>8,5 (закрытая система теплоснабжения) – см. рисунок

Главную опасность для котлов представляет жесткая вода и растворенный кислород в воде, с ними и предстоит бороться. Сложность задачи напрямую зависит от качества воды и ее источника.

В процессе нагрева воды ионы кальция и магния образуют нерастворенную форму и оседают накипью на нагревательных элементах и стенках агрегатов. Как результат, накипь хуже проводит тепло, КПД котельной снижается, система постепенно изнашивается. Жесткость воды ведет к поломкам котлов и коррозийным процессам в трубах.

Главная цель водоподготовки для котельной – умягчение воды.

Какое оборудование используют для водоподготовки

Классическая схема системы очистки воды для котельных:

• Первый этап – фильтры механической очистки. Это средства грубой очистки, которые убирают крупные загрязняющие частицы – песок, камни, взвеси. Для этого используют сетчатые и дисковые механические фильтры грубой очистки.
• Второй этап – умягчение и удаление растворенных в воде минеральных солей. Для этого используют установки умягчения и обессоливания – ионообменные фильтры или обратный осмос.
• Третий этап – удаление кислорода. Здесь используют 2 метода очистки: химический и термический. Первый осуществляется с помощью дозации в воду реагента. Мы используем корректирующее средство для химического связывания кислорода Гидрос-К9. Этот реагент не образует летучие пары и поэтому может использоваться для производства пара в пищевой промышленности. Термический метод представляет из себя удаление свободного кислорода в деаэраторе.

В зависимости от качества источника воды, перед вторым этапом помимо грубой механической очистки может потребоваться обезжелезивание и аэрация – окисление железа кислородом.

Пример промышленной установки для обратного осмоса

С точки зрения умягчения и защиты оборудования котельной от солей, самый эффективный способ из существующих – обратный осмос. Это глубокая очистка от солей, убирающая до 99 % вредных веществ. Жидкость под давлением насосами подается на обратноосмотические мембраны, которые пропускают только молекулы воды и задерживают загрязнения.

Выбор конкретного оборудования упирается в технико-экономическое обоснование. Отталкиваясь от качества воды мы подбираем оптимальное решение по соотношению цены и качества. Рассчитываем капитальные затраты на приобретение оборудования и эксплуатационные затраты. В последние входят расходы на исходную воду, сброс концентрата, электроэнергию, реагенты, фильтрующие элементы и работы по их замене. В результате имеем расчет себестоимости 1 куб.м. очищенной воды пригодной для котла.

Основные ошибки водоподготовки

1. Ошибки проектирования.
   Связаны с отсутствием этапа проектирования в принципе или с использованием проекта компании, не специализирующейся на водоподготовке.
2. Ошибки заказа оборудования.
   Связаны с неоправданной экономией. Например, когда приобрели дорогостоящий котел, но сэкономили на водоподготовке.
3. Ошибки эксплуатации.
   Связаны с отсутствием в штате квалифицированных кадров, а также с отказом от регулярного технического обслуживания, когда предприятие не заключает договор на ТО.

Чтобы избежать подобных проблем и лишних трат, рекомендуется обязательное проведение правильного технического обслуживания системы.

При подписании договора с «Гидрос» на плановое ТО наши мастера проверяют оборудование каждый квартал. Если в период действия договора что-то выйдет из строя, произведем ремонт за наш счет.

Читайте также:

gidros.org

Химводоподготовка для котельной на водогрейных и паровых котлах: журнал ХВО

В современных котельных перед запуском проводят процесс водоподготовки для паровых и водогрейных котлов. Это обязательная процедура, в которой нуждается всё, без исключения, имеющееся оборудование.

Указанное мероприятие служит профилактической мерой, позволяющей предотвратить формирование минеральных отложений на внутренних поверхностях нагревательных систем. Систематически проводящаяся водоподготовка для котельных служит залогом бесперебойной работы тепловых установок, с допустимым сроком в течение отопительного сезона.

СодержаниеПоказать

Задачи водоподготовки котельных

Вода является необходимым атрибутом для формирования жизни на планете, так как обладает способностью растворять в себе различные минеральные вещества. Кроме этого она способна выполнять различные вспомогательные функции в системах жизнеобеспечения. Ее используют в качестве дешевого теплоносителя, наполняющего системы трубопроводов парового и водогрейного отопления.

Однако, благодаря своим химическим свойствам, вода переносит множество всевозможных элементов, способных осаждаться при нагревании. Это свойство создает определенные сложности для рабочего режима отопления, что становится причиной систематического технического обслуживания узлов, участвующих в процессе нагревания.

Примеси, осаждающиеся на стенках трубопроводов, условно разделяют на следующие группы:

• нерастворимые механические;
• коррозийно-активные;
• растворимые, выпадающие в осадок.

Каждый из представленных типов примесей может стать причиной повреждения оборудования и отдельных узлов отопительных установок. Такой состав воды может привести как к выходу из строя агрегата, так и к снижению эффективности работы отопления. По этой причине вода, использующаяся в качестве теплоносителя, должна проходить предварительную фильтрацию от механических примесей. Данная мера поможет предотвратить преждевременное засорение насосов циркуляции и запорных механизмов.

Однако процесс фильтрации, который предусматривает водоподготовка для котельной, позволяет исключить из состава теплоносителя только нерастворенную в воде часть примесей.  Это могут быть песчинки и глина, а также осадки оксида железа, образованные в результате взаимодействия влаги со стальными поверхностями.

Тем не менее, вода сохранит растворенные вещества, которые проявятся в процессе нагревания, приведя к таким последствиям как:

• образование накипей;
• коррозия стальных элементов;
• осадок солей выносимых паром;
• вспенивание воды.

Указанные проявления могут привести к частичному уменьшению внутреннего диаметра трубопровода или к его полному засорению. Кроме этого существует вероятность образования воздушных пробок и появления повреждений на стальных поверхностях.

Основная задача такого процесса как водоподготовка котельных — это создание эффективного теплоносителя, лишенного вредоносных примесей.

Требования к питательной воде котлов отопления

Все котельные могут работать по двум принципам – либо они паровые, либо водогрейные. Многое также зависит от типа агрегата, мощности и режима температур, в пределах которых осуществляется работа. Для каждого случая изменяются требования к составу используемой воды.

По этой причине степень очистки воды может иметь различные требования. Состояние теплоносителя должно обеспечивать бесперебойную работу системы на продолжительном участке времени, исключая засорения и риск возникновения коррозийных образований.

Главный показатель состояния теплоносителя это его жесткость, которая условно обозначается – pH, так как определяет активность растворенного в растворе водорода.

Для приведения химического состояния воды, в системах водоподготовки оборудованных для котельной, к требуемым параметрам принято проводить следующие этапы очистки:

• механическая водоочистка;
• процесс обезжелезивания;
• процесс смягчения – извлечения жестких солей;
• реагентная очистка, позволяющая исключить содержание инертных газов и снизить содержание кислорода, часто превышающего норму.

Для всех систем на первом этапе проводят механическую очистку, которая позволяет извлечь из воды все нерастворенные вещества. В зависимости от исходного состояния теплоносителя, эта процедура может повторяться несколько раз.

Ее предназначение — исключать из состава жидкости все примеси, такие как песок, металлическая окалина, шлам и прочие составляющие, не проходящие через фильтр. Боле сложные схемы очистки проводятся в избирательном порядке, который определяется характеристиками используемого газового оборудования.

Способы ХВО для котельных

Аббревиатура ХВО обозначает химическую водяную очистку, которая производится с целью приведения состояния воды к необходимым нормам. ХВО стандартной котельной производят при помощи специального комплекса, который состоит из водоподготовительных систем предочистки. Иными словами — ионитных фильтров, позволяющих снизить жесткость теплоносителя и насосов с дозаторами, изменяющих химический состав жидкости.

Смягчение воды

Процесс смягчения, предусмотренный в ходе проведения химводоподготовки для водогрейных и паровых котлов, имеет несколько последовательных этапов. Для начала воду пропускают через катионит в натриевой форме – это синтетический материал, состоящий из сополимера стирола содержащего дивинилбензол. Такая процедура позволяет произвести замещение солей жесткости натриевыми солями.

Плюс ко всему, в результате химических реакций, происходит истощение емкости смол, поддающихся ионообменным процессам. Чем выше изначальная жесткость воды, тем быстрее активная смола утрачивает величину своей емкости. После нейтрализации смол управляющий клапан, расположенный на фильтре, запускает процедуру регенерации.

Регенерация воды

На этапе регенерации подготовленный теплоноситель разводят 26-ти процентным раствором натриевой соли. Для этого ионный фильтр комплектуется отдельным баком, в котором готовят солевой раствор. Кроме этого очистные установки обеспечиваются дозирующими комплексами, осуществляющими реагентную обработку жидкости.

Для этого используют насосы с дозаторами, которые вводят в состав теплоносителя АМИНАТ КО 2 или КО 5 из отдельных резервуаров. Эта процедура позволяет снизить концентрацию кислорода и сбалансировать показатель pH. Установки ХВО настроены на непрерывный цикл работ, обеспечивая котельные установки безопасным теплоносителем круглосуточно.

Журнал по водоподготовке

Эксплуатация котлов водогрейного или парового принципа действия сопровождается систематическим снятием определенных показаний с занесением в эксплуатационный журнал. Это техническая документация, которая ведется в хозяйстве каждой котельной.

На основе записей в журнале по водоподготовке котельной составляются выводы, определяющие качественный показатель теплоносителя, подаваемого в установку в заданном временном интервале. Для этого заполняемый бланк содержит сведения о времени продувки и показаниях проб. Каждая проба демонстрирует состав воды и соотношение рабочих характеристик.

Образец журнала вы можете скачать здесь.

От качества воды, которой подпитывают котел в процессе работы, зависит длительность эксплуатации устройства и рабочие характеристики его основных элементов. Повышение негативных составляющих в составе теплоносителя приводит к преждевременному выходу из строя агрегата или отдельных его частей.

В отдельной графе (32) указывают:

• разновидность и толщину накипи;
• наличие коррозии;
• наличие неплотностей в соединениях заклепочного, а также вальцовочного типа.

Эти показатели снимаются при каждой остановке агрегата для проведения технического обслуживания или ремонтных (монтажных) работ. А также с их помощью составляется техническое задание для предстоящего рабочего периода.

kotle.ru

Требования к воде и пару

Требования к воде и пару

Вода, используемая в парогенераторах и водогрейных котлах, в зависимости от участка технологической цепи, на котором она используется, носит различные названия. Вода, поступающая в котельный цех от различных источников водоснабжения, называется исходной или сырой водой. Эта вода, как правило, поступает для предварительной химической подготовки перед использованием ее для питания парогенераторов и водогрейных котлов.

Вода, поступающая для питания парогенераторов и предназначенная для восполнения испарившейся воды, называется питательной водой, а для восполнения потерь или расходов воды в тепловых сетях — подпиточной водой. Котловой водой называют воду в котле, из которой получается пар.

Пар, получаемый в промышленных котлах, направляется в различные теплоиспользующие аппараты, конденсат из которых возвращается не полностью. Кроме того, часть пара и воды при наличии неплотностей теряется. В связи с этим необходимо систематически добавлять некоторое количество воды извне. В водогрейные котлы также приходится добавлять некоторое количество воды из-за ее утечек в системе теплоснабжения или использования потребителями.

Лучшей для питания котлов является вода, получаемая при конденсации пара, так как в ней содержится незначительное количество загрязняющих ее веществ. Вода, получаемая из различных источников водоснабжения, всегда хуже конденсата. Поэтому сырую воду перед использованием для питания котлов или подпитки тепловых сетей предварительно обрабатывают с целью улучшения ее качества.

Качество сырой, питательной, подпиточной и котловой воды характеризуют сухим остатком, общим солесодержанием, жесткостью, щелочностью, содержанием кремниевой кислоты, концентрацией водородных ионов и содержанием коррозионно-активных газов.

Сухим остатком называется содержание растворенных и коллоидных неорганических и органических твердых примесей, выраженное в мг/кг или мкг/кг. Сухой остаток определяется выпариванием воды, профильтрованной плотным бумажным фильтром, с последующей сушкой остатка при температуре 110 °С.

Общее солесодержание характеризует суммарное содержание минеральных веществ, растворенных в данной воде, выраженное в мг/кг или мкг/кг.

Общей жесткостью воды называют суммарное содержание в воде солей магния и кальция. Различают карбонатную жесткость, обусловленную растворенными в воде солями кальция [Са(НС0₃)₂] и магния [Mg(HC0₃)₂], и некарбонатную, обусловленную всеми остальными солями кальция и магния (CaS0₄, MgS0₄, СаС₁₂, MgCl₂ и др.).

Общая жесткость разделяется на временную и постоянную. Временная жесткость, обусловленная содержанием в воде бикарбонатов кальция и магния Са(НС03)2 и Mg(HC03)2, устраняется при кипении воды. Постоянная жесткость обусловлена содержанием в воде солей магния и кальция, кроме двууглекислых. Жесткость воды выражается концентрацией соответствующих ионов растворенных веществ, выраженной в эквивалентных единицах — микрограмм-эквивалент на килограмм (мкг-экв/кг) или миллиграмм-эквивалент на килограмм (мг-экв/кг). При этом 1 мкг-экв/кг=0,0005 ммоль/кг.

Щелочностью воды называют суммарное содержание в ней гидроксильных, карбонатных, бикарбонатных и других анионов. В зависимости от содержания анионов, характеризующих щелочность, различают: гидратную щелочность, обусловленную концентрацией гидроксильных анионов; карбонатную, обусловленную концентрацией карбонатных анионов; бикарбонатную, обусловленную концентрацией бикарбонатных анионов. Щелочность измеряется в мкг-экв/кг или мг-экв/кг.

Кремнесодержанием называют суммарную концентрацию в воде различных соединений кремния, которые могут находиться как в молекулярной, так и в коллоидной формах. Кремнесодержание условно пересчитывают на Si0₂ и выражают в мкг/кг или мг/кг.

Весьма важное значение имеет показатель pH, характеризующий концентрацию в воде водородных ионов. В воде происходит непрерывный обратимый процесс диссоциации молекул воды на ионы водорода Н⁺ и гидроксильные ионы ОН^—. Одновременно диссоциирует весьма небольшое число молекул (около десятимиллионной части всех молекул). Однако в результате диссоциации в воде находится определенное равновесное число ионов водорода Н⁺ и гидроксильных ионов ОН^—. В чистой воде концентрация водородных ионов всегда равна концентрации гидроксильных ионов. При наличии в воде растворенных веществ указанное равенство нарушается. Концентрация водородных ионов в химически чистой воде при температуре 22 °С равна 10-7. Концентрацию водородных иолов в воде принято выражать десятичным логарифмом этого числа, взятым с обратным знаком, и обозначать pH. Следовательно, для абсолютно чистой воды pH = 7. При pH, меньшем 7, концентрация ионов водорода увеличивается, что свидетельствует о кислой реакции воды. Для воды, содержащей растворенные щелочи. pH больше 7.

Коррозионно-активными газами, содержащимися в воде, являются кислород и углекислый газ. Содержание их в воде выражается в мкг/кг или мг/кг.

В соответствии с правилами Госгортехнадзора к питательной воде котлов, имеющих естественную циркуляцию при давлении до 4 МПа, и к подпиточной воде водогрейных котлов применяются определенные требования к воде и пару. Нормы качества питательной воды для парогенераторов при докотловой обработке в соответствии с ГОСТ 20995-75 приведены в табл. 6-1.

Нормам качества подпиточной воды для тепловых сетей соответствуют требования к воде и пару СНиП 11-36-73 «Тепловые сети. Нормы проектирования» приведены в табл. 6-2.

Требования к воде и пару предъявляются при питании котельных агрегатов химически очищенной водой малой жесткости когда возможно отложение накипи на поверхностях нагрева. Поэтому применяют коррекционный метод обработки, вводя в котловую воду специальные реагенты, называемые коррекционными веществами. В качестве коррекционных веществ в котловую воду экранированных котлов вводятся фосфаты.

Ввод фосфатов служит также для предупреждения межкристаллитной коррозии. Для паровых котлов давлением более 1,6 МПа рекомендуется солефосфатный режим, при котором в котловой воде допускается наличие определенного избытка щелочей наряду с фосфатами, сульфатами и хлоридами. Эти соединения оказывают положительное воздействие на металлы, так как они, имея ограниченную растворимость при высоких температурах, при упаривании котловой воды выпадают в оса­док и закупоривают неплотности в котле. Избыток фосфатов в котловой воде с одной ступенью испарения должен быть при солефосфатном режиме не менее 10 и не более 20 мг/кг; для котлов со ступенчатым испарением по чистому отсеку не менее 10 и по солевому отсеку — не более 75 мг/кг.

В последнее время наряду с фосфатированием для барабанных паровых котлов предъявляются требования к воде и пару и рекомендуется комплексонный водный режим, разработанный Т. А. Моргуловой. При этом режиме в питательную воду вводится определенная доза этилендиаминтетра — уксусной кислоты (ЭДТА) или ее двухзамещенной натриевой соли, называемой трилоном Б. Эти соединения способны образовывать растворимые в воде комплексы со всеми накипеобразующими катионами, включая железо, при значениях pH воды не выше 9,5. Комплексно должен вводиться в питательную воду перед питательным насосом. Весь тракт дозирования должен быть выполнен из нержавеющей стали. Концентрация дозируемого раствора не должна превышать 15 мг/кг.

Пар, получаемый в котле, должен быть чистым во избежание отложения накипи на внутренней поверхности труб пароперегревателя н теплообменных аппаратов. Качество пара, получаемого в котлах, зависит от его влажности и концентрации загрязняющих котловую воду веществ.

Влажный пар характеризуется влажностью и солесодержанием. Влажностью называют массовую долю влаги, содержащейся в насыщенном паре. Под солесодержанием пара понимают отношение (мг/кг)

Качество насыщенного и перегретого пара в соответствии с ГОСТ 20995-75 должно отвечать нормам, приведенным в табл. 6-3.

Для снижения влажности пара применяются паросепарационные устройства, описанные в § 6-6. Для уменьшения содержания веществ, загрязняющих котловую воду, производится продувка, т. е. удаление части котловой воды и замена ее питательной водой. Содержание загрязняющих веществ в котловой воде тем меньше, чем больше при прочих равных условиях продувка.

Различают продувку непрерывную и периодическую. Непрерывная продувка производится без перерывов в течение всего времени работы котла, а периодическая — кратковременно через большие промежутки времени. В результате периодической продувки из котла вместе с небольшим количеством котловой воды удаляют осевший шлам, который образуется из веществ, кристаллизующихся в объеме котловой воды. Периодическую продувку производят из нижних точек (нижний барабан и нижние коллекторы экранов). Непрерывная продувка обеспечивает равномерное удаление из верхнего барабана растворенных в котловой воде солей. С непрерывной продувкой теряется значительное количество теплоты. При давлении пара 1,0-1,4 МПа каждый процент неиспользуемой продувки увеличивает расход топлива примерно на 0,3%. Использование теплоты непрерывной продувки возможно в системе отопления, в водяных тепловых сетях для подпитки или в специально устанавливаемых сепараторах (расширителях) для получения вторичного пара. Однако использование теплоты продувочной воды не означает, что продувка может быть большой. Следует учитывать, что котловая вода имеет более высокий тепловой потенциал по сравнению с водой, используемой в сепараторе (расширителе) продувки. Поэтому необходимо всемерно снижать продувку.

Одним из наиболее эффективных методов снижения потерь котловой воды с продувкой является ступенчатое испарение. Ступенчатое испарение заключается в том, что в водяном объ­еме котла создают зоны с различным содержанием солей в котловой воде. Это достигается разделением водяного объема барабана котла с его поверхностями нагрева на отдельные отсеки. При этом продувка производится из отсека с наиболее высоким содержанием солей, а отбор основной массы пара, направляемого в пароперегреватель, производят из отсека с наименьшей концентрацией солей в котловой воде.

Простейшим является двухступенчатое испарение, сущность которого заключается в следующем. Водяной объем верхнего барабана разделяется перегородкой с отверстием на два отсека (рис. 6-4): чистый 6 и солевой 2. Питательная вода поступает в чистый отсек, а солевой питается из чистого через отверстие в перегородке 3. В чистом отсеке образуется примерно 80 % пара, а в солевом -20%. Следовательно, из чистого отсека в солевой поступает 20 % воды, которая для чистого отсека является продувочной.

При такой продувке содержание солей в чистом отсеке крайне мало и из него получается пар весьма хорошего качества. В солевом отсеке поддерживается высокое содержание солей за счет малой продувки и, следовательно, получаемый из него пар имеет высокое солесодержание. Однако из пара, выдаваемого солевым отсеком, стремятся удалить капельки котловой воды, пропуская пар через сепарирующие устройства и затем в паровое пространство чистого отсека. При прохождении через это пространство пар солевого отсека дополнительно очищается. В результате качество пара, выдаваемого котлом, определяется содержанием солей в котловой воде чистого отсека. Конструктивно ступенчатое испарение в котлах выполняют с расположением солевых отсеков непосредственно в верхнем барабане или устанавливают выносные циклоны. Чаще всего на вторую ступень испарения включают боковые экраны котла.

Режим продувки и качество котловой воды устанавливаются путем специальных теплохимических испытаний. Предельные значения солесодержания котловой воды, рекомендуемые заводами-изготовителями котлов, приведены в табл. 6-4.

toplivopodacha.ru

Котельная вода — СМОЛЫ

Водоподготовка — это последовательная обработка воды, поступающей из начального водоисточника к конечному потребителю, для приведения её свойств и качества к соответствию производственным или бытовым требованиям. Водоподготовка проводится на сооружениях или в фильтрах водоочистки для нужд жилищно-коммунального хозяйства, энерго- и теплогенерирующих объединений, транспортных предприятий, фабрик и заводов. Конечные свойства и качество очищаемой воды для пищевых / питьевых целей нормируются СанПиН 2.1.4.1074-01.

Для котельной воды первоначальным источником являются природные воды, вода из городского водопровода. Опасностью для котельной воды является то, что в составе природных вод имеются механические примеси минерального или органического происхождения, растворенные химические вещества и газы, поэтому без предварительной очистки природные воды непригодны для питания котлов. На помощь приходят ионообменные смолы: КАТИОНИТ КУ-2-8, анионит и СУЛЬФОУГОЛЬ.

Заказать ионообменные смолы можно на сайте smoly.ru от производителя, например, катионит, цена на него поэтому не высока.

Воду, используемую в паровых и водогрейных котлах, в зависимости от участка технологической цепи, на котором она используется, называют по-разному. Так, вода, поступающая в котельную или ТЭЦ от возможных источников водоснабжения, называется исходной, или сырой, водой. Как правило, эта вода требует предварительной химической подготовки перед использованием ее для питания котлов.

Вода, поступающая для питания котлов, называется питательной. Вода, подаваемая для восполнения потерь пара или расходов воды в тепловых сетях, называется подпиточной. Воду, находящуюся в испарительной системе котла, называют котловой.

Пар, получаемый в промышленных котлах, направляют в различные теплоиспользующие устройства, конденсат из которых возвращается неполностью либо он настолько загрязнен, что не может быть непосредственно использован. Кроме того, часть пара и воды при наличии неплотностей теряется. В связи с этим необходимо систематически добавлять в тепловые сети некоторое количество воды извне. В водогрейные котлы также приходится добавлять воду из-за ее утечек в системе теплоснабжения или использования потребителями. Котельная вода не должна давать отложений шлама и накипи, разъедать внутренние стенки труб поверхностей нагрева, а также вспениваться.

Наличие примесей в котельной воде приводит к явлениям, существенно усложняющим работу котельного агрегата. В первую очередь следует выделить накипеобразование, загрязнение пароперегревателей и турбин, внутреннюю коррозию в трубах. Накипеобразование на внутренней поверхности обогреваемых труб относится к наиболее опасным явлениям. Даже весьма небольшой слой накипи приводит к весьма существенному повышению температуры металла труб и их разрыву из-за потери механической прочности, что считается тяжелой аварией в котлоагрегате.

Жесткость котельной воды

Жесткость котельной воды обусловлена присутствием в ней солей кальция и магния. Различают общую Жо карбонатную Жк и некарбонатную Жнк жесткость.

Карбонатная жесткость котельной воды — Жк

Карбонатная жесткость котельной воды Жк характеризуется содержанием в растворе гидрокарбонатов кальция и гидрокарбоната магния. Карбонатная жесткость котельной воды удаляется нагреванием воды, поэтому ее называют также временной жесткостью. При нагревании воды гидрокарбонаты постепенно переходят в малорастворимую форму солей — карбонаты СаСО3, и MgC03, выпадающие в виде рыхлых осадков (шлама) и удаляемые при периодической продувке. Уравнения этих реакций следующие:

Ca(HCO3)2= СаСО3 + Н2О + СО2;

Mg(HCO3)2= MgСО3 + Н2О + СО2;

Количественно карбонатная жесткость котельной воды равна концентрации ионов Са2+ и Mg2+, которая соответствует удвоенной концентрации гидрокарбонат-ионов НСО3.

Некарбонатная жесткость котельной воды — Жнк

Некарбонатная жесткость котельной воды вызвана наличием в воде всех остальных, помимо гидрокарбонатов, солей кальция и магния. Некарбонатная жесткость является неустранимой, она сохраняется при нагревании и кипячении, поэтому ее называют постоянной жесткостью. При водоподготовке на заводах соли постоянной жесткости образуют плотные отложения накипи. Количественно некарбонатная жесткость котельной воды равна концентрации ионов Са2+ и Mg2+ за вычетом временной (карбонатной) жесткости. В качестве анионов выбраны (условно) сульфат-ионы SО4, хотя в воде могут также находиться хлориды, нитраты, различные силикаты и фосфаты кальция и магния. Так как некарбонатную жесткость определяют через содержание CaS04 и MgS04, ее называют также сульфатной жесткостью.

Общая жесткость котельной воды

Общая жесткость котельной воды — Жо

Количественно общую жесткость воды характеризуют через суммарное содержание ионов Са2+ и Mg2+, выраженное в ммоль/кг. По жесткости все природные воды делятся на мягкие (общая жесткость менее 2 ммоль/кг) и жесткие со средней степенью жесткости (2… 10 ммоль/кг) и высокой степенью жесткости (более 10 ммоль/кг). Для перевода количества вещества n, моль, в его массу m, кг, используют формулу nМ = m, где М — молярная масса конкретного вещества, кг/моль. Для рассматриваемых солей жесткость соответствует M/(Са) = 40,08 кг/моль, M/(Mg) = 24,32 кг/моль. Так как в химических процессах вещества реагируют и образуются в эквивалентных количествах, то на практике до сих пор широко используется понятие грамм-эквивалента — количество вещества в граммах, численно равное его химическому эквиваленту. Химический эквивалент — безразмерная величина, численно равная для водных растворов солей молярной концентрации ионов Са2+ и Mg2+, приходящейся на вдвое большую молярную концентрацию НС03. Таким образом, если используют единицу измерения жесткости мг-экв/кг (миллиграмм-эквивалент на 1 кг воды), то она соответствует содержанию в воде 20,04 мг иона Са2+ или 12,16 мг иона Mg2+. Щелочность характеризуется наличием в воде щелочных соединений (NaOH — едкий натр, Na2C03 — кальцинированная сода. NaHC03 — гидрокарбонат натрия, Na3P04 — тринатрийфосфат и др.).

Общая щелочность до проведения водоподготовки Що складывается из суммы Щг, (гидратная щелочность), Щгк (гидрокарбонатная), Щк (карбонатная):

Що=Щг+Щгк+Щк

smoly.ru

Питательная вода для паровых котлов требует особой водоподготовки

Для обработки большого объема воды, а также систем с небольшим возвратом конденсата применяют деаэрационные установки. Обеспечение надежной и экономичной работы паровых котлов возможно при отсутствии внутренних отложений на поверхностях нагрева и снижении до минимума уровня коррозии конструкционных материалов. 

Подобные задачи возможно решить путем организации рационального водного режима, который включает в себя необходимую водоподготовку питьевой воды и некоторые определенные конструктивные мероприятия по очистке питьевой воды от газообразных и твердых примесей. Такие примеси могут находиться в растворенном или взвешенном состоянии. Питательная вода для паровых котлов готовится умягчением, обессоливанием, дегазацией и дозированием введенных реагентов. 

Решения BWT для очистки теплообменников:

Подобные процедуры требуют проведения трудоемких и высококвалифицированных ручных измерений. При допущении ошибок в процессе измерений может возникнуть перерасход топлива, реагентов, воды, сбои в работе оборудования, сроки сокращения его эксплуатации. Снижение эксплуатационных затрат и защита дорогостоящей техники обеспечиваются внедрением автоматизированного комплекса, осуществлением анализа качества воды, управлением дозирующими устройствами, информированием обслуживающего персонала о появившихся неполадках.

Недостаточно качественная подготовка питьевой воды может стать частой причиной повреждения паровых котлов. Одни примеси могут вызвать коррозионные повреждения оборудования, другие способствуют образованию отложений. Если отложения вовремя не обнаружить и не удалить, они приведут к снижению КПД котла. Их дальнейший рост может стать причиной перегрева теплообменных поверхностей, который приведет к повреждениям. Также при недостаточно качественной водоподготовке паровых котлов может возникнуть и вспенивание питьевой воды. Вместе с ухудшением качества пара существенно сокращается срок эксплуатации элементов систем транспортировки и оборудования. Поэтому питательная вода для паровых котлов подлежит строгому регламентированию. В зависимости от производительности и характеристик водного источника используются различные варианты водоподготовки.

Самый популярный способ умягчения воды для паровых котлов – ионный обмен. Он заключается в замене ионов кальция и магния на ионы натрия. Ионный обмен в большинстве случаев используется для небольших установок или при существенных объемах возвращаемого конденсата. Процесс проходит на поверхности гранул из смолы, которыми заполняется ионообменный аппарат. На поверхности гранул имеются ионы натрия. В процессе работы установки по подготовке питьевой воды для паровых котлов они омываются большим количеством воды с большим содержанием ионов кальция и магния. Когда исчерпывается обменная способность смолы, выполняется ее регенерация. При регенерации выполняется новое обогащение смолы ионами натрия, чья высокая концентрация вытесняет жесткие соли.

Для паровых котлов с большим расходом питьевой воды используется метод более дорогой, который заключается в обратном осмосе воды, основанном на применении полупроницаемых мембран. В зависимости от производительности установок обратного осмоса следует выполнить предварительное умягчение воды. В случае необходимости пропустить значительное количество воды через обратноосмотическую установку осуществляется ввод реагента, который предотвращает зарастание мембран жесткими солями.

После умягчения или обессоливания питьевая вода для паровых котлов подлежит термической дегазации, которая уменьшает содержание кислорода и углекислого газа. Основа этой технологии заключается в снижении растворимости газов в жидкости с повышением температуры. Для снижения финансовых затрат для установок небольших мощностей используются системы частичной дегазации. Они действуют в довольно узком температурном диапазоне. При нагреве растворенные газы в виде пара покидают систему. В определенном диапазоне температур процесс полностью не проходит, в воде остается небольшая концентрация кислорода и углекислого газа. Поэтому требуется дополнительная химическая обработка. Для самых крупных установок и систем с небольшим возвратом конденсата используются деаэрационные установки вакуумного или атмосферного типа.

Смотрите также:

www.bwt.ru