Нормы по воде для водогрейных котлов

Качество воды для котлов

В теплоэнергетике большое внимание уделяется вопросам водоочистки и водоподготовки. Качество воды в котлах имеет важное значение — от него зависит эффективность использования оборудования. Одной из важнейших задач на этапе проектирования котловой системы является точное определение химического состава и физических свойств жидкого теплоносителя.

Использование неподготовленной жидкости — не отвечающей требованиям по качеству воды для котлов — может привести к потерям мощности, а при длительной эксплуатации к неисправностям и аварийности котельной установки. Требования к теплоносителю устанавливаются действующими нормативными документами и производителями оборудования. Для каждой из его разновидностей утверждаются определенные параметры, обеспечивающие оптимальный режим работы системы.

Определение нормы качества воды котлов и ее влияние на котлы

Режимы работы теплоэнергетических установок подбираются таким образом, чтобы добиться их максимальной эффективности. В таких условиях требования к качеству используемой в котлах воды существенно возрастают, и на предприятиях организуется постоянный контроль ее химического состава по следующим показателям:

• Прозрачность, щелочность и жесткость.
• Содержание хлоридов, фосфатов, нитратов, соединений железа, других солей и сухого остатка.
• Концентрация аммиака, свободной углекислоты и растворенного кислорода.
• Показатели кислотно-щелочного баланса pH.

Исследования параметров качества питательной и подпиточной воды котлов проводятся специализированными лабораториями с использованием методик, утвержденных действующим РТМ. Анализы жидкости выполняются на основании ГОСТ 2761 с выдачей письменного заключения. Несоблюдение установленного водно-химического режима приводит к образованию на внутренних поверхностях котла и трубопроводов:

1. Твердых нерастворимых отложений из-за наличия в теплоносителе механических примесей: ила, песка, окалины, соединений марганца и железа.
2. Накипи. Образуется в результате снижения растворимости солей магния и кальция при нагревании воды до температуры свыше +130 °C.
3. Коррозия. Повышенная электрохимическая активность воды вызывает разрушение пассивирующей пленки, что приводит к окислению металла и постепенному разрушению.

Отложения в теплообменниках и трубопроводах, появляющиеся из-за того, что не соблюдены требования качества воды для котлов, уменьшают их эффективное сечение и ухудшают процессы теплоотдачи. Происходит локальный перегрев оборудования, накопление усталостных изменений металла и его растрескивание. Деструктивные процессы усугубляются образованием накипи и очагов глубокой коррозии, что приводит к отказам и авариям котельных установок. Возрастают затраты на обслуживание и ремонт системы теплоснабжения.

Вода для котельных установок: основные разновидности

Основными источниками водоснабжения для теплоэнергетики являются открытые водоемы, а также скважины: артезианские и грунтовые. Вода, используемая для обеспечения работы котлоустановок и систем отопления, классифицируется согласно СП 89.13330.2012:

1. Сырая. Водный раствор, подаваемый непосредственно из источника водополучения без предварительной подготовки.
2. Питательная. Прошедшая водоочистку и обработку и поступающая на вход в котельную установку: по химическому составу должна соответствовать действующим нормативам.
3. Добавочная. Очищенный водный запас, предназначенный для возмещения потерь после продувки котла, при утечках воды и пара из системы.
4. Подпиточная. Используется для компенсации протечек воды из водопроводов и потребляющего оборудования.
5. Котловая. Теплоноситель, непосредственно циркулирующий в котловой установке.
6. Прямая и обратная сетевая. Жидкость, поступающая из напорной трубы и находящаяся в отрезке трубосетей от потребителя до котельной.

Чтобы выполнить требования к качеству воды в котлах, нужно провести исследование её состава. Анализ воды из открытых и подземных источников производится аккредитованной лабораторией в разные периоды года. В зимний, летний и осенне-весенний сезон качество и состав жидкости могут существенно различаться.

Качество питательной воды для котлов: основные требования и нормативная документация

Вопросы безопасности теплоэнергетических сетей в нашей стране регулируются на законодательном уровне. В частности, параметры качества очищенной воды для котловых установок устанавливаются Федеральными нормами и правилами, утвержденными приказом ФСЭТАН (Ростехнадзора) № 116 от 25.03.2014 г.

Нормы качества воды для котлов — основные показатели жидких теплоносителей — определяются нормативными документами:

1. СанПиН 2.1.4. 2552. Вода для возмещения потерь из открытых сетей тепло- и водоснабжения.
2. ГОСТ 20995. Питательная вода, а также используемая для снижения температуры перегретого пара методов впрыскивания.
3. СНиП II-35-76. Вода питательная для котлоустановок паровых с рабочим давлением до 0,017 МПа и естественным типом циркуляции.

Требования к теплоносителям-жидкостям, применяемым в жаротрубных и водогрейных установках, устанавливаются заводами-изготовителями оборудования. Такие нормативы обычно указываются в руководстве по эксплуатации или в техническом паспорте. При необходимости эти данные следует запросить у компании-производителя.

Показатели качества воды для котлов

Химический состав и физические свойства теплоносителя определяются, исходя из особенностей эксплуатации теплоэнергетического оборудования. Требования к качеству жидкости по прозрачности, жесткости и концентрации растворенного кислорода устанавливаются для каждой из разновидностей котлов котловой станции:

• Паровые (газотрубные).
• Водогрейные.
• Водотрубные (в том числе и бойлеры).
• Котлоустановки высокого и низкого давления.

Точное соблюдение водно-химического режима обеспечивает бесперебойное функционирование теплоэнергетического оборудования с максимальной эффективностью. Контроль качества теплоносителя проводится периодически — это предписано требованиями технической и технологической документации.

Котлы паровые — водный режим качества воды

Для обеспечения работы котельных установок данного типа используются разные виды топлив, в том числе и жидкие. Вода питательная для паровых котловых установок должна иметь такие характеристики:

• Номинальная прозрачность (определяется по размеру текста лабораторным способом): не менее 40 см.
• Жесткость воды: до 30 мкг∙экв/кг.
• Предельное содержание кислорода: 50 мкг/кг.

Последний параметр регламентируется для котлоустановок, способных производить не менее 2 000 кг перегретого пара в час. При этом для установок с экономайзером, изготовленном из чугуна или вовсе его не имеющего, допустимая концентрация кислорода устанавливается по верхнему пределу.

Водогрейные — нормы качества воды котлов

Параметры воды для оборудования горячего водоснабжения устанавливаются раздельно для систем открытого и закрытого типов. Они регламентируются для разных рабочих температур в диапазоне от 115 до 200°C и для них установлены такие параметры:

• Прозрачность: 40 см.
• Показатель pH: до 8,5.
• Содержание иных веществ: растворенного кислорода — до 50 мкг/кг; солей железа — до 500 мкг/кг;
• нефтепродуктов — до 1,0 мг/кг.

Какие предъявляются требования к качеству воды для промышленных котлов? В сетях теплоснабжения закрытого типа возможно использование воды с минимальным уровнем pH в 7,0 и максимальным — до 11,0. Если же водогрейная котлоустановка функционирует одновременно с бойлером, у которого латунный теплообменник, данный параметр должен быть не более — 9,5.

В теплоносителе для котельных установок водогрейного типа согласно действующим нормативам не должно быть свободной углекислоты. После ремонта и при включении оборудования после долгого простоя допускается отклонение от указанных параметров на срок не более 28 дней.

Водотрубные котлы — качество воды

Теплоэнергетические установки данного типа работают на мазуте, угле или природном газе. В водотрубных котлах, рассчитанных на давление до 4,0 МПа, используют теплоносители со следующими параметрами:

• Показатель прозрачности: 40 см.
• Общее содержание: железа и меди — 50 мг/дм3 и 10 мг/дм 3 ; кислорода — до 100 мг/кг.
• Количество нефтепродуктов: до 5 мг/кг.

Уровень pH для прямого и обратного сетевого теплоносителя, используемого в водогрейных котельных установках, составляет 8,5-10,5. В некоторых случаях при наличии надлежащего обоснования допускается его уменьшение до 7,0 единиц.

Нормы качества воды для прямоточных котлов

Для таких энергоустановок устанавливаются наиболее жесткие требования к качественным характеристикам применяемой воды. Основные физико-химические параметры теплоносителя:

• Жесткость: до 1 мкг∙экв/дм 3 .
• Электропроводимость: 0,3 мкОм/см.
• Содержание: натрия — 5 мкг/кг; кремниевой кислоты — 1 5 мкг/кг; железа — 10 мкг/кг; кислорода — до 400 мкг/дм 3 ; меди — 5 мкг/дм 3 ; нефтепродуктов — 0,1 мг/дм 3 .

На электростанциях, укомплектованных прямоточными котельными установками с проектным давлением пара в 14 МПа, для поступающей из конденсатосборника воды допускается незначительное увеличение концентрации железа до предельного показателя 20 мкг/ дм 3 .

Качество воды для котлов высокого и низкого давления

Для парогазового оборудования, работающего вместе с высоконапорной котлоустановкой, в процессе водоподготовки достигаются исключительно высокие показатели теплоносителя. Сетевая вода для котлов, работающих под высоким давлением (до 14 МПа), должна иметь параметры:

• Жесткость удельная: до 7 мкг∙экв/кг.
• Содержание общего железа: не более 20 мкг/кг.
• Концентрация растворенного кислорода: до 10 мкг/кг.
• Солесодержание: до 200 мкг/кг.
• Удельная электропроводность : до 1,5 мкОм/см.
• Количество нефтепродуктов: не свыше 0,3 мг/кг.

Качество исходной воды для котлов не может превышать эти значения, указанные в стандартах. Для котлоустановок низкого давления (до 4 МПа) параметры качества теплоносителя менее жесткие по содержанию некоторых примесей. Также не регламентируется солесодержание, электропроводность и концентрация нефтепродуктов.

Уровень pH в подготовленной воде при температуре 25 °C и нормальном атмосферном давлении должен быть в пределах от 9,0 до 9,2. Для парогенераторов, работающих на природном газе (метане), допускается превышение нормативов по общему содержанию железа на 50% от указанных.

Влияние качества воды на котлы

Важно соблюдать нормы качества питательной воды и пара котлов. Высокое качество сетевой, питательной, подпиточной и котловой воды обеспечивает сохранение ресурса котельной установки и снижение затрат на ее содержание и обслуживание. Для каждой из разновидностей котлов: парового, водогрейного, водотрубного и прямоточного необходим теплоноситель с определенными показателями. Соответствие его установленным нормативным требованиям к качеству воды по эксплуатации котлов позволит добиться максимальной эффективности теплоэнергетического оборудования.

Источник

Качество воды для промышленных водогрейных котлов

Вода в природе в чистом виде не встречается, поскольку для многих веществ служит универсальным растворителем. Исключить из нее небезопасные для оборудования компоненты можно при помощи предварительной обработки. Нормы качества воды для водогрейных котлов составлены с учетом заданных температур на входе и выходе.

О водно-химическом режиме

Надежность и долговечность котлового оборудования зависит от качества исходной жидкости. Высокое солесодержание питательной воды приводит к образованию накипи на приборах. 2-3-миллиметровый слой отложений в некоторых разновидностях агрегатов может вызвать увеличение расхода топлива на 2-4%.

Цель достигается путем:

• предварительной водоподготовки;
• добавления химреагентов, связывающих накипеобразователи в соединения, которые можно впоследствии удалить продувкой.

Способ обработки воды выбирается в зависимости от ее качества с учетом его экономичности и трудоемкости.

Для контроля соблюдения режима составляются карты. В них вносятся отметки после каждого осмотра оборудования и трубопроводов. Срок действия такого документа – 3 года.

Советы для предприятия

При изготовлении промышленных котлов производителям следует позаботиться о простоте их обслуживания. Одним из важнейших требований является возможность полного дренирования рабочих контуров.

На период простоя предусматривается один из трех вариантов защиты от коррозии:

1. Сушка внутренних стенок после дренирования оборудования.
2. Заполнение устройства водой.
3. Обработка отключенного контура реагентами, образующими на поверхности металла защитную пленку.

В агрегате должна предусматриваться возможность беспрепятственной промывки циркуляционных схем со скоростью движения жидкости на 30% выше номинальной.

Для осуществления операции по заливке консерванта в котел его необходимо оснастить штуцерами:

1. Подвода рабочего раствора. Их располагают в местах, обеспечивающих полное заполнение системы.
2. Удаления воздуха. Размещают на вершине контура.
3. Для отбора проб содержимого. Условный проход – 13 мм, место установки – сразу после запорной арматуры на входе и выходе.

Каждая модель оборудуется пробоотборником согласно действующим методическим указаниям и отраслевым стандартам.

Все части котла перед отправкой потребителю консервируются.

Жесткость и прочие параметры

Качество котловой воды оценивается по следующим показателям:

• щелочность: суммарная концентрация едкого натра, кальцинированной соды и пр.;
• окисляемость: содержание кислорода, двуокиси углерода;
• прозрачность: присутствие взвешенных частиц.

Большое влияние на долговечность оборудования оказывает жесткость жидкости. Этот параметр зависит от количества солей магния и кальция, растворенных в воде. Они и провоцируют образование накипи. Общая жесткость является суммой временной и постоянной.

Уровень первой зависит от количества бикарбонатов магния и кальция, а второй – от содержания всех солей, кроме двууглекислых.

Нормы жесткости зависят от вида топлива. Пределы значений этого показателя для паровых котлов, функционирующих на мазуте, – 30 мкг/кг, на твердом энергоносителе – 100 мкг/кг.

Таблица нормы содержания различных веществ

Требования к качеству водяного теплоносителя зависят от назначения котла, типа топлива и разновидности системы.

Параметр	Открытые			Закрытые
	Для теплоснабжения, на топливе		Установленные на ТЭС	Для теплоснабжения		Установленные на ТЭС
	Твердом	Жидком		Твердом	Жидком
Прозрачность, см, не выше	40	40	40	30	30	30
Карбонатная жесткость (при pH до 8,5), мкг/кг	800	700	400	800	700	400
Растворенный кислород, мкг/кг	50	50	50	50	50	50
Соединения железа, мкг/кг	300		600	500		500
pH	7,0-8,5		8,3-9,0	7,0-11,0		8,3-9,5
нефтепродукты	1,0		0,3	1,0
Свободная углекислота	Не допускается
Соединения меди, мкг/кг	5

Непосредственная присадка в жидкость гидразина и других токсичных веществ запрещена.

После силикатной обработки воды двуокиси кремния в ней не должно быть выше 30 мг/кг.

Приготовление раствора

Параметры воды на соответствие нормативам проверяются в лаборатории. Контроль осуществляют при помощи специальных растворов. Готовятся они на основе дистиллированной жидкости. Исходным веществом служат кислоты (серная и соляная), квасцы, щелочи и т. д.

Проверку нормальности раствора осуществляют расчетным путем по формуле H = v * h / V, где:

• h – параметр эталона;
• v – его объем, мл;
• V – количество испытуемого образца, мл.

Раствор с установленной нормальностью разбавляют дистиллированной водой до нужной концентрации.

По правилам техники безопасности во время приготовления рабочих составов кислоты льют в жидкость, а не наоборот.

Вывод

Нормы качества сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов относятся к оборудованию с отсутствием пристенного кипения теплоносителя. Для контроля ее параметров пользуются стационарными приборами. Они необходимы для оценки скважин, поскольку в них содержится большое количество примесей. Но в некоторых случаях допускается заменять их портативными (например, при использовании обыкновенной воды из-под крана). Ее проверяют только на жесткость, а с этой задачей справляется солемер или кондуктометр.

Источник