Питательная вода для котлов состав

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

Водоподготовка для котельной. Котельная вода. Монтаж и обслуживание котельных установок.

Нормы проектирования водоподготовки отопительных и промышленных котельных определяются СНиП II-35-76* «Котельные установки». Согласно этому документу «Водно-химический режим работы котельной должен обеспечивать работу котлов, пароводяного тракта, теплоиспользующего оборудования и тепловых сетей без коррозионных повреждений и отложений накипи и шлама на внутренних поверхностях, получение пара и воды требуемого качества». Состав системы водоподготовки в котельной (в теплоэнергетике принято сокращение ВПУ – водоподготовительная установка) определяется качеством исходной воды, требованиями к очищенной воде, производительностью установки. Требования к очищенной воде зависят от ее назначения и определяются нормативными документами.

Вода в теплоэнергетике. Термины и определения.

Вода, используемая для паровых и водогрейных котлов, в зависимости от технологического участка, имеет разные наименования, закрепленные в нормативных документах:

Сырая вода – вода из источника водоснабжения, не прошедшая очистку и химическую обработку.

Питательная вода – вода на входе в котел, которая должна соответствовать заданным проектом параметрам (химический состав, температура, давление).

Добавочная вода – вода, предназначенная для восполнения потерь, связанных с продувкой котла и утечкой воды и пара в пароконденсатном тракте.

Подпиточная вода – вода, предназначенная для восполнения потерь, связанных с продувкой котла и утечкой воды в теплопотребляющих установках и тепловых сетях.
Котловая вода — вода, циркулирующая внутри котла.

Прямая сетевая вода – вода в напорном трубопроводе тепловой сети от источника до потребителя тепла.

Обратная сетевая вода – вода в тепловой сети от потребителя до сетевого насоса.

Источниками сырой воды могут быть реки, озера, артезианские и грунтовые скважины, городской или поселковый водопровод. Для каждого источника характерны различные примеси и загрязнения, поэтому подбор ВПУ начинают с анализа образца сырой воды. Анализ воды должна проводить специализированная аккредитованная лаборатория. Для поверхностных источников необходимы несколько анализов в разные сезоны, так как состав воды нестабилен.
Обращаясь к нормативной документации для определения требований к подготавливаемой воде необходимо также знать тип используемого котла.

Классификация котлов. Термины и определения.

Все котлы можно разделить на:
— паровые котлы , предназначенные для получения пара;
— водогрейные котлы , предназначенные для нагрева воды под давлением;
— пароводогрейные , предназначенные для получения пара и нагрева воды под давлением.

По способу получения энергии для нагрева воды или получения пара котлы делятся на:
— Энерготехнологические – котлы, в топках которых осуществляется переработка технологических материалов (топлива);
— Котлы-утилизаторы – котлы, в которых используется теплота отходящих горячих газов технологического процесса или двигателей;
— Электрические – котлы, использующие электрическую энергию для нагрева воды или получения пара.

По типу циркуляции рабочей среды котлы делятся на котлы с естественной и принудительной циркуляцией . В зависимости от количества циркуляций, котлы могут быть прямоточные – с однократным движением рабочей среды, и комбинированные – с многократной циркуляцией.

Относительно движения рабочей среды к поверхности нагрева выделяют:
— Газотрубные котлы , в которых продукты сгорания топлива движутся внутри труб поверхностей нагрева, а вода и пароводяная смесь – снаружи труб.
— Водотрубные котлы , в которых вода или пароводяная смесь движется внутри труб, а продукты сгорания топлива – снаружи труб.

Пепейдя по ссылке можно найти нормативную документацию, в которой указаны требования к качеству воды.

Помимо нормативной документации необходимо учесть рекомендации производителя котла, указанные в инструкции по эксплуатации/ руководстве пользователя.

Сетевая вода ГВС должна соответствовать нормам «СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

Примеси сырой воды. Методы водоподготовки для котельной.

Примеси, содержащиеся в воде, можно разделить на две группы: растворенные и нерастворенные (механические). Высокая мутность , наличие взвешенных и коллоидных частиц ведет к накоплению шлама и забиванию трубной системы котла и нарушению циркуляции. В зависимости от источника воды и количественных показателей нерастворенных загрязнений выбирается метод механической очистки, осветления. В самом простом случае это механический фильтр с рейтингом фильтрации 200-500 мкм, а при поверхностном водозаборе может потребоваться обработка коагулянтами, флокулянтами, с дальнейшим отстаиванием и осветлением.

К растворенным примесям, влияющим на работу котлового оборудования, в первую очередь относят соли жесткости . При использовании жесткой воды происходит образование накипи на поверхности, ухудшается теплоотдача, происходит перегрев труб со стороны нагрева, что может привести к их разрушению. В зависимости от типа котла предъявляются менее или более жесткие требования по содержанию солей кальция и магния в питательной и котловой воде. На основании требований к очистке, исходной жесткости воды и требуемой производительности выбирается способ умягчения. К основным способам можно отнести:
1.Умягчение на Na-катионитовой смоле;
2.Известкование;
3.Умягчение, снижение общего солесодержания на установках обратного осмоса;
4.Умягчение, снижение общего солесодержания последовательным пропусканием воды через Н-, ОН-ионообменные фильтры.

Наиболее распространённым методом умягчения для котельных небольшой мощности является метод ионного обмена на Na-катионитном фильтре. При протекании воды через слой загрузки ионы кальция и магния замещают ионы натрия в гранулах смолы. Таким образом, ионы жесткости извлекаются из воды, а для поддержания ионного баланса в эквивалентном соотношении выделяются ионы натрия, соли которого обладают высокой растворимостью. Подробнее об умягчении можно узнать в соответствующем разделе сайта. Для непрерывного умягчения используют установки типа Duplex (Дуплекс ) — два фильтра работают одновременно, но регенерируются поочерёдно; или типа Twin (Твин) – два фильтра работают по очереди, регенерация происходит в момент работы другого фильтра. Стоить отметить, что для регенерации Na-китионнообменных фильтров промышленного и коммерческого назначения экономически целесообразно использовать не таблетированную соль, а насыпью. Для возможности применения соли в насыпь необходимы солерастворяющие установки (солерастворители). Ознакомиться с ними можно также на нашем сайте, перейдя по ссылке.

Подготовка питательной воды методом обратного осмоса применяется, когда необходимо очень высокое качество воды и/или получаемого пара, а также когда необходимо решение нескольких задач, например, если помимо умягчения необходимо снизить щелочность воды, удалить хлориды или сульфаты . Установки обратного осмоса (УОО) всегда рассчитываются индивидуально для каждого случая, исходя из качества исходной воды. Очищенная на обратноосмотических мембранных элементах вода называется «пермеатом» и имеет пониженный водородный показатель рН. УОО работают на накопительные емкости, а до подачи исходной воды на установку обязательно необходима предподготовка. Подробнее об установках обратного осмоса можно узнать из соответствующего раздела сайта.

Для воды из скважины характерным является превышение содержания железа и марганца , которые также влияют на рабочий режим котлового оборудования. Выбор метода обезжелезивания определяется многими факторами – от производительности установки до сопутствующих примесей.

Для предотвращения кислородной коррозии необходимо удалить растворенный кислород из питательной воды. Различают несколько видов деаэрации, но наиболее часто применяется термический и химический способ. Химический (реагентный) – введение в воду вещества, связывающего растворенный кислород, чаще всего применяют сульфит, гидросульфит или тиосульфат натрия. При термической обработке питательная вода нагревается до температур, близких к температуре кипения, при этом растворимость газов в воде уменьшается и происходит их удаления. Аппараты, в которых производится термическая дегазация, называются «деаэраторы». Бывают деаэраторы атмосферного, повышенного давления и вакуумные. По способу нагрева деаэраторы делятся на струйные, барботажные и комбинированные. В деаэраторах, помимо кислорода, удаляется также растворенный в воде углекислый газ , который является причиной углекислотной коррозии. Для уменьшения содержания углекислого газа в подпиточной воде используют также подщелачивание.

Существует большое количество реагентов, предназначенных для ингибирования процессов солеотложения и коррозии. Традиционно применяют автоматически дозирующие станции для ввода реагента в предварительно подготовленную воду. В некоторых случаях реагенты совместимы и могут дозироваться из одной ёмкости рабочих растворов, в других – требуется наличие нескольких дозирующих станций. При использовании реагентной коррекционной обработки необходимо следить за приготовлением дозируемых растворов и постоянно контролировать концентрации дозируемых веществ в котловой воде.

Компания «АкваГруп» гарантирует индивидуальный подход к подбору и расчету установки ВПУ для каждого объекта.

Источник