Вода для автономной котельной

Особенности водоподготовки паровых и водогрейных котельных

Specifics of Water Treatment for Steam and Hot Water Boiler Plants

Keywords: water treatment, steam boiler, hot water boiler, corrosion

Water treatment for operation of boiler plant equipment facilitates reduction of thermal energy losses, extension of service its life and uninterrupted service. This way you can achieve improvement of the economic efficiency of boiler plants, where equipment is operating for extended time in severe conditions with relatively low qualification level of the service personnel.

Водоподготовка при эксплуатации котельного оборудования обеспечивает сокращение потерь тепловой энергии, увеличение ресурса и обеспечение его бесперебойной работы. Таким образом решается задача повышения экономической эффективности котельной, оборудование которой работает длительное время в тяжелых условиях и при относительно низкой квалификации обслуживающего персонала.

Особенности водоподготовки паровых и водогрейных котельных

Водоподготовка при эксплуатации котельного оборудования обеспечивает сокращение потерь тепловой энергии, увеличение ресурса и обеспечение его бесперебойной работы. Таким образом решается задача повышения экономической эффективности котельной, оборудование которой работает длительное время в тяжелых условиях и при относительно низкой квалификации обслуживающего персонала.

Требования и нормы подготовки воды для котельного оборудования стоят в одном ряду с необходимыми эксплуатационными требованиями по правилам устройства электроустановок, норм по питающему напряжению и электромагнитной совместимости электрооборудования, обеспечения функционирования в заданных климатических условиях и т.п.

Основные этапы процесса подготовки воды для котельного оборудования:

• предотвращение отложений на теплопроводящих поверхностях – обеспечивает экономию энергии, материалов и деталей установки;
• предотвращение коррозии по всей системе – дает снижение затрат на ремонт и обслуживание;
• финишная корректировка химического состава котловой и подпиточной воды – максимальная экономичность работы котельного оборудования.

Отложения в котлах и нагревательной системе

В основе процесса образования отложений на поверхностях котельной системы лежат процессы образования карбонатных солей щелочноземельных металлов, образующих основу так называемой «временной жесткости» воды. Ионы кальция и магния взаимодействуют с содержащейся в воде питающего источника двуокисью углерода с образованием нерастворимых солей.

Этот процесс значительно интенсифицируется по мере возрастания температуры. Соли других кислот – сульфаты и т.п., образующие «постоянную жесткость», напротив, при повышении температуры растворяются и могут быть устранены только в дальнейшем, например, путем применения фильтров нанодиапазона или установок обратного осмоса.

Карбонаты (преимущественно карбонат кальция) осаждаются на стенках греющих труб и теплопередающей системы в виде известковых отложений, очень плохо передающих тепло. Здесь же концентрируется и шлам, образующийся из продуктов окисления железа и марганца и механических примесей, проникающих в систему. Для определения концентрации соли в водном растворе возможно применение датчиков проводимости воды, таких как AnaCONT LCK. Это аналитический датчик, который по параметрам электропроводности и значению pH определяет показатели для дозировки реагентов.

Известно, что подавляющая часть теплопередачи – около 80 % – осуществляется через относительно небольшую часть теплопередающей поверхности вблизи зоны пламени котловой горелки. Здесь и образуются наибольшие известковые отложения, затрудняющие теплопередачу и снижающие эффективность работы системы. Отложения толщиной порядка 0,5 мм приводят к снижению КПД потока до 9…10 %. При этом возникает значительный градиент температуры нагрева между различными участками теплопередающей системы, что может приводить к деформациям и даже возникновению трещин и повреждений отдельных деталей.

Появление отложений на стенках труб приводит к уменьшению их рабочего сечения, повышает сопротивление потоку воды, вынуждая повышать нагрузку на насосы системы. Также повышается и уровень шума установки.

Необходимые мероприятия водоподготовки для уменьшения отложений в котельной системе:

1) удаление механических примесей с помощью сетчатых фильтров;

2) удаление железа и марганца с помощью каталитических фильтров;

3) умягчение воды с помощью ионообменных установок;

4) обессоливание воды (при необходимости) на установках обратного осмоса.

Коррозия в котлах и нагревательной системе

Корпуса котельного оборудования, нагревательные элементы и прочие составляющие системы изготавливаются из металлов. Долговечность, неподверженность металлических частей коррозии в значительной мере зависят от кислотности среды и количества растворенного в воде кислорода и двуокиси углерода.

Из опыта проектирования и эксплуатации котельных установок известно, что поддержание показателя кислотности воды на уровне pH ≥ 8,5 позволяет значительно снизить коррозию корпусов и труб котельного оборудования, запорной арматуры, циркуляционных насосов, датчиков и т.п. С повышением температуры процесса снижается растворимость в воде свободного кислорода, требования к его содержанию значительно ужесточаются при повышении рабочего давления системы. Для измерения концентрации кислоты, едких (каустических) или солевых веществ в системах рекомендуется применять датчики проводимости/концентрации CombiLyz AFI4/AFI5. Это прибор для кондуктометрического измерения проводимости и концентрации жидких продуктов. Он определяет концентрацию различных кислот, а также солевых и едких каустических составляющих в водной среде.

Необходимые мероприятия водоподготовки для уменьшения коррозии элементов системы котельного оборудования:

1) корректировка значения кислотности воды рН. Рекомендуем проводить с помощью анализатора растворенного в воде кислорода;

2) дозирование в воду замедлителей коррозии (ингибиторов);

3) удаление из воды кислорода посредством добавления средств, связывающих избыточный кислород, либо подвергнув воду дегазации в специальных устройствах.

В каждом конкретном случае проектирования комплекса котельного оборудования важно правильно подобрать систему очистки воды.

Для корректировки и поддержания значений параметров воды, используемой в котельном оборудовании, необходимо непрерывно контролировать следующие величины:

карбонатную жесткость при различных pH,

Примерная структура системы водоподготовки для водогрейного котла

При работе парового котла непрерывно накапливаются солесодержащие вещества вследствие упаривания воды. Так как в паре соли не присутствуют, то все они остаются в котловой воде. Солесодержание может достигнуть критического значения, когда происходят вспенивание воды и резкое снижение качества пара. Но при этом в процессе роста рабочего давления котла значительно снижается величина порогового солесодержания. Поэтому для котлов с высокими рабочими давлениями необходима чрезвычайно тонкая очистка подпиточной воды, и для контроля вводятся два дополнительных параметра:

1) электропроводность воды – для оценки общей минерализации воды;

2) содержание некоторых видов солей.

В качестве примера приведем таблицу предельных параметров качества подпиточной и котловой воды для паровых котлов по приложению 3 «Правил промышленной безопасности производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».

Есть определенные нормативы качества подпиточной воды для котлов с системой естественной и многократной принудительной циркуляции с паропроизводительностью в пределах 0,7 т/час для высоконапорных котлов парогазовых установок.

На входе системы помещается механический фильтр для промывки водной среды обратным током. Фильтр отсеивает механические примеси. Для снижения содержания в воде железа и марганца устанавливается система обезжелезивания. Уровень содержания железа и жесткости воды производится специальным аналитическим прибором.

Дозирующая станция по сигналу водосчетчиков осуществляет подачу окислителя пропорционально величине потока воды. Продукты окисления железа и марганца собираются в осадочном фильтре. Дозирующей станцией могут подаваться реагенты различного назначения: кислородосвязующие вещества с катализаторами, стабилизаторы остаточной жесткости, корректоры pH, поэтому такие устройства используются на разных стадиях процесса водоподготовки.

Для решения проблемы солесодержания котловой воды для установок небольшой производительности или при достаточно больших объемах возвращаемого конденсата вода смягчается методом натрий-катионирования через специальную установку.

Существенным недостатком при этом является появление большого объема экологически вредных отходов, требующих специальных разрешений на утилизацию, а также дорогих реагентов.

В котельных с высоким рабочим давлением пара и повышенным использованием подпиточной «вспомогательной» воды с высокой степенью очистки и деминерализации применяются установки обратного осмоса, позволяющие получить воду практически любой чистоты.

Такое оборудование применяют в парогазовых энергетических установках, котлах сверхкритического давления и т.п. При этом необходимо наличие вспомогательной безнапорной емкости и питательной насосной станции.

Для получения водной среды с заданными характеристиками используют мембраны с различной пропускной способностью. После установки обратного осмоса производится корректировка параметров воды до необходимых уровней в отношении pH, солесодержания и содержания растворенных газов. Дозированные добавки кислородосвязующих веществ и ингибиторов коррозии решают ситуацию только в установках относительно небольших размеров и производительности. По мере возрастания рабочего давления котла ужесточаются требования к содержанию в воде растворенного кислорода. В таких случаях применяются установки термической дегазации или деаэрации атмо-сферного или вакуумного типа. Остаточная концентрация газов в воде после таких мер практически ничтожна. После окончательной корректировки химсостава и pH воды путем дозирования реагентов процесс водоподготовки для паровых котлов можно считать законченным.

Особенности водоподготовки водогрейных котлов

Для обеспечения большого ресурса и без-аварийной работы водогрейных котлов при разработке и проектировании котельного оборудования, кроме технических характеристик оборудования, необходимо также иметь отчетливое представление о следующих параметрах воды источника питания котельной:

• жесткость,
• содержание железа,
• присутствие нефтепродуктов,
• уровень растворенного кислорода,
• уровень pH.

Система водоподготовки котла обеспечивает изменение исходных параметров до необходимых показателей, оговариваемых федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности. В качестве примера приводится таблица из приложения № 3 «Правил промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».

Входной фильтр с промывкой фильтрующего элемента предназначен для очистки воды от механических примесей (песок, окалина и т.п.). При необходимости осуществляется обезжелезивание воды путем дозирования окислителя (выполняется дозирующей станцией по сигналу датчиков расхода воды) и последующего осаждения окислов железа и марганца в фильтрах. Непрерывный контроль жесткости осуществляется автоматическим измерителем.

Следующая стадия – умягчение воды методом натрий-катионирования, в зависимости от режима работы котельной, установкой непрерывного или периодического действия.

Поскольку в водогрейных системах, как правило, нет необходимости в очень высокой степени очистки воды, установки обратного осмоса не применяются. Системы умягчения воды позволяют довести параметры воды до любого необходимого уровня, достаточно пропускать воду через такие установки несколько раз. В этой же системе наблюдается и самая высокая скорость водоподготовки. Дозирующие устройства на конечном этапе обеспечивают нужные значения параметров pH, солесодержание и содержание растворенного кислорода в воде. Реагенты обеспечивают подщелачивание воды, связывание остаточного кислорода и нужную жесткость.

Применение датчиков в системах водоподготовки. Рекомендации

Следует отметить, что стандартной схемы водоподготовки не существует, так как требования заказчика индивидуальны и рассчитаны на определенные условия эксплуатации, индивидуальны местные условия эксплуатации, режимы и сезонность работы котельной, свойства исходной воды. Все это делает очень широким выбор используемого дополнительного оборудования систем водоподготовки: оборудования для аэрации и дегазации воды, накопительных емкостей и насосных станций, статических смесителей, дозаторов специальных реагентов (ингибиторов, коагулянтов т.п.), различных фильтров и установок обратного осмоса. Поэтому здесь не рассматриваются многочисленные датчики чисто технологического предназначения – датчики уровня, температуры, расходомеры и другие, обеспечивающие работу этого оборудования. Описаны только датчики «аналитического» направления, позволяющие определять параметры котловой и питательной воды котельной установки.

Статья предоставлена компанией «РусАвтоматизация».

Поделиться статьей в социальных сетях:

Источник

Водоподготовка для котельных установок

Химическая водоочистка (ХВО) современными методами и технологиями обеспечивает долгую и успешную жизнь котельному оборудованию, выгодное использование средств, исключение постоянного технического контроля и сервиса, так как предотвращает поломки, связанные с качеством питающей воды. Основной задачей систем водоподготовки для котельных является предотвращение образования накипи и последующего развития коррозии на внутренней поверхности котлов, трубопроводов и теплообменников. Такие отложения могут стать причиной потери мощности, а развитие коррозии может привести к полной остановке работы котельной из-за закупоривания внутренней части оборудования. Водоподготовке уделяется особое внимание, поскольку качественно подготовленное тепловое оборудование является залогом бесперебойной работы котельных в течение отопительного сезона. Следует иметь в виду, что водоподготовка обладает рядом особенностей, и способы очистки и подготовки воды, разработанные для крупных электростанций, не всегда применимы в отношении промышленных котельных.

Какие бывают посторонние примеси в воде?

Вода является одновременно универсальным растворителем и дешёвым теплоносителем, тем не менее она же может стать причиной поломки парового или водогрейного котла. В первую очередь, риски связаны с наличием в воде различных примесей. Предотвратить и решить проблемы связанные с работой котельного оборудования возможно только при чётком понимании причин их возникновения.

Можно выделить три основные группы посторонних примесей в воде:

• нерастворимые механические
• корр o зионноактивные
• растворённые осадк o образующие

Любой тип примесей может стать причиной выхода из строя оборудования тепловой установки, а также снижения эффективности и стабильности работы котла. Применение в тепловых системах воды, не прошедшей предварительную механическую фильтрацию, приводит к более грубым поломкам – выводу из строя циркуляционных насосов, повреждению трубопроводов, уменьшению сечения, регулирующей и запорной арматуры.

Обычно в качестве механических примесей выступают глина и песок, присутствующие практически в любой воде, а также продукты коррозии тепл o передающих поверхностей, трубопроводов и других металлических частей системы, находящихся в постоянном контакте с агрессивной водой.

Растворённые в воде примеси являются причиной серьёзных неполадок в работе энергетического оборудования:

• образование н a кипных отложений;
• коррозия котловой системы;
• вспенивание котловой воды и выносом солей с паром.

К растворенным примесям требуется особое внимание, поскольку их присутствие в воде не так заметно, как наличие механических примесей, а последствия их воздействия могут быть весьма неприятными – от снижения энергoэффективности системы до частичного или полного её разрушения.

Карбонатные отложения, вызванные осадочным образованиями жесткой воды (накипеобразование). Процесс накипеобразования, протекающий даже в низкотемпературном теплообменном оборудовании, далеко не единственный. Так, при повышении температуры воды свыше 130°С происходит снижение растворимости сульфата кальция, а также образуется особо плотная накипь гипса.

Образ овавшиеся отложения накипи приводят к увеличению теплопотерь и снижению теплоотдачи теплообменных поверхностей, что провоцирует нагрев стенок котла, и, как следствие, уменьшение срока его службы.

Ухудшение процесса теплообмена приводит к увеличению расходов энергоносителей и увеличению затрат на эксплуатацию. Осадочные слои на нагревательных поверхностях даже незначительной толщины (0,1–0,2 мм) приводят к перегреву металла и появлению свищей, o тдулин и в некоторых случаях даже разрыву труб.
Образование накипи свидетельствует об использовании воды низкого качества в котловой системе. В этом случае велика вероятность развития коррозии металлических поверхностей, накопления продуктов окисления металлов и накипных отложений.

В котловых системах проходят два типа коррозионных процессов:

• химическая коррозия;
• электрохимическая коррозия (образование большого количества микрог a льванических пар на металлических поверхностях).

Электрохимическая коррозия часто появляется из-за неполного удаления из воды таких примесей, как марганец и железо. В большинстве случаев коррозия образуется в н e плотностях металлических швов и развальцованных концов теплообменных труб, в результате чего образуются кольцевые трещины. Основными стимуляторами образования коррозии являются растворённый углекислый газ и кислород.

Стоит уделить особое внимание поведению газов в котловых системах. Повышение температуры приводит к снижению растворимости газов в воде – происходит их десорбция из котловой воды. Этот процесс обуславливает высокую коррозионную активность диоксида углерода и кислорода. При нагреве и испарении воды гидрокарбонаты начинают разлагаться на диоксид углерода и карбонаты, уносимые вместе с паром, вследствие чего обеспечивается низкий pН и высокие показатели коррозионной активности конденсата. Выбирая схемы внутpикотловой обработки и химводoочистки, следует учитывать способы нейтрализации диоксида углерода и кислорода.

Еще один вид химической коррозии – хло p идная коррозия. Хлориды благодаря своей высокой растворимости присутствуют практически во всех доступных источниках водоснабжения. Хлориды вызывают разрушение пассивирующей плёнки на поверхности металла, чем провоцируют образование вторичных коррозионных процессов. Максимально допустимая концентрация хлоридов в воде котловых систем составляет 150–200 мг/л.

Результатом использования в котловой системе воды низкого качества (нестабильной, химически агрессивной) являются коррозионные и накипеоб p азовательные процессы. Эксплуатация котловых систем при использовании такой воды опасна с точки зрения техногенных рисков и экономически нецелесообразна. Гарантия производителей котельного оборудования не распространяется на случаи, связанные с использованием в котлах неочищенной и неправильно подготовленной воды.

Какая бывает вода?

Чаще всего в качестве источников водоснабжения котловых систем используются артезианские скважины или водопровод. Каждый вид воды имеет свои недостатки.

Основной проблемой воды являются соли магния и кальция, показывающие общую жёсткость. Контролирование качества воды котловых систем производится путём эксп p есс-тестов или лабораторных анализов.

Лабораторные анализы водогрейных систем средней мощности выполняют при каждом плановом осмотре или обслуживании, но не реже 3-х раз в год, а для промышленных проводят раз в смену. Лабораторный анализ для паровых котлов проводится раз в 72 часа, при анализе обычно берется несколько проб воды – котловая вода, вода после ХВО, конденсат. Базовый набор экспресс-тестов и карманных измерителей желательно иметь каждому специалисту по эксплуатации котлов, в то время как лабораторные анализы рекомендуется проводить в специальных лабораториях. Для проведения экспресс-тестов используют капельные экспресс-системы для выявления показателей жёсткости воды, щёлочности, содержания железа и хлоридов. Результаты анализов могут служить ориентиром для оценки качества котловой воды и повышения эффективности работы системы химводоочи c тки.

Как получить правильную воду

Котловые системы подразделяют на паровые и водогрейные. Для каждого типа котла предусмотрен свой набор требований к x имочищенной воде, которые напрямую зависят от температурного режима и мощности котла.

Качество воды для котловых систем устанавливается на уровне, обеспечивающем безопасную и эффективную работу котла при минимальных рисках коррозии и образования отложений. Надзорные органы осуществляют разработку официальных требований (Гoсэнергонадзор). Расход подпиточнoй воды и предъявленные требования к её качеству помогают создать оптимальный набор водоочистного оборудования и правильно подобрать химводоoчистительную схему. Особое внимание во всех нормативных документах по качеству подпитoчной воды уделяется таким показателям как содержание кислорода, pН, углекислоты. Показатели качества воды для котлов во всех нормативных документах существенно ниже требований к качеству питьевой воды.

Химическая водоочистка для водогрейных котлов

Системы с водогрейным котлом относятся к системам закрытого типа. В таких системах не допускается изменение состава воды.

Закрытая система пополняется химически очищеной водой один раз, не требуя постоянной подпитки. Неправильное обслуживание и протечки в трубопроводах являются причиной потери воды. При правильной эксплуатации водогрейные контуры следует пополнять химочищенной водой непосредственно перед началом отопительного сезона, раз в год. Система химвoдоочистки в бытовом водогрейном котле предусматривает использование холодного и горячего водоснабжения.

Обязательным требованием к воде во всех типах котлов является отсутствие взвешенных примесей и окраски. Для отопительных установок с установленными рабочими температурами до 100°С большинство производителей используют упрощённые требования к качеству воды, ограничивающие только уровень общей жёсткости.

Для отопительных установок с допустимой температурой нагрева более 100°С рекомендуется использование умягчённой или демине p ализованной воды.

Системы подготовки воды для водогрейных котлов классифицируют по мощности и назначению котельной установки:

• для бытовых котлов – водоочистка для заполнения замкнутой системы отопления, горячего и холодного водоснабжения. Очищенная вода должна соответствовать нормативам на питьевую воду и требованиям производителя котельного оборудования;
• для котлов средней мощности (до 1000 кВт) – система для периодической подпитки котлового контура, как правило, с коррекцией растворённого кислорода и p Н;
• для промышленных котлов – системы постоянной подпитки глубоко умягченн o й водой с обязательной коррекцией показателей рН и растворённого кислорода.

Часто для водоснабжения бытовых водогрейных котлов используется водопроводная вода с определенным набором механических примесей и повышенной жёсткостью.

Очистка воды от взвешенных примесей осуществляется в механических фильтрах ка p триджного или сетчатого типа. Выбирая механический фильтр, необходимо соблюдать условие – рейтинг фильтрации не выше 100 мкм, в ином случае увеличивается вероятность попадания примесей в питательную воду или систему химводо o чистки. Цена механических сетчатых фильтров изначально выше карт p иджных, однако эксплуатация этих фильтров дешевле, также допускается работа в автоматическом режиме.

Для коррекции жёсткости воды используют системы умягчения, основанные на применении сильнoкислотных катионитов в натриевой форме. Материалы способствуют поглощению катионов кальция и магния, обуславливающие показатели жёсткости воды, взамен образуется эквивалентное количество ионов натрия, которые препятствуют образованию нерастворимых соединений.

Схемы с умягчением будет недостаточно при использовании воды из артезианской скважины, так как такая вода обычно содержит высокие концентрации железа и марганца. Тогда применяется один из вариантов сорбционных технологий – многостадийная и одностадийная.

Подбор трёхступенчатой технологии фильтрующих материалов и оборудования начинают с подробного химического анализа воды. Полученные результаты тщательно анализируются специалистом-химиком, после чего производится подбор фильтрующих материалов для каждой стадии системы и определяется требуемая конфигурация оборудования.

Многоступенчатая технология сложна в эксплуатации, кроме того, производится раздельная регенерация различными реагентами и отмывка трех видов загрузок, которые используются в системе, что требует значительных затрат воды на собственные нужды. Для регенерации каталитических фильтров, как правило, используют раствор перманганата калия, для приобретения и сброса которого в канализацию требуется специальное разрешение.

При применении технологий комплексной очистки воды ситуация значительно упрощается. Для принятия окончательного решения необходимо знать не более четырёх показателей качества воды, которые можно определить проведя экспресс-тест, поскольку технология адаптирована ко всем формам удаляемых примесей, характерных для артезианской воды.

Использование подготовленной воды для бытовых котлов позволяет защитить не только котлы, бойлеры для нагрева воды и систему отопления, но и бытовое оборудование.

Схемы очистки воды для водогрейных котлов средней мощности (до 1000 кВт) аналогичны системам для бытовых водогрейных котлов. Подготовленная вода используется для подпитки и заполнения контура котла. Для современных котельных величина расхода воды на подпитку обычно не превышает 1,5 м 3 /час.

Для водогрейных котлов мощностью 500–1000 кВт обычно применяют реагенты внутрикотловой обработки воды. Подобный подход предполагает наличие нескольких дозировочных станций для тщательного приготовления растворов и постоянного контроля за концентрацией дозируемых веществ в котловой воде. В основе современной внут p икотловой обработки воды заключается применение комплексных реагентов, которые способствуют защите котловой системы и дозируются в сравнительно небольших количествах. При этом контроль дозир o вок заключается только в измерении показателей p Н котловой воды.

Оборудование химводоп o дготовки должно обеспечивать непрерывную подпитку водогрейного контура, а рабочий расход подготовленной воды может изменятся в широком диапазоне и определяется для каждой котельной индивидуально. В основном схема подготовки воды состоит из нескольких этапов: механической фильтрации, умягчения, или комплексной очистки на 1-ой ступени, и умягчения на 2-ой ступени, завершающихся корректировкой p Н и деаэ p ацией.

В случае промышленных водогрейных котлов допускается применение как физических методов деаэ p ации и корректировки рН (вакуумные деаэ p ат o ры), так и химических (дозирование реагентов).

Химическая водоочистка для паровых котлов

В паровом котле, в отличие от водогрейного, проходит непрерывный процесс испарения воды. При этом потери пара в парогене p аторных системах неизбежны, поэтому происходит постоянное их восполнение за счёт химoчищенной воды. Примеси, поступающие в котёл вместе с хим o чищенн o й водой, постепенно накапливаются, следовательно, происходит постоянное увеличение солесодержания воды в котле. Для предотвращения пересыщения котловой воды производится замещение её части химочищенн o й водой за счёт непрерывной и периодической продувок. Таким образом, возникает необходимость пополнения контура химочищенн o й воды в объёме, необходимом для компенсации потерь пара и продувочной воды. При высоких показателях качества очищенной воды происходит снижение концентрации примесей вносимых в систему и уменьшения величины продувки, способствуя увеличению качества пара и снижения расходов энергоносителя.

К воде, используемой в системах с паровым котлом, предъявляются наиболее жёсткие требования. Принято выделять две группы требований, соответствующих котловому и питательному типам воды. При выборе схемы подготовки воды немаловажным критерием является величина непрерывной продувки котла, которая является расчетной и зависит от показателей качества химoчищенной воды, типа котла и доли возврата конденсата. Показатели непрерывной продувки котла регламентируются СНиП o м (строительные нормы и правила) на котельные установки.

Решение о выборе схемы для подготовки воды принимают в зависимости от расчетной величины продувки и минерализации исходной воды:

при низкой минерализации исходной воды используют двухстадийные системы комплексной очистки и умягчения, по аналогии со схемой водоподготовки для промышленного водогрейного котла;

в случае высокой минерализации воды необходимо применение комбинированной технологии, сюда входит стадия умягчения или комплексная очистка и обратно o см o тическая демине p ализация.

В противном случае необходимо использовать схему с двухступенчатым умягчением. Следует учитывать, что увеличение величины непрерывной продувки повышает расходы на нагрев воды, вследствие чего происходит увеличение расходов природного газа и затрат на подготовку воды. Кроме того, высокая непрерывная продувка требует больших вложений, в том числе и на компоненты парового котла. Более выгодной по сравнению с химводоподгoтовкой, с экономической точки зрения, является схема глубокого умягчения с демине p ализ a цией.

При расчетах более высокие вложения в деминеpализaцию полностью окупаются по истечении одного года. Для деминеpализaции и/или снижения щёлочности питающей воды, а также очистки воды от хлористых примесей применяются технологии обратного осмоса. В основе этих технологий лежит использование специальных мембранных элементов, позволяющих проводить разделение очищаемой воды на пе p ме a т (очищенную воду) и концентрат (воду с содержанием сконцентрированных примесей). Разделение воды происходит на полупроницаемой мембране, находящейся внутри мембранного модуля, при избыточном давлении, создаваемом насосом системы. Технология обратного осмоса является физическим без p е a гентным методом получения высокочистой воды при низких эксплуатационных расходах.

Основными задачами которой внутрикотловой обработки воды являются :

• коррозийная защита котла
• корректировка p Н
• защита от углекислотной коррозии па p о-конденс a тного тракта
• предупреждение о накипеобразовании при сбоях химводoпoдготовки

В традиционной схеме химической коррекции состава воды предусматривается использование нескольких реагентов, которые вводятся в систему в различных точках при чётко соблюдаемых объёмах дозирования и контролю за содержанием каждого компонента в системе. Доступность и низкая цена привлекает внимание к этим реагентам, но на практике выявляются существенные недостатки: сложность обеспечения полной защиты поверхностей, повышение солесодержания, использование нескольких дозировочных станций, высокий расход реагентов и необходимость в постоянном контроле и настройке.

Современный подход к вопросу водоподготовки воды для паровых котлов предполагает применение реагентов комплексного действия на основе плёнкообразующих аминов.

Такие реагенты одновременно обеспечивают:

• корректировку p Н питающей, котловой воды и конденсата;
• препятствие образованию осадка в системе;
• образование защитной плёнки на поверхностях сборника питающей воды, линии конденсата и котла;
• частичный переход в паровую фазу и защита парок o нденсатного тракта от углекислотной коррозии за счёт корректировки показателей p Н конденсата.

В состав реагента комплексного действия входят высокомолекулярные п o лиамины, нейтрализующие амины и диспергирующие полимеры. Все компоненты органического происхождения, поэтому солесодержание котловой воды не повышается.

Блокируется рост кристаллов на тепл o передающих поверхностях за счет плёнкообразующих аминов, и в результате происходит образование аморфных осадков, которым не дают прилипнуть к поверхности диспергирующие полимеры. Впоследствии происходит удаление осадка при периодической продувке.

Нейтрализующие амины работают как ингибиторы коррозии – они обеспечивают устойчивую связь углекислоты и обеспечивают безопасный уровень p Н. Образовавшаяся на поверхностях плёнка из п o ли a минов является водоотталкивающей, поэтому применение такого реагента защищает трубы, а не просто корректирует состав воды.
Только комплексный подход к химвод o очистке, начиная от механической фильтрации и заканчивая внут p икотловой обработкой воды, позволяет достигать положительных результатов.

Качество воды напрямую определяет состояние и длительность использования тепловых систем, а значит, требует особого внимания при обслуживании и проектировании котельных. Правильный выбор системы химводо o чистки гарантирует отсутствие технических проблем с котлом и экономичное использование средств.

Источник