Жесткость котельной воде норма

Качество воды в котельной

Продление срока службы оборудования и поддержание его бесперебойной работы — два основных вопроса, которые регулярно возникают у предприятий теплоэнергетической промышленности. На оба способна ответить грамотная и своевременная водоподготовка. Котельные обладают особыми стандартами подготовки воды, которые продиктованы спецификой котлов. Качество воды для котельной напрямую определяет общую эффективность комплекса нагревательного оборудования.

От чего зависит качество котельного оборудования

К физико-химическим характеристикам первичной воды относятся более десяти показателей. Многие из них ключевые для частных и многоквартирных домов. Например, мутность, наличие привкуса или запаха. Другие — для производственных предприятий, включая теплоэнергетические. Это содержание водорода (pH), кислотность, жесткость, щелочность и так далее. Наиболее важными показателями качества воды для котельных считаются:

1. уровень образования накипи, зависящий от жесткости воды. Накипь — процесс образования твердых отложений на теплообменных поверхностях агрегата. Причина заключается в солях, содержащихся в исходном сырье. При кипячении или испарении они распадаются на углекислый газ и не подверженный растворению осадок. Если первый относительно безвреден, то второй накапливается и приводит к различным проблемам оборудования — снижение теплообменных свойств, необходимость регулярной прочистки, досрочный выход из строя.
2. уровень коррозийности — еще один показатель качества воды в котельной, повышение которого связано с чрезмерной концентрацией газов в сырье. Если это кислород, то увеличивается нагрузка на металлические рабочие поверхности оборудования. На них образуется ржавчина, делающая конструкцию менее надежной. При низкой кислотности воды коррозийные процессы с большей скоростью распространяются на большинство поверхностей котлов.
3. уровень содержания щелочи, влекущий образование пены. Совместное влияние этих факторов приводит к возникновению щелочного растрескивания агрегатов, снижая хрупкость составных деталей.

В случае повышенного загрязнения сырья различными примесями происходит забрасывание воды в паровую систему. Это влечет за собой загрязнение клапанов, засорение теплообменных поверхностей, а также блокировку конденсатоотводящих приспособлений. В состав любого комплекса водоочистки входят два датчика — входной и выходной. Разница в показателях между ними свидетельствует о качестве работы водоочистительной системы в котельной.

Показатели качества воды для котельных

Основным документом, регламентирующим значения показателей нормы качества воды для котельных установок, считается СНиП II-35-76. Описанная там информация устанавливает конкретные требования к качеству питательной воды для котельных.

Для жесткости применяется пятиуровневая градация концентрации солей:

• очень мягкий — до 1,5 моль-экв/л;
• мягкий — от 1,5 до 4,0 моль-экв /л;
• средний — от 4,0 до 8,0 моль-экв /л;
• жесткий — от 8,0 до 12,0 моль-экв /л;
• очень жесткий — более 12 моль-экв /л.

Для индикации уровня кислотно-щелочного баланса — семиуровневая:

• сильнокислый — меньше 3 pH;
• кислый — от 3 до 5 pH;
• слабокислый — от 5 до 6,5 pH;
• нейтральный — от 6,5 до 7,5 pH;
• слабощелочной — от 7,5 до 8,5 pH;
• щелочной — от 8,5 до 9,5 pH;
• сильнощелочной- больше 9,5 pH.

Более сложная градация у уровней содержания кислорода. Для каждой температуры представлено оптимальное значение содержания газа:

• 0 градусов — 14,6 мг на дм 3 ;
• 10 градусов — 11,3 мг на дм 3 ;
• 20 градусов — 9,1 мг на дм 3 ;
• 30 градусов — 7,5 мг на дм 3 ;
• 40 градусов — 6,5 мг на дм 3 ;
• 50 градусов — 5,6 мг на дм 3 ;
• 60 градусов — 4,8 мг на дм 3 ;
• 80 градусов — 2,9 мг на дм 3 ;
• 100 градусов — 0,0 мг на дм 3 .

Допустимость применения уровней градации определяется исходя из технико-эксплуатационных характеристик конкретных моделей водонагревательного оборудования. Каждая котельная требует предварительного исследования качества исходной воды того источника, к которому она подключена. Совокупность этих факторов напрямую влияет на состав и мощность водоподготовительного оборудования. Контроль качества воды для котельных осуществляется специальной бригадой на предприятии.

Требования к качеству воды для котельных

Существуют котлы трех типов — паровые, водогрейные, а также пароводогрейные, сочетающие в себе функциональные особенности двух первых. Несмотря на кажущееся разнообразие, все перечисленные типы котлов обладают стандартизированными требованиями к качеству питательной и котловой воды. Качество воды для котельной описано в приложении №3 к Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности, которые были приняты 25 марта 2014 года.

Основной показатель котлового оборудования для градации норм — рабочее давление. Чем оно выше, тем строже требования к качеству котельной воды. Давление колеблется от 0,9 до 4 мегапаскалей в зависимости от сферы применения котла. Например, для частного одноэтажного дома — от 1,5 до 2 МПа. Также существует градация требований в зависимости от применяемого топлива, но степень ее влияния менее значительная.

Как довести основные показатели качества котельной воды до нормы

Для поддержания необходимого качества питательной воды для котельных используются различные технические средства и методики. На некоторых котельных встречаются случаи, когда происходит добавление химических препаратов непосредственно в котел. Это допустимый, но наименее эффективный способ водоподготовки, что объясняется несколькими причинами. Например, сложностью в контроле за балансом солесодержания.

Поэтому лучше осуществлять этап водоподготовки для котельных до момента поступления сырья в нагревательный агрегат. Для этого используются системы фильтрации, которые состоят из одного или нескольких модулей:

1. Фильтр обезжелезивания + аэрация — провоцирует реакцию, при которой железо окисляется на аэрационной колонне и выпадает в осадок на фильтре-обезжелезивателе;
2. Фильтр ионного обмена (умягчения) непрерывного действия — содержит в себе насыщенные ионами смолы. Вступая в реакцию с жидкостью, они заменяют жесткие соли магния на безопасные соли натрия. Это приводит к изменению структуры воды, делая ее более пригодной для использования;
3. Фильтр обратного осмоса — избавляет от большинства растворенных в воде примесей. Работает на основе мембраны, которая пропускает воду в систему, но задерживает все более крупные частицы.

Также в рамках ионообменной фильтрации осуществляются процедуры обесщелачивания и деминерализации. Первая позволяет избавиться от чрезмерных щелочей в воде. Вторая — убирает из большинства солесодержащих соединений. Для обеих операций применяются смолы.

Достижение качества воды на котельной с помощью оборудования Diasel Engineering

Для разработки водоподготовительной системы используется анализ качества воды для котельной. Если в котле используется вода, не прошедшая специальную подготовку, это приведет к возникновению необходимости его систематической очистки. Наем специалистов и покупка чистящих средств потребуют дополнительных денежных затрат. Если они будут проигнорированы, то оборудование попросту быстро выйдет из строя и потребует замены.

Для предприятий и домохозяйств целесообразнее потратиться один раз, обратившись к профессионалам. Например, к специалистам нашей компании, специализирующейся на подборе и установке систем водоочистки. Наше оборудование гарантированно подготовит воду по требованиям на котельных. Просто позвоните нам по телефону или напишите на электронную почту, которые Вы можете найти в Контактной информации.

Источник

Жесткость воды для котлов

Поступающая на котельные установки вода называется сырой, или исходной. Это термин подразумевает, что она нуждается в дополнительной подготовке (очистке, умягчении, дегазации и т.д.). Избыточная жесткость воды котлов — одна из самых серьезных угроз для котлового оборудования, насосов и водопроводов. В отличие от механических примесей, от растворенных в воде карбонатов и других солей избавиться обычной фильтрацией не получится. Необходимы специальные установки для умягчения.

Что такое жесткость воды для котлов

В теплоэнергетике под жесткостью воды подразумевается процентное содержание в ней солей кальция и магния. На жесткость для котлов проверяются все категории воды — питательная, подпиточная, котловая. Но в первую очередь водоподготовка производится для сырой воды, которая затем направляется на разные нужды котельного хозяйства.

Жесткость делят на три категории:

1. Жк — карбонатная;
2. Жнк — некарбонатная;
3. Жо — общая.

По параметру Жк вода характеризуется наличием гидрокарбонатов кальция и магния. Снизить жесткость воды на котельной можно путем предварительного нагревания воды. При повышении температуры растворимые карбонаты выпадают в осадок, образуя химические формы СаСО₃, и MgCO₃. Осадок удаляется из резервуара водоподготовки после откачки воды в систему питания котла. Такая жесткость называется временной, так как устранить ее достаточно просто.

Некарбонатная жесткость Жнк определяется наличием других солей кальция и магния CaSO₄, MgSO₄, СаСl₂, MgCl₂ (продуктов реакций с иными видами кислот, например, сульфатами, фосфатами и т.д.). Это трудноустранимая жесткость, которая называется постоянной или сульфатной.

Общая жесткость Жо — суммарное содержание ионов кальция и магния во всех формах. Эта норма жесткости воды для котлов приводится в нормативных документах, в частности, ГОСТ 20995-75, СанПиН 2.1.4.1074-01, СНиП 11-36-73 «Тепловые сети. Нормы проектирования», указаны допустимые уровни содержания этих элементов. По исходным параметрам сырой воды, жидкость делится на категории:

• мягкая — до 2 ммоль/кг;
• средняя — 2 — 10 ммоль/кг;
• жесткая — ≥ 10 ммоль/кг.

В технической литературе используется единица измерения жесткости грамм эквивалента, показывающая, сколько миллиграммов вещества растворено в 1 кг воды. В этих единицах измеряется щелочность воды — содержание едкого натра, кальцинованной соды, тринатрийфосфата и других щелочных соединений, растворимых в воде. По виду загрязнений щелочность делится на гидратную, гидрокарбонатную и карбонатную.

Если общая жесткость воды в котлах и щелочность выходят за пределы нормы, то оборудование находится под угрозой образования накипи и ускорения коррозионных процессов. Это приводит к:

• закупорке трубопроводов;
• выходу из строя клапанов;
• снижению теплоотдачи из-за образовавшегося на стенках котлов и труб осадков;
• перегрузке насосов;
• неконтролированному повышению давления.

Для увеличения ресурса оборудования, повышения КПД систем отопления и снижения вероятности нештатных и аварийных ситуаций предназначены установки умягчения воды. Это специальное оборудование, которое предназначено для очистки воды от солей и щелочей. С его помощью снижают жесткость на котельной.

Требования по содержанию карбонатов, сульфатов и других примесей касаются также перегретого пара, использующегося в паровых котлах энергетического и отопительного назначения. Нормы по жесткости для котлов приведены в ГОСТ.

Определение жесткости воды в котельной

Для анализа характеристик котловой воды по жесткости применяются специальные методики, утвержденные на законодательном уровне и описанные в нормативных документах. Проверка воды на соответствие норм жесткости для водогрейных и паровых котлов производится в специальных лабораториях, которые выдают протоколы установленного образца, служащие основанием для организации процесса водоподготовки. Проверяется вода по параметрам:

• Ph;
• прозрачности;
• щелочности всех типов;
• содержанию хлоридов;
• наличию общего железа;
• сульфатность;
• общую жесткость;
• наличие нефтепродуктов.

Также могут анализироваться и другие характеристики, например: наличие сухого остатка, количество растворенного кислорода и углекислого газа.

Анализ воды на жесткость в котельных производится разными способами. Общая жесткость исследуется по методике комплексонометрического титрования, при этом используются специальные индикаторы (этиохром «Т», Трилон и другие). Также используются специальные приборы, основным из которых выступает TDS-метр, или солемер. Он работает по принципу измерения электрического сопротивления воды с растворенными в ней солями. Чем ниже концентрация примесей, тем больше сопротивление. Для определения массового содержания примесей используется прибор «АКМС-1», подсчитывающий Жо в мг-экв/литр.

После анализа воды на жесткость для котельных инженеры получают объективную информацию для организации работы станции по таким параметрам:

• объему продувки котлов;
• влажности пара;
• расходу реагентов;
• глубине очистки;
• оценке работы оборудования водоподготовки.

Данные из лаборатории позволяют правильно рассчитать вид и необходимую мощность установок деминерализации и умягчения воды, добиться идеального химического состава жидкости для котлов определенного типа.

Как снизить жесткость в котельных

Чтобы уменьшить жесткость в котле, используют:

Первичная обработка сырой воды производится на механических фильтрах промывочного типа. Здесь устраняются достаточно плотные и крупные примеси — песок, глина, ил, коллоидные взвеси. После такой очистки вода не избавляется от растворенных в ней солей и других химических соединений, но ее обработка становиться намного проще.

В процессе дальнейшей водоподготовки для снижения общей жесткости для котлов, жидкость поступает на фильтры-умягчители. Это специальные емкости, в которые засыпают кальцинованную соду, известь или ортофосфат натрия. При прохождении воды через такую засыпку, в ней происходят химические реакции замещения ионов кальция и магния на ионы натрия. При достаточно больших размерах и сравнительно медленной работе таких фильтров удается снизить концентрацию солей до допустимого показателя в 0,01 мг-экв/литр. Натрий-катионный обмен используется как в промышленных установках водоподготовки, так и в ряде фильтров бытового назначения. По результативности и простоте использования умягчительная фильтрация находится на первом месте и входит в число основных способов снижения жесткости воды в водогрейных котлах и котлового оборудования иных типов.

Также используются фильтры, оснащенные электромагнитными излучателями. Воздействие поля позволяет изменить химические свойства примесей на уровне молекул. Соли жесткости кристаллизуются и удаляются посредством фильтрующего элемента. Электромагнитные фильтры активизируют молекулы примесей и способствуют очищению котлов и трубопроводов от уже отложившейся накипи.

Ионообменные смолы

Второй вид фильтров, использующихся для умягчения жесткости воды в котельной — установки на базе твердых смол. Это ионообменные фильтры, которые работают по тому же принципу, что и засыпные, но вместо минеральных материалов в них используются смолы-иониты. Это вещества, которые обладают пористой структурой и способностью вести активный обмен ионами с раствором. Вода, при взаимодействии со смолами, избавляется от железа, кальция, магния. Смолы не растворяются в воде и способны к очистке. После промывки они опять становятся пригодными к использованию.

Ионообменные смолистые фильтры, которые подбирают с учетом результатов анализа жесткости воды в котельной, различаются высокой скоростью работы, компактными размерами и длительным ресурсом. В теплоэнергетике ионный обмен на смолах натриевой группы производится для котельных среднего и небольшого размера и для очистки обратного конденсата. Гелевые и пористые смолы обеспечивают самое лучшее качество воды для отопительных систем при минимальных энергозатратах. Но ионный обмен не может дать того уровня минимальной концентрации, как нанофильтрация и обратный осмос.

Мембранные установки для умягчения жесткости котловой воды

Установки обратного осмоса принадлежат к оборудованию для высокой очистки жидкости. Принцип работы состоит в том, что вода под давлением прокачивается через полупроницаемую мембрану, поры которой пропускают молекулы воды, но задерживают все примеси. К ним относятся и ионы кальция, магния, железа и других элементов. Вода очищается на химическом уровне без применения реагентов.

Самостоятельно обратный осмос для снижения жесткости воды в котельных не применяется — он выполняется только в комплексе с другими методами очистки на финальном этапе. Мембраны очень чувствительные и дорогие, на них можно подавать только предварительно прошедшую механическую очистку и ионообменные процессы воду. После прохождения процесса обратного осмоса, многие промышленные котельные используют дополнительную дегазацию воды и выравнивание кислотно-щелочного баланса.

Фильтры для умягчения жесткой воды

Все типы фильтрации допустимо использовать как основной способ подготовки воды для котельных при большой жесткости воды. Такие фильтры и наполнители к ним можно заказать у нас. Мы поставляем промышленное оборудование и бытовые системы всех моделей. При необходимости спроектируем комплексную систему умягчения воды для котельной любого типа и поставим все необходимые компоненты для ее монтажа и эксплуатации. Заказы принимаются на сайте или по телефону после предварительных консультаций с менеджерами компании.

Источник