Только соблюдение правильного водного и химического режимов обеспечит надежную, безаварийную и долговечную работу котельного оборудования, наряду с системами теплоснабжения.
Не менее важна водоподготовка для современных котлов жаротрубного типа, которые появились на рынке только в конце 90-х прошлого столетия. С тех пор их активно внедряют, заменяя устаревшие конструкции котлов из стали водотрубных и чугунно-секционных на коммунальных объектах теплоэнергетики.
Жаротрубные котлы имеют крайне низкую скорость воды, работая практически в качестве фильтра — осадителя шлама, накипи и др. Их включение в одноконтурную схему приводит к осаждению взвешенных частиц на нижних дымогарных трубах. Температура в них постепенно превышает температуру в верхних, резко возрастает давление со стороны перегретых труб на трубные доски, также как и напряжение в сварных швах. Снижая охлаждение газов дыма, можно вызвать локальный перегрев доски.
Как результат – появление микротрещин в металле мостиков трубной доски между расположенными рядом отверстиями и в самих сварных швах. Со временем они увеличиваются и становятся сквозными. Сделать работу котлов и всего оборудования максимальной надежной позволит строгое соблюдение всех предъявляемых заводом-производителем требований к качеству используемой воды.
Водоподготовка для котлов должна обеспечить предотвращение и недопущение отложений на поверхностях, передающих тепло, устраняя коррозию в системе общего теплоснабжения.
Различия в требованиях связаны с типом и мощностью котла, температурным режимом и давлением теплоносителя, водой подпиточной и котловой:
1.Мощность котла до 100 кВт.
В соответствии с требованиями изготовителей, для маломощных отопительных котлов, с Т теплоносителя до 10000С, не требуется подготовки воды для котлов. При условии, если она соответствует действующим нормам к качеству питьевой воды. В том случае, если проект составляется из расчета немецких моделей, то и соответствие качества воды должно соотноситься с нормами страны. Тем более, что по нормам ЕС показатель общей жесткости составляет 1,2 мг-экв/л, в то время как в РФ ПДК 7,0 мг-экв/л.
2.Мощность котла от 100 кВт.
Для таких котлов необходим контроль за расходом подпиточной воды. При их проектировании достаточным станет проведение совершенно простого расчета максимально допустимых объемов воды, имеющих исходную жесткость, которую зальют в систему. Слой отложений извести допускается в пределах 0,05 мм, что не ведет к значительному снижению тепловых мощностей всей установки.
Для такого расчета следует знать мощность котла и общую жесткость исходной воды:
Vmax = (Qкотла/Жобщ) * 0,175
при этом:
Vmax – предельно допустимый объем воды, исходная жесткость, м3
Qкотла – тепловая мощность, кВт
Жобщ – общая жесткость исходной воды, 0dH (в градусах немецкой жесткости).
1 мг-экв/л = 2,8 0dH
0,175 – поправочный коэффициент
В том случае, когда суммарное количество воды, входящей в систему и подпиточной (который равняется 3-хкратному V всей воды в отопительной системе), не выше V макс., не требуется её умягчение. Если же достигается ПДО воды V макс, подпитку системы продолжают только лишь умягченной или обессоленной водой, либо придется полностью очистить поверхность котла от отложений извести. В качестве умягчителя обычно выбирают ионообменные установки с загрузкой катионитами.
Установки по умягчению бывают трех видов, что зависит от управления всем процессом регенерации:
- маятниковые, работают непрерывно;
- в зависимости от расхода, спустя определенное количество воды, прошедшей умягчение;
- по времени, ч/з определенный временной промежуток.
Однако последний тип не получил широкого распространения по причине неравномерности потребления подпиточной воды.
При незначительных объемах подпиточных вод, без их постоянного расхода, становится возможным использование установок, в которых регенерация идет согласно расхода. Котловые установки, в которых расход воды постоянен, для умягчения используют маятниковые установки.
Смягчить питательную воду в тех котельных, где установлены паровые котлы, помогут автоматические установки натрий — катонирования:
- 2-х ступенчатого;
- одноступенчатого, с обратным осмосом.
Их предназначение – обессоливание, они получили в последние годы широкое распространение в процессе подготовки воды для производства пара и снабжения теплом. К основным элементам в любых обратноосматических установках относится мембранный модуль.
Проходя сквозь него, вода разделяется на 2 потока:
- пермеат или очищенная;
- концентрат.
Обычно, коэффициент использования установок – 75%, что означает 75% объема пермеата от общего объема задействованной воды и 4-х кратное увеличение содержащейся в концентрате соли, если сравнивать с исходным количеством. Как правило, происходит смешивание некоторой части сбрасываемого концентрата и исходной воды, что поступает на установку. Это дает возможность увеличить скорость воды в примембранном пространстве, продлевая тем самым у мембран срок их службы, снижая объем сброшенного концентрата.
К преимуществам обратного осмоса относятся:
- содержание соли снижается от 95 до 99%;
- коллоиды практически полностью удерживаются;
- оборудование компактно;
- высокая экономичность;
- не нужно использовать реагенты.
Удалить кислород и углекислый газ из воды в паровых установках, позволит применение термических дегазаторов, газы в них выходят в момент кипения жидкости при повышении температуры и сниженном давлении. Наряду с термической дегазацией используют коррекционную обработку воды посредством дозирования в деаэраторы, либо всасывающие линии питательного насоса жидких реагентов, направленных на связывание кислорода, повышения рН (подщелачивания), а также остаточной жесткости. Коррекционная водоподготовка для котлов также необходима для тех из них, чья рабочая температура превышает 1 1000С. В современных котельных все чаще обходятся без обслуживающего персонала, выбирая автоматический режим. Тем более необходимым представляется тщательно контролировать водно-химический рабочий режим котлов, наряду с качеством питательной воды. По этой причине настолько важна экспресс – лаборатория в самой котельной, где можно будет определить каждый из нормирующих показателей качества воды – котловой и питательной.
В случае передозировки фосфатов, в котлах могут образовываться отложения фосфатов железа, особенно если низкие показатели рН котловых вод.
Передозировка сульфитов влечет за собой увеличение сухого остатка как питательной, так и котловой воды.
Все это подтверждает необходимость регулярного мониторинга содержания сульфитов, фосфатов в воде, наряду с отслеживанием уровня рН. Для паровых установок нужен также контроль щелочности, жесткости, содержания кислорода, электропроводимости и рабочих температур.
Заключение:
Требования к подпиточной и котловой воде отличаются в соответствии с типом и мощностью котлов, температурой и давлением теплоносителей. Среди основных условий надежности работы котлов и сопутствующего оборудования станет строгое соблюдение всех требований, которые завод – изготовитель предъявляет к качеству используемой воды.
Только в этом случае станет возможным экономить энергию, защитить котел от перегрузок и неизбежных разрушений, свести к минимуму затраты на ремонтные работы оборудования.
