Загрузка ... Загрузка ...

Основные примеси воды. Качество воды, используемой в котельных и системах теплоснабжения, зависит от источника водоснабжения и способов ее предварительной подготовки. В воде содержатся растворы солей жесткости, которые при определенных условиях могут откладываться на внутренних стенках поверхностей нагрева в виде плотного слоя накипи или выпадать в осадок в барабанных котлах в виде рыхлой массы – шлама. Взвешенные или грубодисперсные примеси воды, состоящие в основном из частиц глины и песка, т. е. окислы алюмосиликатов, также могут участвовать в процессе накипо-образования.

В тех местах, где образовалась накипь, ухудшаются условия теплопередачи, так как теплопроводность накипи в 20- 30 раз ниже чем у стали или чугуна. Можно отметить, что при толщине накипи 1 мм перерасход топлива составляет 2-3 %. Нежелательно также наличие в воде масла, которое пропитывает накипь или образует пленку на поверхностях нагрева, так как его теплопроводность в 10-200 раз меньше теплопроводности стали. Кроме того, совместно с взвешенными веществами и солями жесткости масло образует мастичные соединения, которые могут стать причиной закупорки труб и нарушения циркуляции.

Как показала практика, с переходом на газовое топливо участились случаи разрыва экранных и кипятильных труб, а также секций чугунных котлов, которые нагреваются при наличии в них накипи до температуры слабого каления. В поверхностных водах содержатся в растворенном состоянии различные газы, из которых коррозионноактивным являются кислород, углекислый газ, сероводород. В подземных водах основной газовой примесью является углекислый газ, а во многих источниках и сероводород.

Осветление воды. Очистку воды от взвешенных частиц в котельных осуществляют, как правило, в фильтрах напорного типа, в которых вода с определенной скоростью проходит через слой фильтрующей загрузки. В качестве фильтрующих материалов применяют кварцевый песок, дробленый антрацит, активированный уголь различных марок, керамзит. В процессе осветления для удаления загрязнений осуществляется периодическая интенсивная промывка фильтра восходящим потоком воды с применением воздуха.

Для более полной очистки воды от органических и взвешенных веществ, а также от солей железа и кремния до фильтрации воду коагулируют, т. е. вводят в нее коагулянты (соли алюминия или железа, например алюминий сернокислый, железо сернокислое окисное или закисное, алюминат натрия). Коагулянты вызывают процесс укрупнения частиц примесей воды вследствие их взаимного слипания. При значительном содержании соединений железа в воде в схемах водоподготовки предусматривается обезжелезивание с помощью угольных или целлюлозных фильтров.

Умягчение воды. Удаление из воды накипеобразующих солей жесткости называется умягчением и в котельных осуществляется, как правило, путем пропускания воды через специальные фильтры. Жесткость воды зависит от содержания в ней кальциевых и магниевых соединений.

Различают жесткость некарбонатную (постоянную), карбонатную (временную) и общую. Для некарбонатной жесткости характерны соли CaS04 и MgS04, СаС12 и MgCl2, CaSi03 и MgSi03 и др., для карбонатной – двууглекислые соли (бикарбонаты) кальция и магния (Са(НС03)2 и Mg(HC03)2], которые при нагревании (кипячении) разлагаются. При этом образуется углекислота, малорастворимый карбонат кальция (СаС03), выпадающий в осадок, и гидроокись магния (Mg(OH)2).

Единицей, характеризующей жесткость, является миллиграмм-эквивалент на 1 литр (или 1 кг) раствора (мг-экв/л)» или микрограмм-эквивалент на литр (мкг-экв/л); 1 мг-экв/л соответствует содержанию 28 мг/л окиси кальция или 20 мг/л окиси магния.

По жесткости природные воды подразделяют на следующие группы: мягкие – до 2, средней жесткости – 2-7, жесткие – 7-14, очень жесткие – более 14 мг-экв/кг. В большинстве районов Севера и Северо-запада СССР, Сибири, Дальнего Востока воды мягкие, в средней полосе европейской части страны жесткие; в Приазовье, Казахстане, на Украине и в Молдавии воды характеризуются высокой жесткостью. Особенно высокой жесткостью в большинстве случаев отличаются подземные воды.

Состав солей жесткости

Состав солей жесткости определяет характер накипи, которая может быть: плотной и. трудно удаляемой при повышенном содержании солей кремния; рыхлой при значительном содержании сульфата кальция; легко удаляемой при наличии в воде карбоната кальция и магния.

Для умягчения воды применяют природный минерал – глауконит и сульфоуголь, т. е. бурый или каменный уголь, обработанный серной кислотой и обогащенный катионами натрия, аммония или водорода. Реакция замещения катионов кальция (Са2+) и магния (Mg2+J на катион натрия (Na+J, аммония (NHl) или водорода (Н+) происходит в катионитовых фильтрах. В отопительных котельных чаще применяют Na-катионирование или совместное двухступенчатое Na-NH4-катионирование и Na-Н-катионирование. Последний метод предпочтительнее, когда необходимо снизить щелочность котловой воды.

В процессе умягчения катионирующий материал насыщается кальцием и магнием и теряет свою способность к обмену с солями жесткости. Для регенерации (восстановления) его обменной способности через Na-катионитовый фильтр пропускают 6-10%-ный раствор поваренной соли (NaCl), а через NH4-катионитовый фильтр – 2-3%-ный раствор сульфата аммония или хлористого аммония (NH4CI).

В ряде случаев для борьбы с образованием накипи проводится внутрикотловая обработка воды путем подачи в питательную воду щелочного раствора концентрации 5-7 % кальцинированной соды (Na2C03) и тринатрийфосфата (Na3P04- 12Н20) в соотношении соответственно 80 и 20 %. При этом образуются малорастворимые соединения кальция и магния, выпадающие в осадок. Необходимость введения тринатрийфосфата связана с тем, что едкий натрий не вступает в непосредственное взаимодействие с солями кальция.

Режимом работы паровых котлов и тепловой схемой котельной предусматривается возможность систематической или непрерывной продувки, т. е. удаления шлама. При внутрикотловой обработке воды такая продувка обязательна. Интенсивность и периодичность продувки определяются лаборантом котельной в соответствии с инструкцией.

Щелочность воды. Одной из задач водоподготовки является контроль и регулирование щелочности воды. Пониженная щелочность воды при наличии в ней газов усиливает процесс коррозии. Кислый или щелочной характер определяется по содержанию в воде ионов водорода (Н+) или гидроксильной группы (ОН-). Концентрации ионов выражаются в граммионах на литр. Водородный или гидроксильный показатель (рН и рОН) представляют собой отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов. В случаях, когда Н+ = ОН-, водный раствор нейтрален и рН = 7. Значение рН ниже 7 указывает на кислую реакцию, т. е. на избыток водородных ионов в воде, а рН более – на щелочную реакцию.

Деаэрация воды. Содержание газов в воде определяется ее температурой: чем выше температура воды, тем меньше в ней растворенных газов. Так, растворимость кислорода в воде составляет при 0 °С-14,2 мг/л, а при 100 °С -0. В котельных установках эффективным и экономичным способом удаления кислорода и углекислого газа является термическая деаэрация путем нагрева воды до  104-106 °С в деаэраторах атмосферного типа (при избыточном давлении 0,15-0,2 кгс/см2) или в вакуумных деаэраторах.

Наибольшее распространение получили деаэраторные колонки смешивающего типа, устанавливаемые над баками-аккумуляторами. В колонках размещены распределительные тарелки. Химически очищенная вода подается в верхнюю часть колонки и сливается каскадами через отверстия в тарелках. В нижнюю часть колонки подается пар, который равномерно распределяется по сечению колонки. Далее пар направляется в верхнюю часть колонки, омывая струи воды. Выпар (избыточный пар), содержащий кислород и углекислый газ, удаляется из верхней части колонки.

В водогрейных котельных применяют деаэрацию под вакуумом, осуществляемую по различным схемам. Деаэрация под вакуумом заключается в подогреве воды до температуры насыщения при давлении ниже атмосферного. При этом парциальное давление удаляемого газа над жидкостью снижается, вследствие чего растворимость его падает практически до нуля. Одна из схем деаэрации под вакуумом.

Качество питательной и подпиточной воды. Качество питательной воды для паровых чугунных котлов должно соответствовать следующим требованиям:

Для паровых стационарных котлов с абсолютным давлением до 40 кгс/см2 должны соблюдаться требования к качеству питательной воды и пара, изложенные в ГОСТ 20995-75. Среднесуточные показатели качества питательной воды газотрубных котлов не должны превышать следующих значений.

Среднесуточные показатели качества питательной воды газотрубных котлов

Показатели качества питательной воды на входе в водотрубный котел перед экономайзером не должны превышать значений. Показатели качества насыщенного и перегретого пара не должны превышать значений.  Допустимые содержания вредных примесей в подпиточной воде в зависимости от температуры подогрева сетевой воды в установках источника теплоснабжения  (СНиП II-36-73. Тепловые сети). Качество воды систем горячего водоснабжения должно соответствовать требованиям, предъявляемым к питьевой воде.

Допустимые содержания вредных примесей в подпиточной воде

источник: 3  (см. список литературы ) Возможны ошибки распознавания!

Назначение и устройство установок водоподготовки

Оставить комментарий

Полезное
Добро пожаловать
На наш новый форум газовиков!

Галерея

images_1 images_15 images_3 images_4