ОЧИСТКА КОТЛОВОЙ ВОДЫ. ВОДОПОДГОТОВКА ДЛЯ ПАРОВЫХ И ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ.

Качественная котловая подготовка воды является гарантом безаварийной работы промышленного и отопительного теплового оборудования.

Основная задача системы водоподготовки для котельных - предотвратить образование минеральных отложений на внутренней поверхности водогрейных котлов, теплообменников и трубопроводов тепловых станций. Эти отложения приводят к значительным потерям мощности водогрейных котлов, а в некоторых случаях могут полностью заблокировать работу котельной из-за закупоривания внутренней конструкции водогрейного оборудования или образования очаговой коррозии.

Водоподготовка и водоочистка промышленных и отопительных котельных обладает рядом специфических особенностей. Поэтому технические решения в области водоочистки, обработки и подготовки воды, разработанные, например, для крупных электростанций, не всегда оказываются приемлемыми для промышленных котельных. Нередко осуществление рациональной организации водно-химического режима промышленной котельной связано с большими трудностями, чем выполнение той же задачи для ТЭЦ или ГРЭС. Условия эксплуатации промышленных котельных требуют простых и надежных технических решений, предусматривающих минимум обслуживающего персонала.

Для промышленных и муниципальных паровых котлов для достижения нормируемых требований к качеству питательной и котловой воды в большинстве случаев после предварительной очистки необходимо двухстадийное Na-катионирование, реже – анионирование или обратноосмотическая очистка. А вот что должна включать предварительная очистка – механические фильтры, фильтры каталитического обезжелезивания, сорбцию или коагуляцию и отстаивание воды, и т.д., - зависит уже от источника водоснабжения (состава воды с учетом возможных сезонных колебаний).

Для водогрейных котлов «малой энергетики» во многих случаях (для котлов простой конструкции, производители которых не предъявляют жестких ограничений по качеству исходной воды, при использовании сравнительно чистой исходной воды из горводопровода) экономически оправдано применение «бюджетного» варианта химводоподготовки – дозирование ингибиторов отложений минеральных солей. Так, если затраты на дозирующую установку и умягчительный фильтр при подпитке 1 куб.м/час примерно одинаковы, то при 10 куб.м/час умягчительный фильтр обойдется примерно в 4-6 раз дороже, а при подпитке 100 куб.м/час – в 25-30 раз дороже, чем установка пропорционального дозирования.

Однако следует учитывать, - если способ водоподготовки не соответствует требованиям производителя, это может стать поводом к отказу продавца и производителя от выполнения гарантийных обязательств. При выборе технологии водоподготовки следует также обратить внимание на подчас существенное различие в национальных нормативах. Так, в требованиях к качеству исходной воды ряда производителей котельного оборудования содержится пункт о дозировании фосфатов с концентрациями, противоречащими российским нормам СанПиН (в случае использования  воды для ГВС).

 

 

Нормативы качества воды для котлов импортного  производства  по требованиям заводов-изготовителей

 

1. Требования к качеству питательной и контурной (котловой) воды водогрейных котлов фирмы Loos (по «Инструкции по эксплуатации паровых и водогрейных котлов»)

Тип котла - жаротрубно-дымогарный. Группа (по классификации паровых котлов) -II- IV.

 

Таблица 1.

Водно-химический режим

Слабосоленый

Соленый

Электрическая проводимость контурной воды мкСм/см

10-30

> 30-100

> 100-1500

Питательная вода

Показатель

 

 

 

Общие требования

Бесцветная, чистая, без нерастворимых примесей

Значение рН при 25°С

8-10

8-10,5

8,5-10,5

Общая жесткость, ммоль/л

< 0,02

< 0,02

< 0,02

Растворенный кислород, мг/л

< 0,1

< 0,1

< 0,1

Контурная (котловая)вода

Общие требования

Бесцветная, чистая, без нерастворимых примесей

Значение рН при 25°С

8-10

8-10,5

8,5-10,5

KS82 (щелочность по фенолфталеину), ммоль/л

-

0,1-0,5

0,5-5

Общая жесткость, ммоль/л

< 0,02

< 0,02

< 0,02

Растворенный кислород, мг/л

< 0,1

< 0,1

< 0,1

Фосфат (PO43-), мг/л

3-6

5-10

5-15

Электрическая проводимость, мкСм/см

10-30

> 30-100

>100-1500

При использовании кислородсвязывающих веществ, мг/л:

Гидразин

или

Cульфит натрия

0,2-1

0,2-2

0,3-3

 5-10

Примечание: Котел необходимо заполнять только подготовленной, по крайней мере, умягченной, водой, в которую добавили тринатрийфосфат в количестве не менее 50 мг/л.

 

Таблица 2.

Тип котла

Жаротрубно-дымогарные

Прямоточные парогенераторы

Жаротрубно-дымогарные и прямоточные парогенераторы

Группа котлов по немецкой классификации паровых котлов

II

IV

IV

I –III- IV

I- IV

 

Котлы Loos

U-ND UL-N

U-HD UL-S ZFR

Все другие котлы; все котлы с пароперегре­вателями

DF

I до DF 125

III   до DF 600

IV   доDF 3000

 

 

Рабочее давление, 0,1 МПа

< 1

> 1 < 22

> 22 < 44

< 36

< 44

< 44

Водно-химический режим

Соленый1

Слабосоленый 2

Обессоленный 3

Питательная вода

Общие требования

Бесцветная, чистая, без нерастворимых примесей

Значение рН при 25°С

> 9

> 9

> 9

> 9

> 9

9

KS82 (щелочность по фенофталеину), ммоль/л 4

> 0,1

> 0,1

> 0,1

> 0,1

> 0,1

-

KS43 (щелочность по метилоранжу, общая щелочность), ммоль/л 5

См. Примечания

Общая жесткость, ммоль/л

< 0,015

< 0,01

< 0,01

< 0,01

< 0,01

< 0,005

Растворенный кислород, мг/л,

< 0,1

< 0,02

< 0,02

< 0,1

< 0,02

< 0,1

Кислородсвязывающие вещества 7

См. Примечания

Электрическая проводимость, мкСм/см

 

 

< 500

 

5-50

< 5

Диоксид углерода

< 25

< 25

< 25

< 50

< 10

< 1

Железо (общее), мг/л

-

< 0,05

< 0,03

-

< 0,03

< 0,03

Медь, мг/л

-

< 0,01

< 0,005

-

< 0,005

< 0,005

Жиры, нефтепродукты, мг/л

< 3

< 1

< 1

< 1

< 1

< 1

Перманганатная окисляемость (по KMnO4)

< 10

< 10

< 10

< 20

< 5

< 3

Кремниевая кислота, мг/л

Действительны только предельные значения для котловой воды

< 2

< 0,005

Котловая вода

 

Значение рН при 25°С

10,5-12

10,5-12

10,5-11,8

10,5-12

10-11,5

9,8-10,8

KS82 (щелочность по фенофталеину), ммоль/л 4

1-8

1-12

0,5-6

1-8

0,5-3

0,1-1

Общая жесткость, ммоль/л

< 0,015

< 0,01

< 0,01

< 0,01

< 0,01

< 0,01

При использовании

кислородсвязывающих веществ,мг/л:

гидразин

или

сульфит натрия

 

См. Примечания

10-30

10-30

10-20

5-10

10-20

-

Электрическая проводимость, мкСм/см

30-5000

30-8000

30-4000

30-5000

30-2000

30-300

Фосфат (PO43-), мг/л 6

5-20

5-20

5-15

5-10

7,5-15

10-20

Перманганатная окисляемость

(по KMnO4)

< 100

< 150

< 100

-

< 50

< 30

Кремниевая кислота, мг/л

-

< 150

< 50

-

< 40

< 4

 

Примечания к табл. 2.

1.   Соленая вода - питательная вода с удельной электропроводимостью > 50 мкСм/см, например в умягчающих установках.

2.   Малосоленая вода - питательная вода из установки обессоливания с элетропроводимостью от 0,2 до 50 мкСм/см или содержанием конденсата в количестве более 95% общего количества питательной воды.

3.   Обессоленная вода - обессоленная вода с электропроводимостью < 0,2 мкСм/см и концентрацией кремниевой кислоты < 0,02 мг/л и очищенный конденсат с электропроводимостью < 5 мкСм/см.

4.   Регулировка щелочности:

 

-     при эксплуатации солесодержащей воды, в соответствии со столбцами 2-5, твердыми щелочными веществами (едким натром, тринатрийфосфатом), если щелочность не устанавливается автоматически. При необходимости добавить летучие вещества;

-     при эксплуатации воды с небольшим содержанием соли - в соответствии со столбцом 6, преиму­щественно тринатрийфосфатом, при необходимости добавляя летучие вещества. Если не устанавли­вается необходимая щелочность автоматически, можно добавить небольшое количество едкого натра дополнительно к фосфату;

-     в случае эксплуатации воды без содержания соли - в соответствии со столбцом 7 только тринатрий-фосфатом, при необходимости с добавлением летучих веществ.

5.   Избыточное количество связанной угольной кислоты (высокое значение KS82) в питательной воде при­водит к более сильному подщелачиванию котловой воды (при необходимости требуется повышенное обес-соливание), испарению угольной кислоты (риск коррозии особенно в системе конденсата)

6.   При добавлении фосфата необходимо соблюдать ориентировочные значения. При эксплуатации воды с низким содержанием соли и без содержания соли является обязательным добавление тринатрий-фосфата (см. п. 4).

7.   Содержание кислорода в питательной воде следует, прежде всего, уменьшить с помощью физи­ческих процессов, например путем термической дегазации давлением, до описанного предельного зна­чения. Только в случае, когда это невозможно обеспечить в условиях рабочей эксплуатации, например из-за частых периодов простоя, необходимо добавить кислородосвязующее вещество. Успешно приме­няются при этом:

-     неиспаряющийся сульфит натрия - нет никаких гигиено-токсикологических ограничений;

-     гидразин - канцерогенное вещество. Использование гидразинсодержащих веществ ограничено при применении пара для увлажнения воздуха, а также в тех случаях, когда пар может соприкасаться с пищевыми продуктами. Рекомендуемая доза гидразина: в питательной воде - 0,1-0,3 мг/л, в кот­ловой - 0,2-1 мг/л.

 

2. Нормативные показатели качества воды для котлов Viessmann (из инструкции на проектирование)

 

Отопительные установки с рабочими темпе­ратурами в соответствии с назначение до 100°С (VDI2035)

Руководящим документом VDI 2035, в зависи­мости от суммарной мощности котла отопительной установки, допускается наличие в воде определен­ного общего количества гидрокарбоната кальция, которое может попасть с водой в установку. В это общее количество заполняющей воды входят вода для первоначального заполнения и подпитки, а так­же вода для нового заполнения (за исключением случая удаления накипи из водогрейного котла)

Для определения требуемых мер со стороны сетевой воды в установках водяного отопления можно действовать по табл. 3. Для установок мощностью до 100 кВт, согласно руководящему документу VDI, специальные меры не нужны.

Для замены котла существующих установках первоначальной мощностью выше 100 кВт и объ­емом воды в установках > 20 л/кВт действитель­ны требования для установок мощностью выше 100 кВт. Если в случае отопительных установок удельный объем установки составляет > 20 л/кВт (например благодаря установке буферного нагре­вателя сетевой воды), то максимальное количес­тво воды Vmax (также в случае установок мощнос­тью >100 кВт)  следует вычислять по уравнению из табл. 3.

 

 

а) Для установок мощностью выше 100 кВт должны быть приняты следующие меры:

- получение результатов анализа воды с указа­нием концентрации гидрокарбоната кальция.

При отсутствии этих сведений концентрацию гидро­карбоната кальция можно вывести из KS43 (щелоч­ность по метилоранжу, общая, соответствует кар­бонатной жесткости) и содержанию кальция:  К,43(моль/м3) • 0,5 = Са(НС03)2 (моль/м3) или

карбонатная жесткость (немецкие градусы) •  0,18 = Са(НС03)2 (моль/м3); содержание кальция (мг/л) • 0,025 = Са(НС03)2 (моль/м3); кальциевая жесткость (немецкие градусы) • 0,18 =  Са(НС03)2 (моль/м3).

Меньшее из этих двух значений в (моль/м3) со­ответствует содержанию гидрокарбоната кальция и является определяющим для выполнения требо­ваний к воде для наполнения подпитки.

б) Суммарная мощность котла > 100-350 кВт.

Если расчетная концентрация гидрокарбоната кальция С < 2 моль/м3, дополнительные меры не нужны. При такой концентрации можно в целом залить трехкратный объем установки. В остальном необходимо принять соответствующие меры по во-доподготовке или (перейти к п. «г»).

в)  Суммарная мощность котла > 350-1000 кВт.
Если расчетная концентрация гидрокарбоната кальция
С < 1,5 моль/м3, дополнительные меры не нужны. При такой концентрации можно в целом залить трехкратный объем установки. В остальном необходимо принять соответствующие меры по водоподготовке или (перейти к п. «г»).

г)   Суммарная мощность котла выше 1000 кВт (и менее мощные установки, если не выполняются предыдущие требования, то есть С > 2 моль/м3 или 1,5 моль/м3) по табл. 4 или диаграмме рис. П.8.1 на основании концентрации карбоната кальция и общей мощности котла определяется допустимый расход заливаемой воды. Если этого  объема воды достаточно для  первичного заполнения и ожидаемой подпитки или нового заполнения, дополнительные меры не нужны. Если же допусти­мого объема воды недостаточно, необходимо при­нять соответствующие меры по водоподготовке или, после достижения допустимого объема воды, заливать только умягченную или обессоленную  воду.

1  - для замены котла в существующих уста­новках с первоначальным Q > 1000 кВт и объемом воды в установке > 20 л/кВт действуют требования, как для установок с Q> 100 кВт

2  - уравнение также применимо, если мощность отопительной установки < 100 кВт и удельный объ­ем агрегата > 20 л/кВт.

В выделенной области необходимо придер­живаться данных из выделенной строки таблицы «Требования к сетевой воде».

 

Таблица 3.

Требования к сетевой воде

Суммарная мощность водогрейного котла установки, Q

Концентрация гидрокарбоната кальция для наполнения и подпитки

Максимальный допустимый расход воды для наполнения и подпитки l/max

Q < 100 кВт

Нет требований 1

нет требований 1

100 кВт <Q < 350 кВт

С < 2,0

Vmax = 3-кратный объем установки (или расчет как в строке Q > 1000 кВт)

350 кВт <Q < 1000 кВт

С<1,5

Vmax = 3-кратный объем установки (или расчет как в строке Q > 1000 кВт)

Q > 1000 кВт

 

2V/max= 0,0313

 

Таблица 4.

Максимальный расход воды для наполнения в зависимости от мощности установки и концентрации гидрокарбоната кальция.

Концен-

трация, моль/м3

 

Мощность установки, Q, кВт

150

200

250

300

400

500

600

700

800

900

1000

1200

1500

2000

Vmax, м3

0,5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

75,1

93,9

125,2

1,0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

37,6

47,0

62,6

1,5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

25,0

31,3

41,7

2,0

-

-

-

-

6,3

7,8

9,4

11,0

12,5

14,1

15,7

18,8

23,5

31,3

2,5

1,9

2,5

3,1

3,8

5,0

6,3

7,5

8,8

10,0

11,3

12,5

15,0

18,8

25,0

3,0

1,6

2,1

2,6

3,1

4,2

5,2

6,3

7,3

8,4

9,4

10,4

12,5

15,7

20,9

3,5

1,3

1,8

2,2

2,7

3,6

4,5

5,4

6,3

7,2

8,1

8,9

10,7

13,4

17,9

4,0

1,2

1,6

2,0

2,4

3,1

3,9

4,7

5,5

6,3

7,0

7,8

9,4

11,7

15,7

4,5

1,0

1,4

1,7

2,1

2,8

3,5

4,2

4,9

5,6

6,3

7,0

8,4

10,4

13,9

5,0

0,9

1,3

1,6

1,9

2,5

3,1

3,8

4,4

5,0

5,6

6,3

7,5

9,4

12,5

5,5

0,9

1,1

1,4

1,7

2,5

2,9

3,4

4,0

4,6

5,1

5,7

6,8

8,5

11,4

6,0

0,8

1,0

1,3

1,6

2,1

2,6

3,1

3,7

4,2

4,7

5,2

6,3

7,8

10,4

6,5

0,7

1,0

1,2

1,4

1,9

2,4

2,9

3,4

3,9

4,3

4,8

5,8

7,2

9,6

7,0

0,7

0,9

1,0

1,3

1,8

2,2

2,7

3,1

3,6

4,0

4,5

5,4

6,7

8,9

 

3. Требования к качеству питательной воды для стальных водогрейных котлов фирмы ACV (по инструкции по установке, эксплуатации и сервисному обслуживанию Сompact A CA 250/ CA 300/ CA 350/ CA400/ CA 500/ CA 600/ CA 700/ CA 800/ CA 900/ CA 1000).

 

Вода для заполнения системы должна иметь следующие характеристики:

Показатель

 

Значение рН при 25°С

7-8

Жесткость, °F, ммоль/л

15 (3,0)

Растворенный кислород, мг/л

0,5

 

 

4. Требования к качеству поступающей и контурной воды парового котла фирмы Biasi марки PRXA(из инструкции по эксплуатации)

 

Вода, которая используется, должна быть соот­ветствующего качества, во избежание аварийных ситуаций и для обеспечения длительного срок эксплуатации генератора.

 

Питательная вода

Показатель

 

Значение рН при 25°С

7-9,5

Жесткость, мг/л СаСО3

5,0

Растворенный кислород, мг/л

0,1

Диоксид углерода, мг/л

0,2

Железо (общее), мг/л

0,1

Медь, мг/л

0,1

Нефтепродукты, мг/л

1,0

Общие требования

Прозрачная, не содержащая взвесей

Отработавшая вода

Показатель

 

Значение рН при 25°С

9-11

Щелочность, мг/л СаСО3

1000

Жесткость, мг/л СаСО3

5,0

Электрическая проводимость, мкСм/см

8000

Солесодержание, мг/л

3500

Общие требования

Прозрачная, не содержащая взвесей

Большое количество мягкой и более холодной воды способствует увеличению насыщенности воды кислородом. Рекомендуется избегать подачи воды с температурой ниже 60°С и использовать соответствующие добавки для замедления про­цессов коррозии.

 

5. Требования к качеству поступающей воды водогрейного котла фирмы Biasi марки ROH (из инструкции по эксплуатации)

 

Питательная вода

 

Показатель

 

Значение рН при 25°С

>8,5

Жесткость, °F, моль/л

20 (4,0)

0,01

 

Растворенный кислород, мг/л

Нефтепродукты, мг/л

0,5

Общие требования

Прозрачная, не содержащая взвесей

 

 

6. Требования к качеству поступающей и контурной воды парового котла фирмы IVAR марок BHPи BLP (из инструкции по эксплуатации)

 

Питательная вода

 

Показатель

Рабочее давление до 15 бар

Рабочее давление

16-25 бар

Значение рН при 25°С

7,5-9,5

7,5-9,5

Жесткость, мг/л СаСО3

5,0

5,0

Растворенный кислород, мг/л

0,1

0,05

Диоксид углерода, мг/л

0,2

0,2

Железо (общее), мг/л

0,1

0,1

Медь, мг/л

0,1

0,1

Жиры, нефтепродукты, мг/л

1,0

1,0

Общие требования

Прозрачная, бесцветная, не содержащая суспензий и пены

Общие требования

Прозрачная, бесцветная, не содержащая суспензий и пены

Котловая вода

Показатель

Рабочее давление до 15 бар

Рабочее давление

16-25 бар

Значение рН при 25°С

9-11

9-11

Щелочность, мг/л СаСО3

1000

750

Жесткость, мг/л СаСО3

5,0

5,0

Электрическая проводимость, мкСм/см

7000

6000

Солесодержание, мг/л

3500

3000

Кремниевая кислота, мг/л

150

150

Фосфат (PO43-), мг/л

30

30

Общие требования

Прозрачная, бесцветная, не содержащая суспензий и пены

 

7. Требования к качеству поступающей воды водогрейного котла фирмы IVAR марки SuperRaO(из инструкции по эксплуатации)

 

Питательная вода

 

Показатель

 

Значение рН при 25°С

> 7,2

Жесткость, °F,( ммоль/л)

15 (3,0)

Общие требования

Прозрачная, не содержащая взвесей

 

 Скачайте опросный лист «Водоподготовка котельных», заполните его и пришлите нам на электронную почту  Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .
Для консультации звоните по телефону 8 (343) 328-01-68 или используйте удобную форму "Обратной связи".