Водоподготовка

Несмотря на большое количество литературы по теме подготовки котловой питательной воды часто приходится сталкиваться с непониманием в этом вопросе.

Химия воды - это сложная область знаний, которая требует привлечения к ней дипломированных химиков. Эта глава книги поясняет в простой форме как и почему в практике готовится питательная вода котла. В первую очередь мы обсудим вопросы смягчения питательной воды для котельных установок низкого давления. Цель - препятствовать образованию отложений на поверхности нагрева котла. В дальнейшем также будет идти речь об особенностях подготовки питательной воды для котельных установок высокого давления.

Питательная вода котла, в общем понимании, это смесь возвращённого конденсата и питательной воды. Конденсат - это сконденсированный пар, соответствует качеству тированной воды и часто после незначительной дообработки может снова использоваться как питательная вода. Чтобы восполнить потери конденсата в водо- и парообороте котельной установки требуется подпитка питательной воды. Потеря конденсата происходит в следствии:

• открытого разбора пара для целей нагрева, напр. т.н. „пароводяная баня“
• грязный конденсат, который становится непригодным к дальнейшему применению напр. из-за присутствия в нём смазочных масел или технологических химикалиев.
• отсутствие системы возврата конденсата
• солевая продувка котла
• протечки и потери
• сброс от выпара и продувки

Источники питательной воды

К основным источникам питательной воды относятся:

• грунтовая вода - колодезная и артезианская
• поверхностная вода - речная, морская, озёрная
• вода из систем питьевого и горячего водоснабжения

Вода из природных источников не может быть без подготовки использована в качестве питательной воды для котельных установок. В основном грунтовая и поверхностная вода содержит примеси различного рода и её использование в неподготовленном виде в качестве питательной воды приводит к повреждениям котельной установки.

Даже вода питьевого качества из системы водоснабжения не пригодна для использования как питательная вода котельных установок. Становится понятным, что питательная вода должна готовиться и её качество должно контролироваться. Не только паровой котёл, а также трубопроводы питательной воды и конденсата должны защищаться от коррозии.

Химия воды

В этом разделе книги будут определены химические понятия в объёме необходимого минимума. Химические обозначения и формулы будут, если это возможно, заменены химическими наименованиями, а также в случае необходимости с указанием химической формулы в скобках.

В воде содержаться следующие химические соединения:

В общем можно сказать, что химические соединения на основе кальция и магния присутствуют в воде в форме гидрокарбонатов (бикарбонат), сульфатов и хлоридов. Кроме этого присутствует натрий в форме хлорида натрия и кремниевая кислота.

Соединения кальция и магния - это т.н. соли жёсткости. Эти соединения должны быть растворены, прежде чем эта вода будет использована как питательная. Молекулы растворённых в воде солей диссоциируются (разлагаются) на электрически заряженные частицы, называемые ионами. Гидрокарбонат кальция диссоциируется в кальций (Са) и гидрокарбонат (НСO₃)₂. Гидрокарбонат магния разлагается на составляющие таким же образом.

Гидрокарбонат кальция и магния присутствует в воде в форме плохо растворимых солей, они представляют собой карбонатную жёсткость (или ионы карбоната щелочноземельных металлов). В процессе нагрева воды они откладываются на поверхности котловых труб снаружи или внутри. Углекислота высвобождается в форме газа и вместе с паром при его конденсировании образует кислую воду. Значение pH значительно уменьшается и приводит к известной своими последствиями углекислотной коррозии в конденсатопроводах.

Соединения кальция и магния в форме с сульфатов и хлоридов образуют некарбонатную жёсткость (или некарбонатные ионы щелочноземельных металлов) и присутствуют в воде в растворённом состоянии. Только тогда, когда их концентрация в котловой воде слишком высока, напр. при недостаточной солевой продувке, это может приводить к образованию отложений некарбонатной накипи.

Сумма карбонатной и некарбонатной жёсткости даёт суммарную жёсткость (суммарную щёлочность).

Источник: "Рекомендации по применению оборудования ARI. Практическое руководство по пару и конденсату. Требования и условия безопасной эксплуатации. Изд. ARI-Armaturen GmbH & Co. KG 2010"