Как очищают котловую воду и какие аппараты при этом применяют?

Совокупность свойств воды, которые характеризуются концентрацией в ней примесей, называется качеством воды.

Основными показателями качества воды является: жесткость, щелочность, сухой остаток, прозрачность, наличие масел и коррозийно-активных газов.

Жесткостью воды называют сумму концентраций, растворенных в ней соединений кальция и магния.).

При питании котлов жесткой водой на стенках барабанов, коллекторов и труб откладывается накипь, составные соединения которой крепко соединяются с поверхностью металла. Накипь и шлам имеют низкую теплопроводность, в результате чего ухудшается теплопередача через загрязненные стенки. Это вызывает следующие отрицательные явления:

- местный перегрев стенок котла, вследствие чего образуются выпучины и свищи;

- разрывы жаровых, кипятильных, экранных и дымогарных труб и взрывы котлов;

- снижение тепло- и паропроизводительности котлов;

- увеличение процесса коррозии;

- перерасход топлива:

Щелочность представляет собой суммарную концентрацию растворенных в воде бикарбонатов, карбонатов, гидратов и гуматов (солей слабых органических кислот). Щелочность измеряется теми же единицами, что и жесткость. Щелочность котловой воды характеризуется величиной рН.

Если рН =7— вода нейтральная; рН > 7— вода щелочная; рН <7— вода кислая.

Сухой остаток — это общее количество растворенных в воде солей и щелочей, которые остались после выпаривания воды и высушивание остатка при температуре 110 ^оС к постоянной массе. Он выражает пригодность данной воды для питания паровых котлов. Сухой оста ток выражается в мг/кг чистой воды.

В зависимости от мощности и назначения котельных установок, а также от состава исходной воды подготовка питательной и подпиточной воды должна включать осветление, умягчение и деаэрацию.

Осветление воды заключается в пропуске воды через осветительные фильтры с целью удаления механических примесей. Осветлению подлежат поверхностные воды.

Смягчением называется удаление из воды образующих накипь со единений кальция и магния. Применяют докотловую и котловую обработку воды.

Наиболее распространенным в отопительно-производственных котельных методом смягчения воды является катионитовый. Он основан на способности нерастворимых в воде катионитов (сульфоугля, синтетические смолы КУ-1 и КУ-2) заменять катионы Na⁺ и Н⁺, что находятся в них, на катионы Са⁺⁺ и Мg⁺⁺, что находятся в воде.

На котельных используются Nа-катионитовый и Н-катионитовый методы смягчения воды.

2Na(K)+Ca(HCO₃)₂ / Mg(HCO₃)₂ = Ca(K)₂¯ / Mg(K)₂¯ + 2NaHCO₃

2Na(K)+CaSO₄ / MgSO₄ = Ca(K)₂¯ / Mg(K)₂¯ + Na₂SO₄

2H(K)+CaSO₄ / MgSO₄ = Ca(K)₂¯ / Mg(K)₂¯ + H₂SO₄

После Nа-катионирования получаем щелочной фильтрат, а после Н-катионирования – кислый, и если смешать оба в определенной пропорции, то можно получить практически полностью смягченную воду с заданной величиной щелочности.

Основными элементами катионитовых установок служат фильтры. Катионитовый фильтр (см.рис.6) состоит из цилиндрического корпуса (Æ 670, 1030, 1525, 2000, 2500, 3040 мм) со сферическими днищами.

Растворимые в воде газы необходимо удалять, поскольку они приводят к коррозии стенок котла, преждевременному износу, а иногда и к аварии. Растворенные газы (О₂, СО₂) и воздух удаляют из воды деаэрацией. Известно несколько ее способов: термический, химический, электромагнитный, высокочастотный и ультразвуковой. Три последние еще недостаточно освоены и в котельных с паровым и водогрейными котлами наибольшее распространение получил термический.

Растворение в воде газов уменьшается с повышением температуры и совсем прекращается при достижении температуры кипения, когда растворенные газы полностью удаляются из воды.

Существуют несколько типов термических деаэраторов, но в котельных с паровыми котлами применяются смешанные атмосферного типа (ДСА).

Такой деаэратор состоит из вертикальной цилиндрической колонки Æ1-2 м и высотой 1,5-2 м, установленной на горизонтальном цилиндрическом баке, предназначенном для сохранения запаса деаэрованной воды.

Для деаэрации подпиточной воды тепловых сетей в котельных с водогрейными котлами используются вакуумные деаэраторы (см.рис.34).

Вакуумный деаэратор, как и атмосферный, состоит из колонки и бака деаэрованной воды, только с той разницей, что бак и колонка находятся в различных местах: бак — на нулевой отметке, а колонка — выше крыши котельной.

Вакуум в деаэрационной колонке создается водоструйным эжектором, присоединенным к верхней части колонки. для облегчения работы эжектора перед ним устанавливают охладитель испарения, так как водоструйный эжектор работает лучше, когда температура испарения ниже. Вода через эжектор перекачивается центробежным насосом, создает разрежение, за счет которого из деаэрационной колонки отсасывается испарение и смешавшись с водой поступает в бак газоотделитель. Там вода опускается вниз, а испарение остается сверху и удаляется оттуда в атмосферу.

Вода после смягчения, пройдя водоводяной подогреватель, нагревается до 75-80°С и подается в деаэрационную колонку, где закипает при давлении ниже атмосферного. Освободившись от кислорода и углекислого газа, вода стекает в бак деаэрированной воды. Оттуда вода подается подпиточным насосом на подпитку теплосети.

Чтобы деаэрованная вода сохраняла температуру в деаэраторном баке, там устанавливают змеевик, через который проходит горячая вода из водогрейных котлов.

Котловая обработка воды:

При химическом способе котловой очистки в питательную воду паровых котлов прибавляют антинакипины — вещества, способные образовывать шлам, который удаляется из котла продувкой. Используют этот метод для неэкранированных котлов без пароперегревателей, имеющих достаточные объемы нижних барабанов, из которых может быть обеспечен отвод образованного шлама.

В роли осадочных веществ используют в основном каустическуюсоду NаОН, кальцинированную соду Na₂CO₃ тринатрефосфат Na₃PO₄. Вводят раствор в питательную воду или непосредственно в барабан котла. Важным условием успешной обработки воды является дозирование антинакипина, так как излишек приводит к кристаллизации или вспениванию и выносу воды.