что такое котловая вода
Что такое котловая вода
Котловая вода – рабочая жидкость, которая циркулирует по системе отопления в процессе попадания внутрь нагревательного оборудования. Постоянный нагрев до высокой температуры ведет к появлению частиц железа и меди, нежелательных солей жесткости, разложению растворенного карбоната натрия на щелочь и углекислый газ.
Водопроводная вода, поступающая в котельные из рек, озер, артезианских скважин и других природных источников не готова к использованию в паровых котлах. Она содержит большое количество вредных примесей, которые при термическом разложении разрушают нагревательные элементы оборудования и образуют накипь. При продолжительном нагревании отопительный котел изнашивается, КПД снижается, а расходы на электроэнергию растут.
Для обеспечения работы отопительных систем важно, чтобы котловая вода была умягченной и очищенной, а ее химический состав соответствовал нормам и требованиям. По статистике более 90 % неисправностей паровых котлов вызваны низким качеством используемой котловой воды.
Качественные характеристики котловой воды
Прежде чем использовать воду в паровых котлах, нужно провести лабораторные исследования. Проверка позволяет выявить соответствие характеристик принятым в коммунальном хозяйстве нормативам. Лабораторные исследования определяют характеристики котловой воды:
Методы подготовки воды для паровых котлов
Излишняя жесткость воды приводит к образованию накипи, снижению теплопроводности и теплоотдачи, перегреву и разрушению труб. В зависимости от типа отопительного оборудования меняются требования к допустимой концентрации солей магния и кальция. Чтобы теплоноситель соответствовал нормам, применяются несколько методов очистки и умягчения:
Самый популярный и эффективный метод подготовки воды для небольших котельных – ионный обмен на натрий-катионитном фильтре. Вода протекает через подготовленный слой, ионы кальция и магния замещают натрий в гранулах смолы. Соединения натрия обладают лучшей растворимостью, а ионы кальция извлекаются из воды и остаются на фильтре. Для непрерывного умягчения в условиях производства используются дуплексные установки, у которых два фильтра работают одновременно. Для регенерации катионнообменных фильтров применяется не таблетированная, а рассыпная соль.
Технология обратного осмоса оправдана, если нужно добиться максимально высокого качества котловой воды или пара в рамках одновременного выполнения нескольких задач. Пример – снизить общую щелочность, параллельно удалив сульфаты или хлориды. Установки обратного осмоса позволяют получить очищенную воду с пониженным водородным показателем – пермеат. Полученная жидкость отправляется в накопительные емкости, после чего проходит переподготовку и заливается в отопительную систему.
Превышение допустимой концентрации растворенного кислорода повышает риск коррозии. Самые популярные методы деаэрации – химический и термический. При химическом методе в воду вводятся реагенты, эффективно связывающие растворенный кислород – тиосульфат, гидросульфит или сульфит натрия. Термический метод подразумевает нагрев воды до температуры, близкой к кипению. В таких условиях растворимость газов падает, что позволяет удалить лишний кислород. Параллельно из теплоносителя удаляется углекислый газ, вызывающие углекислотную коррозию металла.
Котловая и питательная вода паровых котлов
Для безопасной работы водотрубных котлов большое значение имеет качество котловой воды, которая циркулирует во внутреннем контуре нагрева.
Если она не будет отвечать требованиям ГОСТ по качеству, в котле очень стремительно станут развиваться процессы накипеобразования. Кроме того необработанная вода будет способствовать активному коррозионному повреждению котловых труб.
Для того чтобы поддерживать примеси в котловой воде в нужном количестве, питательная вода, которая поступает в котел для компенсации утечек и технологического испарения, также должна соответствовать стандарту: ГНАОТ 0.00-1.08-94, инструкциям производителя котлоагрегата, типовым инструкциям по обеспечению водно-химического режима и иным нормативным материалов, с учетом результатов химической наладки работы котельного оборудования.
Виды водяного теплоносителя в системе теплоснабжения
Вода, в системе теплоснабжения двигаясь по водному тракту водотрубного котла, проходит несколько стадий и, следовательно, имеет разные названия.
Технологические стадии движения воды в пароводяном тракте водотрубного котла:
Что такое котловая вода паровых котлоагрегатов
Водотрубный котел — источник тепловой энергии, в котором теплоноситель движется по внутренним трубным поверхностям нагрева. Такие котлы могут быть водогрейными, которые вырабатывают горячую воду с температурой от 95 до 150 С и паровыми, вырабатывающими пар низкого давления до 1 атм., среднего от 1 до 10 атм., высокого от 10 до 20 атм. и сверхвысокого от 20 атм.
Работа парового котла особенно зависит от качества котловой воды, поскольку пар, отбираемый из барабана или пароперегревателя котла, не имеет примесей, они концентрируются внутри агрегата, увеличивая солесодержание в котле кратно в зависимости от паропроизводительности котла.
Наиболее опасными для него считаются примеси, жесткость, соли и щелочи. Также не допускается присутствие кислорода и иных агрессивных газов.
Наиболее распространенные примеси в исходной воде
Перед тем как установить котлы, особенно паровые среднего и высокого давления, сырую воду тщательно исследуют по химсоставу и по пробам устанавливают предельное содержание примесей в питательной воде.
Качество воды должно отвечать нормам установленным заводом котельного оборудования. Для удаления вредных веществ и поддержания допустимого солесодержания котловой воды разрабатывают схему химвоодоочистки и выбирают соответствующее оборудование, которое будет удалять вредные примеси и химические элементы в нужном объеме.
Классификация вредных примесей в сырой воде, подлежащих удалению перед поступлением питательной воды в котлоагрегат:
Жесткость
Сырая или исходная вода может относиться к мягкому или жесткому типам. В жесткой находятся соли жесткости Са и Mg, образующие накипь. В мягкой воде подобных примесей нет или они присутствуют в незначительных количествах. Жесткость определяется в мкг-экв/кг.
Присутствует два общепринятых вида жесткости:
Общая жесткость воды равна сумме концентраций в теплоносителе ионов Са и Mg.
Водородный показатель рН
В системе подготовки питательной и подпиточной воды этот показатель имеет большое значение он также нормируется для каждого агрегата индивидуально. рН — это показатель содержание Н в воде, и представляет кислотную либо щелочную реакцию в воде. Общеизвестно, что В Н2О входят ионы 2-х типов — ионы Н+ и гидроксильная группа ОН-.
Если преобладают Н+, раствор считается кислотным, и имеет рН от 0 и 6.9. Когда больше ОН-, то раствор будет иметь щелочную характеристику с показателем рН между 7.1 и 14. В том случае, если число Н+ и ОН- равны между собой — вода имеет нейтральную характеристику, с показателем 7.
Щелочность
Практически для оценивания качества котловой воды применяется относительная щелочность котловой воды Щот, в %. Существуют такие разновидности щелочности воды:
Данные виды взаимосвязаны между собой:
ЩO = ЩГ + ЩК + ЩK +ЩФ +ЩС
Определение щелочности котловой воды. В 1 мг-экв/кг котловой воды находится в мг/кг:
Формула относительной щелочности:
Необходимо знать, что Щот для паровых котлоагрегатов Р до 4.0 МПа, оборудованных барабанами и коллекторами, выполненных методом сварки, государственными нормами не лимитируется.
Что такое питательная вода
Эта вода подается центробежными либо паровыми насосами в паровой котлоагрегат для компенсации отобранного пара потребителем. В мощных агрегатах это смесь конденсата, вернувшегося от пароприемников и химочищенной воды после деаэратора, восполняющих внутрикотельные и внешние потери конденсата от потребителей.
Поскольку системы химводоподготовки у котельных различаются. Важно понимать, где начинается питательная вода. В котельных с деаэрационной обработкой питательной воды, она начинается с деаэратора и поступает на всас питательного насоса.
Затем она как правила поступает в хвостовые котловые поверхности — экономайзеры, где повышает свою температуру с 105 до 155 С, перед подачей в нижний барабан котлоагрегата и топочные экраны.
Нормы качества питательной воды для паровых барабанных котлоагрегатов, которые работают с естественным движением воды нормируется, и обязаны соответствовать таким показателям:
Характеристики котловой воды
На самом деле это питательная вода, образовавшаяся при испарении и отборе паре потребителями. В результате такого процесса в котле накапливаются соли, поступающие с питательной водой. В паровых котлоагрегатах, имеющих систему ступенчатого испарения, максимальная концентрация солей находится в солевом отсеке.
Часть примесей котловой воды оседают: железо, соли временной жесткости и меди, и разлагаются, например, карбонаты в водяном тракте котла.
При разложении карбонатов натрия во внутреннем контуре котлоагрегата образуется NaOH и углекислый газ СО2, который уносится паром.
Нормы качества котловой воды устанавливаются заводом-изготовителем, а контролируются в процессе работы оперативным персоналом с помощью отбора котловой воды.
На что влияет качество котловой воды
От него зависит работоспособность котлагрегата и котельного оборудования: электронасосов, турбин и теплофикационных установок. Самый опасный процесс, который вызывает вода низкого качества — накипеобразование.
Накипь откладывается внутри экранных и конвективных труб и существенно снижает эффективность котла. Это происходит из-за низкой теплопередачи от дымовых газов котловой воде, при этом создаются зоны перегрева.
Рано или поздно пережог труб приведет к ее разрыву, с выбросом в топочное пространство горячей воды при высоком давлении в котле.
Резкий выброс котловой воды снижает давление в барабане котлоагрегата, перегретая вода мгновенно превращается в пар, с объемом кратно превышающий объем воды, создается ударная сила, которая разрывает конструкцию котлоагрегата и может выбросить барабан на десятки, а то и сотни метров, разрушая здания котельной.
Не менее опасно нахождение в котловой воде кислорода, который влияет на активизацию коррозионных процессов на стальных котловых трубах, коллекторах и барабанах. В том случае, когда с рН воды меньше 7, коррозия может повредить значительную часть котловых поверхностей.
При рН выше 9.5 щелочная вода будет сильно пениться, искажать реальный уровень воды в барабане котлоагрегата и может захватить пену паром, что очень опасно для паросилового оборудования. Кроме того повышенная щелочность создает условия для межкристаллического растрескивания и увеличения хрупкости стальных деталей.
Требования и нормы качества к воде в пароводяном тракте котла
Качество воды в котлоагрегате нормируются государственными стандартами, режимными картами завода-изготовителя при проектировании и производстве каждого котла.
Также разрабатывается проект химводоподготовки для удаления вредных веществ и агрессивных газов. После установки котла и оборудования ХВО проводятся наладочные испытания, в процессе которых устанавливается водно-химический режим агрегата, технология его непрерывной и периодической продувки.
Основные показатели химического состава котловой воды в барабанных котлоагрегатах с Р до 4 МПа, сварными барабанами с вальцовкой труб:
Методы контроля качества котловой воды
Контроль качественного состава котловой, питательной, продувочной и подпиточной воды проводится в обязательном порядке для всех типов водотрубных котлоагрегатов в соответствии с методическими указаниями РД 24.032.01-91.
Объем химконтроля определяется проектом химводоподготовки и данными наладочных испытаний. Он обязан гарантировать долговечную и эффективную работу основного и вспомогательного оборудования котельной по паросиловому и водяному тракту котла.
Химконтроль дает количественное представление о качестве сырой воды и смены своего состава в пароводяном тракте котла, системе ХВО и в конденсатопроводе. По этим данным определяют размер продувки котлоагрегатов, влажность пара и % возврата конденсата, а также эффективность функционирования деаэрационной установки.
Способы обработки питательной и котловой воды
Коррекционную обработку котловой воды начинают сразу же после забора из источника водоснабжения. Все потоки воды собирают в специальные баки: конденсата, деаэрационной воды, химочищенной воды, подпиточной воды и другие по схеме докотловой очистки воды.
Далее она поступает в системы водоочистки, которые могут состоять из одного или всех узлов:
Докотловая обработка воды в домашних условиях
Сложные ионообменные фильтровые установки довольно дорогостоящие, их установка может быть экономически нецелесообразной для котлов малой мощности, например, в жилых домах. В таких вариантах применяют более простые и дешевые средства химических и физических методов докотловой обработки воды: ультразвук, электростатика и магнитная котловая обработка.
Самым простым вариантом коррекционной обработки котловой воды считается магнитный метод водоподготовки. Вода, после магнитного поля, существенно теряет накипеобразующие качества. Кроме того она положительно воздействует на уже образованную накипь на трубах, которая разрыхляется, выпадает в шлам и выносится с продувочной водой.
Для того чтобы обеспечить нормативный срок эксплуатации котлов собственник должен выполнять все требования к качеству питательной и котловой воды. Для этого применяются специальные водоочистные системы, и контролируется состав воды, через выполнение анализов котловой воды и питательной воды.
Сегодня многие компании наладили выпуск компактных фильтров для очистки питательной воды, которые легко устанавливаются и эксплуатируются. К ним можно отнести марки MIGNON, Тайфун, Наша Вода и Гейзер. Фильтры отлично очищают воду перед подачей в котел, тем самым снижают процесс накипеобразования и коррозионного повреждения труб и теплообменников, что увеличивает их срок службы.
Водоподготовка для котельной. Котельная вода. Монтаж и обслуживание котельных установок.
Нормы проектирования водоподготовки отопительных и промышленных котельных определяются СНиП II-35-76* «Котельные установки». Согласно этому документу «Водно-химический режим работы котельной должен обеспечивать работу котлов, пароводяного тракта, теплоиспользующего оборудования и тепловых сетей без коррозионных повреждений и отложений накипи и шлама на внутренних поверхностях, получение пара и воды требуемого качества». Состав системы водоподготовки в котельной (в теплоэнергетике принято сокращение ВПУ – водоподготовительная установка) определяется качеством исходной воды, требованиями к очищенной воде, производительностью установки. Требования к очищенной воде зависят от ее назначения и определяются нормативными документами.
Вода в теплоэнергетике. Термины и определения.
Вода, используемая для паровых и водогрейных котлов, в зависимости от технологического участка, имеет разные наименования, закрепленные в нормативных документах:
Сырая вода – вода из источника водоснабжения, не прошедшая очистку и химическую обработку.
Питательная вода – вода на входе в котел, которая должна соответствовать заданным проектом параметрам (химический состав, температура, давление).
Добавочная вода – вода, предназначенная для восполнения потерь, связанных с продувкой котла и утечкой воды и пара в пароконденсатном тракте.
Прямая сетевая вода – вода в напорном трубопроводе тепловой сети от источника до потребителя тепла.
Обратная сетевая вода – вода в тепловой сети от потребителя до сетевого насоса.
Источниками сырой воды могут быть реки, озера, артезианские и грунтовые скважины, городской или поселковый водопровод. Для каждого источника характерны различные примеси и загрязнения, поэтому подбор ВПУ начинают с анализа образца сырой воды. Анализ воды должна проводить специализированная аккредитованная лаборатория. Для поверхностных источников необходимы несколько анализов в разные сезоны, так как состав воды нестабилен.
Обращаясь к нормативной документации для определения требований к подготавливаемой воде необходимо также знать тип используемого котла.
Классификация котлов. Термины и определения.
По способу получения энергии для нагрева воды или получения пара котлы делятся на:
— Энерготехнологические – котлы, в топках которых осуществляется переработка технологических материалов (топлива);
— Котлы-утилизаторы – котлы, в которых используется теплота отходящих горячих газов технологического процесса или двигателей;
— Электрические – котлы, использующие электрическую энергию для нагрева воды или получения пара.
Пепейдя по ссылке можно найти нормативную документацию, в которой указаны требования к качеству воды.
Помимо нормативной документации необходимо учесть рекомендации производителя котла, указанные в инструкции по эксплуатации/ руководстве пользователя.
Сетевая вода ГВС должна соответствовать нормам «СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».
Примеси сырой воды. Методы водоподготовки для котельной.
Существует большое количество реагентов, предназначенных для ингибирования процессов солеотложения и коррозии. Традиционно применяют автоматически дозирующие станции для ввода реагента в предварительно подготовленную воду. В некоторых случаях реагенты совместимы и могут дозироваться из одной ёмкости рабочих растворов, в других – требуется наличие нескольких дозирующих станций. При использовании реагентной коррекционной обработки необходимо следить за приготовлением дозируемых растворов и постоянно контролировать концентрации дозируемых веществ в котловой воде.
Компания «АкваГруп» гарантирует индивидуальный подход к подбору и расчету установки ВПУ для каждого объекта.
Теплоноситель (котловая вода и антифриз) для отопления
Теплоноситель (котловая вода и антифриз) для отопления
Вода и другие теплоносители – какой теплоноситель выбрать и на что обратить внимание
«… А если б водку гнать не из опилок, то чтоб нам было, с семи бутылок…»
Именно такой эпиграф лучше всего подходит для данной статьи, поскольку в нем в стихотворно-шутливой форме отражен фактор выбора сырья, из которого изготавливается тот или иной продукт, именно сырье и технология определят конечное качество продукта. Потребитель может выбирать между осознанностью факта, что за качество надо платить, и кошельком в трясущихся от жадности руках. Если в ходе борьбы мотивов между осознанностью и жадностью побеждает второе…. Тогда проблема идёт к Вам!
За качество надо платить!
Теплоносители тоже изготавливаются из сырья разной чистоты, поэтому стоят по-разному, например:
И, например, так — вырезка из реального КП, выставленного от компании, появляющейся одной из первых по запросу «ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ НА ОСНОВЕ ПРОПИЛЕНГЛИКОЛЯ КУПИТЬ», цена за литр 68 р. 50 коп.:
Было много размышлений на тему, отчего одно стоит 400 рублей за литр, но работает и не причиняет вреда системе, а другое от 68 до 120 руб./л. приводит к последствиям как на фото ниже:
Коррозия теплообменника бойлера – виновник АНТИФРИЗ!
Коррозионные разрушения бойлера ACV (конструкция «сосуд в сосуде» наружная рубашка сталь) теплоноситель антифриз на основе этиленгликоля
Отложения из фильтра грязевика
этой же системы
Ответ пришел от товарищей нефтянников из Усинска, где в 2019 году проводились работы по очистке паровых котлов от накипи. Основа большинства антифризов на основе ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ применяется в процессе первичного обезвоживания нефти перед ее транспортировкой по трубе. Поскольку на большинстве разработанных скважин нефть под собственным давлением не поднимается на поверхность, на полях нефтедобычи широко применяется метод гидроразрыва пласта, т.е. закачивают в пласт воду, которая будучи тяжелее нефти «подпирает» ее. Нефть соответственно обводняется, а водонефтяная эмульсия значительно затрудняет процесс транспортировки по трубопроводам. Эту воду из эмульсии извлекают с помощью ДЕЭМУЛЬГАТОРОВ, т.е. веществ, способных раствориться в воде. Самым распространённым деэмульгатором и является этиленгликоль. Поскольку вода, побывавшая под землей, минерализуется всем тем, что есть и в грунте и в нефти, регенерировать (вернуть в повторное использование) смесь пластовой воды с этиленгликолем не представляется возможным на месте. Этот раствор воды этиленгликоля и немалой частью таблицы Менделеева (в данном случае неуместной. ) отправляется на «регенерацию» в г. Дзержинск Нижегородской обл. Кавычки поставлены намеренно, поскольку выделение всего лишнего из этой отработки весьма дорогостоящий процесс. Подкрасить и разлить по канистрам эту жижу немногим сложнее закатки «палёной водки». Еще проще наклеить на канистру этикетку с гордым названием «Незамерзающий Теплоноситель», «Антифриз для Систем Отопления» …, а затем «теплоноситель» становиться «БЕДОНОСИТЕЛЕМ» для котла, радиаторов, запорной арматуры.
Многочисленные протечки из-за разрушения уплотнений одним из известных бюджетных теплоносителей представлены на фото ниже:
Следы протечек некачественного антифриза