ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ

Раздел: ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ

ВОДОПОДГОТОВКА В ТЕПЛОСНАБЖЕНИИ

Особенности подготовки подпиточной воды для сетей теплоснабжения, использующих водогрейные котлы 

Метод Nа-катионирования Традиционно применяемое умягчение воды (наиболее широко распространено Nа-катионирование) является хотя и универсальным, но достаточно затратным методом подготовки воды, имеющим определенные недостатки: объемное оборудование; большое потребление соли и воды; значительный объем сточных вод; требуется квалифицированный персонал и постоянный лабораторный контроль; коррозионные процессы в системе трубопроводов. Метод Nа-катионирования обеспечивает хорошее состояние внутренних поверхностей, но удорожание соли, ионообменных смол, транспортные издержки, штрафы за сброс засоленных вод и другие расходы в условиях финансового кризиса часто не позволяют осуществлять все необходимые расходы для организации правильной работы ВПУ. Кроме того, квалифицированно процесс Nа-катионирования ведется только на достаточно больших котельных. Но во многих небольших котельных этого нет. Все это приводит к неизбежным проскокам солей жесткости и постепенному накапливанию отложений в котлах и теплообменниках. Метод Nа-катионирования является пассивным в отношении уже имеющейся накипи, т.е. все «проскоки» солей жесткости и перерывы в работе ионообменных фильтров (подпитка напрямую) приводят к постепенному увеличению отложений, а использовании только умягченной воды приводит к коррозии трубопроводов и котельного оборудования.

Влияние пороговых (следов) концентраций ингибиторов отложений на модификацию кристалов   Типичные формы кристаллов в отложениях   Типичные формы кристаллов под воздействием химических веществ

Автоматизированные системы для умягчения воды и удаления растворенного железа	График зависимости показателя коррозии от водородного показателя

Взаимосвязь показателя «pH» и процессов коррозии

Умягченная вода, заполняющая систему, при нагревании реагирует с металлом, образуя слой магнетита, защищающий от коррозии. Это явление представляет собой естественный (природный) механизм защиты от коррозии. Однако образовавшийся слой магнетита удерживается на поверхности металла лишь при определенных условиях. Важным фактором, влияющим на устойчивость защитного слоя, является водородный показатель (рН) воды.

Для поддержания устойчивого слоя магнетита на поверхности углеродистого металла рекомендуется, чтобы рН воды в системе был в пределах 9,5-10. При низких значениях рН кристаллы магнетита отрываются от поверхности металла и начинают циркулировать по системе, образуя шлам черного цвета, который приводит к эрозии поверхностей теплообменников, насосов и труб, а также ко всем другим отрицательным последствиям, связанным с образованием шлама.

 Очень важно поддерживать целостность слоя магнетита, т. к. в местах разрыва или отсутствия слоя поверхность металла будет открыта для воздействия кислорода, что приведет к коррозии.

При выборе оптимального уровня рН следует учитывать, что системы теплоснабжения состоят из различных материалов: сталь, медь, латунь, нержавеющая сталь и пластик. Иными словами значение рН должно быть таким, чтобы обеспечить условия отсутствия коррозии материалов, составляющих систему. Для систем, полностью состоящих из стали, рН должен быть в диапазоне 8,8-9,6. Для систем, включающих в себя медь и сталь, рН должен быть в 8,6-9,2, что обеспечит минимальную скорость коррозии для этой пары материалов. Если в системе присутствуют алюминий и сталь – рН следует держать в интервале 8,2-8,4. Значение рН в системе никогда не должно быть выше 10,0, иначе начинается вымывание цинка из латуни и разрушение этого материала, а, следовательно, частей системы, изготовленных из него. Таким образом, водородный показатель воды в системе должен постоянно контролироваться

На основании вышесказанного можно сделать вывод о том, что очень важной является химическая подготовка подпиточной воды и обработка воды в системе, позволяющая поддерживать условия, исключающие возникновение и развитие коррозии, и таким образом гарантирующая долгий срок службы системы.

 Реагентная водоподготовка

Заменой метода Nа-катионирования (объекты с температурой нагрева воды до 115-130°С) является метод реагентной водоподготовки, который отличается тем, что с помощью специально подобранных реагентов накипеобразующие элементы не удаляются из воды, а нивелируются их накипеобразующие свойства. Вместо замещения накипеобразующих катионов Са²⁺ и Мg²⁺ на катионы Na⁺ в воду дозируется небольшое количество ингибитора солеотложений, который препятствует образующимся при нагревании воды карбонатам кальция и магния высаживаться на теплопередающих поверхностях в виде накипи. При этом жесткость сетевой воды остается равной жесткости подпиточной воды, а сам этот метод еще называют стабилизационной обработкой воды, а реагенты — стабилизаторами жесткости. При подборе соответствующих реагентов в режиме «мягкой отмывки на ходу» возможно постепенное разрушение старых отложений. Таким образом, метод реагентной водоподготовки является активным в отношении накипи и накипеобразующих элементов и устраняет многие недостатки метода Na-катионирования:

• оборудование занимает мало места и оно дешевле;
• полностью отсутствуют собственные сточные воды;
• расходуется реагентов в десятки и сотни раз меньше, чем соли.

Особенности реагентной водоподготовки

Однако, как и метод Nа-катионирования, метод реагентной водоподготовки также требует правильного применения. Важен корректный подбор используемого реагента или комплекса реагентов в зависимости от состава воды и ее максимальной температуры нагрева, наличия старых отложений в системе, а также точное и надежное дозирование реагентов пропорционально расходу подпиточной воды.

Особенно важен начальный этап применения реагентной водоподготовки на объекте, т.к. в большинстве случаев приходится работать с системами теплоснабжения, уже имеющими отложения солей и оксидов железа.

Одной из распространенных ошибок первоначального периода внедрения реагентной водоподготовки является дозирование реагента в сетевую воду до получения в короткий срок в сетевой воде заданной концентрации реагента. А т.к. подавляющее большинство объектов, даже оборудованные новыми котлами, имеют старые загрязненные сети, то первые порции реагента, в основном, расходуются на старые отложения, и анализы сетевой воды показывают низкое содержание реагента.

Приходится вводить все новые порции реагента (намного больше, чем расчетная концентрация реагента в контуре теплоснабжения).

К тому времени, когда его содержание в сетевой воде приближается к заданному значению, значительная часть старых отложений оказывается снятой с внутренней поверхности труб теплосети.

Фактически происходит интенсивная отмывка старых отложений, часть из которых оседает в котлах. Особенно это свойственно широко применяемой до сих пор ОЭДФ, которая при большой дозировке интенсивно отмывает отложения, но из-за невысокой температурной устойчивости при рабочих температурах часто не удерживает снятые отложения в дисперсном состоянии и допускает занос отдельных частей котла (особенно в жаротрубных котлах, характеризующихся наличием зон локального перегрева и низкой скоростью протока воды).

Для жаротрубных котлов ООО «КФ Центр» предлагает ряд специальных реагентов компании «Nalco», применяемых совместно с системами водоподготовки, а также относительно недорогие и надежные системы автоматического дозирования.

К тому времени, когда его содержание в сетевой воде приближается к заданному значению, значительная часть старых отложений оказывается снятой с внутренней поверхности труб теплосети.

Фактически происходит интенсивная отмывка старых отложений, часть из которых оседает в котлах. Особенно это свойственно широко применяемой до сих пор ОЭДФ, которая при большой дозировке интенсивно отмывает отложения, но из-за невысокой температурной устойчивости при рабочих температурах часто не удерживает снятые отложения в дисперсном состоянии и допускает занос отдельных частей котла (особенно в жаротрубных котлах, характеризующихся наличием зон локального перегрева и низкой скоростью протока воды).

Для жаротрубных котлов ООО «КФ Центр» предлагает ряд специальных реагентов компании «Nalco», применяемых совместно с системами водоподготовки, а также относительно недорогие и надежные системы автоматического дозирования.