Котельная вода

Водоподготовка — это последовательная обработка воды, поступающей из начального водоисточника к конечному потребителю, для приведения её свойств и качества к соответствию производственным или бытовым требованиям. Водоподготовка проводится на сооружениях или в фильтрах водоочистки для нужд жилищно-коммунального хозяйства, энерго- и теплогенерирующих объединений, транспортных предприятий, фабрик и заводов. Конечные свойства и качество очищаемой воды для пищевых / питьевых целей нормируются СанПиН 2.1.4.1074-01.

Для котельной воды первоначальным источником являются природные воды, вода из городского водопровода. Опасностью для котельной воды является то, что в составе природных вод имеются механические примеси минерального или органического происхождения, растворенные химические вещества и газы, поэтому без предварительной очистки природные воды непригодны для питания котлов. На помощь приходят ионообменные смолы: КАТИОНИТ КУ-2-8, анионит и СУЛЬФОУГОЛЬ.

Заказать ионообменные смолы можно на сайте smoly.ru от производителя, например, катионит, цена на него поэтому не высока.

Воду, используемую в паровых и водогрейных котлах, в зависимости от участка технологической цепи, на котором она используется, называют по-разному. Так, вода, поступающая в котельную или ТЭЦ от возможных источников водоснабжения, называется исходной, или сырой, водой. Как правило, эта вода требует предварительной химической подготовки перед использованием ее для питания котлов.

Вода, поступающая для питания котлов, называется питательной. Вода, подаваемая для восполнения потерь пара или расходов воды в тепловых сетях, называется подпиточной. Воду, находящуюся в испарительной системе котла, называют котловой.

Пар, получаемый в промышленных котлах, направляют в различные теплоиспользующие устройства, конденсат из которых возвращается неполностью либо он настолько загрязнен, что не может быть непосредственно использован. Кроме того, часть пара и воды при наличии неплотностей теряется. В связи с этим необходимо систематически добавлять в тепловые сети некоторое количество воды извне. В водогрейные котлы также приходится добавлять воду из-за ее утечек в системе теплоснабжения или использования потребителями. Котельная вода не должна давать отложений шлама и накипи, разъедать внутренние стенки труб поверхностей нагрева, а также вспениваться.

Наличие примесей в котельной воде приводит к явлениям, существенно усложняющим работу котельного агрегата. В первую очередь следует выделить накипеобразование, загрязнение пароперегревателей и турбин, внутреннюю коррозию в трубах. Накипеобразование на внутренней поверхности обогреваемых труб относится к наиболее опасным явлениям. Даже весьма небольшой слой накипи приводит к весьма существенному повышению температуры металла труб и их разрыву из-за потери механической прочности, что считается тяжелой аварией в котлоагрегате.

Жесткость котельной воды

Жесткость котельной воды обусловлена присутствием в ней солей кальция и магния. Различают общую Жо карбонатную Жк и некарбонатную Жнк жесткость.

Карбонатная жесткость котельной воды - Жк

Карбонатная жесткость котельной воды Жк характеризуется содержанием в растворе гидрокарбонатов кальция и гидрокарбоната магния. Карбонатная жесткость котельной воды удаляется нагреванием воды, поэтому ее называют также временной жесткостью. При нагревании воды гидрокарбонаты постепенно переходят в малорастворимую форму солей — карбонаты СаСО3, и MgC03, выпадающие в виде рыхлых осадков (шлама) и удаляемые при периодической продувке. Уравнения этих реакций следующие:

Ca(HCO3)2= СаСО3 + Н2О + СО2;

Mg(HCO3)2= MgСО3 + Н2О + СО2;

Количественно карбонатная жесткость котельной воды равна концентрации ионов Са2+ и Mg2+, которая соответствует удвоенной концентрации гидрокарбонат-ионов НСО3.

Некарбонатная жесткость котельной воды - Жнк

Некарбонатная жесткость котельной воды вызвана наличием в воде всех остальных, помимо гидрокарбонатов, солей кальция и магния. Некарбонатная жесткость является неустранимой, она сохраняется при нагревании и кипячении, поэтому ее называют постоянной жесткостью. При водоподготовке на заводах соли постоянной жесткости образуют плотные отложения накипи. Количественно некарбонатная жесткость котельной воды равна концентрации ионов Са2+ и Mg2+ за вычетом временной (карбонатной) жесткости. В качестве анионов выбраны (условно) сульфат-ионы SО4, хотя в воде могут также находиться хлориды, нитраты, различные силикаты и фосфаты кальция и магния. Так как некарбонатную жесткость определяют через содержание CaS04 и MgS04, ее называют также сульфатной жесткостью.

Общая жесткость котельной воды

Общая жесткость котельной воды - Жо

Количественно общую жесткость воды характеризуют через суммарное содержание ионов Са2+ и Mg2+, выраженное в ммоль/кг. По жесткости все природные воды делятся на мягкие (общая жесткость менее 2 ммоль/кг) и жесткие со средней степенью жесткости (2... 10 ммоль/кг) и высокой степенью жесткости (более 10 ммоль/кг). Для перевода количества вещества n, моль, в его массу m, кг, используют формулу nМ = m, где М — молярная масса конкретного вещества, кг/моль. Для рассматриваемых солей жесткость соответствует M/(Са) = 40,08 кг/моль, M/(Mg) = 24,32 кг/моль. Так как в химических процессах вещества реагируют и образуются в эквивалентных количествах, то на практике до сих пор широко используется понятие грамм-эквивалента — количество вещества в граммах, численно равное его химическому эквиваленту. Химический эквивалент — безразмерная величина, численно равная для водных растворов солей молярной концентрации ионов Са2+ и Mg2+, приходящейся на вдвое большую молярную концентрацию НС03. Таким образом, если используют единицу измерения жесткости мг-экв/кг (миллиграмм-эквивалент на 1 кг воды), то она соответствует содержанию в воде 20,04 мг иона Са2+ или 12,16 мг иона Mg2+. Щелочность характеризуется наличием в воде щелочных соединений (NaOH — едкий натр, Na2C03 — кальцинированная сода. NaHC03 — гидрокарбонат натрия, Na3P04 — тринатрийфосфат и др.).

Общая щелочность до проведения водоподготовки Що складывается из суммы Щг, (гидратная щелочность), Щгк (гидрокарбонатная), Щк (карбонатная):

Що=Щг+Щгк+Щк