Химводоподготовка для котельной принцип работы

Содержание

Современные технологические системы промышленной водоподготовки

Химводоподготовка для котельной принцип работы

Высокая природная жёсткость воды создаёт существенные проблемы для производительности и долговечности эксплуатации котлов и котельных. Катионы магния и кальция, которые в избытке содержатся в воде, стают причиной трудноудаляемой накипи на внутренних стенках водоподготовительных установок. Поэтому использование воды повышенной чистоты – основная забота эксплуатационников систем парообразования.   

Роль нерастворимых отложений в стабильности работы промышленных котлов и котельных

Вода с высокой степенью химической чистоты уменьшает использование специальных реагентов – умягчителей – которые применяются для котлов. По той же причине приходится периодически (в основном, в тёплое время года) останавливать котлы и котельные из-за необходимости продувка паро- и водопроводов.

Подсчитано, что только при увеличении частоты продувки в 10 раз достигается должная эффективность систем водоподготовки, которая выражается в снижении затрат на топливо.

В результате частых продувок уменьшается концентрация примесей в воде, питающей  котлы, и соответственно снижается общий уровень загрязнений на поверхностях теплообмена.

Регулярная система водоподготовки для котлов и котельных приводит также к снижению скорости протекания коррозионных процессов.

Хотя большинство марок котельных сталей отличает высокая теплостойкость, в случаях, когда котел используется для запуска паровой турбины, со временем происходит интенсивная эрозия лопаток турбин. Увеличивается загрязнение внутренних поверхностей теплообменников.

Более низкий уровень примесей снижает скорость протекания данных процессов, а генерируемый пар обладает более высокой степенью чистоты.

Снижение частоты регенерации ионного обмена для систем водоподготовки котлов и котельных может быть решено использованием обратного осмоса. Затраты на химреактивы при этом существенно уменьшаются.

Комплексная система водоподготовки, которая включает как обратный осмос, так и ионный обмен, как правило, более экономична. Однако использование обратного осмоса требует существенного изменения операций над обработкой воды, что в целом увеличивает затраты на водоподготовку.

Силикатные и коллоидные отложения уменьшают эффективность работы котла, а также приводят к преждевременному отказу турбин. Ультратонкая фильтрация может удалить более 99% коллоидного кремнезёма, а также осажденного железа и алюминия.

Снижение содержания твердых частиц, взвешенных твердых частиц и общего органического углерода также повышает эффективность работы турбин и котлов.

Тем не менее, в промышленных масштабах использование обычных мембранных технологий сталкивается с серьезными проблемами загрязнения мембран.

Решение проблемы повышения эффективности для систем водоподготовки

При обеспечении оптимальной производительности качественная фильтрация водных потоков, которые питают котлы и котельные агрегаты, позволяет им соответствовать строгим требованиям эксплуатации, и достигать заданных значений коэффициента эффективности работы.

Обработка питающей воды котла необходима для предотвращения чрезмерного загрязнения технологического оборудования теплообменника и эрозии лопаток турбины. Технологические достижения в системах мембранной фильтрации создают возможность справляться со значительными потоками подаваемой воды с целью обеспечения более строгих характеристик системы водоподготовки для промышленных котлов и паровых электростанций.

Среди наиболее удачных вариантов таких систем — обработка с так называемым улучшенным вибрационным сдвигом. Она позволяет фильтровать потоки сточных вод, а также обычную воду, предназначенную для котельных, устраняя проблемы загрязнения, неизбежные при использовании обычных мембранных технологий. При водоподготовке с улучшенным вибрационным сдвигом:

  • уменьшается уровень граничных концентраций карбонатов.
  • снижаются жёсткость и цветной показатель.
  • уменьшается содержание кремнезёма в воде, поступающей из промышленного водопровода, а также артезианских скважин.

Сущность такой системы водоподготовки заключается в ультратонкой фильтрации (применяется также термин «нанофильтрация»)  задействованных мембранных модулей для обработки воды. При этом создаётся поток  пермеата – воды, которая проходит сквозь мембранный слой.

Этот поток уже соответствует критериям подачи воды, предназначенной для питания водогрейных котлов и котельных, относительно концентраций взвешенных и растворенных твердых веществ, кремнезема и твердости.

После окончательной обработки ионообменными смолами прозрачный пермеат можно вторично использовать в качестве питающей рабочей среды, что повышает эффективность водоподготовки.

Фильтрацию обратным осмосом можно использовать, если требуется полное удаление растворенного твердого вещества. В некоторых случаях с этой целью на стадии окончательной очистки применяют специальные спиральные мембраны.

В результате реализации подобной технологии водоподготовки используются преимущественно ионообменные смолы. Такой процесс исключает требования к предварительных стадиях водоподготовки, сокращает количество применяемых химических регентов и исключает реализацию довольно трудоёмких мероприятий по удалению отработанных регенерантов.

Современные методы очистки воды в рабочих контурах котлов и котельных установок

В настоящее время для систем водоподготовки котлов и котельных используются несколько технологий. Критериями выбора служат сложность и надёжность систем химической очистки, состав добавок/осветлителей, направленность фильтрационных потоков, применение упомянутых ранее спиральных мембран.

Исследования показывают, однако, что наибольшая эффективность водоподготовки наблюдается именно при использовании технологии вибрационного сдвига. Для котлов, котельных и систем водоподготовки электростанций, а также для медицинской и пищевой промышленности, которые используют только очищенную воду, мембранные системы, использующие этот процесс, могут успешно избегать серьезных проблем, которые вызваны загрязнением мембран.

Рассмотрим технологию водоподготовки вибрационным сдвигом на примере водяного цикла электростанции. Поступающая на электростанцию вода может подаваться из скважины подземных вод (водоносного горизонта), поверхностных вод или по городским водопроводным сетям.

Такая вода должна пройти обработку, чтобы соответствовать критериям нормального функционирования котла или котельной. В рамках этой обработки потребуется удалить накопившийся  конденсат, а также дезактивировать и очистить сточные воды, образующиеся в скрубберах очистки дымовых газов. Для котельных это является серьёзной проблемой.

При водоподготовке, в зависимости от поставленных требований может быть применён ряд процессов:

  • Химическая обработка/ размягчение известкового налёта на котельном агрегате.
  •  Двойная фильтрация.
  • Адсорбция углеродных частиц.
  • Применение обратного осмоса.
  • Окончательная очистка ионообменными смолами.

Конечным продуктом этих операций являются отходы, в том числе отработанный углерод и регенерирующие химикаты из ионообменных смол.

При водоподготовке с применением технологии вибрационного сдвига используются два самостоятельных процесса – обработка входной воды для котла и удаление предварительно очищенных водостоков.

Обычно в системах водоподготовки для уменьшения жёсткости поступающей воды используют многоступенчатый процесс. Он включает в себя химическую обработку и/или ионный обмен.

Эти многоступенчатые процессы могут быть заменены установкой для фильтрации улучшенным вибрационным сдвигом, которая может выполнять одноэтапную водоподготовку.

В этом случае все перечисленные операции объединяются. Устройство снабжено совокупностью непористых мембран, которые производят дифференцированное разделение и удаление частиц из разных материалов и с разными размерами фракций. Полученное качество воды для котельной такое же, как и при многоступенчатой фильтрации и химической обработке.

Схема процесса водоподготовки

Технологическая цепочка водоподготовки для котла основана на применении мембранной фильтрационной системы с обратным осмосом, которая заменяет следующие этапы предварительной обработки:

  • Деизвесткование.
  • Катионное размягчение.
  • Двухслойную фильтрацию.
  • Адсорбцию углерода.
  • Обычную фильтрацию блоками обратного осмоса.

Городская вода обрабатывается в одноступенчатой системе, за которой следует конечная ионообменная очистная установка. Затем очищенная для котла или для котельной вода подается к месту применения через питающий насос.

Блоки системы водоподготовки, основанные на использовании технологии вибрационного сдвига, интегрированы с обработкой воды на объекте промышленного производства.

Например, вода из городской водопроводной сети предварительно нагревается в теплообменнике (первая стадия), в результате чего образуется чистый пермеат. Затем она дополнительно нагревается теплообменником с паровым нагревом до температур 40…450С (с повышением температуры интенсифицируется поток пермеата через блок обработки, что обеспечивает привод работы первого теплообменника).

Предварительно нагретую воду перечивают в уравнительный резервуар, где для регулирования pH иногда добавляют серную кислоту. По мере необходимости возможно добавка и других химических веществ, например, квасцов или некоторых полимеров: это улучшает коагуляцию.

Вода, которая выходит из уравнительного резервуара, затем поступает во второй резервуар, где отстаивается и затем подается непосредственно к котлу или в котельную.

Таким образом, предварительно нагретая вода из городского водопровода перед подачей обрабатывается с помощью двух промышленных блоков.

При альтернативном варианте мембранная система водоподготовки для котельных или котлов вначале образует поток пермеата, который далее направляется в теплообменник для рекуперации тепла, а затем хранится в резервуаре для очищенной воды до окончательной очистки путём ионного обмена. Остатки воды от котельной сбрасываются в водоотстойные пруды.

Использование описанной технологии водоподготовки является экономически выгодным для обработки воды, питающей промышленные котлы или котельные. Почти 80% поступающей воды пригодно для вторичного использования в тех же целях, и только менее 20% уходит в концентрированные отходы. Выбор мембран основан на совместимости материалов, скорости потока и требованиях к концентрации (жёсткость, концентрация диоксида кремния, наличие прочих веществ).

Качество пермеата можно контролировать, используя лабораторный выбор мембранных материалов, доступных для соответствия параметрам применения.

Заключение

Система водоподготовки для котлов и котельных на основе использования процессов очистки вибрационным сдвигом обеспечивает повышение качества воды, необходимой для работы котельных установок и котлов электростанций. Качественная очистка производится всего за один этап, причём в результате не только устраняются многие проблемы существующих технологий водоподготовки, но и обеспечивается достаточно полная регенерация воды для вторичного применения по назначению.

Читайте также  Фундамент под дымовую трубу котельной

Обоснование использования этой системы для конкретных условий использования определяется путем анализа стоимости и преимуществ системы, включая:

  • Снижение жёсткости, бактериологических и химических показателей воды, которая поступает к котлам или в котельные агрегаты.
  • Повышение качества воды, что положительно влияет на эффективность работы водоиспользующих агрегатов.
  • Уменьшение потребностей котельных и котлов в свежей/первичной  воде и затрат на её предварительную обработку.
  • Обработанная вода содержит достаточное количество тепла, что можно использовать в смежных или вспомогательных процессах.
  • Устранение роста бактерий и специфического запаха сточных вод.
  • Сокращение объема сброса сточных вод и связанных с ним затрат на обработку.

Источник: https://adin.ru/vodopodgotovka-dlya-kotelnyix.html

Химводоподготовка для котельной на водогрейных и паровых котлах: журнал ХВО

Химводоподготовка для котельной принцип работы

В современных котельных перед запуском проводят процесс водоподготовки для паровых и водогрейных котлов. Это обязательная процедура, в которой нуждается всё, без исключения, имеющееся оборудование.

Указанное мероприятие служит профилактической мерой, позволяющей предотвратить формирование минеральных отложений на внутренних поверхностях нагревательных систем. Систематически проводящаяся водоподготовка для котельных служит залогом бесперебойной работы тепловых установок, с допустимым сроком в течение отопительного сезона.

Задачи водоподготовки котельных

Вода является необходимым атрибутом для формирования жизни на планете, так как обладает способностью растворять в себе различные минеральные вещества. Кроме этого она способна выполнять различные вспомогательные функции в системах жизнеобеспечения. Ее используют в качестве дешевого теплоносителя, наполняющего системы трубопроводов парового и водогрейного отопления.

Однако, благодаря своим химическим свойствам, вода переносит множество всевозможных элементов, способных осаждаться при нагревании. Это свойство создает определенные сложности для рабочего режима отопления, что становится причиной систематического технического обслуживания узлов, участвующих в процессе нагревания.

Примеси, осаждающиеся на стенках трубопроводов, условно разделяют на следующие группы:

  • нерастворимые механические;
  • коррозийно-активные;
  • растворимые, выпадающие в осадок.

Каждый из представленных типов примесей может стать причиной повреждения оборудования и отдельных узлов отопительных установок. Такой состав воды может привести как к выходу из строя агрегата, так и к снижению эффективности работы отопления. По этой причине вода, использующаяся в качестве теплоносителя, должна проходить предварительную фильтрацию от механических примесей. Данная мера поможет предотвратить преждевременное засорение насосов циркуляции и запорных механизмов.

Однако процесс фильтрации, который предусматривает водоподготовка для котельной, позволяет исключить из состава теплоносителя только нерастворенную в воде часть примесей.  Это могут быть песчинки и глина, а также осадки оксида железа, образованные в результате взаимодействия влаги со стальными поверхностями.

Тем не менее, вода сохранит растворенные вещества, которые проявятся в процессе нагревания, приведя к таким последствиям как:

  • образование накипей;
  • коррозия стальных элементов;
  • осадок солей выносимых паром;
  • вспенивание воды.

Указанные проявления могут привести к частичному уменьшению внутреннего диаметра трубопровода или к его полному засорению. Кроме этого существует вероятность образования воздушных пробок и появления повреждений на стальных поверхностях.

Основная задача такого процесса как водоподготовка котельных — это создание эффективного теплоносителя, лишенного вредоносных примесей.

Требования к питательной воде котлов отопления

Все котельные могут работать по двум принципам – либо они паровые, либо водогрейные. Многое также зависит от типа агрегата, мощности и режима температур, в пределах которых осуществляется работа. Для каждого случая изменяются требования к составу используемой воды.

По этой причине степень очистки воды может иметь различные требования. Состояние теплоносителя должно обеспечивать бесперебойную работу системы на продолжительном участке времени, исключая засорения и риск возникновения коррозийных образований.

Главный показатель состояния теплоносителя это его жесткость, которая условно обозначается – pH, так как определяет соотношение растворенного в воде кислорода с углекислым газом.

Для приведения химического состояния воды, в системах водоподготовки оборудованных для котельной, к требуемым параметрам принято проводить следующие этапы очистки:

  • механическая водоочистка;
  • процесс обезжелезивания;
  • процесс смягчения – извлечения жестких солей;
  • реагентная очистка, позволяющая исключить содержание инертных газов и снизить содержание кислорода, часто превышающего норму.

Для всех систем на первом этапе проводят механическую очистку, которая позволяет извлечь из воды все нерастворенные вещества. В зависимости от исходного состояния теплоносителя, эта процедура может повторяться несколько раз.

Ее предназначение — исключать из состава жидкости все примеси, такие как песок, металлическая окалина, шлам и прочие составляющие, не проходящие через фильтр. Боле сложные схемы очистки проводятся в избирательном порядке, который определяется характеристиками используемого газового оборудования.

Способы ХВО для котельных

Аббревиатура ХВО обозначает химическую водяную очистку, которая производится с целью приведения состояния воды к необходимым нормам. ХВО стандартной котельной производят при помощи специального комплекса, который состоит из водоподготовительных систем предочистки. Иными словами — ионитных фильтров, позволяющих снизить жесткость теплоносителя и насосов с дозаторами, изменяющих химический состав жидкости.

Смягчение воды

Процесс смягчения, предусмотренный в ходе проведения химводоподготовки для водогрейных и паровых котлов, имеет несколько последовательных этапов. Для начала воду пропускают через катионит в натриевой форме – это синтетический материал, состоящий из сополимера стирола содержащего дивинилбензол. Такая процедура позволяет произвести замещение солей жесткости натриевыми солями.

Плюс ко всему, в результате химических реакций, происходит истощение емкости смол, поддающихся ионообменным процессам. Чем выше изначальная жесткость воды, тем быстрее активная смола утрачивает величину своей емкости. После нейтрализации смол управляющий клапан, расположенный на фильтре, запускает процедуру регенерации.

Регенерация воды

На этапе регенерации подготовленный теплоноситель разводят 26-ти процентным раствором натриевой соли. Для этого ионный фильтр комплектуется отдельным баком, в котором готовят солевой раствор. Кроме этого очистные установки обеспечиваются дозирующими комплексами, осуществляющими реагентную обработку жидкости.

Для этого используют насосы с дозаторами, которые вводят в состав теплоносителя АМИНАТ КО 2 или КО 5 из отдельных резервуаров. Эта процедура позволяет снизить концентрацию кислорода и сбалансировать показатель pH. Установки ХВО настроены на непрерывный цикл работ, обеспечивая котельные установки безопасным теплоносителем круглосуточно.

Журнал по водоподготовке

Эксплуатация котлов водогрейного или парового принципа действия сопровождается систематическим снятием определенных показаний с занесением в эксплуатационный журнал. Это техническая документация, которая ведется в хозяйстве каждой котельной.

На основе записей в журнале по водоподготовке котельной составляются выводы, определяющие качественный показатель теплоносителя, подаваемого в установку в заданном временном интервале. Для этого заполняемый бланк содержит сведения о времени продувки и показаниях проб. Каждая проба демонстрирует состав воды и соотношение рабочих характеристик.

Образец журнала вы можете скачать здесь.

От качества воды, которой подпитывают котел в процессе работы, зависит длительность эксплуатации устройства и рабочие характеристики его основных элементов. Повышение негативных составляющих в составе теплоносителя приводит к преждевременному выходу из строя агрегата или отдельных его частей.

В отдельной графе (32) указывают:

  • разновидность и толщину накипи;
  • наличие коррозии;
  • наличие неплотностей в соединениях заклепочного, а также вальцовочного типа.

Эти показатели снимаются при каждой остановке агрегата для проведения технического обслуживания или ремонтных (монтажных) работ. А также с их помощью составляется техническое задание для предстоящего рабочего периода.

Источник: https://kotle.ru/kotelnye/vodopodgotovka-dlya-kotelnyh

Водоподготовка для котельных — способы умягчения воды, оборудование

Химводоподготовка для котельной принцип работы

Водоподготовка для котельных установок – обязательный процесс для каждого производства рассматриваемой категории. Системы водоподготовки применяется в целях предотвращения образования отложений на рабочих элементах котлов. При этом именно качественная водоподготовка котлов является главной гарантией безаварийной и высокоэффективной работы котельного оборудования в течение отопительного сезона.

Зачем вообще нужна водоподготовка для котельных?

Водоподготовка представляет собой процесс подачи жидкости в котельную станцию после прохождения предварительного умягчения. При этом очистка производится за счет применения блочных фильтров многоступенчатого типа. Вода проходит подготовку перед использованием в судовых, а также водогрейных котлах.

Оборудование, применяемое для умягчения, очень эффективно смягчает жесткую воду. Далее в ходе очистки из жесткой воды будет удалена значительная часть растворенных в ней загрязняющих частиц. Поскольку главной причиной высокой жесткости рабочей среды является именно повышенная концентрация солей, грубодисперсных механических примесей, умягчение решает проблему действительно эффективно.

Первый этап водоподготовки котельных предполагает механическую фильтрацию. Второй уже более сложный и трудоемкий – требует предварительного удаления минеральных солей, растворенных в рабочей среде. Умягчение в данном случае производится с помощью современного метода тонкой очистки, имеющего высокую эффективность. Он предполагает применение мембранных технологий. Смягчители не используются ввиду применения ультрафильтрационных методов, а также обратного осмоса.

Водоподготовка: предварительные расчеты системы

Водоподготовка, многоступенчатая очистка, умягчение водогрейных систем осуществляет только после выполнения предварительных расчетов. Эти расчеты включают в себя сбор и систематизацию систем данных о протяженности водонагревательных систем, уровне их засоренности. Водоподготовка котельных с последующей очисткой системы транспортировки теплоносителей состоит из нескольких этапов:

  1. Удаление взвесей, органики, коллоидов – или начальная очистка.
  2. Умягчение – деминерализация.
  3. Аннигиляция СО2 и О2 (агрессивные газы).
  4. Коррекционная постобработка.
  5. Расчет параметров следующей очистки.

Во всех системах теплоснабжения, включая те, в которых применяется ультрасовременное оборудование и постоянно производится точный расчет рабочих параметров, возможны непланомерные утечки теплопередающих сред. На котельных станциях, оборудованных чугунными и стальными котлами, утечки компенсируются подпилочной жидкостью. Такая вода обязательно проходит предварительную обработку с применением смягчителей. Смягчители располагаются в установках химической очистки воды.

Большая часть котельных, отвечающих за теплоснабжение объектов разного назначения, получает воду из водопроводных систем, которую дополнительной очистке подвергать не нужно – дегазации и смягчения оказывается достаточно. Все дело в том, что в состав водопроводной жидкости входит большое количество газов и солей, которые нужно убрать, поскольку они оседают в качестве осадка и начинают скапливаться на рабочих поверхностях котельных установок.

Читайте также  Паровая газовая котельная блочная

С течением времени объем слоистых отложений увеличивается, и коэффициент теплоотдачи падает. В конечном счете это приводит к перерасходу топлива. Опасность осадков, которые образуют накипь, состоит в увеличении рисков аварий – это объясняется постоянным перегревом стенок котла. При этом агрессивные соединения, имеющие вид газообразных примесей, регулярно вступают в контакт со стенками котла, вызывая коррозийные процессы.

Чугунные устройства коррозии не боятся, а вот для стальных они представляют опасность.

Чтобы на стенках котлов и основных рабочих элементах не появлялась накипь, нужно использовать воду оптимальной степени жесткости, а также подвергать ее дегазации, смягчать. Дегазация осуществляется путем вакуумдеаэрации. Умягчитель жидкости, используемой в котлах, имеет несколько разновидностей – и каждая из них имеет свои характеристики, особенности.

Засыпка смягчающего вещества должна производиться заблаговременно. Жидкость, образующаяся на выходе устройств с химическим способом обработки, для питья является не пригодной. Самыми долговечными являются смягчители ионообменного типа, но они и стоят немало.

Магнитные устройства универсальны, а самыми производительными являются установки, работающие на электромагнитном генераторе.

Популярные способы водоподготовки котельных

На сегодняшний день используются разные способы водоподготовки котельных станций, каждый из которых имеет свои особенности и преимущества. Назовем основные:

  • Осаждение.
  • Коагуляция.
  • Адсорбация.
  • Флокуляция.
  • Обратный осмос.
  • Безреагентная водоподготовка.
  • Ионобмен.

В процессе осаждения взвешенные в воде твердые частички оседают на фильтрующих поверхностях и на внутренних элементах устройства. Фильтры используются магнитные, съемные. Сам процесс осаждения протекает за счет использования специальных реагентов – данный способ является оптимальным для выведения взвешенных частиц и коллоидных соединения из воды. Он простой, быстрый и эффективный.

Обратный осмос предполагает применение специальной мембраны. Она обеспечивает эффективную фильтрацию находящихся в жидкости примесей (органика). Также мембрана неплохо справляется с задачей фильтрации бактерий и вирусов.

При этом обратный осмос очищает воду слишком тщательно – и ее состав обедняется. Стоимость мембраны высокая, кроме того, она является не слишком надежной и часто выходит из строя в результате контакта с большими объемами загрязняющих веществ.

Скорость очистки низкая, поскольку мембранный компонент является полупроницаемым.

При ионном обмене используется специальная смола, помещаемая в картридж. Смола состоит из ионов натрия, подготовленных соответствующим образом для последующего обмена. Умягчающий фильтр пропускает через себя жесткую воду и смягчает ее. Главные недостатки способа – высокая стоимость картриджей и потребность в их частой замене.

Химические реагенты – это специальные окислители. Они представлены преимущественно озоном, кислородом, хлорамином, марганцовкой и перекисью водорода. Эти элементы являются активными и сохраняют стойкость даже после того, как полностью растворятся в жидкости. Перманганат калия играет роль восстановителя, а перекись водорода слишком токсичная, поэтому используется в небольших количествах. Озон экологичный дорогой окислитель.

Безреагентные методы смягчения предполагают использование специальных электромагнитных, магнитных и ультразвуковых приборов. Очистка в данном случае основывается на принципе интенсивного электромагнитного, волнового или ультразвукового воздействия. Безреагентные устройства активно используются в теплосистемах жилых частных домов и квартир.

Оборудование, применяемое для водоподготовки котельных

Оборудование, которое используется для водоподготовки на котельных станциях – это различные установки и фильтры. Рассмотрим основные категории:

  1. Загрузочные баллонные устройства являются самыми распространенными и идеально подходят для частных домов. Принцип работы – механическая фильтрация. Некоторые модели также могут использоваться для удаления железистых примесей из жидкостей. Стоят баллоны сравнительно недорого.
  2. Мембранные умягчители могут иметь разные параметры и рабочие показатели. Современные модели снабжаются специальным автоматическим блоком, что обеспечивает максимальный уровень удобства применения и управления прибором. Мембранный умягчитель – лучшая защита от накипи.
  3. Ультрафиолетовые обеззараживатели максимально быстро удаляют соли тяжелых металлов, вредные бактерии.

Реже, но тоже используются ртутные бактерицидные лампы, предназначенные для установки в системах низкого давления. Ртутные лампы долговечны и имеют хороший КПД.

Законодательные нормы и требования

Нормы проектирования водоподготовки систем котельных определяются на законодательном уровне. Ознакомиться с ними можно в СНиП II-35-76 (актуализированный документ СП СНиП 89.13330.2012) «Котельные установки».

В соответствие с положениями названного документа, режим работы котельной станции должен обеспечивать нормальную работу пароводяного тракта, котлов, теплового оборудования и тепловых сетей без отложений накипи и появления коррозии на внутренних рабочих поверхностях.

Состав системы водоподготовки определяется уровнем качества исходной воды, действующими требованиями к очищенной воде, общей производительностью установки. Нормы очищенной воды зависят от ее назначения и прописываются в соответствующих документах. Требования к очищенной воде зависят от ее назначения и определяются нормативными документами.

Кроме нормативной документации, в ходе водоподготовки следует учитывать рекомендации производителя оборудования, которые прописываются в руководстве пользователя. Параметры сетевой ГВС воды устанавливаются и проверяются СанПиНом.

Основные ошибки водоподготовки

Рассмотрим типичные ошибки подготовки воды для котельных:

  • неэффективность системы предварительной очистки или ее полное отсутствие;
  • неправильный расчет установок деминерализации/умягчения (он должен производиться в индивидуальном порядке);
  • отсутствие или некорректная отладка деаэраторов;
  • плохая коррекционная обработка жидкости.

Дело в том, что главными источниками воды для котельных станций являются скважины, водоемы и городские водопроводы. Та же водопроводная вода поступает на установку неподготовленной. Если она хлорированная, дехлорирование обязательно, поскольку хлор разрушает мембраны обратного осмоса и аниониты (составляющие части ряда станций водоподготовки).

В воде, которую получают из грунтовых источников, много железа, которое вызывает преждевременную коррозию труб, способствует зарастанию мембран характерным осадком и, соответственно, появлению потребности в проведении частых кислотных промывок (а они уменьшают срок службы мембран). Взвеси и органика – главные причины образования отложений на поверхностях нагрева, в трубах, коррозии.

Также органические вещества вызывают обрастание мембран обратного осмоса, деградацию и уменьшают обменную емкость аонитов.

Качественная водоподготовка – почему это важно?

Водоподготовка для котельной, выполненная по всем правилам, избавит вас от ряда неприятностей, финансовых потерь, улучшит эффективность оборудования. Срок службы котельных станций и их оборудования во многом зависит именно от свойств пара и воды.

Низкое качество подпитывающей, питательной воды, плохой контроль, отсутствие химической коррекции жидкостей приводит к образованию накипи, началу кислородных, углекислотных коррозионных процессов.

В итоге падает теплопередача, оборудование забивается, уменьшается срок его службы, падает рентабельность котельной, возрастает частота простоев.

Наиболее опасной для котельных является жидкость с высокой концентрацией загрязнителей вроде солей кальция, магния. Они оседают на внутренних рабочих деталях и образуют толстый, не удаляемый слой накипи. В итоге страдает теплопроводность металлов, и для обеспечения нормальной производительности станции приходится расходовать намного больше энергии. Единственным методом предотвращения образования накипи является многоступенчатая качественная очистка воды от примесей.

Для справки. Классификация котлов

Существующие сегодня котлы делятся на несколько категорий:

  1. Паровые – для получения пара.
  2. Водогрейные – для нагрева под давлением.
  3. Пароводогрейные – для нагрева воды и получения пара.

В зависимости от используемого способа получения энергии устройства бывают:

  • энерготехнологическими – они служат для переработки технологических материалов (то есть топлива);
  • утилизационными – в них используется тепло от отходящих газов;
  • электрическими – данные устройства для получения пара или нагрева воды используют электрическую энергию.

Типы циркуляции – естественная и принудительная. С учетом числа циркуляционных циклов, котлы бывают прямоточными (с однократными движениями рабочих сред) и комбинированными (с многократными циркуляционными процессами).

В зависимости от направления движения рабочей среды по отношении к поверхности нагрева выделяются:

  • Котлы газотрубного типа – в них конечные продукты, образующиеся в результате сгорания топлива, движутся внутри поверхностей нагрева в трубах, а смесь пара с водой и сама вода – снаружи.
  • Водотрубные котлы – в них все происходит с точностью наоборот.

Тип котла обязательно нужно учитывать при определении требований к очищаемой и смягчаемой воде.

Терминология. Виды воды

Вода, применяемая в котлах, в зависимости от конкретного технологического участка, имеет различные названия, которые закрепляются в соответствующих нормативных документах. Среди них:

  • Сырая вода – ее получают из источника водоснабжения, то есть это жидкость без предварительной обработки.
  • Питательная вода – жидкость, которая находится на входе в котел, отвечает заданным химическим, температурным и прочим требованиям.
  • Добавочная вода – нужна для компенсации потерь, которые возникают в результате продувки котла, а также утечки пара, воды в тракте пароконденсатора.
  • Подпиточная вода – компенсирует потери, возникающие в результате утечек в теплосетях, теплопотребляющих установках.
  • Котловая вода – это та жидкость, которая циркулирует непосредственно внутри котла.
  • Прямая сетевая – вода напорного трубопровода.
  • Обратная сетевая – жидкость, находящаяся в теплосети на пути следования от потребителя и до сетевого насоса.

Основные источники сырой воды – это озера, реки, скважины (грунтовые, артезианские), водопроводы (поселковые, городские). Каждый источник характеризуется наличием тех или иных загрязнений, поэтому подбирать ВПУ нужно только после подробного анализа образцов. Проверки проводятся в специализированных аккредитованных лабораториях. Для анализа берутся пробы в разные времена года, поскольку состав воды зимой, летом и в межсезонье не стабилен.

(7 , оценка: 4,14 из 5)
Загрузка…

Источник: http://global-aqua.ru/promyshlennaya/vodopodgotovka-dlya-kotelnykh-osoben.html

Химическая водоподготовка котельной

Химводоподготовка для котельной принцип работы

Нормы проектирования водоподготовки отопительных и промышленных котельных определяются СП 89.13330.2016 «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 химводоподготовки определяется качеством исходной воды, требованиями к очищенной воде, производительностью установки.

Способы умягчения жесткой воды

Чтобы не тратить огромные средства на очистку, не закупать постоянно растворы для умягчения воды или устранения накипи, были созданы различные эффективные и не эффективные способы умягчения жесткой воды. Их задача по-разному, но избавить воду от излишков солей жесткости. Если их устранить, то накипные отложения в воде образовываться не будут.

Читайте также  Крышная котельная принцип работы

Катионные умягчители

Работают на обменном процессе. Заполняют обменный картридж катионной смолой. Следует рассмотреть ионный обмен, как метод умягчения воды, причем весьма эффективный. В ней большое количество натрия. При контакте с солями жесткости, натрий и соли меняются местами.

Потребителю поступает уже умягченная вода. Но вот картридж достаточно быстро придет в негодность. Натрий весь вымоется, и его нужно будет менять. В промышленных производственных процессах картриджи восстанавливают с помощью промывки насыщенным соляным раствором.

При личном потреблении и производстве питьевой воды картридж меняют.

Дезинфекторы

Дезинфектор подразумевает простое впрыскивание в воду специальных веществ, умягчающих воду. Такой прибор врезается в трубу. Есть у него блок управления, где задается частота, время и объем подачи умягчающих средств. Здесь же постоянно измеряют электропроводимость воды, с целью понять жесткая вода или нет. Контроль идет постоянно. Так влияние человеческого фактора снижается и значительно.

Безреагентные умягчители

Чаще всего сегодня применяют электромагниты. Маленькие, безпроблемные умягчители воды ионообменные гарантируют не только мягкую воду в системе. С их помощью можно избавиться от старых накипных следов в любом месте системы, совершенно не разбирая установки.

Причем работать прибор будет экономно, всего каких-то пять киловатт в месяц электроэнергии. Сменных картриджей нет, следить за состоянием и обновлением не нужно.

Правда качество питьевой воды такой прибор не дает, но для обслуживания всей воды в квартире или в котельной, например, просто незаменим.

Тонкая очистка

Еще одна группа эффективных способов химводоподготовки и умягчения жесткой воды относится к тонкой очистке. Такие приборы устраняют из воды почти все примеси органического характера. К ним относится ультрафильтрация, обратный осмос, нанофильтрация.

Основной удар в таких системах принимает на себя мембрана. Она самая дорогая в приборе и самая восприимчивая. Без подготовки воду через нее пропускать нельзя. Отсюда и дороговизна химического способа умягчения жесткой воды.

Правда, такие устройства часто слишком много убирают из воды, что так же ограничивает, но не сильно их применение.

Водоподготовка для котельной

Для нормального функционирования котельной, качество используемой воды должно соответствовать нормативным требованиям. Также большое значение имеют показатели нормальной воды, указываемые производителями оборудования в паспортах котлов и инструкциях по их эксплуатации.

 

Подготавливается вода для котельных поэтапно, для каждого из этапов устанавливается собственное водоочистное оборудование. Это позволяет в определённой последовательности удалять из воды загрязняющие элементы.

Так как процесс химводоподготовки предполагает его непрерывность, то вопрос решается использованием установки, действие которой направлено на умягчение воды. Или применяют определённое число параллельно работающих фильтров.

Определяются качественные характеристики исходной воды и полученной в ходе водоподготовки с помощью химического анализа. Получают пробы воды из специальных кранов для её отбора, которые установлены до и после систем водоочистки. Проведённый анализ покажет, насколько отобранная вода соответствует нормативным показателям.

Этапы химводоподготовки

Процедура состоит в последовательном, непрерывном очищении воды до полного удаления из неё загрязняющих элементов:

Схема водоподготовки котельной выглядит так:

1.    Механическая очистка.
Вода пропускается через специальные фильтры для удаления механических твёрдых элементов, например, песка, ржавчины. При значительном загрязнении воды рекомендуется усиленная механическая фильтрация. То есть начинать следует с пропускания воды через фильтр грубой очистки, чтобы отделить частицы большого размера, а потом очистить её окончательно от мельчайших частиц, проводя через фильтр тонкой очистки.

2.    Обезжелезивание.
На второй стадии очистки из воды удаляют двухвалентное железо. Делается это, чтобы не допустить скапливания на элементах системы отопления большого количества ржавчины.

Такие образования могут существенно снизить способность трубопровода пропускать воду, а также стать причиной поломок оборудования котельных. Сейчас вода обезжелезивается с помощью специальных установок. Они действуют на каталитическое окисление железа.

Хороший результат даёт использование фильтров, которые имеют засыпку, окисляющую железо и вместе с тем задерживающую получившийся осадок. Удаление этого осадка происходит в результате обратной промывки.

3.    Умягчение.
Процедура состоит в удалении солей жесткости, являющихся причиной появления накипи на элементах отопительных систем. Для этого используется установка умягчения воды с непрерывным действием. Она состоит из 2-х фильтров, которые наполнены ионообменной смолой, используемой в качестве засыпки. Предусмотрена поочередная работа этих фильтров.

4.    Реагентная обработка.
Чтобы увеличить показатель pH, воду обрабатывают реагентом. Это воздействие также позволяет удалить имеющиеся на стенках труб отложения и предупредить появление в воде пены. Правильную дозировку реагента определяют с помощью системы, состоящей из дозирующего насоса и импульсного водосчётчика. Для 1 куб.м воды используют 50 мг реагента.

5.    Щелочное дозирование. Для получения необходимого уровня pH (8,5-9,5) в воде проводится щелочное дозирование. Для этих целей применяется гидроксид натрия.

Реагент заправляется в специальную ёмкость, а затем вспрыскивается в воду с помощью дозирующего насоса. Корректное функционирование насоса обеспечивается присоединённым к нему водосчётчиком, посылающим импульсы при достижении заданного объёма воды.

Источник: http://www.kip-energ.ru/vodopodgotovka-kotelnyh-ustanovok

Водоподготовка для котельных

Химводоподготовка для котельной принцип работы

11 ноября 2016 г

Теплоэнергетика – одна из самых водоёмких сфер промышленности. Вопросы качества воды, используемой в системах отопления и теплоснабжения, до сих пор не теряют своей актуальности, несмотря на большое разнообразие методов и оборудования для очистки воды.

Технологии водоподготовки – составная часть нормального режима работы теплоэнергетического оборудования. По большому счету, от качества водоподготовки в теплоэнергетике зависит надежность всех тепловых систем.

Вода как наиболее популярный и дешевый теплоноситель в системах теплоэнергетики имеет свои недостатки, связанные с наличием в ней растворенных примесей.

Примеси разделяют на три группы, которые оказывают влияние на работу котельного оборудования:

  • механические нерастворимые;
  • растворенные со склонностью к осадкам;
  • коррозионно-активные.

Примеси первого типа приводят к наиболее грубым поломкам оборудования – выходят из строя циркуляционные насосы, повреждают трубопроводы, ломают регулировочную и запорную арматуру. Чаще всего механические примеси – это частицы глины и песка, которые присутствуют в любой природной воде, либо это могут быть продукты коррозии трубопроводов. Решение этой проблемы – качественная механическая фильтрация на начальном этапе водоподготовки.

Накипь

Растворенные примеси со склонностью к образованию осадков присутствуют в природной воде не так очевидно. Повышенная жесткость воды является причиной хорошо знакомых карбонатных отложений на стенках трубопроводов. Перегретая свыше 130 °С вода снижает растворимость сульфатов кальция, что приводит к образованию очень плотной гипсовой накипи.

Накипи на стенках котла снижают теплопередачу и перегревают стенки котла, приводят к потерям тепла и быстрому износу оборудования. Даже незначительный слой накипи на стенках приводит к отдушинам, свищам и разрыву труб.

При накоплении накипи вместе с продуктами окисления металлов обязательно возникает процесс коррозии металлических поверхностей.

Коррозия

В системах теплоэнергетики различают два основных вида коррозии – химическую и электрохимическую. Микрогальванические пары, образующиеся на металлических поверхностях, служат причиной электрохимической коррозии. Вещества, способствующие электрохимической коррозии – растворенный в воде кислород и углекислый газ.

Коррозия металлических элементов зависит от показателя pH среды. Например, алюминиевые конструкции начинают корродировать при рН свыше 8,3-8,5. Высокая коррозионная активность кислорода и углекислого газа в отопительных системах обусловлена тем, что при повышении температуры их растворимость снижается и происходит десорбция их из котловой воды. Поэтому процессы химводоочистки должны предусматривать способы нейтрализации кислорода и углекислого газа.

Основная задача водоподготовки – предотвратить нежелательные процессы – образование накипи и коррозию – во всех агрегатах промышленной котельной.

Для нужд котельного оборудования используется водопроводная либо природная артезианская вода. Каждый тип воды имеет свои особенности. Соли жесткости (кальций и магний) присутствуют практически во всех видах отечественных источников воды. Еще одной проблемой водопроводной воды часто является высокое содержание солей железа (до 20 мг/л).

Оборудование и материалы для водоподготовки котельных включают в себя разнообразные фильтры, химические реагенты, установки механической и физико-химической очистки.

Стадии водоподготовки для котельных

Системы котельных подразделяют на водогрейные и паровые. В зависимости от типа котла, его мощности и температурного режима могут варьироваться и требования к качеству воды.

Степень химводоочистки воды для котловых систем должна обеспечивать эффективную и безопасную работу котла с минимальным риском коррозии и образования накипи.

Важнейшие показатели качества подпиточной воды – жесткость, pH, содержание растворенного кислорода и углекислого газа.

В общем случае стадии водоподоготовки для котельных включают в себя:

  • механическую очистку,
  • обезжелезивание,
  • удаление солей жесткости (умягчение),
  • реагентную очистку от агрессивных газов и кислорода,
  • для паровых котлов – дополнительная реагентная очистка остаточных паров и жесткости.

Начальная водоподготовка – механическая очистка – осуществляется в один или несколько этапов фильтрации. Из воды удаляются песок, шлам, частицы окалины и другие крупные частицы.

Водоподготовка для котельных малой и средней мощности

Котельные установки малой и средней мощности оптимально подходят для обеспечения теплом небольших жилых кварталов, многоквартирных домов или поселков малоэтажной застройки.

В настоящее время котельные малой и средней мощности могут быть реализованы по разнообразным тепловым схемам с использованием разного оборудования. В новостройках устанавливают современные типы котлов – например, жаротрубные,– но еще встречаются устаревшие чугунные котлы или стальные секционные.

Секционный котел чаще применяется в одноконтурных тепловых схемах. В одноконтурной схеме и в котле, и в тепловой сети в качестве теплоносителя выступает горячая сетевая вода.

В тепловой сети по двухконтурной схеме исходная вода, прошедшая водоподготовку, циркулирует по контуру «котел – пластинчатый теплообменник» без изменения собственного химического состава. При двухконтурной схеме котел защищен от теплоносителя сетевого контура. Сетевая вода может быть загрязнена из-за аварий на тепловых сетях или плохо очищена.

Источник: https://www.vo-da.ru/articles/vodopodgotovka_kotelnyh