Назначение водоподготовки в котельной

Все о водоподготовке для котельных

  1. Особенности
  2. Способы водоподготовки
  3. Оборудование
  4. Схема мероприятий

Котельное оборудование современного образца — вещь сложная и отличающаяся большой функциональностью. Однако одновременно с этим она весьма чувствительна к различным негативным факторам. Только зная всё о водоподготовке для котельных, можно будет избежать отрицательных последствий и оптимизировать работу систем.

Особенности

Главнейшая цель водоподготовки для котельных — предотвращение образования различных отложений на основных рабочих частях оборудования. От того, насколько добросовестно выполнена подготовка к отопительному сезону, зависит возможность снабдить теплом, горячей водой и паром всех потребителей. И не просто снабдить, а сделать это экономически эффективно, с минимальными затратами ресурсов и человеческого труда. Водоподготовка — это подача жидкости на контур начального умягчения и далее внутрь котельных станций. Очистка от вредных веществ производится многоступенчато.

Вода готовится определённым образом и для судовых, и для водогрейных котлов. Основное назначение оборудования водоподготовки — смягчение жёсткой воды. При этом из неё удаляется значительное количество загрязняющих частиц. Высокая жёсткость обусловлена в большинстве случаев именно значительной концентрацией солей и грубых механических примесей.

Однако решение проблемы требует порой и других мероприятий.

Способы водоподготовки

Химводоподготовка паровых котлов и установок — не единственный вариант. Гораздо чаще прибегают к методу осаждения. Суть в том, что взвешенные твёрдые частицы осаждаются на фильтрующих поверхностях и внутри них. Иногда эти методы сочетаются, и в воду для более эффективного осаждения добавляют особые реагенты. Подобное решение отлично помогает устранить не только взвеси, но и коллоидные компоненты жидкости.

Довольно широко применяется обратный осмос. Его производят с помощью особой мембраны. Такое решение обеспечивает отличную фильтрацию практически любых органических примесей. Мембрана также стабильно задерживает бактериальные и вирусные загрязнения. Но проблема в том, что при обратном осмосе очистка воды чрезмерно интенсивна, и она будет обеднена полезными веществами.

Ещё один недостаток — дороговизна мембраны. Она легко разрушается при чрезмерном накоплении загрязняющих веществ на поверхности. Кроме того, мембранная методика не отличается высокой скоростью пропуска воды. Это своего рода «расплата» за высокую эффективность.

Альтернативное решение — водоподготовка за счёт ионного обмена.

Главным составным элементом тут послужит особая смола, помещаемая в картридж. Ионы натрия, входящие в состав смолы, как раз и выполняют очищающий обмен. Метод работает эффективно, но потребуется систематическая замена картриджей. Что касается химической водоподготовки в собственном смысле слова, то она подразумевает применение окислителей, прежде всего кислорода, озона и некоторых других веществ. Наиболее интенсивную дезинфекцию производит хлор, однако его применение всегда представляет определённую опасность.

Из восстановителей рекомендовано использование перманганата калия. А вот перекись водорода применяют в ограниченных дозировках. По окислительной активности бесспорно лидирует озон. Он также экологичен и безопасен. Однако это вещество весьма дорого и потому применяется ограниченно.

Также может применяться очистка без использования реагентов за счёт ультразвука, магнитных полей. В таком случае очистка не приводит к появлению новых веществ. Безреагентная водоподготовка находит широкое применение в частном секторе. Причина очень проста — освобождается много места от хранения различных реагентов, и отпадает необходимость их закупать.

Разумеется, подобные методы находят применение и в коммерческом сегменте.

Оборудование

В частных котельных обычно применяют загрузочные фильтры баллонного типа. Они действуют за счёт механической очистки протекающей воды. Часть модификаций такого оборудования способна удалять железо. Чаще всего подобные устройства недороги, что делает их привлекательными для самых разных потребителей. Что касается мембранных умягчителей, то разница между ними обусловлена прежде всего величиной и толщиной рабочей части.

Широко распространены мембраны от 2 до 100 микрон. Все сколько-нибудь современные модификации оснащаются автоматическими компонентами. Поэтому управлять приборами водоподготовки сейчас удобно, как никогда ранее. Кроме того, автоматика существенно поднимает эффективность использования всех узлов. Там, где она есть, меньше вероятность образования накипи.

Большую роль в котельных системы водоснабжения играют ультрафиолетовые приборы водоподготовки. Такие устройства эффективно подавляют вредоносные бактерии. Также отмечается высокая эффективность ультрафиолета в борьбе с солями тяжёлых металлов. В контурах низкого давления находят применение бактерицидные лампы на ртутной основе. Эта техника гарантирует высокий КПД и может использоваться достаточно долго.

Схема мероприятий

Основные требования к работе водоподготовительной системы приводятся в СНиП II-35-76 и в его более свежей редакции — СП 89.13330.2012. Отклоняться от этих актов не рекомендуется, потому что они имеют силу закона. Главные факторы, влияющие на ход работы:

  • качество изначально поступающей воды;
  • особенности оборудования и магистралей, использующих эту воду;
  • суммарная производительность установки;
  • достижение оптимальных качеств теплоносителя;
  • экономическая эффективность, экологическая безопасность отдельных мероприятий;
  • рекомендации изготовителей котельного оборудования.

Подавляющее большинство котельных снабжается из водопровода различным количеством хлорированной воды. В этом случае обязательно требуется удалять избыток хлора, потому что он может крайне негативно сказаться на состоянии устройств обратного осмоса. При питании котельных систем грунтовыми водами приходится бороться с высокими концентрациями железа. Вне зависимости от того, каков источник водоснабжения, должны быть предусмотрены меры по защите от взвесей и органических примесей.

Водоподготовка отличается в зависимости от того, используются ли паровые или водогрейные котлы. Учитывают и особенности конкретных моделей оборудования. В контурах закрытого типа принимают все меры, чтобы состав воды не изменялся. Её заполняют жидкостью, прошедшей необходимую обработку один раз, и в дальнейшем подпитка не требуется (кроме экстренных случаев). Все мероприятия по водоподготовке и возможности для такой работы отражаются в журнале по подготовке котельных к зиме и в необходимых служебных отчётах.

Если температура теплоносителя менее 100 градусов, можно ограничивать только уровень жёсткости, и игнорировать остальные параметры. При прогреве выше точки кипения обычно применяют умягчённую либо прошедшую деминерализацию воду. В бытовых условиях обычно руководствуются нормативами питьевого водоснабжения и указаниями производителя. В котельных с котлами мощностью не более 1 МВт предусматривается наличие оборудования, систематически подпитывающего контур. Оно должно устранять растворённый кислород и исправлять кислотно-щелочной баланс.

Котлы промышленного класса обязательно должны иметь беспрерывную подпитку водой. Она подвергается глубокому умягчению. Корректировка кислотно-щелочного баланса и очистка от кислорода строго обязательны. Бороться со взвешенными примесями помогают простые механические фильтры. Они не могут пропускать частицы крупнее 100 мкм, в противном случае никакой пользы от такого оборудования нет.

Сетчатые фильтры дороже картриджных, однако при их использовании достигается существенная экономия в сравнении с картриджными моделями. Справиться с повышенной жёсткостью воды помогает использование натриевых сильнокислотных катионитов. Поглощая кальциевые и магниевые катионы, такие вещества взамен выделяют определённый объём натриевых ионов. Поэтому опасность возникновения нерастворимых соединений сводится к минимуму. Понижения жёсткости недостаточно, если котельную питают из скважины – в этом случае проводится дополнительно очистка от марганца и железа.

В самых трудных случаях применяется трёхступенчатая фильтрация. Подбор подходящей методики проводится на основе тщательного лабораторного анализа воды. Только по рекомендациям химиков можно правильно подобрать фильтрационные материалы и оптимальную конфигурацию техники для каждого этапа. Многоступенчатая методика трудна, она требует обособленной регенерации и промывки по каждому из трёх видов загрузки.

Работоспособность каталитических фильтров обычно повышают за счёт перманганата калия, однако закупка его в больших количествах, как и сброс отхода в канализацию, допустимы только по особому разрешению.

Облегчить работу помогает переход на комплексную очистку теплоносителя. Подбирать соответствующие системы можно по 4 главным параметрам, для определения которых разработан экспресс-тест. Обычно мощность очистной системы составляет не более 1,5 куб. м. воды за час (потому что именно такова обычная интенсивность подпитки). Водогрейные котлы мощностью 0,5-1 МВт защищают преимущественно путём внутрикотловой обработки жидкости. В таком случае применяются сразу несколько дозирующих станций, которые помогут правильно подготовить растворы и проконтролировать их применение.

О том, какой бывает водоподготовка для котельных, смотрите в следующем видео.

Эффективная водоподготовка котельной

Водоподготовка котельных установок на сегодняшний день является обязательным атрибутом в рабочем процессе любой отдельно взятой котельной.

Система водоподготовки котельной устанавливается для того, чтобы предотвратить формирование минеральных отложений, которые накапливаются внутри водонагревательных котлов.

Станция водоподготовки, блочно модульная

Несомненно, качественная водоподготовка для котлов является гарантией эффективного и безаварийного функционирования всего оборудования в течение отопительного сезона.

1 Зачем нужно очищать воду для котельной?

Водоподготовка для паровых котлов представлена в виде процесса, который заключается в том, что перед подачей воды в котельную производится ее предварительная обработка.

Очистка воды происходит благодаря применению многоступенчатых блоков-фильтров. В процессе обработки воды для водогрейных и судовых котлов, встроенное оборудование из жесткой рабочей среды, в процессе умягчения, преобразовывает ее исходные свойства.

Оборудование, обеспечивающее умягчение воды для водогрейных систем и систем газового отопления эффективно производит умягчение жесткой воды.

В процессе умягчения и последующей очистки, из жесткой воды оборудование удаляет большинство растворенных в ней загрязнителей.

Причинами жесткой рабочей среды являются концентрированные минеральные соли и механические примеси грубодисперсного типа.

Водоподготовка котельной, фильтры первичной очистки

Первичный этап умягчения и дальнейшего процесса водоподготовки в водогрейных и судовых котлах, а также ее очистка не представляет высокой сложности.

Очистка жесткой воды производится с применением обычного набора методов физической обработки, с помощью средств механической фильтрации.

Второй этап процесса водоподготовки более сложен и трудоемок. Для того чтобы очистка жесткой воды и ее последующее умягчение прошло как можно более эффективно, необходимо позаботиться об удалении растворенных в рабочей среде минеральных солей.

Умягчение и поэтапная очистка судовых и водогрейных котлов, а также газового оборудования производится с применением наиболее современного и высокоэффективного метода тонкой очистки воды.

Он основан на включении специальных мембранных технологий, обеспечивающих умягчение и последующую очистку судовых и водогрейных котельных.

Смягчители здесь не употребляются ввиду применения методов обратного осмоса и ультрафильтрации.
к меню ↑

2 Расчет системы

Водоподготовка, очистка и умягчение водогрейных систем производится после того, как будет проведен предварительный расчет.

Водоподготовка котла, установка удаления накипи из воды

Расчет включает в себя сбор и систематизацию данных о протяженности судовых водонагревательных систем, и степени их засоренности.

Водоподготовка котельных и последующая очистка системы транспортировки теплоносителя подразделяется на несколько основных этапов. Это:

  • Начальная очистка от взвесей, коллоидов и органики;
  • Процесс смягчения (деминерализации);
  • Аннигиляция агрессивных газов СО2 и О2;
  • Коррекционная постобработка и расчет следующей очистки.

Даже в тех системах теплоснабжения, где применяется современное оборудование и производится расчет всех параметров работы, происходит непланомерная утечка теплопередающего вещества.

В тех котельных, оборудование которых представлено в виде стальных и чугунных котлов утечка компенсируется так называемой подпилочной водой.

Читайте также  Как сделать водяную рубашку для буржуйки?

Эта вода проходит обязательный этап предварительной подготовки, в процессе которой применяются смягчители.

Смягчитель находится в установках, обеспечивающих химическую водоочистку. В них включены осветлительные и коагуляционные аппараты и многоступенчатые водоумягчительные фильтры.

Магнитный фильтр, удаляет накипь в воде

В большинстве случаев, котельные, которые обеспечивают отопление, снабжаются водой из водопровода, которую уже не нужно подвергать очищению.

Эта вода лишь подвергается смягчению и дегазации. Дело в том, что водопроводная вода наполнена высоким содержанием солей и газов.

В процессе ее постепенного нагревания соли трансформируются в осадочные отложения. Они выпадают в осадок и накапливаются на внутренней рабочей поверхности стенок котлов.

В процессе увеличения слоистых отложений накипи, существенно понижается коэффициент теплоотдачи.

Впоследствии это приводит к значительному перерасходу топлива. Кроме того, осадки в виде накипи, могут спровоцировать аварийную ситуацию, вызванную перегревом стенок котла.

Растворенные в виде газообразных примесей кислородные и углекислотные соединения провоцируют интенсивное развитие вредоносных коррозийных процессов.

Ввиду того, что котлы, выполненные с применением чугуна, практически не повержены возникновению коррозии кислород и углекислоты представляют опасность лишь для стальных агрегатов.

Система фильтрации, промышленная

Во избежание формирования накипи на котлах нужно применять воду, обладающую нужной степенью жесткости, или же подвергать ее смягчению и дальнейшей дегазации.

Дегазация производится посредством вакуумдеаэрации. Умягчитель воды для котлов имеет несколько разновидностей, каждая из которых обладает собственными особенностями и характеристиками.

Смягчитель может быть представлен в виде химического фильтра, содержащего полифосфатные соли.

Важно производить своевременную засыпку смягчающего вещества, при этом следует учитывать, что жидкость, которая будет образовываться на выходе, не пригодна для питья.

Ионообменные смягчители несколько дороже, но способны проработать продолжительное время на одной загруженной порции вещества.

Могут входить в состав оборудования, в котором все этапы промывки и регенерации подвержены полной автоматизации.

Магнитные смягчители для котлов представлены в виде универсальных систем и способны оказывать воздействие на воду на большом расстоянии.

Наибольшую эффективность демонстрируют установки, работающие с применением электромагнитного генератора.

Умягчитель воды для котла, со сменным фильтром

В настоящее время не существует жестко установленных норм, которые определяют качество питательной и подпиточной воды для котлов. Ранее установленная норма жесткости составляла 300 мкг-экв/л.

2.1 Какие способы водоподготовки котельной?

В настоящее время способов водоподготовки котельных существует немало. Каждый из них обладает собственными технологическими особенностями и тонкостями. Это:

  • Осаждение;
  • Химические способы (коагуляция, флокуляция, адсорбация);
  • Обратный осмос;
  • Ионный обмен;
  • Безреагентная водоподготовка.

При осаждении все твердые частицы, взвешенные в воде, оседают на фильтрующей поверхности устройства и внутри его.

Фильтр очистки, магнитный, съемный

Осаждение протекает благодаря включению в состав воды специальных реагентов. Данный способ отлично зарекомендовал себя при выведении каллоидных и взвешенных частиц.

Является наиболее быстрым, простым и эффективным методом смягчения и очистки. Обратный осмос протекает с помощью включения в систему очистки специальной мембраны.

Она способно производить эффективную фильтрацию практически всех находящихся воде примесей, имеющих органическое происхождение.

Эта же мембрана может неплохо отфильтровывать вирусы и бактерии. Обратный осмос слишком тщательно производит очистку воды, потому она обедняется.

Мембрана стоит недешево, и может с легкостью повредиться от большого количества загрязнения. Этот способ не обладает высокой скоростью очищения воды от вредоносных посторонних примесей.

Это обусловлено полупроницаемостью мембраны. При проведении водоподготовки посредством ионного обмена основным элементом будет служить специальная смола.

Ей заполняется картридж. В состав смолы входят ионы натрия, которые подготовлены к последующему обмену.

Фильтр умягчитель, для котельной, бытовой

Он осуществляется при наступлении контакта с водой, обладающей высокими показателями жесткости.

В процессе фильтрации соли замещаются натрием или вода приобретает мягкость. Недостаток данного метода заключается в постоянной необходимости замены картриджей.

Химические реагенты при проведении водоподготовки осуществляются с применением специальных окислителей.

В большинстве случаев они представлены в виде кислорода, озона, хлорамина, перекиси водорода или марганцовки.

Наиболее сильным дезинфектором считается хлор. Он проявляет высокую степень стойкости и активности даже после полного растворения.

Перманганат кальция применяется как восстановитель. Перекись водорода используется в малых дозировках ввиду высокой степени токсичности.

Озон общепризнанно считается наиболее сильным окислителем. Он отличается высокой степенью экологичности, однако его стоимость высока, по сравнению с другими реагентами.

Фильтр обратного осмоса, многоуровневый, для котельной,

Безреагентные методы смягчения жесткой воды производятся с помощью магнитных, ультразвуковых и электромагнитных установок.

Очистка основывается на интенсивном воздействии электромагнитных полей, волн или ультразвука.

В процессе этого, новые вещества не создаются ввиду того, что все процессы основываются на физической основе.

Безреагентные устройства получили широкое распространение в тепловых системах квартир и частных домов.
к меню ↑

2.2 Оборудование

В настоящее время оборудование, которое обеспечивает водоочистку и водоподготовку котельных представлено виде различных установок и фильтров.

Загрузочные баллонные фильтры применяются в котельных, установленных в частных домах. Работают они, основываясь на принципе механической фильтрации.

Фильтры для котельной, параллельно очищающие, синхронные

Некоторые из моделей могут выполнять функцию обезжелезивателя. Основное преимущество представленного оборудования – это сравнительно невысокая стоимость.

Устройства мембранной водоочистки (умягчители) отличаются диаметром и толщиной главного рабочего элемента – мембраны.

Ее размер варьируется в диапазоне от 2 до 100 мкм. Современные модели снабжены специальным блоком автоматики.

Это способствует максимальному уровню удобства при осуществлении управления над прибором. Данные установки способствуют эффективному предотвращению формирования накипи в трубопроводных отопительных системах и котлах.

Ультрафиолетовые обеззараживатели способны быстро очистить воду от различных разновидностей болезнетворных бактерий и солей тяжелых металлов.

Также могут применяться ртутные бактерицидные лампы. Они могут работать в условиях низкого давления. Отличаются высоким КПД и продолжительными эксплуатационными сроками.
к меню ↑

Этапы водоподготовки котельной

На больших предприятиях используют котельные. Для устойчивой работы оборудования воду очищают от загрязнений и минеральных солей, умягчают и обезжелезивают. Перечень работ по водоподготовке напрямую зависит от качества воды. Расскажем, зачем нужна очистка и какие существуют этапы водоподготовки.

Для чего нужна водоподготовка котлов

Пример системы водоподготовки для котельной

Котлы – дорогостоящее оборудование, за которым нужен правильный уход. Главный враг котельной – жесткая вода. Во время закипания ионы солей жесткости образуют нерастворенную форму и оседают накипью на нагревательных элементах и стенках котла. Поэтому необходимо умягчить и обессолить воду.

Жесткая вода, высокое содержание солей в ней – это потенциальные причины серьезных поломок в котельной. Это не говоря о самых примитивных, но не менее опасных механических примесях – песке, камнях, взвесях, иле.

Правильно рассчитанная система водоподготовки, для которой регулярно проводят техническое обслуживание, все очистит и защитит котлы от поломок.

Сложность задачи очистки напрямую зависит от качества источника. Например, для исходной воды из скважины может потребоваться минимальный набор фильтров – механический фильтр, аэрация Гидрос-AR с последующим обезжелезиванием на Гидрос-D, умягчение с помощью ионного обмена Гидрос-S или обратный осмос Гидрос-RO.

Водоподготовка для паровых и водогрейных котлов

Оборудование водоподготовки для паровых и водогрейных котлов отличается, поскольку они имеют разные требования к качеству воды.

  • Паровой котел. Основной показатель жесткости воды – 0,02 мг-экв/л. Для водоподготовки необходимо устанавливать фильтры грубой очистки, установку обратного осмоса, предподготовку для установки обратного осмоса, систему умягчения после установки обратного осмоса, деаэратор и комплекс дозирования щелочи и фосфатов.
  • Водогрейный котел. Основной показатель жесткости воды – 0,1 мг-экв/л. Для водоподготовки достаточно одноступенчатого натрий катионирования.

Бывают случаи, когда водоподготовка производительностью 2 м 3 /час для парового котла выходит дороже, занимает большую площадь и требует более квалифицированного обслуживающего персонала, чем водоподготовка на 10 м 3 /ч для водогрейного котла.

Этапы водоподготовки котельной

Этапы очистки для котельной можно разделить на следующие виды:

  1. Обязательные этапы:
    • Грубая механическая очистка.
    • Умягчение и обессолевание ионообменными смолами, обратным осмосом.
  2. Дополнительные этапы – применяют, когда повышено содержание железа, марганца:
    • Аэрация.
    • Обезжелезивание.

Этапы водоподготовки для котельной отличаются в зависимости от вида котла. Приведем несколько примеров.

Подготовка воды для паровых котлов методом двухступенчатого Na-катионирования c предварительным обезжелезиванием:

Подготовка воды для паровых котлов методом обратного осмоса:

Подготовка воды для водогрейных котлов производительность свыше 1 м3/ч:

Это фильтр грубой очистки, его задача не только в очистке от крупных частиц, но и в защите остальной системы – последующих фильтров от взвеси. Механический фильтр – это первый рубеж защиты системы водоподготовки, который предотвращает попадание в систему крупного песка, камней, окалины.

Колонна обезжелезивания

Станция аэрации и колонна обезжелезивания работают в связке. Для обезжелезивания используют специальные каталитические загрузки. Засыпка окисляет растворенное железо и пропускает дальше отфильтрованную воду.

Станция аэрации

Если в воде высокое содержание таких элементов, как железо, марганец, то нужна станция аэрации – колонна и компрессор. Принцип аэрации – в подаче кислорода, из-за чего происходит процесс окисления загрязнителей.

Ионообменный фильтр или обратный осмос

Последняя стадия – умягчение и обессоливание воды. В зависимости от степени необходимой очистки применяют ионообменный фильтр или обратный осмос.

Использование ионообменной смолы обойдется дешевле. Если на этом этапе нужно только умягчение, то ионная колонна справится с задачей.

Если вода с повышенным содержанием солей, то используют установку обратного осмоса. Она на 99 % удаляет минеральные соли и загрязнители из воды. Главный недостаток – в высокой стоимости оборудования и в большом расходе воды – примерно половина при фильтровании сбрасывается в дренаж.

Каждый этап водоподготовки котельной важен для очистки и защиты котлов от образования минеральных отложений, которые ведут к поломкам.

Чтобы избежать подобных проблем и лишних трат, рекомендуется обязательное проведение правильного технического обслуживания системы водоподготовки.

Система ХВО для котельной

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.

  • 1 Задачи водоподготовки котельных
  • 2 Требования к питательной воде котлов отопления
  • 3 Способы ХВО для котельных
    • 3.1 Смягчение воды
    • 3.2 Регенерация воды
  • 4 Журнал по водоподготовке

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.

Читайте также  Банная печь с водяной рубашкой

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 активность растворенного в растворе водорода.

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.

Водоподготовка для котельных

11 ноября 2016 г

Необходимость водоподготовки в теплоэнергетике

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.

Химводоподготовка для котельной: назначение и методы очистки

И з этой статьи вы узнаете

4. Выводы и рекомендации.

Вода нужна везде и всегда. К её качеству предъявляются особые требования, которые различны для разных областей. В промышленной сфере особое внимание уделяют химическому составу воды.
1. Назначение системы химводоподготовки котельных.
Специалисты, которые разбираются в котельном оборудовании подтвердят, что вода для котельных должна соответствовать определенному регламенту. От этого зависит надежность и сроки работы каждой установки. Котельные, несмотря на то что предназначены для работы с водой, не могут долго с ней контактировать. И тут дело вовсе не в качестве материала из которого сделан котёл, а в самой воде. Для котловой воды используется либо обычная водопроводная, либо скважинная или из открытого водоема. В любом случае в ней содержится большая концентрация примесей. Присутствие в ней множества примесей, особенно солей жесткости и железа, губительно для оборудования. Во избежание подобных ситуаций применяется предварительная химическая обработка воды, корректирующая её состав. Химподготовка подразумевает применение реагентов для очищения от солей жесткости и других примесей. Их наличие может повредить дорогостоящее оборудование образованием коррозии и накипи. Назначение системы не имеет значения. Такая подготовка является обязательной как для водогрейных котлов, так и для паровых. Основная задача систем химической подготовки – смягчить воду для дальнейшего её применения. Образование солевых отложений на внутренних частях оборудования, элементах нагрева довольно быстро выводят его из строя. Для очистки требуется большое количество моющих средств. При механическом воздействии для удаления слоя накипи стирается специальный защитный, который есть практически у всех видов котлов. Как итог, существенно увеличиваются затраты на эксплуатацию. Для правильной и долгой работы котельной необходимо исправное оборудование.
2. Требования к питательной воде котлов.

Для каждого вида котлов существуют определенные требования к воде по жесткости, кислотно-щелочному балансу и других примесей. Выделяют основные четыре условия: жесткость, кислотность, наличие фосфатов, концентрация кислорода. Если в котлах присутствует элементы нагрева, требования к питательной воде увеличиваются. Содержание кислорода допустимо в пределах 3 мг в 1 литре. Всё зависит от давления. При высоком давлении способность кислорода к разъеданию в разы больше, чем при обычном. Допустим, для паровых газотрубных котлов, работающих на жидком топливе содержание солей жесткости не должно превышать 30, а растворенного кислорода не более 50 мгм/кг. Содержание солей кальция и магния не более 0,02 моль на литр. Фосфатов не больше 15 мг на литр. Сульфит натрия меньше 10 мг на литр. Для котлов с принудительной циркуляцией требования жёстче. Кислорода не более 0,1 мг на литр, кислотно-щелочной баланс не более 9. Солей жесткости 0,015 мг на литр.
Как уже говорилось, для каждого вида котельного оборудования существуют свои нормы. Зависит от давления, температуры воды, производительности. И, конечно, сферы эксплуатации. При несоблюдении правил котел будет работать неправильно. Даже не то что бы неправильно, а потреблять больше ресурсов и выйдет из строя довольно быстро. Поэтому необходимо четко соблюдать все инструкции и создавать необходимый для работы химический состав воды.
3. Основные методы химводоподготовки котельных.
Существует несколько способов первичной обработки воды для котельных. Все они применяются исходя из состава воды и конструкции самого котла. Самый первый фильтр – состоит из решеток и задерживает крупные загрязнения. Если вода имеет неприятный запах или цветовую окраску, ставится сорбционный фильтр. После очистки от механических примесей, наступает черед обработки от химических соединений и бактерий. Для этого устанавливаются обезжилезиватели и система обеззараживания. После прохождения всех этапов воду умягчают. Не обязательно проходить все этапы водоочистки. Все зависит от изначального состава воды.
3.1. Умягчение воды на ионообменных фильтрах умягчителях
После химического анализа воды подбирается система умягчения по необходимым параметрам. Так же рекомендуется освободить место, системы умягчения промышленных масштабов обычно громоздкие. И обязательно должна быть канализация для сточных вод. Одним из самых распространенных способов умягчения воды является применение ионной фильтрации. У этого метода есть как преимущества, так и недостатки, но об этом позднее. Суть метода во взаимозамещении ионов. Сама конструкция состоит из основной ёмкости для фильтрации, ёмкость для регенерации и контролирующий блок. В бак поступает вода и именно там проходит фильтрация. Контролирующий блок необходим чтобы сигнализировать о регенерации фильтра. При необходимости в блок можно добавить дополнительные функции: считывание проходящего литража воды и другие. В ёмкости для регенерации содержится солевой раствор. Именно благодаря ему происходит промывка фильтра и возобновление его рабочих свойств. Сам ионный фильтр состоит из колбы, наполненной ионной смолой с ионами натрия. При поступлении воды через колбу смола склеивается с ионами кальция и магния, а ионы натрия освобождаются и попадают в воду. Происходит замещение ионов. Вода с натрием может использоваться как питательная. Систему можно расширить, установив два баллона с фильтром. При этом работа фильтрации не прекращается. При необходимости регенерации первого фильтра, в работу вступает другой.

Читайте также  Как прокачать водяную станцию?

У метода есть свои преимущества и недостатки. Из преимуществ:
— Быстрое удаление солей жесткости.
— Возможность регенерации фильтра без замены.
— Использование соли для регенерации без вредных химикатов.
— Возможность расширить систему.
Недостатки:
— Расход на промывку. Для промышленного использования необходимо много соли.
— Обязательная обработка отходов перед утилизацией. После промывки фильтров получается очень насыщенный солевой раствор с примесями ионов кальция и магния. Такую жидкость нельзя сразу сливать в канализацию.
— Может занимать много места.
3.2. Обезжелезивание и деманганация воды
Еще одна проблема, с которой сталкиваются при водоочищении, большое количества железа и магния. В большинстве случаев такие примеси находятся при использовании воды из скважины. Наличие таких примесей меняет цвет воды, оставляет ржавые пятна. Для оборудования грозит возникновением коррозии и свищей. Что ведет к его замене и финансовым затратам. В зависимости от pH воды определяется метод.
Безреагентный метод возможен только при кислотно-щелочном балансе не менее 6,7. В таком случае используется система глубокой аэрации- насыщение водой кислородом. После взаимодействия с воздухом и расщепления ионов железа и марганца, вода поступает в загрузку и вредные примеси оседают в ней. Такой метод удобен тем, что не используются реагенты, а, следовательно, нет затрат на них. Из недостатков – для использования требуются определенные условия. Такая очистка возможна только при наличии молекул железа и марганца одновременно.
Гораздо чаще применяют реагентный метод. Это может быть обработка воды хлором. При этом водная среда окисляется и железо с марганцем переходят в другую форму в виде осадка, возможную для удаления с помощью фильтра. На сегодняшний день на замену хлору пришел гипохлорит натрия, который также окисляет среду. Из преимуществ: высокая эффективность и низкие расходы на реагенты. Из недостатков: образование дополнительных соединений, которые необходимо удалять.
Для обезжелезивания и деманганации используют раствор марганца. Он также способствует окислению и приводит к распаду молекул. Из преимуществ: добавляется в жидком виде. Из недостатков: необходим особый контроль за процессом, чтобы нерастворенные частички марганца не попали в воду.
Еще один способ удаления примесей – озонирование. Современный сильный окислитель ионов железа и марганца. Из преимуществ: комплексный очиститель. Проводится не только обезжелезивание и деманганация, но и удаление других веществ. Убирает любой запах. Из недостатков: наличие специальной системы, которая довольно большая и дорогая. Обязателен дозатор, для контроля подаваемого вещества.

Рис. 2 Схема системы обезжелезивание и деманганации

3.3. Деминерализация и дистилляция воды на системах обратного осмоса
Деминерализация и дистилляция воды является очень важным этапом при водоподготовке. Наличие некоторых примесей может сделать её более активной в химическом плане. Также после применения реагентного способа очистки могут быть остаточные соединения. Для питательной воды нужного качества необходимо перед применением избавить её от всех веществ, сделать пустой. Одним из самых профессиональных методов с помощью системы обратного осмоса. Суть такого способа в применении полупроницаемой мембраны. Ячейки фильтра очень маленькие и пропускают только молекулы кислорода и углекислого газа. Все остальные примеси застревают в мембранном фильтре. Такая водоочистка полностью убирает все соли и очищает почти на 100 процентов. Один из недостатков системы в предварительной очистке. Если протолкнуть через мембрану исходную воду, с большой концентрацией примесей, фильтр просто не выдержит и забьётся. Так же вредно воздействие хлора, который разъедает мембранный фильтр. Перед использованием системы обратного осмоса следует провести химический анализ воды. Однако, несмотря на недостатки, система обратного осмоса выдает совершенно пустую воду без каких-либо примесей, подходящую для использования в котельных.

3.4. Дозирование ингибиторов коррозии и отложения минеральных солей
Для борьбы с солевыми отложениями и коррозией применяют специальные ингибиторы. При их правильном подборе и подходящему составу питательной воды возможно обойтись без ступени умягчения. Применение данного способа зависит от качества ингибитора и его реального действия. Суть в продвижении воды и добавления в неё ингибитора. Его расход должен быть прямо пропорционален литражу воды. Поэтому очень важно точно сделать расчеты для подачи химических веществ, используя данные температуры воды и особенности используемой системы. Подаются реагенты через дозатор, чтобы вводить точное количество необходимого вещества. Проверить эффективность метода стоит месяца через два. Для этого берут воду на анализ и проверяют внешний и внутренний вид оборудования. Из преимуществ метода можно выделить простоту системы. Из недостатков: необходима точная подборка ингибитора. Потому что результат сразу увидеть не удастся. Еще один из минусов расходы на реагенты. Импортные ингибиторы качественнее российских, но и расходы на них больше.

4. Выводы и рекомендации.
Для долгой и продуктивной работы котельного оборудования за ним необходим уход и правильная эксплуатация. Одним из пунктов является использование технически годной подпиточной воды. Она должна соответствовать определённым нормам, которые применяемы к данному оборудованию. В зависимости от производства и конструкции котельного оборудования нормативы могут отличаться друг от друга. Очистительный этап является важной ступенью в работе. Сделав точный анализ воды нужно выбрать необходимую систему водоочистки. Это может быть использование как одного вида, так и комбинации. Основные требования – отсутствие механических загрязнений. С этим справится обычный фильтр грубой очистки. Отсутствие солей кальция и магния, ионов железа и марганца. Для этого выбирается наиболее удобный способ фильтрации. После выведения всех примесей, удаляются остатки газов и прочих соединений путем деминерализации. Ну и напоследок защита оборудования от коррозии путем применения ингибиторов.
Подготовка воды – это довольно сложный процесс, требующий внимания. Без качественной обработки будут финансовые убытки. Котельное оборудование стоит недешево и его замена, особенно в маленькие сроки, крайне нежелательна. При выборе метода водоочистки стоит обратить внимание на место установки, состав воды, необходимую производительность, финансовые затраты на саму систему и расходные материалы в процессе эксплуатации. При выборе реагентного метода важным условием является правильная утилизация отходов в соответствии с экологическими нормами.

Ниже представленно видео по установки системы дозирования часть 1

Ниже представленно видео по настройки системы дозирования Часть 2