Водоподготовка для котельных

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.

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.

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.

Выбор способа водоподготовки

Самой лучшей является деминерализация. Установка для этого способа дорогая. Кроме этого нужно часто анализировать состояние воды и проводить расчеты количества используемых химических соединений для зарядки фильтров.

Если используется жаротрубный котел с хорошей обмуровкой, то химическую подготовку воды проводят самым простым ионообменным способом. Когда жидкость имеет много TDS или процент возврата конденсата меньше 40%, то возможны следующие варианты:

1. Подпиточную жидкость обрабатывают содой/известняком и далее проводят ионный обмен.
2. Применяют установку для обесщелачивания.

Для безопасной и непрерывной работы водотрубных котлов с качественной обмуровкой подготовка воды должна происходить либо способом деминерализации, либо обратным осмосом.

Примеси сырой воды. Методы водоподготовки для котельной.

Примеси, содержащиеся в воде, можно разделить на две группы: растворенные и нерастворенные (механические). Высокая мутность, наличие взвешенных и коллоидных частиц ведет к накоплению шлама и забиванию трубной системы котла и нарушению циркуляции. В зависимости от источника воды и количественных показателей нерастворенных загрязнений выбирается метод механической очистки, осветления. В самом простом случае это механический фильтр с рейтингом фильтрации 200-500 мкм, а при поверхностном водозаборе может потребоваться обработка коагулянтами, флокулянтами, с дальнейшим отстаиванием и осветлением.

К растворенным примесям, влияющим на работу котлового оборудования, в первую очередь относят соли жесткости. При использовании жесткой воды происходит образование накипи на поверхности, ухудшается теплоотдача, происходит перегрев труб со стороны нагрева, что может привести к их разрушению. В зависимости от типа котла предъявляются менее или более жесткие требования по содержанию солей кальция и магния в питательной и котловой воде. На основании требований к очистке, исходной жесткости воды и требуемой производительности выбирается способ умягчения. К основным способам можно отнести:1.Умягчение на Na-катионитовой смоле;2.Известкование;3.Умягчение, снижение общего солесодержания на установках обратного осмоса;4.Умягчение, снижение общего солесодержания последовательным пропусканием воды через Н-, ОН-ионообменные фильтры.

Подготовка питательной воды методом обратного осмоса применяется, когда необходимо очень высокое качество воды и/или получаемого пара, а также когда необходимо решение нескольких задач, например, если помимо умягчения необходимо снизить щелочность воды, удалить хлориды или сульфаты. Установки обратного осмоса (УОО) всегда рассчитываются индивидуально для каждого случая, исходя из качества исходной воды. Очищенная на обратноосмотических мембранных элементах вода называется «пермеатом» и имеет пониженный водородный показатель рН. УОО работают на накопительные емкости, а до подачи исходной воды на установку обязательно необходима предподготовка. Подробнее об установках обратного осмоса можно узнать из соответствующего раздела сайта.

Для воды из скважины характерным является превышение содержания железа и марганца, которые также влияют на рабочий режим котлового оборудования. Выбор метода обезжелезивания определяется многими факторами – от производительности установки до сопутствующих примесей.

Для предотвращения кислородной коррозии необходимо удалить растворенный кислород из питательной воды. Различают несколько видов деаэрации, но наиболее часто применяется термический и химический способ. Химический (реагентный) – введение в воду вещества, связывающего растворенный кислород, чаще всего применяют сульфит, гидросульфит или тиосульфат натрия. При термической обработке питательная вода нагревается до температур, близких к температуре кипения, при этом растворимость газов в воде уменьшается и происходит их удаления. Аппараты, в которых производится термическая дегазация, называются «деаэраторы». Бывают деаэраторы атмосферного, повышенного давления и вакуумные. По способу нагрева деаэраторы делятся на струйные, барботажные и комбинированные. В деаэраторах, помимо кислорода, удаляется также растворенный в воде углекислый газ, который является причиной углекислотной коррозии. Для уменьшения содержания углекислого газа в подпиточной воде используют также подщелачивание.

Существует большое количество реагентов, предназначенных для ингибирования процессов солеотложения и коррозии. Традиционно применяют автоматически дозирующие станции для ввода реагента в предварительно подготовленную воду. В некоторых случаях реагенты совместимы и могут дозироваться из одной ёмкости рабочих растворов, в других – требуется наличие нескольких дозирующих станций. При использовании реагентной коррекционной обработки необходимо следить за приготовлением дозируемых растворов и постоянно контролировать концентрации дозируемых веществ в котловой воде.

Компания «АкваГруп» гарантирует индивидуальный подход к подбору и расчету установки ВПУ для каждого объекта.

Для обращения в нашу компанию заполнитеопросный лист или напишите нам задание в произвольной форме и отправьте на электронный адрес [email protected] или [email protected].

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.

Водоподготовка для котельной. Котельная вода. Монтаж и обслуживание котельных установок.

Вода в теплоэнергетике. Термины и определения.

Вода, используемая для паровых и водогрейных котлов, в зависимости от технологического участка, имеет разные наименования, закрепленные в нормативных документах:

Сырая вода – вода из источника водоснабжения, не прошедшая очистку и химическую обработку.

Питательная вода – вода на входе в котел, которая должна соответствовать заданным проектом параметрам (химический состав, температура, давление).

Добавочная вода – вода, предназначенная для восполнения потерь, связанных с продувкой котла и утечкой воды и пара в пароконденсатном тракте.

Подпиточная вода – вода, предназначенная для восполнения потерь, связанных с продувкой котла и утечкой воды в теплопотребляющих установках и тепловых сетях. Котловая вода – вода, циркулирующая внутри котла.

Прямая сетевая вода – вода в напорном трубопроводе тепловой сети от источника до потребителя тепла.

Обратная сетевая вода – вода в тепловой сети от потребителя до сетевого насоса.

Классификация котлов. Термины и определения.

По способу получения энергии для нагрева воды или получения пара котлы делятся на: – Энерготехнологические – котлы, в топках которых осуществляется переработка технологических материалов (топлива); – Котлы-утилизаторы – котлы, в которых используется теплота отходящих горячих газов технологического процесса или двигателей; – Электрические – котлы, использующие электрическую энергию для нагрева воды или получения пара.

По типу циркуляции рабочей среды котлы делятся на котлы с естественной и принудительной циркуляцией . В зависимости от количества циркуляций, котлы могут быть прямоточные – с однократным движением рабочей среды, и комбинированные – с многократной циркуляцией.

Относительно движения рабочей среды к поверхности нагрева выделяют: – Газотрубные котлы , в которых продукты сгорания топлива движутся внутри труб поверхностей нагрева, а вода и пароводяная смесь – снаружи труб. – Водотрубные котлы , в которых вода или пароводяная смесь движется внутри труб, а продукты сгорания топлива – снаружи труб.

Помимо нормативной документации необходимо учесть рекомендации производителя котла, указанные в инструкции по эксплуатации/ руководстве пользователя.

Сетевая вода ГВС должна соответствовать нормам «СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

Примеси сырой воды. Методы водоподготовки для котельной.

Для воды из скважины характерным является превышение содержания железа и марганца , которые также влияют на рабочий режим котлового оборудования. Выбор метода обезжелезивания определяется многими факторами – от производительности установки до сопутствующих примесей.

Существует большое количество реагентов, предназначенных для ингибирования процессов солеотложения и коррозии. Традиционно применяют автоматически дозирующие станции для ввода реагента в предварительно подготовленную воду. В некоторых случаях реагенты совместимы и могут дозироваться из одной ёмкости рабочих растворов, в других – требуется наличие нескольких дозирующих станций. При использовании реагентной коррекционной обработки необходимо следить за приготовлением дозируемых растворов и постоянно контролировать концентрации дозируемых веществ в котловой воде.

Компания «АкваГруп» гарантирует индивидуальный подход к подбору и расчету установки ВПУ для каждого объекта.

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.

Требования к состоянию котла

1. Отсутствие накипи.
2. Отсутствие химических реакций и коррозии.

Накипь может возникать только в случаях заливки в агрегат, проходивший процедуру консервации, жесткой воды, в которой есть известняки. Стенки, на которых накапливается много накипи, сильно перегреваются. Из-за этого возникает механическое повреждение труб, течь жидкости и аварийные ситуации, а также ремонт или реконструкция оборудования.

Химические реакции в теплообменнике могут возникать в результате слишком малого рН. Избыточное количество кислот является более разрушительным. Вода с высоким рН превращается в щелочной раствор, который во время рабочего режима неисправного котла приводит к образованию пены, щелочному растрескиванию и повышению хрупкости металлических частей агрегата, проходившего когда-то процедуру консервации.

Многие современные энергетические устройства с хорошей автоматикой способны противостоять щелочному раствору. Исключение составляют крышки корпусов.

Коррозия труб, топки и других элементов котельного оборудования, которое могло быть на длинной консервации, возникает в случае имеющихся в воде растворенных газов.

Всех этих негативных последствий возможного ремонта или реконструкции можно избежать, если провести правильную химводоподготовку подпиточной воды.

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.

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.

Внутрикотловая обработка воды

Основные задачи внутрикотловой водоподготовки:
●    защита от коррозии;
●    предотвращение накипеобразования при сбое химводоподготовки;
●    коррекция уровня pH.

Современные реагенты обладают комплексным действием и позволяют облегчить задачу внутрикотловой водоподготовки.

Качественная вода для котловых систем
Для получения качественной котловой воды необходимо использовать специально разработанные системы водоподготовки, которые отвечают нормативным требованиям, разработанным надзорными органами. Такие системы способны обеспечить идеальный физико-химический состав рабочего тела котла и его долговечность. «ЭНЕРГИЯ и Ко» оказывает услуги по химводоподготовке котельной. Специалисты компании осуществляют подбор систем химводоподготовки для новых котельных, а также проводят модернизацию водоочистных установок для уже действующих.

Обесщелачивание и деминерализация

Метод ионного обмена позволяет смягчить воду. Однако количество растворенных в ней твердых веществ (TDS), а также уровень рН остаются неизменными. Часто измерения показывают, что TDS и рН являются слишком высокими. Поэтому нужно снижать их уровнь, проведя перед этим небольшие расчеты.

Снизить щелочность позволяет процедура обесщелачивания. Она предусматривает пропускание через:

1. Обесщелачиватель.
2. Дегазатор.
3. Фильтр ионного обмена.

Часто эти три устройства размещают в одном корпусе. Согласно требованиям и правилам обесщелачиватель никогда не используют отдельно потому, что из него выходит довольно кислый с постоянной жесткостью раствор. Он же приведет к ремонту, который может осуществить пмр.

Обесщелачивание проводят для тех паровых энергетических устройств, в которые возвращается очень малый процент конденсата.

Назначение деминерализации – лишить воду практически всех солей и предупредить возможные остановки. Она заключается в использовании двух ионных фильтров и дегазатора. В одном фильтре проходит катионный обмен, в другом – анионный обмен.

Благодаря деминерализации можно получить жидкость очень хорошего качества. В жидкости фактически не остается TDS, но подпиточная вода с большим количеством взвешенных твердых частиц быстро выводит из строя ионные фильтры. Продлить их эксплуатацию при такой воде можно путем предварительной очистки или непрерывного фильтрования жидкости.

Способы обработки подпиточной воды

Химводоподготовку такой воды можно осуществлять как предварительно, так и за несколько секунд до впрыска внутрь безопасного водогрейного агрегата с хорошей автоматикой. Лучше проводить предварительную подготовку воды. Это позволит провести измерение количества ее элементов и осуществить расчет необходимой концентрации веществ для осуществления возможной дополнительной очистки.

Водоподготовка может проводиться такими способами:

1. Ионный обмен.
2. Обратный осмос. Правила его проведения предусматривают пропуск подпиточной воды через полупроницаемую мембрану. Качество получаемой жидкости во время такой водоподготовки очень высокое, поскольку через мембрану могут пройти только молекулы воды. В
3. Умягчение воды. ВХР умягчения предусматривает добавление к жидкости гидратированного известняка (гидроксида натрия). Он вступает в химическую реакцию с бикарбонатом магния и кальция.

Такое смягчение жидкости приводит к уменьшению щелочной (временной) жесткости. Если нужно снизить длительную жесткость, то используют кальцинированную соду, котор вступает в химическую реакцию с известняком.