X

Подготовка технической воды на предприятии

 

Подготовка технической воды

Специальный комплекс мероприятий применяют для защиты подключенного оборудования, качественного воспроизведения технологических процессов. В перечень обязательных работ включают предварительное исследование проб из источника. В сложных ситуациях – разрабатывают особую схему обработки жидкости. Правильная подготовка технической воды на предприятии уменьшает производственные издержки, продлевает срок службы котлов и магистральных трубопроводов.

 

Для чего «готовят» воду?

 

Нет универсальных методов очистки. При производстве кулинарных изделий достаточно соблюдать санитарные стандарты, которые установлены законодательно для питьевой воды. В некоторых фармацевтических технологиях следует обеспечивать более высокий уровень фильтрации, чтобы исключить брак в готовой продукции. Заказчик формулирует определенные требования при составлении технического задания.

Для подробного изучения методов подготовки технической воды на предприятии можно рассмотреть проблему высокого уровня жесткости. В соответствующих условиях увеличена концентрация соединений кальция и магния. Растворенные примеси свободно проходят через сетчатые и другие механические фильтры. При повышении температуры активизируется процесс преобразования в накипь.

Время, которое необходимо для появления видимого слоя кальциевых отложений на стенках теплообменника (при жесткости воды на входе 10 мг-экв/л):

  • 120 ч – при + 30°C;
  • от 20 до 24 ч – при + 40°C;
  • от 4 до 6 ч – при + 50°C;
  • от 1 до 10 секунд – при + 65°C.

 

Эти данные подтверждают существенное ускорение образования накипи при нагреве. Однако в рабочей зоне котельного оборудования температура значительно выше значений, указанных в перечне.

Из накипи формируется пористый слой с теплопроводностью в 350-450 раз хуже по сравнению со сталью. Эти отложения затрудняют расчетный нагрев жидкости, поэтому увеличивается расход топлива. Стенки функциональных компонентов перегреваются, что провоцирует разрыв труб и другие аварийные ситуации. Такие засорения способны полностью перекрыть технологический проток.

Вода на предприятии

При увеличении слоя до 10-12 мм расход тепловой энергии увеличивается в 2-2,5 раза по сравнению с нормальными показателями. Изоляционные свойства зависят от пористости накипи. Стенки экранной трубы нагреваются в топке до +400 или +1050°C при толщине отложений 5 мм, если коэффициент теплопроводности составляет 2 или 0,1 ккал/м*час*град соответственно.

Вредные отложения накапливаются в котле и других частях системы отопления. Чтобы экономно расходовать энергетические ресурсы и продлить срок службы оборудования, накипь можно периодически удалять. Для разрушения прочного кальциевого слоя применяют агрессивные растворы на основе сильных кислот. Такая промывка активизирует развитие процессов коррозии, поэтому на завершающем этапе выполняется обработка ингибиторами. Крупные трубы очищают с помощью механических приспособлений, подключенных к электроприводу.

Для качественного воспроизведения технологий очистки применяют дорогие реагенты, защитные препараты и специализированную оснастку. Кислота разъедает не только накипь, но и металлы. Кроме значительных суммарных затрат следует отметить постепенное ухудшение функционального состояния оборудования по мере роста слоя накипи.

Профилактическая подготовка технической воды на предприятии выгоднее по сравнению с регулярным выполнением очистки. Официальные качественные требования изложены в федеральных отраслевых нормативах. Общая жесткость воды для водотрубных котлов не должна превышать 0,001 мг-экв/литр при работе на жидком топливе. Это правило утверждено для систем с естественной циркуляцией теплоносителя при давлении пара 10 МПа. Допустимо увеличение концентрации соответствующих примесей в 3 раза, если используется иной вид топлива. Аналогичные нормы установлены для других котлов с учетом особенностей конструкции, показателей паропроизводительности.

 

Методы подготовки технической воды на предприятии

 

В расширенном перечне требований к теплоносителю приведены ограничения по следующим параметрам:

  • прозрачность;
  • общая жесткости;
  • содержание железа, кислорода, нефтепродуктов;
  • водородный показатель.

 

В рамках одного обзора невозможно подробно рассмотреть все методы подготовки технической воды. Ниже представлены технологии, которые применяют для защиты от накипи.

Эффективный способ – обратный осмос. Аналогичные недорогие установки применяют в частных домах и квартирах для подготовки питьевой воды. Микроскопические поры в мембране не пропускают крупные молекулы, поэтому задерживают все растворенные соли.

Производительности бытовой системы подготовки воды недостаточно для подпитки промышленного котла. Проблему решают увеличением размера рабочих блоков. Устанавливают несколько мембран параллельно. Для повышения давления до номинального уровня применяют отдельную насосную станцию.

Параметры типового промышленного комплекта обратного осмоса (WWRO-20000) для подготовки технической воды на предприятии с производительностью до 1 м куб. /час:

  • входное давление перед рабочей зоной – 12 атм;
  • сброс в дренаж – 7 л/мин;
  • температура обрабатываемой жидкости – от +10°C до +25°C;
  • потребляемая мощность – 1300 Вт;
  • цена – 183200 руб.

 

Регулярная промывка специальным раствором применяется для очистки поверхности мембраны от загрязнений. Чтобы сохранить нормативные технические показатели, производитель рекомендует не превышать предельно допустимые концентрации на входе по следующим позициям:

  • жесткость – 12 мг-экв/л;
  • марганец – 0,1 мг/л;
  • железо – 0,3 мг/л;
  • остаточный хлор – 0,1 мг/л;
  • силикатные соединения – 20 мг/л.

 

Такая установка потребляет 1,3 Квт электроэнергии каждый час. Более 26 000 литров загрязненной жидкости ежедневно удаляется в канализацию. Периодически надо менять полупроницаемые мембраны, изношенные насосы. Подготовку технической воды на предприятии можно сделать дешевле с применением других видов специализированного оборудования.

 

Электромагнитная обработка

 

Соли в растворенном состоянии не оказывают вредное влияние на функциональность котла, других компонентов системы отопления. Техническая вода не используется для питья, поэтому содержание опасных для здоровья человека примесей не имеет большого значения. Для предотвращения проблем достаточно блокировать процесс образования накипи.

Электромагнитная обработка воды

Эту задачу решают с помощью переменного электромагнитного поля. Для создания рабочей зоны наматывают проводом катушку индукции на любом подходящем участке подающей магистрали. К этом излучателю подключают генератор высокочастотных сигналов. После такой обработки меняется форма мельчайших частиц накипи. Шиповидные выступы препятствуют взаимному соединению и прикреплению к стенкам труб. Перемещение абразивных фракций удаляет старые загрязнения.

Параметры эффективного электромагнитного преобразователя для профессиональной подготовки технической воды АкваЩит PRO:

  • дальность защиты от накипи – 2 км (по длине труб);
  • потребление электроэнергии – 20 Вт/ч;
  • частотный диапазон – от 1 до 50 кГц;
  • допустимая жесткость воды без ухудшения рабочих параметров – 21 мг-экв/литр;
  • количество витков катушки индукции – от 25;
  • цена – 16500 или 37500 руб. для установочного диаметра 60 или 100 мм соответственно.

 

Техника выполняет свои функции без специальных реагентов и расхода технической воды. Тщательный контроль персонала не нужен. Производитель дает увеличенную до 7 лет официальную гарантию на все изделия этой серии.

 

Ионообменная очистка воды

 

По этой технологии специальную засыпку насыщают солями натрия. Загрязненную жидкость пропускают через рабочий слой равномерно с установленной скоростью. В процессе обработки происходит обмен ионами. Соединения кальция и магния извлекаются и удерживаются в наполнителе. Раствор поваренной соли не способен преобразоваться в накипь. Один цикл подготовки технической воды с применением этой методики уменьшает уровень жесткости на выходе до 0,7-0,2 мг-экв/л.

Накопительные способности оборудования обозначают параметром обменной емкости в г-экв/л. После достижения максимального уровня выполняется промывка недорогим раствором солей натрия, который создают в отдельном баке. Для автоматизации рабочих операций применяют стандартный блок управления с таймеров (датчиком расхода) и встроенными клапанами. Типовая установка данной категории с производительностью 1-1,5 м куб./час стоит от 35 до 60 тыс. руб. в хорошей комплектации.

Чтобы не повредить засыпку и обеспечить плановую эффективность, производители рекомендуют применить предварительную подготовку. Состав дополнительного оборудования выбирают по результатам лабораторного анализа. Из поступающей жидкости полностью удаляют сульфиды, сероводород, хлорные соединения, нефтепродукты и органику. Допустима небольшая концентрация железа (0,4-0,6 мг/л) и механических примесей (5 мг/л). Жесткость – не более 16 мг-экв/литр.

При отмеченной в примере производительности объем катионита составит 25-35 кг. Для одной регенерации придется расходовать 0,4-0,6 м куб. воды. В помещении нужно поддерживать условия температуры и влажности, определенные в инструкции по эксплуатации.

 

Что мы получаем на выходе?

 

Если применить один этап обработки по технологии ионного обмена, даже при низком уровне жесткости не получится снизить концентрацию вредных примесей до нормативных показателей. Для успешного решения задачи создают комплект из 2-3 идентичных колонн. Кроме увеличения инвестиционных затрат в этом случае придется использовать дополнительный насос, который компенсирует большое гидравлическое сопротивление суммарного слоя засыпок.

Электромагнитный преобразователь не изменяет химический состав, но защищает от накипи. При выборе такого оборудования можно предотвратить образование вредных кальциевых отложений без тщательного контроля концентрации солей.

 

Выводы

 

Для непрерывной подготовки технической воды с применением ионного обмена ставят параллельно две рабочие линии, которые подключаются попеременно. Общее количество колонн увеличивается до 4-6 шт., что значительно увеличивает общие затраты.

Экономичное и удобное для пользователей решение – электромагнитное преобразование. Один аппарат защищает не только котел, но и трубопровод вместе с подключенным отопительным оборудованием. Для подключения этой техники не нужны специальные навыки. При выборе подходящей модели достаточно проверить совместимость по дальности действия и допустимой концентрации солей.