АкваЩит - Умягчение воды

 

Умягчение котловой воды

 

Умягчение котловой воды

Система теплового отопления и водоснабжения, как известно, использует в своей работе воду постоянно. Даже когда консервируют отопительную систему на лето, потом все равно к работе с водой возвращаются, и некий остаток воды в системе все равно есть. И если эта вода некачественная, в ней больше, чем нужно солей кальция и магния, то проблем с накипью и плохой передачей тепла точно не избежать.

Хотя все системы подготовки очень похожи и работают на схожих принципах, но для водоподготовки для водогрейных котлов и в отопительных системах есть свои   особенности. Особенно это касается умягчения котловой воды. Котельные, как известно, могут быть разными. Это может быть водогрейный или паровой котел. И если с водогрейным все более или менее понятно, то для нормальной работы парового котла нужно учесть те самые особенности.

Качество пара крайне важно для котла, из него требуется удалить не только соли жесткости. Для создания подходящего пара придется устранить даже растворенные газы.

Качественная водоподготовка котловой воды включает в себя такие стадии обработки воды: умягчение котловой воды, обессоливание, дегазация, то есть устранение растворенных газов, дозировка реагентов для корректировки химического состава пара. Все это работа трудная и требующая высокой степени внимательности . Пока на предприятии нет установленной и просчитанной системы очистки и умягчения воды, то все измерения придется делать людям и в ручную. Степень профессионализма при этом должна быть очень высокой.

Если человек, который обслуживает системы впрыскивания реагентов воду, ошибется, то последствия будут довольно тяжелые. Они могут проявить себя в виде резкого роста расходов топлива и электричества. Оборудование может работать со сбоями, а то и вовсе остановится. Вырастет расход и электричества, и самих реагентов вместе с водой. Из-за всех этих негативных нюансов, срок работы оборудования также сократиться.

Что же делать в этом случае? Как убрать эти негативные последствия и обеспечить систему высококачественным паром? Для этого умягчение котловой воды и придумали. Оно помогает значительно сэкономить на эксплуатации парового котлового оборудования и надежно защищает его от влияния жесткой воды.

Что в себя включает подобная система? Понятно, что одним умягчением все не ограничивается. Подобная система фильтров должна работать на результатах оценки состояния воды. В некоторые моменты сама анализировать состояние воды. Так же система должна тщательно и без перебоев управлять дозированием впрыска реагентов в систему, следить за исполнительными приборами и в случае необходимости подавать знак тревоги обслуживающему персоналу.

Что не любят котлы и какие требования к качеству воды для котлов:

  • Жесткую воду;
  • Использование не подготовленной воды в системах отопления;
  • Чрезмерное использование химических реагентов;
  • Пренебрежение к использованиею фильтров-умягчителей для котлов;
  • Повышенное содержание железа.

Почему умягчение котловой воды на столько важно? Дело все в том, что паровые котлы, например, чрезвычайно чувствительны. Использование некачественной воды может привезти к быстрому выходу их из строя. Водогрейные без подготовки воды очень быстро обрастут накипью. Накипь быстро превратиться в известковый камень и передача тепла в воду прекратиться полностью. Не в состоянии выдерживать перегрузки, поверхность котла треснет или разорвется. В таких системах, сотрудничающих с водой постоянно, приходится следить за каждой сотой долей сантиметра накипи, чтобы не вызвать непоправимые последствия.

Когда некачественную воду с повышенным включением солей жесткости нагревают, то она образует практически нерастворимый осадок, который и создает накипной слой и выделяется определенное количество углекислого газа. В пожароопасных производствах, в котельных принято обеспечивать качественную систему вентиляции, чтобы газ не застаивался.

Таблица. Нормы жесткости дял котловой воды

Котловая вода Нормы жесткости
37,8 5 мг/л.
34,9 9 мг/л.

К тому же некачественная вода на то и некачественная, что в ней содержится не только повышенная жесткость воды. Здесь еще полно и других примесей, особенно в случае, когда вода берется из артезианской скважины или поверхностных источников. В ней могут содержаться кислород на пару с угольной кислотой. Эти два вида примесей  для котловой или питательной воды, а также для конденсата не менее губительны, чем соли кальция и магния. Они стимулируют образование коррозии и точно, как и соли жесткости, стимулируют образование осадка на оборудовании. Недостаток осадка, образованного иными примесями связан с тем, что его довольно трудно удалить, Это не стандартная накипь, и обычные средства для очисток поверхностей, здесь могут быть бессильны.

Теперь, что касается самой накипи. Она практически не проводит тепло, с этим связано огромное количество сопутствующих расходов и негативных последствий. Чем больше слой накипи, тем больше оборудование начинает потреблять электроэнергии. Разогрев теперь проходит намного труднее и сил на раскаливание поверхности затрачивается намного больше. При этом коэффициент полезного действия котла значительно спускается, ведь качество нагрева котловой воды, как и скорость такого нагрева значительно снижается. И в  результате печальный финал в виде взрыва котла или разрыва труб.  Котел сегодня стоит слишком дорого, чтобы пренебрегать подобными последствиями. Потому-то система умягчения котловой воды сегодня успешно существует и развивается.

Еще один недостаток постоянного удаления накипи выражается в виде вспенивания и уноса воды. Так происходит по той причине, что накипь имеет при удалении довольно прочную структуру. Удалить ее, не разбирая систему можно только путем промывки с помощью сильных агрессивных средств от известкового налета. Как только такое кислотное средство контактирует с отложениями, вода бурлит, возможен унос воды.

При этом еще и оборудование сильно страдает. Резиновые прокладки соединений могут начать подтекать, в результате таких чисток. Срок службы оборудования неизменно идет вниз, также как и качество производимого пара. Все эти причины и стали стимулом для создания целой системы подготовки воды для паровых котлов, со своей строго регламентированной системой наблюдения за образованием накипи и впрыскиванием необходимых реагентов в систему.

Разработка и наполнение системы умягчения котловой воды во многом зависит от источника забора воды. Другими показателями, влияющими на состав и наполнение системы, является необходимая производительность системы и параметры исходной воды, даже в том случае если она водопроводная. Поэтому основных методов очистки воды применяется достаточно. Но самыми насущными и обязательными в любом случае этапами будут умягчение котловой воды и дегазация.

Начнем рассмотрение вариантов умягчения котловой воды с умягчения и обессоливания. Для котловой воды крайне важно использовать опресненную воду, чтобы соли не могли отложиться на поверхности в любом виде.

 

Популярные способы умягчения котловой воды

 

Рассмотрим самыфе популярные способы умягчения котловой воды, которые придумало человечество. Этих способов, на самом деле, не так много как кажется. Про все способы мы говорить не будем, а опишем самые известные из них.

 

Ионный обмен, как способ умягчения котловой воды

 

Итак, какие популярные способы применяют для очищения котловой воды? Если стоит целевая задача понизить количество жесткости в воде, то тут нет конкурентов у ионного обмена. Ни какой другой прибор лучше него не устранит кальций и магний из воды в нужном к тому же количестве. Отфильтровывающей средой в ионообменном устройстве является натриевая смола. Она с легкостью отдает жестковатой воде свой натрий и забирает взамен соли жесткости. Качество умягчения здесь производится на высоком уровне, скорость очищения воды самая высокая из всех очищающих установок. Но ионный обмен в состоянии только умягчать воду, без каких-либо дополнительных эффектов.

Ионообменная установкаВ теплоэнергетике умягчители воды для паровых котлов используют для небольших котельных, а также в случаях, когда конденсат в паровых котельных возвратный. Смола, которую используют для обмена может быть выполнена из стирола или фенола. Форма исполнения смолы может быть гелевой или пористой. Все зависит от количества примесей в воде.

Принцип работы ионного обмена можно представить следующим образом: когда вода еще не поступила и не начала контактировать со смолой, все ионы натрия в смоле располагаются на поверхности. Но тут в установку попадает вода, и она начинает вымывать эти натриевые соли, оставляя вместо них соли жесткости. Солевой состав в воде практически не поменялся, но при этом все вредные соли из нее были устранены.

Но содержание натрия в смоле не бесконечно и со временем оно конечно же вымывается полностью. Тогда систему либо восстанавливают, либо покупают новый картридж с новой насыщенной смолой.

Поскольку восстановление такой системы происходит с помощью очень соленого раствора, то для получения питьевой воды подобный метод использовать нельзя. Для смягчения паровой воды он вполне подойдет. Но данный метод в быту все же применяют, т.к. картридж там не восстанавливают, а меняют.

Умягчение котловой воды подразумевает восстановление в обязательном порядке. Промышленная установка ионного обмена, даже если она многоступенчатая имеет для каждого фильтра свой восстановитель. В нем содержится сильно соленный раствор. Там содержится чистый натрий без примесей, и когда смолу в него погружают, то соли жесткости легко покидают свое место, оставляя его для натрия. Смола восстанавливается, вновь насыщается натрием и снова может работать.

Причем если фильтров в системе несколько, то нагрузка с восстанавливаемого фильтра равномерно распределяется между остальными фильтрующими приборами. Плохо в подобной установке то, что после восстановления получаются очень вредные, сильно соленые отходы. Их нужно дочищать, чтобы сбросить в атмосферу. Да и разрешение на такой сброс, нужно получить в обязательном порядке.

 

Мембранный способ умягчения котловой воды

 

Мембранное умягчение котловой водыЕсли умягчение котловой воды подразумевает острую потребность в котловой воде с низким показателем электропроводимости, то в этом случае нужна не просто очищенная вода, нужен дистиллят. Ни ионный обмен, ни водоподготовка котельных установок обеспечить такую степень очистки не может. На помощь в данном случае приходят мембранные способы умягчения котловой воды. Самым популярным из них является обратный осмос и нанофильтрация.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Умягчение котловой воды с применением систем обратного осмоса

 

Система обратного осмосаОбратный осмос единственный способ умягчения котловой воды и не только, который в состоянии гарантировать практически сто процентную очистку от примесей. Какая бы органика не входила в вашу воду, какие бы бактерии не содержались, обратный осмос уберет все. Основным фильтрующим моментом здесь обладает полупроницаемая мембрана со множеством мелких отверстий, через которые вода просачивается довольно медленно. Все примеси при этом остаются в мембране или за ее пределами. Отфильтровывание происходит с помощью давления. Вода сперва сама своим ходом медленно протекает через полупроницаемую мембрану, а потом резко давление увеличивают и заставляют воду пойти в обратном направлении, оставив все примеси в мембране. Однако у осмоса есть свои особенности. Его нельзя применять самостоятельно. Мембраны для этого слишком дорогие и слишком чувствительные. Поэтому обратный осмос в быту идет только в комплексе с другими фильтрами, что конечно же его удорожает.

Потом обратный осмос удаляет из воды слишком много примесей, в том числе и нужные для организма минералы. Поэтому установку могут снабжать еще и кондиционерами для восстановления минерализации. В котельных обратный осмос используют только в тех случаях, когда они паровые и пар нужен идеальный.

Теплоэнергетика всегда подразумевает большие обьемы очищаемой воды. В этом случае обратный осмос должен использоваться в виде нескольких приборов и обязательно в воду нужно добавлять специальное вещество, которое  предотвращает зарастание мембран  остатками солей жесткости.

 

Дегазация

 

После того, как воду умягчили, для водогрейных котлов лучше всего использовать электромагнитный умягчитель воды АкваЩит. Там требования к качеству мягкой воды ниже, чем в паровых котельных. Так вот после умягчения котловой воды, наступает этап дегазации, теперь воду нужно избавить от газов, в ней растворенных.

ДегазацияТермическая дегазация – это тоже кипячение с целью устранить из воды растворенные в ней кислород и углекислый газ, который образовался при кипячении жестковатой воды. Если установка умягчения имеет небольшую мощность или оббьем возвращаемого конденсата велик, то в этом случае можно использовать приборы частичной дегазации. Секрет такой дегазации состоит в том, что работают подобные установки всего лишь в пределах 85-90 градусов по цельсию. При такой температуре смесь газов испаряется с поверхности кипящей воды, но не в полном обьеме. Часть углекислого газа на пару с остатками кислорода остаются. Поэтому для получения качественного пара в этом случае дополнительно нужно еще химическую обработку воды проводить.

Более крупные предприятия, где обьемы используемого пара больше, требуют применения специальных установок для дегазации. Это деаэраторы вакуумного или атмосферного типа. Потом также требуется химическое влияние на остаточные осадки примесей. Уровень кислотно-щелочного баланса нужно повышать. На этой стадии очень часто ошибаются и передозируют количество реагентов, впрыскиваемых в систему. Тут нужен тщательный контроль и измерение впрыскиваемых веществ.

Ручное впрыскивание реагентов и частый их преизбыток плох тем, что вместе с концентрацией химикатов увеличивается и электропроводимость воды. Плюс еще и шлам образовывается, который нужно полностью вывести из системы. Возможно и появление вспенивания, а из-за него котел может вообще остановить свою работу. Да и гидроудары внутри системы возможны из – за уноса воды. Так или иначе, но дозирование реагентов вручную совершенно невыгодно и его стараются сегодня не применять.

Но и после этой стадии обработки умягчение котловой воды не закончилось. Вода может со временем менять свои параметры, конечно же это отразится на качестве пара и дегазации. Поэтому обязательно периодически в системе проводить замер состояния воды и ее примесей, чтобы своевременно отреагировать и откорректировать состав оборудования для умягчения воды. Для такого отбора воды в системе на трубе делают специальные участки, откуда можно брать воду на пробу.

Хотя сегодня прогресс в умягчении котловой воды шагнул далеко вперед, но автоматическую систему дозированного впрыска и автоматическую систему замеров состояния воды на сегодня так до конца и не разработали. Опытные образцы есть, но они пока еще не поступили в продажу, а если где-то заграницей они и есть, то стоят непомерно дорого.