Компоновка схемы водоподготовки котельной

Надежная и экономичная работа котельной установки в значительной степени зависит от правильной организации водного режима котлов. Практикой установлено, что около 40% аварий с котлами происходит из-за неудовлетворительного водного режима, главным образом из-за накипи.

Накипь, имеющая низкую теплопроводность, препятствует охлаждению воды поверхностей нагрева, что приводит к перегреву металла и снижению его прочности и появлению в трубах разрывов (свищей) и выпучин (отдушин). Так, толщина накипи 0,2…0,3 мм на стенках экранных труб уже вызывает появление выпучин. Наличие накипи приводит также к повышению температуры газов, уходящих из котельного агрегата, снижению его коэффициента полезного действия и большому увеличению расхода топлива на парообразование. Так, при толщине 1 мм расход топлива увеличивается примерно на 2-3%. Накипь уменьшает живую площадь сечения кипятильных и экранных труб котла, в связи с чем нарушается циркуляция пароводяной смеси в котле, что приводит к авариям.

Основные источники образования накипи на внутренних поверхностях нагрева котлов – соли Са и Mg, находящиеся в поступающей в котел воде в растворенном состоянии. К наиболее распространенным накипеобразующим соединениям относятся двууглекислый кальций Са (НСО₃)₂ и двууглекислый магний Mg (НСО₃)₂. Углекислые соли Са и Mg, растворимые только в присутствии углекислоты, выпадают при подогреве воды, то есть когда из воды выделяется углекислота. Такая накипь образуется в виде рыхлого осадка, легко удаляемого при продувке или очистке котла. Более твердую накипь дает гипс, или сернокислый кальций СаSO₄. Если в воде содержится хлористый магний MgCl₂, то он разлагается в котле на гидрат магния, образующий также твердую накипь, и на соляную кислоту.

Основные показатели качества воды для питания котлов – содержание взвешенных веществ, сухой остаток, окисляемость и общее содержание.

Взвешенные вещества – это механические примеси, удаляемые из воды фильтрованием. Сухой остаток характеризует общее содержание в воде минеральных органических веществ. Щелочность воды обуславливается наличием находящихся в растворе гидратов, карбонатов, бикарбонатов и фосфатов щелочных и щелочно-земельных металлов натрия, калия, кальция и магния, вызывающих щелочную реакцию воды. Кислотность воды, т.е. наличие свободных минеральных и органических кислот, определяют по показателю концентрации водорода и обозначают знаком рН. Для нейтральной среды рН = 7, щелочной среды рН > 7 и при наличии кислой реакции в воде рН < 7.

Жесткость воды бывает карбонатная (временная), некарбонатная (постоянная) общая.

Значение карбонатной жесткости определяется содержанием в воде бикарбонатов кальция Са(НСО₃)₂. Некарбонатная жесткость определяется содержанием в воде сернокислых, углекислых и хлористых солей кальция СаSO₄ и магния MgSO₄. Общей жесткостью называется сумма карбонатной и некарбонатной жесткости. Единица измерения жесткости – миллиграмм – эквивалент кальция или магния в одном литре воды.

Качество подпиточной воды для водогрейных котлов с нагреванием воды более 115^оС должно удовлетворять следующим нормам.

На 1 кг воды:

- карбонатная жесткость не более 700 мг-экв/л;

- содержание растворенного кислорода, не более 50 мг-экв/л;

- содержание взвешенных веществ, не более 5 мг-экв/л;

- показатель рН, не более 7.

Установленные нормы качества котловой воды не должны обеспечить чистоту поверхности нагрева котла, выработку пара хорошего качества, отсутствие коррозии металла и экономическую работу установки. Водный режим должен обеспечивать работу котла и питающего тракта без повреждения их элементов вследствие отложения накипи и шлака, превышение относительной щелочности котловой воды до опасных пределов или в результате коррозии металла.