Основные показатели качества воды в котельной

1. Прозрачность по шрифту - показывает видимость эталонного образца, погруженного в воду [см]. Фактически определяется содержанием взвешенных веществ.

2. Сухой остаток содержит общее количество растворенных и коллоидных

неорганических и частично органических примесей: кальция, магния, натрия, аммония, железа, алюминия, и др., которые остаются после выпаривания воды и высушивания остатка при 110 ⁰С [мг/кг]. Если этот остаток прокаливать при 800⁰С, то потери остатка будут условно характеризовать содержание в воде органических веществ. Чем выше сухой остаток, тем хуже качество воды.

3. Жесткость воды характеризуется суммарным содержанием в воде солей

кальция и магния, являющихся накипеобразователями. Различают жесткость общую, временную (карбонатную) и постоянную (некарбонатную).

Общая жесткость представляет собой сумму величин временной и

постоянной жесткости и характеризуется суммой содержания в воде кальциевых и магниевых солей: карбонатов и бикарбонатов (СаСО3, MgCO3,Са(НС0₃)₂, Mg(НС0₃)₂), сернокислых (CаSO₄ и MgSO₄), хлористых (CаCl₂ и MgCl₂), азотнокислых (Cа(NO₃)₂ и Mg(NO₃)₂ ), кремнекислых CаSiO₃ и MgSiO₃,); гидроокиси (Са(ОН)2 и Mg(OH)2), фосфорнокислых и др. Показателем жесткости в России является миллиграмм-эквивалент на 1 кг раствора (мг-экв/кг). 1 мг-экв/кг жесткости соответствует содержанию 20,04 мг/кг иона кальция Са²⁺, или 12,16 мг/кг иона магния Mg²⁺. Общая жесткость выражается суммарной концентрацией в воде катионов Са²⁺ (кальциевая жесткость) и Mg²⁺ (магниевая жесткость):

Жо = Са²⁺/20,04 + Mg²⁺/12,16,

где Са²⁺, Mg²⁺ концентрация соответственно катионов кальция и магния, мг/кг, 20,04 и 12,06 – соответственно их эквивалентные массы, мг-экв/кг.

Карбонатная (временная) жесткость Жк определяется по содержанию в воде бикарбонатов кальция и магния Са(НС0₃)₂, Mg(НС0₃)₂, которые при нагревании воды до 60-70 ⁰С переходят в котловой воде в карбонаты, выпадающие в виде шлама и накипи и дающие углекислоту СО₂:

Са (НС0₃) ₂ - > СаСО₃ + С0₂ + Н₂0.

Карбонатная жесткость измеряется в мг-экв/кг и определяется как

Жк= HCO₃^¯ /61.02,

где HCO₃^¯ – концентрация в воде соответственно анионов бикарбонатов кальция и магния мг\кг, 61,02 – их эквивалентная масса кг-экв/кг.

Постоянная жесткость: Жп=Жо - Жк.

По общей жесткости все природные воды условно делятся на три группы:

- мягкие (ЖO ≤ 2 мг-экв/кг);

- средней жесткости (ЖO = 2...5 мг-экв/кг);

- жесткие (ЖO ≥ 5 мг-экв/кг).

Выделение твердой фазы из воды происходит из-за упаривания воды, вследствие чего повышается концентрация солей в ней и раствор приближается к насыщению. В то же время накипь, состоящая в основном из СаСО3, образуется уже при нагреве воды до 40...50 °С. В местах ее отложения происходит перегрев металла труб котла и деформация или даже появление трещин, при этом резко ухудшается процесс теплопереноса за счет дополнительного термического сопротивления самих отложений. Выделение из воды твердой фазы (накипи) и отложение ее на поверхностях нагрева называют первичным процессом накипеобразования. Выпадающий осадок в виде взвешенных частиц (шлама) в объеме воды, который легко удаляется из котла с помощью продувки, называют вторичными отложениями. Поэтому питательную воду теплогенерирующих установок следует умягчать, чтобы обеспечить возможность удаления вторичных отложений.

4. Щелочность водыхарактеризуется содержанием в ней щелочных

соединений. Сюда относят гидраты, например, NaOH – едкий натр, карбонаты Na₂CO₃ – кальцинированная сода, бикарбонаты NaHCO₃, фосфаты и пр.Величина щелочности равна суммарной концентрации в ней гидроксильных, карбонатных, бикарбонатных фосфатных и других анионов слабых кислот, выраженной в экв. единицах. Общая щелочность Що=Щг+Щк+Щб. Относительной щелочностью воды называется общая щелочность, отнесенная к сухому остатку и выраженная в процентах. Щелочность теплоносителя в определенных пределах полезна, так как парализует вредное коррозирующее воздействие на металлическую стенку растворенных в воде газов: кислорода и углекислоты. Однако чрезмерная щелочность воды вызывает ее вспенивание и частичное выбрасывание вместе с паром, что может привести к гидравлическим ударам в системе.

5. Окисляемость характеризуется наличием в воде кислорода и двуокиси углерода, выраженных в мг или мкг на кг.

6. Концентрация водородных ионов. В воде происходит непрерывная

диссоциация молекул воды, при которой в 1 кг воды содержится одна десятимиллионная (10^-7) грамма иона водорода (Н⁺) и столько же гидроксильных ионов (ОН^-). При уменьшении концентрации ионов водорода меняется концентрация гидроксильных ионов, поскольку (Н⁺)(ОН^-)= const. Реакцию воды принято отражать отрицательным логарифмом активности ионов водорода рН= - lgH. При pH=7 среда – нейтральная, при pH<7 – кислая, при pH >7 – щелочная.

Вода, подготовленная для питания котельной установки не должна давать отложений шлама и накипи, разъедать стенки котла и его вспомогательные поверхности нагрева, а также вспениваться.