Водоподготовка котельных малой мощности

Предлагаем средство борьбы с накипью, доступное любому предприятию — умягчитель воды электромагнитный.

Зачастую далеко не все котельные агрегаты снабжены оборудованием для водоподготовки, особенно водогрейные котлы с мощностью до 6 Гкал/час, часто используемые в малых котельных.

Природная вода, даже с небольшим содержанием солей, непригодна для использования в котлах и тепловых сетях, не удовлетворяя предъявляемым требованиям по качеству.

Предусмотренные специальные мероприятия водоподготовки:

• осветление (отстаивание и фильтрация), удаление механических и органических примесей;
• катионирование, или умягчение воды — удаление из воды солей жесткости (Са, Mg) с заменой на легкорастворимые соли щелочных металлов (Na);
• общее обессоливание в системе выпарных установок с получением обессоленного конденсата;
• обескремнивание;
• дегазация — удаление из воды растворенных в ней газов путем ее подогрева, например, в деаэраторах,

являются достаточно затратной частью при эксплуатации и зачастую просто игнорируются.

В итоге большинство оборудования сильно загрязнено, что приводит к неэффективному расходованию топливно-энергетических ресурсов.

Перерасход топлива в зависимости от толщины накипи пароводогрейных котлов.

Накипь и коррозия

Поступающие в котел с добавочной водой минеральные примеси постепенно накапливаются в котловой воде и при наступлении состояния насыщения начинается процесс образования отложений.

Прежде всего, состояние насыщения наступает для солей жесткости, и они начинают выпадать из воды в первую очередь, обычно в виде кристаллов.

Центрами кристаллизации служат шероховатости на поверхностях нагрева, а также взвешенные и коллоидные частицы, находящиеся в котловой воде.

Вещества, которые кристаллизуются непосредственно на поверхностях нагрева в виде плотных отложений, образуют накипь, как правило, очень прочную и трудно удаляемую.

Вещества, кристаллизующиеся в объеме котловой воды, образуют взвешенные частицы — шлам. Это осложняет работу котла и, в первую очередь, за счет накипеобразования, внутренней коррозии в трубах и других элементах.

Наиболее распространены кальциевая и магниевая накипи, в составе которых преобладают CaSО₄, CaSiО₃, СаСО₃ и Mg(OH)₂. Накипь, как правило, имеет низкий коэффициент теплопроводности, составляющий 0,1—2,0 ккал/(м·ч·град), что в 100 и более раз ниже, чем у стали.

Поэтому даже тонкий слой накипи приводит к резкому повышению температуры металла поверхностей нагрева котельных агрегатов.

При этом в высокотемпературных поверхностях нагрева (экраны, фестоны, первые ряды кипятильных труб конвективного пучка) эта температура, по мере увеличения толщины слоя накипи, может превысить как предел прочности металла, так и предел его текучести.

После чего начинается постепенная деформация его с образованием отдулин (местного вздутия трубы, имеющего диаметр 20—30 мм), и свищей (щелевидное отверстие длиной 20—30 мм) вдоль образующей трубы, через который с большой скоростью начинает бить струя воды и котел приходится останавливать для его устранения.

В газоходах водотрубных котлов и водяных экономайзеров, где повышение температуры стенки трубы не угрожает надежности работы котла, накипь также недопустима, так как она приводит к уменьшению КПД котельного агрегата и может привести к уменьшению производительности его в результате уменьшения коэффициента теплопередачи и связанного с этим повышения температуры отходящих газов.

Чтобы преодолеть тепловое сопротивление накипи, приходится повышать температуру труб. Это приводит к их перегреву и образованию трещин; наличие отложений на поверхности теплообмена приводит к резкому возрастанию гидравлического сопротивления и нарушению режима работы оборудования, в первую очередь, сетевых насосов, что влечет за собой значительный перерасход электроэнергии.

Потери от накипи

Слой накипи толщиной в 3 мм поглощает 25% тепловой энергии, а если на стенках котла или бойлера наросло 13 мм, то теряется уже 70% тепла. При этом отложения толщиной 10 мм нарастают менее чем за один год.

Если взглянуть на проблему накипи с точки зрения перерасхода топлива при эксплуатации теплоэнергетического оборудования, то картина очень схожая. 

Слой накипи толщиной 5 мм приводит к перерасходу топлива до 30%, а 10 мм — повышают его расход в два раза.

Возникает необходимость применения затратных химических методов очистки поверхностей нагрева водогрейных котлов с периодичностью не реже 1 – 2 раза в год.

• механическая очистка
• промывка водой
• обработка щелочами
• очистка кислотными комплексными реагентами
• нейтрализация и пассивация

которые необходимо включать в график проект производства работ (ППР) котельных.

Из всех применяемых нехимических технологий по защите от накипи, метод умягчения воды с использованием приборов Акващит является наиболее эффективным и экономичным. Метод с успехом применяется для докотлового и внутрикотлового умягчения воды.

При использовании умягчителей воды Акващит скорость нарастания накипи снижается в несколько раз.

• При использовании воды с карбонатной жесткостью более чем 9 мг-экв/литр — срок службы нагревателя между чистками теплообменника увеличивается в 5 раз.
• При жёсткости воды менее 8 мг-экв/литр — срок службы между чистками увеличивается в 6..10 раз.

А теплообменники в тепловых пунктах, оборудованных автоматикой можно не вскрывать годами, сохраняя высокую эффективность их работы.

Значительно возрастает интенсификация теплообмена, что влечет за собой уменьшение расхода теплоносителя. А это – уменьшение тепловых и гидравлических потерь, экономия энергоносителя и электроэнергии.