Физико-химические характеристики воды

При работе ТГУ в ее различных частях движется вода с разными свойствами:

• сырая – берется из открытых водоемов, рек, подземных скважин, хозяйственно-питьевого водопровода;
• химически очищенная – вода, прошедшая цикл очистки от солей жесткости:
• питательная – химически очищенная вода, не содержащая растворенных газов;
• подпиточная – очищенная вода, идущая на подпитку тепловых сетей или собственные нужды установки;
• котловая – вода, циркулирующая в контуре котла;
• продувочная – солесодержащая вода, удаляемая из котла при продувке;
• сетевая – вода, циркулирующая в тепловой сети.

Качество воды может быть охарактеризовано рядом параметров:

1) Количество взвешенных частиц, мг/кг. К взвешенным частицам относят механические примеси, удаляемые из воды путем фильтрования. Для определения количества взвеси необходимо взять 1 кг воды и профильтровать ее. Затем высушить фильтровальную бумагу с осадком и определить массу осадка в мг.

2) Сухой остаток S, мг/кг. Его получают испарением 1 кг отфильтрованной воды при температуре 105-110 °С. Этот показатель характеризует количество растворенных в воде веществ.

3) Общее солесодержание (минеральный остаток), мг/кг. Характеризует количество солей в воде. На практике можно определить суммированием катионов и анионов, полученных в результате полного химического состава воды.

4) Жесткость, мг-экв/кг. Бывает:

· Общая Ж₀ – характеризует содержание в воде всех солей кальция и магния;

· Карбонатная(временная) Ж_К –обусловлена наличием в воде бикарбонатов кальция и магния и ;

· Некарбонатная (постоянная) Ж_П - характеризуется наличием в воде остальных солей кальция и магния (хлоридов , сульфатов и и т.д.)

. (3)

· Кальциевая - зависит от концентрации в воде катионов кальция;

· Магниевая - зависит от концентрации в воде катионов магния.

. (4)

где - концентрация в воде соответственно катионов кальция и магния, мг/кг;

20,04 и 12,16 – эквивалентные массы кальция и магния, мг-экв/кг.

Эквивалентная масса равна молекулярной массе вещества, деленной на его валентность. ( = 40,08 моль, валентность II, = 24,305 моль, валентность II).

При кипении воды бикарбонаты кальция и магния переходят в карбонаты и выпадают в осадок в виде шлама, который удаляется при продувке.

,

5) Щелочность, мг-экв/кг. Характеризуется содержанием в воде щелочных соединений. Различают:

· Общую Щ₀ – характеризует наличие в воде различных ионов;

· Гидратную Щ_Г – характеризуется наличием в воде гидроксильных групп ОН^-;

· Бикарбонатную Щ_Б – определяется по наличию в воде бикарбонатных ионов НСО₃^-;

· Карбонатную Щ_К -определяется по наличию в воде карбонатных ионов СО₃^2-.

(5)

6) Содержание кремниевой кислоты , мг/кг. Характеризует концентрацию в воде соединений кремния. Вредное влияние соединений кремния сказывается на работе котлов с давлением более 7 Мпа. Только при таком давлении кремниевая кислота способна растворяться в паре.

7) Окисляемость мг/кг. Растворенные в воде агрессивные газы О₂ и СО₂ вызывают различные виды коррозии и характеризуют коррозионные свойства воды. Растворенные газы удаляются из воды при нагревании (в термическом деаэраторе).

Обработку воды можно представить в виде схемы:

 

 

Требования, предъявляемые к качеству сырой, питательной,

Котловой воды и пара

 

В соответствии с действующими правилами устройства и эксплуатации ТГУ к воде и пару предъявляются требования, изложенные в нормативном документе [2].

Показатели качества питательной воды водотрубных котлов на входе в котел перед экономайзером не должны превышать значений, указанных в таблице.

Наименование показателя	Норма для котлов абсолютным давлением, МПа (кгс/см^2)
до 1,4 (14) включительно	2,4 (24)	3,9 (40)
Прозрачность по шрифту, см	Не менее 40
Общая жесткость, мкмоль/дм^3(мкг-экв/дм^3)
Содержание соединений железа (в пересчете на Fe), мкг/дм^3)		100*	50*
Не нормируется
Содержание соединений меди (в пересчете на Сu), мкг/дм^3	Не нормируется	10*
Не нормируется
Содержание растворенного кислорода, мкг/дм^3	30*	20*	20*
Значение рН (при t = 25 °С)	8,5-9,5**
Содержание нитритов (в пересчете на ), мкг/дм^3	Не нормируется
Содержание нефтепродуктов, мг/дм^3			0,5

____________

* В числителе указаны значения для котлов, работающих на жидком топливе при локальном тепловом потоке более 350 кВт/м², а в знаменателе — для котлов, работающих на других видах топлива при локальном тепловом потоке до 350 кВт/м² включительно.

** При наличии в системе подготовки добавочной воды промышленных и отопительных котельных фазы предварительного известкования или содоизвесткования, а также при значениях карбонатной жесткости исходной воды более 3,5 мг-экв/дм³ и при наличии одной из фаз водоподготовки (натрий—катионирования или аммоний—натрий—катионирования) допускается повышение верхнего предела значения рН до 10,5.

При эксплуатации вакуумных деаэраторов допускается снижение нижнего предела значения рН до 7,0.

 

 

В случае если эти требования в период эксплуатации котлов не выполняются, то на внутренних поверхностях котла образуется накипь. Наличие накипи значительно ухудшает работу и усложняет эксплуатацию котла, приводит к негативным последствиям:

· Уменьшается срок службы системы;

· Увеличивается расход топлива;

· Возрастает число внеплановых ремонтов;

· Увеличиваются затраты электроэнергии на транспортировку воды и т.п.

 

 

Обработка воды

Обработка воды для ТГУ предусматривает:

· Удаление взвешенных примесей из воды в осветлительных фильтрах;

· Снижение жесткости (умягчение) на станции химводоочистки;

· Поддержание определенной величины щелочности воды на станции химводоочистки;

· Снижение общего солесодержания воды за счет продувки;

· Удаление растворенных агрессивных газов из воды в деаэраторе.