(044) 221-93-73 (068) 867-43-47 (099) 423-46-53 (073) 041-80-26
Проверка котловой воды. Как качество воды влияет на работу котла

Растворенные в воде примеси приводят к образованию накипи, который выводит из строя котел

1. Проблемы с котловой водой и последствия халатного отношения к качеству котловой воды.

2. Виды котлов и требования к качеству воды.

3. Как достичь желаемого качества котловой воды?

4. Почему важно контролировать качество котловой воды и как это делать?

Так уж случилось, что самым простым и дешевым теплоносителем является вода. Сама по себе вода в чистом виде (например, дистиллят) не несет угрозы для котлов независимо от их типов. Однако, вода также является универсальным растворителем, и в природе никогда не бывает в чистом виде. Независимо от того, какую воду Вы используете: водопроводную или из скважины, в ней всегда присутствуют примеси.

Опасными для оборудования котлов примесями в воде являются:

1. Абразивные механические примеси, такие как: песок, продукты коррозии трубопроводов, накипь теплообменных поверхностей и т.д. (рис. 1). Наличие этих примесей может привести к абразивному разрушению деталей трубопровода (труб, запорной арматуры), уменьшение проходного сечения, заклинивания регулирующих элементов. 

    

Рис. 1. Продукты коррозии трубопроводов и накипь.

2. Растворенные в воде соли (карбонаты и бикарбонаты кальция, магния, хлориды кальция), растворенные и нерастворенные газы, взвешенные вещества. Наибольшую угрозу нормального функционирования котлов несут именно растворенные в воде примеси, которые собственно и вызывают образование накипи на теплообменных поверхностях котла и ржавление металлических элементов трубопроводов и котлов.

Слой накипи, образующийся на теплообменных поверхностях, приводит к значительному перерасходу топлива (или электроэнергии, в зависимости от типа котла). Так, например, при толщине слоя накипи 1 мм перерасход топлива составляет 10 %, 2 мм – 15 %, 10 мм – 48 % (рис. 2). 

Рис. 2. Зависимость перерасхода топлива от толщины карбонатных и железоокисных отложений на поверхностях теплообмена.

Требования к качеству воды водогрейных котлов

Согласно «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа (0,7 кгс/см2), водогрейных котлов и водонагревателей  с температурой нагрева воды не выше 115 град» (утверждено приказом Госнадзорохрантруда № 125 от 23.07.96) и ДНАОП 0.00-1.08-94 «Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» (утверждено приказом Госнадзорохрантруда № 51 от 26.05.94) эксплуатация котлов без предварительной обработки воды запрещается! Относительно требований к качеству котловой воды котлы целесообразно разделить на водогрейные и паровые.

Требования к качеству воды водогрейных котлов с температурой нагрева воды не выше 115 °С приведены в табл. 1, выше 115 °С табл. 2, к качеству воды паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа в табл. 3, высоконапорных котлов парогазовых установок табл. 4.

Таблица 1
Требования к качеству воды водогрейных котлов с температурой нагрева воды не выше 115 °С 

Показатели

Температура воды, °С

до 75

до 100

до 115

Карбонатная жесткость, не больше, ммоль/л

1,5

0,7

0,7

Растворенный кислород, мг/л, не больше

0,1

0,1

0,05

Свободная углекислота

отсутствует

отсутствует

отсутствует

рН

6,5-8,5

6,5-8,5

6,5-8,5

Взвешенные вещества, мг/л

5,0

5,0

5,0

Остаточная общая жесткость (допускается в закрытых системах теплоснабжения), мг-экв/л

-

0,1

0,05

Масла и нефтепродукты, мг/л

-

0,1

-

Таблица 2
Нормы качества подпиточной сетевой воды водогрейных котлов с температурой воды более 115 °С 

 

Показатель

Система теплоснабжения

открытая

закрытая

Температура воды в системе, °С

115

150

200

115

150

200

Прозрачность по шрифту, см, не меньше

40

40

40

30

30

30

Карбонатная жесткость, ммоль/л при рН не больше 8,5

0,81

0,7

0,751

0,6

0,3751

0,3

0,81

0,7

0,751

0,6

0,3751

0,3

Растворенный кислород, мг/л

0,05

0,03

0,02

0,05

0,03

0,02

Соединения железа (в перерасчете на Fe), мг/л

0,3

0,31

0,25

0,251

0,2

0,61

0,5

0,51

0,4

0,3751

0,3

Значение рН при 25 °С

от 7,0 до 8,5

от 7,0 до 11,0

Нефтепродукты, мг/л

1,0

* В числителе указаны значения для котлов на твердом топливе, в знаменателе - на жидком и газообразном топливе.

Требования к качеству воды паровых котлов

Таблица 3
Требования к качеству воды паровых котлов с давлением пара не более 0,07 Мпа

Показатели

Нормы качества воды

Общая жесткость, ммоль/л, не больше

0,2

Растворенный кислород, мг/л, не больше

0,1

Свободная углекислота, мг/л, не больше

10

рН, не меньше

7

Взвешенные вещества

отсутствуют

Таблица 4
Нормы качества питательной воды высоконапорных котлов парогазовых установок 

Показатель

Рабочее давление пара, МПа (кгс/см2)

4(40)

10(100)

14(140)

Общая жесткость, ммоль/л

0,005

0,003

0,002

Соединения железа (в перерасчете на Fe), мг/л

0,051

0,031

0,021

Растворенный кислород, мг/кг

0,02

0,01

0,01

Значение рН при 25 °С

9,0±0,2

9,0±0,1

9,0±0,1

Условное солесодержание (в перерасчете на NaCl), мкг/кг2

Не нормируется

300

200

Удельная электропроводность при 25 °С, мкСм/см2

Не нормируется

2

1,5

Нефтепродукты, мг/кг

1

0,3

0,3

* Допускается превышение норм по содержанию железа на 50 % при работе парогенератора на природном газе.
** Условное солесодержание должно определяться кондуктометрическим солемером с предварительной дегазацией и концентрированием пробы, а удельная электропроводность кондуктометром с предыдущим водород-катионированием пробы; контролируется один из этих показателей.

Требования к качеству воды паровых котлов значительно жестче, чем к водогрейным. Это связано с технологическим процессом испарения воды, в результате чего происходит повышение концентрации примесей в воде. Эту проблему решают за счет постоянных и периодических продувок котла замены воды с высокой концентрацией примесей на химводоочищеную. Понятно, что чем меньше примесей в воде, тем меньше нужно проводить продувок.

Производители котлов определяют собственные требования к качеству котловой воды в зависимости от использованной технологии и материалов, которые могут значительно отличаться. В бытовых условиях, когда используют замкнутую систему отопления, холодного и горячего водоснабжения, качество воды должно также отвечать требованиям к питьевой воде по ДСанПиН 2.2.4-171-10 «Гигиенические требования к воде питьевой, предназначенной для потребления человеком».

Жесткость воды необходимо контролировать

Если вы используете водопроводную воду, то главное внимание следует уделить жесткости воды, поскольку требования к питьевой водопроводной воде и котловой воде значительно отличаются (котловая вода водогрейных котлов не более 0,3-1,5 ммоль/л, паровых котлов не более 0,002-0,2 ммоль/л, водопроводная вода 1,5-7,0 ммоль/л). В случае использования воды из скважины необходимо также контролировать рН, содержание соединений железа, нефтепродуктов, растворенного кислорода, условное солесодержание и удельную электропроводность воды. 

Выбор системы химводоочистки выполняют с учетом химанализа имеющейся воды и требований производителя котлов к качеству котловой воды. В основном используют следующие схемы подготовки воды: 1) механические сетчатые фильтры не более 100 мкм для удаления механических примесей; 2) смягчения воды на ионообменных фильтрах; 3) обессоливание воды в установках обратного осмоса (в случае паровых котлов).

Как контролировать качество котловой воды? Рассмотрим измерительные приборы, которые предлагаются на рынке (табл. 5). Измерительные приборы можно условно разделить на портативные и стационарные. Более удобны стационарные или контроллеры, поскольку они позволяют контролировать определенный параметр непрерывно и своевременно извещают об отклонении от требуемого диапазона значений, что может привести к аварийному режиму. Однако в случае невозможности установки стационарных измерительных приборов, нехватки средств или целесообразности измерения ограниченного числа параметров (например, контроль водопроводной воды следует проводить только по жесткости) можно использовать простые в использовании портативные измерительные приборы (например, солемер, кондуктометр т.п.). Также стоит отметить универсальные приборы измерения, которые могут контролировать сразу несколько параметров, например, рН, электропроводность и солесодержание.

Таблица 5
Измерительные приборы для измерения качества котельной воды 

Измерительный прибор

Диапазон измерений [точность]

рН

Растворенный кислород

Электропроводность

Жесткость

Солесодержание

Ezodo 5011
(pH-метр)

0,0-14,0
[±0,1 +1 деление]

-

-

-

-

Ezodo 7031
(оксиметр)

-

0,0-20,0 мг/л (ppm)
[±0,2 +1 деление]

-

-

-

Ezodo 5021
(кондуктометр)

-

-

0-9999 мкСм (µS)
[±1 %]

-

-

Ezodo 6031 (солемер)

-

-

0-19990 мкСм/см (µS/cm)
[±1 %]

0-19990 мг/л (ppm)
[±1 %]

-

Ezodo 4801
(рН контроллер)

0,0-14,0 [±0,01]

-

-

-

-

Ezodo PDO-408
(оксиметр)

-

0,0-20,0 мг/л (ppm)
[±2 % +1 деление]

-

-

-

Ezodo CTS-406
(солемер, кондуктометр, термометр)

-

-

0-2000 мкСм/см (µS/cm)
2,0-20,0 мСм/см (mS/cm)[±2 % +1 деление]

0-1300 мг/л (ppm)
1,3-13,0 г/л (ppt)
[±2 % +1 деление]

0-1000 мг/л (ppm)
1,0-12,0 г/л (ppt)
[±2 % +1 деление]

Ezodo PCT-407
(рН-метр, ОВП-метр, кондуктометр, солемер, термометр)

-2,0-16,0 [±0,01]

-

0,0-199,9 мкСм (µS)
200,0-1999,0 мкСм (µS)
2,0-19,9 мСм (mS)
20,0-200,0 мСм (mS)
[±2 % +1 деление]

0,0-131,9 мг/л (ppm)
132-1319 мг/л (ppm)
1,32-13,19 г/л (ppt)
13,2-132,0 г/л (ppt)
[±2 % +1 деление]

0,0-99,9 мг/л (ppm)
100-999 мг/л (ppm)
1,00-9,99 г/л (ppt)
10,0-100,0 г/л (ppt)
[±2 % +1 деление]

Всегда помните, что гораздо легче предупредить аварию котла, чем ликвидировать последствия разрушения! 

Елена Можаровская,
кандидат технических наук