(044) 221-93-73 (068) 867-43-47 (099) 423-46-53 (073) 041-80-26
Перевірка котлової води. Як якість води впливає на роботу котла

Розчинені у воді домішки спричиняють утворення накипу, який виводить із ладу котел

Так уже сталося, що найпростішим та найдешевшим теплоносієм є вода. Сама по собі вода в чистому вигляді (наприклад, дистилят) не несе загрози для котлів незалежно від їх типів. Проте вода також є універсальним розчинником, й у природі ніколи не буває у чистому вигляді. Незалежно від того, яку воду Ви використовуєте – водопровідну або зі свердловини, – в ній завжди присутні домішки. 

Небезпечними для обладнання котлів домішками у воді є:

1. Абразивні механічні домішки: пісок, продукти корозії трубопроводів, накип теплообмінних поверхонь тощо (рис. 1). Наявність цих домішок може призвести до абразивного руйнування деталей трубопроводу (труб, запірної арматури), зменшення прохідного перерізу, заклинення регулювальних елементів. 

       

Рис. 1. Продукти корозії трубопроводів і накип.                    

2. Розчинені у воді солі (карбонати і бікарбонати кальцію, магнію, хлориди кальцію), розчинені та нерозчинені гази, завислі речовини. Найбільшу загрозу нормальному функціонуванню котлів несуть саме розчинені у воді домішки, що, власне, і спричиняють утворення накипу на теплообмінних поверхнях котлу й іржавіння металевих елементів трубопроводів та котлів. 

Шар накипу, що утворюється на теплообмінних поверхнях, призводить до значних перевитрат палива (або електроенергії, залежно від типу котла). Так, наприклад, при товщині шару накипу 1 мм перевитрата палива становить 10 %, 2 мм – 15 %, 10 мм – 48 % (рис. 2).

Рис. 2. Залежність перевитрати палива від товщини карбонатних і залізоокисних відкладень на поверхнях теплообміну.  

Вимоги до якості води водогрійних котлів

Відповідно до Правил будови і безпечної експлуатації парових котлів з тиском пари не більше 0,07 МПа (0,7 кгс/см2), водогрійних котлів і водопідігрівачів з температурою нагріву води не вище 115 °С, затверджених наказом Держнаглядохоронпраці № 125 від 23.07.96, та ДНАОП 0.00-1.08-94 «Правила будови і безпечної експлуатації парових та водогрійних котлів» (затверджено наказом Держнаглядохоронпраці  № 51 від 26.05.94), експлуатація котлів без докотлової обробки води забороняється! Щодо вимог до якості котлової води котли доцільно розділити на водогрійні та парові. 

Вимоги до якості води водогрійних котлів із температурою нагріву води не вище 115 °С наведено в табл. 1, вище 115 °С  – у табл. 2, до якості води парових котлів із тиском пари не більше 0,07 МПа – у табл. 3, високонапірних котлів парогазових установок – у табл. 4. 

Таблиця 1
Вимоги до якості води водогрійних котлів із температурою нагріву води не вище 115 °С 

Показники

Температура води, °С

до 75

до 100

до 115

Карбонатна жорсткість, не більше, ммоль/л

1,5

0,7

0,7

Розчинений кисень, мг/л, не більше

0,1

0,1

0,05

Вільна вуглекислота

відсутня

відсутня

відсутня

рН

6,5-8,5

6,5-8,5

6,5-8,5

Завислі речовини, мг/л

5,0

5,0

5,0

Залишкова загальна жорсткість (допускається в закритих системах теплопостачання), мг-екв/л

0,1

0,05

Мастила і нафтопродукти, мг/л

0,1

Таблиця 2
Норми якості підживлювальної води в мережі водогрійних котлів із температурою води вище 115 °С 

 

Показник

Система теплопостачання

відкрита

закрита

Температура води в мережі, °С

115

150

200

115

150

200

Прозорість за шрифтом, см, не менше

40

40

40

30

30

30

Карбонатна твердість, ммоль/л при рН не більше 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

Вміст розчиненого кисню, мг/л

0,05

0,03

0,02

0,05

0,03

0,02

Вміст з’єднань заліза (в перерахунку 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

Величина рН при 25 °С

Від 7,0 до 8,5

Від 7,0 до 11,0

Вміст нафтопродуктів, мг/л

1,0

* У чисельнику вказані значення для котлів на твердому паливі, у знаменнику – на рідкому і газоподібному паливі.

Вимоги до якості води парових котлів

Таблиця 3
Вимоги до якості води парових котлів із тиском пари не більше 0,07 Мпа

Показники

Норми якості води

Загальна жорсткість, ммоль/л, не більше

0,2

Розчинений кисень, мг/л, не більше

0,1

Вільна вуглекислота, мг/л, не більше

10

рН, не менше

7

Завислі речовини

відсутні

Таблиця 4
Норми якості живильної води високонапірних котлів парогазових установок 

Показник

Робочий тиск пари, МПа (кгс/см2)

4(40)

10(100)

14(140)

Загальна жорсткість, ммоль/л

0,005

0,003

0,002

Вміст з’єднань заліза (в перерахунку на Fe), мг/л

0,051

0,031

0,021

Вміст розчиненого кисню, мг/кг

0,02

0,01

0,01

Значення рН при 25 °С

9,0±0,2

9,0±0,1

9,0±0,1

Умовний солевміст (у перерахунку на NaCl), мкг/кг2

Не нормується

300

200

Питома електрична провідність при 25 °С, мкСм/см2

Не нормується

2

1,5

Вміст нафтопродуктів, мг/кг

1

0,3

0,3

* Допускається перевищення норм за вмістом заліза на 50 % при роботі парогенератора на природному газі.
** Умовний солевміст повинен визначатися кондуктометричним солеміром із попередньою дегазацією і концентруванням проби, а питома електрична провідність – кондуктометром із попереднім водень-катіонуванням проби; контролюється один із цих показників.

Вимоги до якості води парових котлів значно жорсткіші, ніж до водогрійних. Це пов’язано з технологічним процесом випаровування води, унаслідок чого відбувається підвищення концентрації домішок у воді. Цю проблему вирішують за рахунок постійних і періодичних продувок котла – заміни води з високою концентрацією домішок на хімводоочищену. Зрозуміло, що чим менше домішок у воді, тим менше потрібно проводити продувок. 

Виробники котлів визначають власні вимоги до якості котлової води в залежності від використаної технології та матеріалів, що можуть значно відрізнятися. У побутових умовах, коли використовують замкнуту систему опалення, холодного та гарячого водозабезпечення, якість води має також відповідати вимогам до питної води згідно з ДСанПіН 2.2.4-171-10 «Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною». 

Жорсткість води необхідно контролювати

При використанні водопровідної води головну увагу варто приділяти жорсткості води, оскільки вимоги до питної водопровідної води і котлової води значно відрізняються (котлова вода водогрійних котлів – не більше 0,3-1,5 ммоль/л, парових котлів – не більше 0,002-0,2 ммоль/л, водопровідна вода – 1,5-7,0 ммоль/л). У випадку використання води зі свердловини необхідно також контролювати рН, вміст сполук заліза, нафтопродуктів, розчиненого кисню, умовний солевміст і питому електропровідність води. 

Вибір системи хімводоочищення виконують з урахуванням хімічного аналізу наявної води та вимог виробника котлів до якості котлової води. Здебільшого використовують такі схеми підготовки води: 

1) механічні сітчасті фільтри не більше 100 мкм для видалення механічних домішок;
2) пом’якшення води на йонообмінних фільтрах;
3) знесолення води в установках зворотного осмосу (у випадку парових котлів).

Як контролювати якість котлової води?

Розглянемо прилади для вимірювання якості котельної води, що пропонуються на українському ринку (табл. 5). Їх можна умовно поділити на портативні і стаціонарні. Більш зручними є стаціонарні або контролери, оскільки ці прилади дають змогу контролювати певний параметр безперервно і вчасно сповіщають про відхилення від необхідного діапазону значень, що може призвести до аварійного режиму. Проте у випадку неможливості встановлення стаціонарних вимірювальних приладів, браку коштів чи доцільності вимірювання обмеженої кількості параметрів (наприклад, контроль водопровідної води варто проводити лише за жорсткістю) можна використовувати прості у використанні портативні вимірювальні пристрої (наприклад, солемір, кондуктометр тощо). Також варто звернути увагу й на універсальні прилади вимірювання, що дають змогу контролювати одразу декілька параметрів, наприклад, рН, електропровідність і солевміст.

Таблиця 5
Прилади для вимірювання якості котельної води 

Вимірювальний прилад

Діапазон вимірювання [точність]

рН

Розчинений кисень

Електропровідність

Жорсткість

Солевміст

Ezodo 5011
(pH-метр)

0,0-14,0
[±0,1+1поділка]

Ezodo 7031
(оксиметр)

0,0-20,0 мг/л (ppm)
[±0,2+1поділка]

Ezodo 5021
(кондуктометр)

0-9999 мкСм (µS)
[±1%]

Ezodo TDS 6031 (солемір)

0-19990 мкСм/см (µS/cm)
[±1%]

0-19990 мг/л (ppm)
[±1%]

Ezodo 4801
(рН контролер)

0,0-14,0 [±0,01]

Ezodo PDO-408
(оксиметр)

0-20,0
мг/л (ppm)
[±2%+1 поділка]

Ezodo CTS-406
(солемір, кондуктометр, термометр)

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

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

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

Ezodo PCT-407
(рН, ОВП-метр, кондуктометр, солемір, 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 поділка]

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 поділка]

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 поділка]

Слід завжди пам’ятати, що значно легше попередити вихід із ладу котла, ніж ліквідовувати наслідки руйнування! 

 

Олена Можаровська,
кандидат технічних наук