3. Водоподготовка

3.1. Физико-химические свойства воды

Для водоснабжения котельных используется природная(сырая) вода. Источниками сырой воды являются реки, озера, водоёмы, артезианские скважины и др. При работе котельных вода расходуется на восполнение потерь в виде пара и конденсата у промышленных потребителей, на собственные нужды котельной, на водоснабжение, отопление и вентиляцию жилых и промышленных зданий. Для восполнения потерь воды чаще всего вода подаётся из городского водопровода.

Перед использованием воды в котлах проводится её очистка. Как правило, в котельных имеется цех химводоочистки (ХВО). Вода для питания котла называется питательной и поступает она в котёл из деаэратора. Вода, которая находится в контуре котла, называется котловой.

При использовании в котельных установках природной воды необходимо знать показатели качества воды. Состав воды сильно различается в зависимости от источника, из которого она забирается. В сырой воде всегда содержатся различные примеси. Часть этих примесей может быть растворена в воде, например поваренная соль, соли кальция и магния. В воде также могут находиться растворённые газы (кислород, углекислота, сероводород и др.). Имеются в воде и взвешенные частицы песка, глины, продукты распада растительных и животных организмов.

Присутствие в воде примесей вызывает при нагревании и кипении появление на поверхностях нагрева слоя накипи, плохо проводящей теплоту, что приводит к перерасходу топлива. Покрытая накипью труба недостаточно охлаждается и могут случаться прогары трубы и её разрушение.

Качество воды характеризуется наличием и концентрацией в ней примесей. Среди ряда показателей качества воды важнейшими являются:

1) общая жёсткость, Ж_о;

2) общая щёлочность, Щ_о ;

3) наличие коррозионных газов (О₂ и СО₂);

4) содержание в воде кремниевой кислоты;

5) сухой остаток.

Общая жёсткость воды складывается из карбонатной и некарбонатной жёсткостей:

Ж_о= Ж_к+ Ж_нк.

Карбонатная временная жёсткость определяется наличием в воде бикарбонатов (двууглекислых) солей кальция и магния. Бикарбонаты при нагревании распадаются и выпадают в виде рыхлого илистого осадка-шлама, при этом выделяется углекислота СО₂.

Некарбонатная жёсткость обусловлена наличием в воде сульфатов (сернокислых солей) кальция и магния. Сульфаты при кипении образуют накипь на внутренних поверхностях теплообмена, которая очень трудно удаляется.

Общая щелочность воды определяется суммарной концентрацией карбонатных, бикарбонатных, гидроксильных, фосфатных и других анионов слабых кислот в миллимолях на килограмм.

Различают гидратную, карбонатную и бикарбонатную щелочность, которые составляют общую щелочность:

Щ_о= Щ_г+ Щ_к+ Щ_б .

Гидратная обусловлена концентрацией в воде гидроксильных ионов ОН^¯, карбонатная – карбонатных ионов СО₃^2– и бикарбонатная – бикарбонатных ионов НСО₃^¯ .

Особое значение имеет гидратная щёлочность, которая агрессивно действует на металл.

Коррозионные газы содержатся в окружающей среде и при соприкосновении с водой могут в ней растворяться. Наиболее опасными являются растворённые в воде О₂ и СО₂. Они являются причиной интенсивной коррозии металла барабанов, труб, коллекторов, ВЭ. Особенно они вредны при высоких температурах. Наличие этих газов в котловой воде недопустимо.

Кремниевые кислоты и соли представляют большую опасность для поверхностей нагрева. Жёсткость воды, обусловленная содержанием в ней кремнекислых солей, считается наиболее опасной.

Сухой остаток представляет собой общее количество растворённых в воде минеральных и органических веществ, которые остаются после испарения воды.