7.Питательная вода для котлов и её очищение

Вода, используемая в судовых котельных агрегатах, должна удовлетворять определенным требованиям, так как от ее качества зависит эксплуатационная надежность и эффективность всей энергетической установки. Требования к качеству воды зависят от назначения котельных агрегатов и, в первую очередь, от ра­бочего давления пара. В судовых условиях различают воду питательную, котловую, дистиллят испарителей, добавочную, пресную природную и забортную. Основой питательной воды является конденсат паровых турбин. Неизбежные потери конденсата, составляющие 0,5-1,5% общего расхода пара, пополняются добавочной водой в виде дистиллята испарителей или из запасов пресной воды. Для питания испарителей используют забортную воду.

Вода всех природных источников содержит нерастворимые и растворимые примеси.

К нерастворимым примесям относятся ил, остатки органических веществ и прочие взвешенные в воде вещества. Во­ду от этих примесей очищают при помощи различных фильтров. В судовых условиях в качестве фильтрующих материалов исполь­зуют кокс, древесный уголь, шерсть, морскую траву и ткани.

К растворимым примесям относятся различные соли и газы: поваренная соль NaCl, хлористый калий КС1, хлористый магний MgCI₂, гипс CaS0₄, кремнезем Si0₂ и другие соединения. Следует учесть, что в морской воде соли находятся в ионном со­стоянии, поэтому данные о солевом составе воды, приводимые в литературе, носят условный характер. Наличие в питательной воде солей может привести' к образованию накипи На поверхно­стях нагрева. Накипь является плохим проводником теплоты, и

ее наличие на поверхности нагрева может вызвать опасное для прочности металла повышение температуры, поэтому в современ­ных котлах необходимо обеспечивать безнакипный режим работы. Для обеспечения нужного водного режима необходимо знать ос­новные показатели качества воды.

Морская вода содержит много различных солей. Общее со­лесодержание измеряется в миллиграммах на 1 л воды. Высокое солесодержание может характеризоваться и плотностью воды, измеряемой ареометром. По плотности можно судить о солесодержании воды. Общее содержание солей в океанской воде в среднем равно 35 г/л (35 тыс. мг/л). Для различных районов моря, в зависимости от опреснения реками, возможны отклонения. Так, солесодержание воды Красного моря равно 41 г/л, а воды Балтийского моря - лишь 8 г/л'. Значительную часть солесодержания морской воды (до 89%) составляют хлористые соли - хлориды. В настоящее время содержание в воде хлоридов оцени­вается по содержанию хлор-иона в миллиграммах на литр.

Содержание в воде кальциевых и магниевых солей характери­зует жесткость воды. Величина жесткости позволяет судить о накипеобразующей способности воды.

В соответствии с ГОСТ 6055—51 жесткость выражается в мил­лиграмм-эквивалентах на 1 л воды (мг-экв/л); 1 мг-экв/л жест­кости соответствует содержанию 20,04 мг/л иона Са⁺⁺ или 12,16 мг/л иона Mg++. Он является такой концентрацией массы вещества в миллиграммах на литр, при которой масса раство­ренного вещества в миллиграммах численно равна эквивалентной массе. Следует напомнить, что эквивалентная масса равна моле­кулярной (ионной) массе, деленной на валентность вещества. Об­щая жесткость речной воды составляет от 0,75 (Нева) до 10 Северный Донец) мг-экв/л и более.

При химической обработке воды важной ее характеристикой является'щелочность. Число миллиграммов едкого натра в 1 л воды называется щелочным числом.

Вредными примесями в воде являются также растворенные га­зы, особенно кислород, который вызывает разъедание металла котла. Действие растворенного кислорода на металл увеличивает­ся при давлениях пара выше 1,5 МПа в связи с более высокой температурой воды в котле. В установках, работающих при дав­лении выше 3 МПа, содержание кислорода в питательной воде не должно превышать 0,05 мг/л, а в высоконапряженных котлах - 0,02 мг/л.

Установки, предназначенные для удаления из воды газов, называются деаэраторами. Принцип работы деаэратора основан на снижении растворимости газов в воде при повышении ее температуры и понижении давления. Деаэрация достигается при подогреве воды до температуры кипения. Такая температура мо­жет быть обеспечена при низких давлениях. Следует отметить, что конденсаторы паровых турбин являются одновременно деаэра­торами, так как в них температура воды соответствует температуре кипения, а

Таблица 1

выделяющийся газ удаляется струйными эжек­торами. Конденсат паровых турбин и дистиллят испарителей со­держат небольшое количество солей, но для обеспечения полно­стью безнакипного режима применяют внутрикотловую обработку воды, в результате которой соли, вносимые питательной водой, не образуют накипи, а выпадают в виде рыхлого шлама. Для внутрикотловой обработки чаще всего используют тринатрийфрсфат (Na₃P04*12H₂0), который, взаимодействуя с солями жесткости, образует шлам, легко удаляемый продуванием. При использова­нии только тринатрийфосфата может недопустимо повыситься щелочность воды, что может вызвать коррозию металла котла. Для предотвращения этого вредного явления используют дополнительную присадку нитрата натрия (NaN0₃).

Использование тринатрийфосфата и нитрата натрия называ­ется фосфатно-нитратным режимом внутрикотловой обработки. Присадки вводятся особым устройством в пароводяной барабан или в сепаратор утилизационного котла. Избыток тринатрийфосфата в воде называется фосфатным числом. Это количест­во фосфатного ангидрида Р0₄ (мг/л). Нитратным числом называется содержание в воде нитрата натрия (мг/л).

В табл. 1 приведены нормы предельных показателей качества питательной воды для главных котельных агрегатов в зависимости от давления пара.

Состав котловой воды существенно отличается от состава пи­тательной воды. Это связано с вводом препаратов, обеспечиваю­щих ее внутрикотловую обработку. Норма показателей котловой воды при нормальной нагрузке приведена в табл. 2.

Таблица 2

Добавочная вода, которая расходуется на восполнение утечек, должна иметь содержание хлоридов не более 2 мг/л, а ее жесткость не должна превышать 0,02 мг-экв/л. Для вспомогатель­ных и утилизационных котлов эти цифры могут быть выше.

Для удаления шлама нижнее продувание главных котлов производят один раз в сутки, а верхнее - один раз в 3-4 дня; продувание вспомогательных котлов, в зависимости от их на­грузки, 1—2 раза в неделю.