9.8. Подготовка воды для местных систем горячего водоснабжения

Для централизованного горячего водоснабжения (закрытая система теплоснабжения) очистка воды должна предусматриваться в тепловых пунктах в тех случаях, когда это требуется по коррозионным и накипеобразующим показателям исходной водопроводной воды и обосновано технико-экономическим расчетом. При выборе водоподготовки (противокоррозионная, противонакипная или совместная) рекомендуется руководствоваться данными табл. 9.2. По результатам исследований ВТИ и опыту эксплуатации систем горячего водоснабжения противонакипная и противокоррозионная обработка воды не требуется, если исходная водопроводная вода отвечает одновременно следующим показателям: карбонатная жесткость менее 4 ммоль/дм³, содержание железа не более 0,3 мг/дм³(в пересчете наFe); суммарное содержание хлоридов и сульфатов не выше 50 мг/дм³.

Способы противокоррозионной обработки воды будут рассмотрены. Далее излагаются методы организации противонакипной обработки воды на тепловых пунктах.

Многолетний опыт эксплуатации подогревателей горячего водоснабжения показывает, что при использовании необработанной водопроводной воды нередко в трубках теплообменников образуются карбонатные или карбонатно-железистые отложения. При карбонатной жесткости воды 6–7 ммоль/дм³и содержании железа до 3 мг/дм³необходимость в чистке трубок возникает уже через 3–4 мес. непрерывной работы при температуре нагрева 70–90 °С или через 6 мес. при температуре воды не выше 60 °С. Противонакипную обработку воды на тепловых пунктах необходимо проводить при использовании водопроводных вод, имеющих повышенные накипеобразующие свойства, т. е.j> 0 и> 4 ммоль/дм³.

Таблица 9.2

Водоподготовка в системах централизованного горячего водоснабжения

Водоподготовка	Показатели качества исходной водопроводной воды (средние за год)			Необходимость обработки воды в зависимости от типа труб
	J при 60 °С	Концентрация (в холодной воде) хлоридов и сульфатов (суммарно) , мг/дм3	Окисляемость, мг О/дм3	Частично стальные без покрытия и частично оцинкованные трубы	Оцинкованные трубы	Термостойкие трубы пластмассовые или с внутренним покрытием
I. Противокоррозионная	≤ -1,0 -1,0 < j ≤0 -1,5 < j≤ -1,0 -1,0 <j ≤0 j>0 j>0	Любая > 50 ≤ 50 ≤ 50 > 50 ≤ 50	0 - 6 0 - 6 0 - 6 0 - 6 0 - 6 0 - 6	+ + + + + допускается без обработки	+ + + - + -	- - - - - -
II. Противонакипная	0 < j ≤ 0,1 0,1 < j ≤ 0,5 0,1 < j ≤ 0,5 j > 0,5	≤ 50 ≤ 50 ≤ 50 ≤ 50	0 - 6 > 3 ≤ 3 0 - 6	- - + +	- - + +	- - + +
III. Противокоррозионная и противонакипная	0,1 < j ≤ 0,5 j > 0	> 50 > 50	≤ 3 0 - 6	+ +	+ +	требуется только противонакипная обработка

Примечание.

1. Знак (+) означает, что обработка воды требуется, (-) – не требуется.

2. Значение Jопределяется по СниП «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».

3. Допускается концентрация хлоридов и сульфатов в пределах ГОСТ.

4. Окисляемость воды, используемой для горячего водоснабжения, не должна превышать 6 мгО₂/дм³для удовлетворения ГОСТ по показателю цветности.

5. Концентрация растворенного кислорода в холодной воде не нормируется.

Органические вещества оказывают тормозящее влияние на процесс выделения карбоната кальция и тем самым уменьшают интенсивность накипеобразования. Поскольку влияние органических веществ не может быть учтено при определении индекса насыщения, в дополнение к этому показателю используется показатель окисляемости воды. В некоторых случаях повышенная окисляемость воды (более 3 мг О/дм³) позволяет отказаться от противонакипной обработки.

При нагревании артезианских вод со значительным содержанием железа (до 3 мг/дм³) обычно повышается цветность воды из-за интенсивного образования взвеси гидрата окиси железа, когда в воду поступают даже небольшие количества растворенного кислорода (0,5–2 мг/дм³). Кроме того, присутствие гидрата окиси железа приводит к интенсификации отложений в трубках подогревателей.

Рис.9.16. Принципиальная схема водоподготовки для горячего водоснабжения на ЦТП, использующих артезианскую воду:

1 – секционный подогреватель горячего водоснабжения; 2 – обезжелезивающий механический фильтр; 3 – электромагнитный аппарат; 4 – селеновый выпрямитель; I – исходная вода; II – нагретая вода в систему горячего водоснабжения; III – сетевая вода с ТЭЦ; IV – сетевая вода на ТЭЦ

Такие отложения, как правило, удаляют путем периодических очисток трубок. Однако восстановление теплопроизводительности подогревателей путем периодических очисток трубок не может конкурировать с водоподготовкой вследствие трудоемкости операций очистки, ее высокой стоимости и необходимости отключения горячего водоснабжения на длительный срок. Методы реагентной и ионитной обработки воды на центральных тепловых пунктах (ЦТП) неприемлемы из-за громоздкости оборудования, значительных капитальных вложений и эксплуатационных затрат и необходимости квалифицированного обслуживания установок. Для предупреждения накипеобразования в водо-водяных подогревателях на ЦТП находит все большее распространение метод магнитной обработки воды как отдельно, так и в комбинации с обезжелезиванием. Способы противонакипной обработки воды рекомендуется выбирать, руководствуясь данными табл. 9.3.

Таблица 9.3

Показатели качества исходной воды (средние за год)

J при 60 °С	Окисляемость, мг О/дм3	Содержание железа в пересчете на Fe, мг/дм3	Способы обработки воды
0 <J ≤ 0,1	0–6	> 0,3	Обезжелезивание
0,1 < j ≤ 0,5	< 3	≤ 0,3	Магнитная обработка
0,1 < j ≤ 0,5	≥ 3	> 0,3	Обезжелезивание
J > 0,5	0–6	> 0,3	Обезжелезивание и магнитная
0,1 < j ≤ 0,5	≤ 3	> 0,3	обработка
J > 0,5	0–6	≤ 0,3	Магнитная обработка

Для обезжелезивания воды на ЦТП следует использовать стандартные катионитные фильтры, загружаемые сульфоуглем.

Применяемый в схеме водообработки метод обезжелезивания разработан Академией коммунального хозяйства (АКХ).

Незначительный нагрев воды в водо-водяных подогревателях (до 70 °С) не способствует распаду бикарбонатов, поэтому в омагниченной нагретой воде содержание карбонатной взвеси получается небольшим. Так, по экспериментальным данным в воде с карбонатной жесткостью 7–8 ммоль/дм³при подогреве до 70 °С содержание взвеси не превышает 0,5 мг/дм³. Тонкодисперсная взвесь такой концентрации укрупняется медленно и не оседает в условиях движущейся жидкости. Отсюда следует вывод, что практически все артезианские воды, соответствующие СанПиН 2.1.4.559-96, можно использовать в качестве исходных вод, которые можно эффективно обрабатывать магнитным полем, обеспечивая безнакипное состояние поверхностей нагрева подогревателей.

Экономическая целесообразность применения схем водоподготовки с магнитной обработкой подтверждается результатами технико-экономических расчетов, где сравниваются затраты на упрощенную магнитную обработку воды с обезжелезиванием с затратами на схему Na-катионирования с последующей вакуумной деаэрацией.