1. 7. Водоподготовка

7.1. Вода и ее свойства. Общие сведения

Надежная и экономичная работа котельной установки в значительной степени зависит от качества воды, используемой для питания водогрейных котлов [3].

Источниками водоснабжения при питании котлов служат пруды, реки, озера, грунтовые или артезианские воды, а также водопровод. Такие природные воды всегда содержат различные примеси, которые придают воде определенные свойства, имеющие большое значение для работы котлов.

Все примеси природных вод могут быть разделены в основном на две группы:

а) нерастворимые или механические (ил, песок, глина и др.);

б) растворимые вещества; к последним относятся газы (СО₂, О₂, воздух); труднорастворимые минеральные вещества (соли кальция и магния); легкорастворимые – сода (Na₂CO₃), сернокислый кальций (CaSO₄), хлористый кальций (CaCl₂), и др.; продукты загрязнения водного источника сточными водами промышленных предприятий и населенных пунктов – аммиак, сероводород, хлор, органические соединения (фенолы, крезолы) и др.

В зависимости от состава и количества примесей в воде изменяются ее свойства.

Наиболее существенной частью примесей являются труднорастворимые вещества, состоящие в основном из солей кальция и магния. Эти соединения являются накипеобразователями и придают воде определенное свойство,

называемое жесткостью. Жесткость – важный показатель качества воды, и ее наличие определяет образование накипи в котлах.

За единицу измерения жесткости в настоящее время приняты миллиграмм-эквивалент на литр (мг-экв/л) и микрограмм-эквивалент на литр (мкг-экв/л). 1 мг-экв/л жесткости соответствует содержанию 20,04 мг/л иона кальция Ca²⁺или 12,16 иона Mg²⁺.

Важными показателями качества воды являются также кислотность, щелочность и сухой остаток [3].

Кислотность воды обусловливается наличием свободных минеральных и органических кислот. Она оценивается по величине показателя концентрации иона водорода (pH). Для нейтральной воды рН=7; если рН<7 – реакция кислая, а при рН>7 – реакция щелочная. Для большинства природных вод рН=5,5–7.

Щелочность воды характеризуется содержанием в ней бикарбонатных, карбонатных и гидроксильных ионов в сочетании с катионами Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺. Единица ее измерения в мг-экв/л.

Сухой остаток характеризует общее содержание в воде минеральных и органических веществ и выражается в мг/л. Величина сухого остатка является одним из критериев пригодности воды для питания котлов.

К показателям качества воды относится и ее солесодержание, т.е. суммарная концентрация солей в воде, подсчитанная по ионному составу.

Умягчение воды производится с целью удаления из нее накипеообразователей до поступления воды в котел. Применяются химические способы умягчения воды и термические. Химическое умягчение осуществляется методами осаждения и катионного обмена, имеющими принципиальное отличие друг от друга.

Наличие различных примесей в природной воде делает ее непригодной для питания котлов, так как вызывают накипеобразование, коррозию и отложение солей, поэтому для обеспечения нормального режима работы испарительных поверхностей нагрева, защиты их от коррозии, питательная вода должна удовлетворять соответствующим нормам [3].