9. Водное хозяйство котельных агрегатов. Физико-химические характеристики воды(жесткость, щёлочность, окисляемость, наличие примесей). Методы осветления и умягчения воды.

Бесперебойная и экономичная работа котла возможна только при правильной организации водного режима. В питательную воду поступают примеси соединений кальция, магния, Fe₂O₃, Al₂O₃ и др. Главным источником их происхождения является:

• Присосы сетевой воды через неплотности в теплофикационных подогревателях;

• Недостаточно высокое качество дистиллята и особенно химически очищенной воды, качество которой определяется составом воды и методом очистки

Наличие примесей в питательной воде приводит к образованию отложений на поверхностях нагрева и нарушению нормальной работы котла, ухудшению качества пара и воды, к интенсивному протеканию коррозионных процессов, которые в короткое время могут вывести из строя оборудование.

Котловая вода представляет собой водный раствор химических соединений, в которых протекают сложные физико-химические процессы, в результате которых происходит выпадение твердой фазы их раствора непосредственно на поверхностях нагрева и в тоще котловой воды.

1 случай. Такое выпадение называют первичным процессом накипеобразования, при котором образуются твердые отложения, прочно пристающие к металлу.

2 случай. Отложения вначале не образуются, а осадки выпадают в толще воды в виде взвешенных частиц. В дальнейшем при их скоплении эти частицы называются шламом, и они могут превращаться в рыхлые соединения, не прилипающие к поверхностям нагрева, образуя вторичные отложения.

Выпадение новой твердой фазы из котловой воды может происходить из-за:

• Реакции между различными веществами, находящихся в воде;

• Понижения растворимости некоторых солей с повышением температуры (соли с отрицательным коэффициентом растворимости);

• Повышения концентрации солей при кипении воды

В нагреваемой и испаряемой воде протекают реакции между различными соединениями, что приводит к образованию и выпадению из раствора трудно растворимых веществ – СаSO₄, CaCO₃, MgSiO₃, Ca(OH)₂, Mg(OH)₂.

Основными физико-химическими показателями отложений являются: пористость, твердость, теплопроводность.

Пористость отложений измеряют в %, характеризует долю объема, занятую порами и трещинами. Твердость отложений весьма различна. Для некоторых видов накипей приближается к твердости эмалей и стекла. Пористость и твердость определяет возможность удаления накипей с поверхности нагрева механическими способами.

Теплопроводность накипных отложений зависит от их структуры и химического состава. Так как коэффициент теплопроводности накипи всегда очень низок, то даже очень тонкий слой накипи приводит к резкому повышению температуры стенки и к ее перегреву и повреждению. Поэтому образование отложений в современных котлах недопустимо, так как они работают при повышенных тепловых нагрузках. Режим работы котлов – безнакипной, что возможно при устранении присосов сетевой воды высокого качества дистиллята и химически очищенной воды, высокого качества питательной воды.