4.7. Борьба с накипью в системах теплоснабжения Способы борьбы с отложениями в системах теплоснабжения

В настоящее время в теплоэнергетике основ­ным теп­лоносителем является пресная вода, получаемая из при­родных источников, и содержа­щая большое количе­ство различных приме­сей - от растворенных минераль­ных солей до органических соединений.

П ри работе теплотехнического оборудова­ния (кот­лов, теплообменников, испарителей, охла­дителей и т.п.) на поверхностях нагрева обра­зуются отложения накипи (СаСО₃, MgCO₃, CaSiO₃, окислов железа и других), как показано на рис. 31-33. Самая частая проблема - отложения в трубах и коррозия металла, возникающие из-за содержащихся в воде солей кальция и магния, растворенного в ней кислорода.

Рис. 31. Отложения накипи в кожухотрубных теплообменниках.

Рис. 32. Отложения накипи в пластинчатом теплообменнике.

Рис. 33. Отложения накипи в пластинчатых теплообменниках.

Рис. 34. Отложения накипи в трубах.

Накипь создает боль­шое термическое со­противление тепловому потоку, что ведет к сни­жению коли­чества проходящего теплоноси­теля через теплообменник из-за уменьше­ния про­ходного сечения подводящих и отводящих трубопроводов, темпера­туры теплоносителя и уменьшению теплопроводности системы отопле­ния. Это значит, что уменьшается теплоот­дача и пропускная способность труб (рис. 34-35). Тем­пе­ратура в помещениях падает и для повыше­ния температуры приходится увеличивать рас­ход топлива на котельных установках.

Практика показывает, что после 10 лет экс­п­луатации многие тру­бопроводы систем ото­пле­ния могут быть забиты отложениями до 50%. Если толщина отложений состав­ляет 1 мм, то расход топлива возрастает на 3-4%. То есть образование накипи ведет к перерас­хо­ду топ­лива и к выходу теплотехнического обо­рудо­вания из строя. За сезон эксплуатации в кот­лах и теплообменниках образуется накипь толщи­ной от 1,5 мм до 4 мм, если не принять меры для предотвращения этого.

Рис. 35. Отложения накипи в трубах.

В настоящее время применяются разные способы борьбы с отложе­ниями, которые можно разделить на следующие три основных вида.

1. Водоподготовка

Для уменьшения и даже предотвращения коррозии и образования отло­жений у теплоснабжающих предприятий и потребителей необходима водоподготовка. К числу наиболее эффективных способов водоподго­товки можно отнести комплексную водоподготовку, сущность которой сос­тоит в обработке воды специальными веществами - комплексонами, замедляю­щими процессы коррозии и накипеобразования.

Способ борьбы с отложениями с помощью комплексонов, содержащих фос­фоновые группировки - РО(ОН)₂, и коплексонатов, производных от комплек­сонов, основан на образовании прочных комплексных соединений с кальцием, магнием, железом и некоторыми другими соединениями. При нагрева­нии до определенной температуры они остаются в растворен­ном состоянии и поэтому соединения кальция и магния не откладыва­ются на поверхностях нагрева в виде накипи. Но одним из недостат­ков этого метода является то, что в жесткой воде при температуре 120-125 °С эти вещества распадаются.

Поэтому этот метод водоподготовки требует постоянного индивидуаль­ного анализа воды, так как даже минимальное отклонение от режима приводит к увеличению отложе­ний. Не удается избежать и загрязнения сточных вод от промывки и неполного удаления застарелых отложений. Эти не позволяет применять данный метод повсеме­стно в централизованном водоснабжении. Поэтому в теплообменном оборудова­нии постоянно происходит образование различных отложений, ухуд­шающих его работу и требующих периодической очистки.