Оле Кристенесен, генеральный директор компании HYDRO-X
Свен Андерсен, директор компании HECO Filtration A/S
Правильная обработка воды чрезвычайно важна для оптимальной работы тепловой сети. Водоподготовка сказывается на эксплуатационных расходах системы и ее сохранности и, следовательно, ее необходимо включать в график первоочередных мероприятий по техническому обслуживанию теплосети. Потери теплоносителя в системах централизованного теплоснабжения Дании, созданных 10-15 лет назад, составляют 0.15% в день и еще меньше в новых теплосетях. В настоящее время полагают, что средний срок эксплуатации централизованных тепловых сетей составляет 30-50 лет, а в некоторых случаях еще больше.
В 1999 г. Датская Ассоциация централизованного теплоснабжения в очередной, третий, раз пересмотрела рекомендации по обработке подпиточной и циркуляционной воды на ТЭЦ в Дании. Данные стандарты применимы для температурного диапазона от 35°С до 180°С. Тем не менее, необходимо отметить, что в системе не допускается использование алюминия. Алюминий вызывает коррозию при значениях рН>8.7. Были введены стандарты для обработки подпиточной воды по двум основным направлениям: умягчение и обессоливание.
Рекомендуется выдерживать значения, представленные в таблицах 1 и 2 ниже. В отличие от первых стандартов, которые были намного проще, пересмотренные стандарты охватывают более широкий круг проблем, включая защиту против коррозии и повреждений, имевших место за последние 10 лет. Причина, вызвавшая необходимость такого расширения, состоит в том, что изменения в строительстве новых систем теплоснабжения также привели к внедрению новых методов и применению новых материалов.
Образование накипи
Хорошо известно, что жесткость циркуляционной воды является причиной образования накипи в котлах, теплообменниках и трубопроводах. Накипь значительным образом усложняет работу котельной. Это является той причиной, по которой подпиточная вода должна быть умягчена или обессолена. На графике 1 стр. 25 показано увеличение расхода топлива в процентном отношении в зависимости от роста накипи.
Риск, однако, остается, поскольку сырая вода может проникать в циркуляционную систему, например, вследствие наличия неплотностей в баках-расширителях горячей воды. Для снижения риска при водоподготовке применяются химические вещества, благодаря которым соли выпадают в виде осадка.
Расход топлива увеличивается по мере снижения производительности установки. Однако образование накипи приводит к увеличению температуры поверхности нагрева (зачастую до 50%), вызывая расширение металла, что, в свою очередь, может привести к усилению коррозии.
Следует добавить, что последние исследования показали, что осадки, состоящие из органических веществ (например, из биологической пленки), обладают теплоизоляционным эффектом, примерно в 4 раза превышающим эффект обычной кальцевой накипи.
Таблица 1: Рекомендации для подпиточной воды
Таблица 2: Рекомендации для циркуляционной воды
Подпиточная вода
Умягченная вода
Обессоленная вода
Подпиточная вода
Умягченная вода
Обессоленная вода
Вид
Чистая, без цвета
Чистая, без цвета
Вид
Чистая
Чистая
Запах
Нет
Нет
Запах
Нет
Нет
Частицы
<5 мг/л
<1 мг/л
Частицы
<10 мг/л
<1 мг/л
Значение рН (*)
9,8 +/-0,2
9,8 +/-0,2
Значение рН (*)
9,8 +/-0,2
9,8 +/-0,2
Проводимость в тС/см
Как для сырой воды
<10
Проводимость в тС/см
<1500
<25
Остаточная жесткость, сМ°
<0,1
<0,01
Жесткость, йН"
<0,5
<0,1
Содержание кислорода/ углекислого газа
<0,1/10 мг/л
<0 ,1 /10 мг/л
Содержание кислорода
<0,02 мг/л
<0,02 мг/л
Содержание масел и жира
<0,1 мг/л
<0,1 мг/л
Содержание масел и жира
Нет
Нет
Содержание хлорида С1 (**)
<300 мг/л
<3,0 мг/л
Содержание хлорида С1
<300 мг/л
<0,1 мг/л
Содержание сульфата 5О4
—
<1 мг/л
Содержание сульфата 5О4
—
<0,1 мг/л
Общее содержание железа Ре
<0,1 мг/л
<0,05 мг/л
Общее содержание железа Ре
<0,05 мг/л
<0,005 мг/л
Общее содержание меди Си
<0,02 мг/л
<0,01 мг/л
Общее содержание меди Си
<0,05 мг/л
<0,01 мг/л
Содержание аммиака ННз
<10 мг/л
<5 мг/л
Бактериологический уровень
Нет официального стандарта
Нет официального стандарта
Бактериологический уровень
Нет официального стандарта
Нет официального стандарта
(*) Не рекомендуется корректировать уровень рН с помощью аммиака, поскольку коррозия меди и соединений меди быстро увеличивается при значениях рН свыше 9,0. (**) Поскольку в современных централизованных системах отопления часто используется нержавеющая сталь, следует подчеркнуть, что содержание хлорида свыше 7 мг/л при повышенных уровнях температуры (94 или 108оС) будет вызывать стрессовую корразию на стали марки А/5/ 304 и 316 соответственна (***) Необходимо обращать внимание, если кода имеет запах, характерный для канализации, в фильтрах можно обнаружить шлам, или будет происходить увеличение объема использования химикатов
Коррозия
Наличие кислорода является причиной большинства видов коррозии железа. Таким образом, важно, чтобы содержание кислорода в циркуляционной воде поддерживалось на очень низком уровне, например, менее 0,02 мг/л. При отсутствии кислорода в воде риск коррозии увеличивается пропорционально увеличению солесодержания, особенно при наличии соединений сульфатов и хлоридов. Перед поступлением подпиточной воды в систему теплоснабжения кислород удаляется в деарационной установке.
График 5: для нержавеющей стали марки 304 и 316
Однако, такие установки в Дании применяются только на относительно крупных ТЭЦ, то есть там, где происходят самые большие потери воды. Более низкие концентрации кислорода могут быть нейтрализованы путем добавления в циркуляционную воду корректировочных химических продуктов. Этот способ водоподготовки пригоден для небольших установок теплоснабжения.
Значение рН для циркуляционной воды поддерживается на уровне 9.8, при этом допускается отклонение в диапазоне +/- 0,2. Столь узкий интервал для рН выбран исходя из того, что при высоком значении рН обеспечивается защита железа, как это видно на графике 3, на котором приведены зависимости между уровнем рН, температурой и растворимостью магнетита. Минимальное значение рН должно составлять 9,6.
В том случае, если в теплосети используются другие металлы (помимо стали), например, медь или латунь, рН имеет максимально допустимое значение и определяется на основании графика коррозии латуни (график 4). На данном графике показано, что минимальная коррозия наблюдается при рН=9,5. При повышении значения рН коррозия значительно возрастает, поскольку при рН=10 наблюдается увеличение выщелачиваемости содержащегося в латуни цинка. В экономайзерах и пластинчатых теплообменниках применяется нержавеющая сталь. Как правило, данный материал имеет высокую сопротивляемость коррозии, однако нержавеющая сталь подвержена влиянию двух факторов: температуры и присутствия хлоридов. На графике 5 ясно видно, где применяются два наиболее распространенных типа стали (А151 304 и 316), поскольку оба типа стали чувствительны по отношению к хлоридам. Сталь типа А131 304 реагирует на температуру 94°С и выше, в то время как тип А131 403 выдерживает температуру до 108°С, после которой происходит коррозия в результате присутствия хлоридов. При очистке нержавеющей стали важно никогда не применять соляную кислоту, так как она нарушает защитную пленку, что напрямую разрушает сталь.
Cтраницы: 1 | 2 | читать дальше>>