С точки зрения эксплуатации парогенерирующего оборудования жесткость воды, а также общая минерализация и содержание в ней железа являются главными параметрами, с которым необходимо считаться. В данной статье мы поговорим о жесткости, поскольку в большинстве случаев именно она создает наибольшее количество проблем. Итак, жесткость воды принято разделять на постоянную и временную.
Постоянная и временная жесткости воды
- Постоянная жесткость воды или некарбонатная жесткость
обусловлена содержанием в воде растворимых солей щелочноземельных металлов, в подавляющем большинстве кальция и магния. К таким солям относят хлориды, сульфаты, нитраты и некоторые другие соли кальция и магния образованные сильными кислотами. Особенностью данных химических соединений является тот факт, что при нагревании и кипячении воды они, сами по себе не выпадают в осадок, но откладываются на уже сформированной пленке накипи, т.е на так называемых центрах кристаллизации.
- Временная жесткость воды или карбонатная жесткость
обусловлена содержанием в воде водорастворимых солей, а именно карбонатов и гидрокарбонатов кальция и магния. При сильном нагреве воды, а особенно при кипячении, указанные соли выпадают в осадок и оседают в виде «накипи»на поверхности всех элементов оборудования, которое соприкасалось с кипящей водой. Образовавшийся слой накипи на оборудовании в дальнейшем является центром кристаллизации следующих слоев накипи. Теперь уже, когда есть центры кристаллизации, на них будут осаждаться не только карбонаты и гидрокарбонаты кальция и магния, а также и сульфаты, хлориды и нитраты щелочноземельных металлов.
Кратко говоря, в процессе образования накипи на поверхности парогенерирующего оборудования, играет и временная и постоянная жесткость. Временная жесткость является инициатором данного процесса, после чего к процессу образования накипи в качестве «тяжелой артиллерии» присоединяется и постоянная жесткость. Процесс похож на образование большого снежного кома из маленького шарика.
Основным источником попадания в воду солей, которые придают воде жесткость являются размываемые природными водами залежи известняков, гипса, доломита и других кальций и магний содержащих минералов, выстилающих стенки водоносных слоев под землей. Для сравнения величины жесткости различных вод используется обобщенное значение жесткости — общая жесткость. Из названия понятно, что данная величина есть сумма постоянной и временной жесткости воды. Общая жесткость показывает содержание в воде ионов кальция и магния, независимо от состава соли. Единицей измерения жесткости в наше время является величина мг-экв/л. Ранее отсутствовала общая единица измерения и жесткость измерялась в градусах. Градусы были немецкие, французские, английские, американские, русские и т.д. Иногда и в наше время жесткость воды выражают в градусах. Для перевода величины жесткости из одной системы измерения в другую можно воспользоваться данной таблицей:
| Наименование единиц | мг-экв/л. | Градусы жесткости | |||
| немецкий | французский | американский | английский | ||
| 1 мг-экв/л. | 1 | 2.804 | 5.005 | 50.045 | 3.511 |
| 1 немецкий градус | 0.3566 | 1 | 1.785 | 17.847 | 1.253 |
| 1 французский градус | 0.1998 | 0.560 | 1 | 10.00 | 0.702 |
| 1 американский градус | 0.02 | 0.056 | 0.1 | 1 | 0.070 |
| 1 английский градус | 0.2848 | 0.799 | 1.426 | 14.253 | 1 |
Вода, в зависимости от величины жесткости делится на мягкую, средней жесткости, жесткую и очень жесткую. Мягкой водой принято считать воду, величина жесткости которой не превышает 3 мг-экв/л. Однако встречается такая вода очень редко. Величина общей жесткости в источниках централизованного водоснабжения по ГОСТам не должна превышать значение 7 мг-экв/ л. Если говорить о требованиях котлонадзора, то по нормативам, жесткость воды, которая используется в котлах не должна превышать значения 0,02 мг-экв/л. Естественно, такую воду без водоподготовки получить невозможно. Более того, это практически дистиллированная вода и стоимость водоподготовки весьма высока.
К счастью, на анодные парогенераторы требования котлонадзора не распространяются.Тем не менее, для того чтобы интервал между техническими обслуживаниями был как можно большим и с минимальными материальными затратами вода должна быть, как можно более мягкая. В идеале вода, которая используется для питания анодных парогенераторов должна иметь величину жесткости в пределах 0,2 — 1,5 мг-экв/л.
Нормальный водяной режим одно из наиважнейших условий надежности и экономичности эксплуатации парогенерирующего оборудования.
Применение воды с повышенной жесткостью, относительно указанных значений, для питания анодных парогенераторов влечет за собой ускоренное образование накипи.
- Слой накипи снижает производительность парогенератора и не дает работать парогенераторы и накипьпарогенератору на максимальных токах из за уменьшения токопроводящей поверхности электродов.
- Накипь на деталях значительно увеличивает их вес, что приводит к деформации фторопластовых изоляторов и других изделий их пластмасс и композитных материалов.
- Кроме того, «скорлупа» накипи на деталях ведет к их перегреву, поскольку накипь препятствует нормальному охлаждению за счет конвекции.
- Как мы уже говорили пленка накипи является центром кристаллизации для осаждения других солей.
- Некоторые из этих солей хорошо проводят электрический ток. Указанный факт приводит к тому, что слой накипи становится электропроводным, в результате получаем короткие замыкания, как межфазным, так и фаза — ноль.
- Возникает повышенная нагрузка на сеть электропитания, соединительные провода, силовые автоматические выключатели и т.д.
- Небольшой ток, проходящий через слой накипи к коротким замыканиям не приводит, но приводит к бесполезной трате электроэнергии и сдвигает «виртуальный ноль»трехфазной сети и в результате получается электрохимическая коррозия.
- В корпусе парогенератора, особенно в нижней его части, появляются маленькие сквозные отверстия и со временем их становится достаточно много.
Конечно последствия образования накипи в анодных парогенераторах не такие страшные, как например в ТЭНовых парогенераторах, где накипь «съедает» нагревательные элементы за считанные дни. Плотный слой накипи вокруг ТЭНа создает плотную теплоизолирующую оболочку, в которой ТЭН сильно перегревается и разрушается. Из за теплоизолирующей оболочки вокруг ТЭНа вода нагревается плохо, электроэнергии тратится значительно больше. Так же надо заметить, что процесс нарастания накипи на ТЭНовых парогенераторах более интенсивный, чем в анодных, ведь ТЭНы в отличии от электродов нагреваются до более высокой температуры.
Методы борьбы с накипью описаны в отдельной нашей статье с одноименным названием. Пользователь должен сам решить, как он будет бороться с повышенной жесткостью воды. У каждого владельца анодного парогенератора есть выбор, каким путем пойти.
- Первый путь — применение водоподготовки,
- Второй путь — разбавление питающей воды дистиллятом,
- Третий путь — более частые Технические Обслуживания.
Не важно, каким путем вы пойдете, важно, чтобы в процессе работы парогенератора слой накипи на деталях оборудования был ниже критического, когда последствия от накипи заявляют о себе в полный голос и препятствуют работе парогенератора или же приводят к его быстрому износу.
Для определения жесткости воды можно воспользоваться услугами аналитической лаборатории или приобрести выпускаемый нами специализированный тест для определения общей жесткости воды, дающий лабораторную точность.
