Жесткость воды - один из главных показателей для парогенераторов

Жесткость воды - один из главных показателей для парогенераторов

01.12.2016

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:

Схема выражения жесткости воды в градусах

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. На фотографии слева показан электродный блок анодного парогенератора АПЭ блок электродов парогенератора, который эксплуатировался в Харькове и не чистился 4 месяца. Практически все пространство "заросло! накипью! Конечно, ни о какой нормальной работе парогенератора речи идти не может, хотя он и работал, не в пример ТЭНовым парогенераторам! 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.

Читайте также

Выбор сечения провода в зависимости от тока

Выбор сечения провода в зависимости от тока

03.12.2016

Для нормальной работы парогенератора важно выбрать силовой кабель нужного сечения. В этой статье приведены таблицы, которые взяты из нормативного документа "Правила устройства электроустанов...

Подробнее
Газовое пожаротушение

Газовое пожаротушение

19.12.2016

Газовое пожаротушение - один из множества способов борьбы с огнем, при котором применяются сжатые газы (например, азот и аргон) и хладоны. Основное преимущество газового пожаротушения перед водяным, а...

Подробнее
Температура кипения воды в зависимости от давления

Температура кипения воды в зависимости от давления

02.12.2016

Зависимость температуры пара (кипения воды) от давления.

Подробнее

Отправить запрос

fl̉ÂÍÒ.ÃÂÚË͇