Анализ котловой и питательной воды

Нормы проектирования водоподготовки отопительных и промышленных котельных определяются СНиП II-35-76* «Котельные установки». Согласно этому документу «Водно-химический режим работы котельной должен обеспечивать работу котлов, пароводяного тракта, теплоиспользующего оборудования и тепловых сетей без коррозионных повреждений и отложений накипи и шлама на внутренних поверхностях, получение пара и воды требуемого качества». Состав системы водоподготовки в котельной (в теплоэнергетике принято сокращение ВПУ – водоподготовительная установка) определяется качеством исходной воды, требованиями к очищенной воде, производительностью установки. Требования к очищенной воде зависят от ее назначения и определяются нормативными документами.

Вода в теплоэнергетике. Термины и определения.

Вода, используемая для паровых и водогрейных котлов, в зависимости от технологического участка, имеет разные наименования, закрепленные в нормативных документах:

Сырая вода – вода из источника водоснабжения, не прошедшая очистку и химическую обработку.

Питательная вода – вода на входе в котел, которая должна соответствовать заданным проектом параметрам (химический состав, температура, давление).

Добавочная вода – вода, предназначенная для восполнения потерь, связанных с продувкой котла и утечкой воды и пара в пароконденсатном тракте.

Подпиточная вода – вода, предназначенная для восполнения потерь, связанных с продувкой котла и утечкой воды в теплопотребляющих установках и тепловых сетях.
Котловая вода — вода, циркулирующая внутри котла.

Прямая сетевая вода – вода в напорном трубопроводе тепловой сети от источника до потребителя тепла.

Обратная сетевая вода – вода в тепловой сети от потребителя до сетевого насоса.

Источниками сырой воды могут быть реки, озера, артезианские и грунтовые скважины, городской или поселковый водопровод. Для каждого источника характерны различные примеси и загрязнения, поэтому подбор ВПУ начинают с анализа образца сырой воды. Анализ воды должна проводить специализированная аккредитованная лаборатория. Для поверхностных источников необходимы несколько анализов в разные сезоны, так как состав воды нестабилен.
Обращаясь к нормативной документации для определения требований к подготавливаемой воде необходимо также знать тип используемого котла.

Классификация котлов. Термины и определения.

Все котлы можно разделить на:
— паровые котлы , предназначенные для получения пара;
— водогрейные котлы , предназначенные для нагрева воды под давлением;
— пароводогрейные , предназначенные для получения пара и нагрева воды под давлением.

По способу получения энергии для нагрева воды или получения пара котлы делятся на:
— Энерготехнологические – котлы, в топках которых осуществляется переработка технологических материалов (топлива);
— Котлы-утилизаторы – котлы, в которых используется теплота отходящих горячих газов технологического процесса или двигателей;
— Электрические – котлы, использующие электрическую энергию для нагрева воды или получения пара.

По типу циркуляции рабочей среды котлы делятся на котлы с естественной и принудительной циркуляцией . В зависимости от количества циркуляций, котлы могут быть прямоточные – с однократным движением рабочей среды, и комбинированные – с многократной циркуляцией.

Относительно движения рабочей среды к поверхности нагрева выделяют:
— Газотрубные котлы , в которых продукты сгорания топлива движутся внутри труб поверхностей нагрева, а вода и пароводяная смесь – снаружи труб.
— Водотрубные котлы , в которых вода или пароводяная смесь движется внутри труб, а продукты сгорания топлива – снаружи труб.

Пепейдя по ссылке можно найти нормативную документацию, в которой указаны требования к качеству воды.

Помимо нормативной документации необходимо учесть рекомендации производителя котла, указанные в инструкции по эксплуатации/ руководстве пользователя.

Сетевая вода ГВС должна соответствовать нормам «СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

Примеси, содержащиеся в воде, можно разделить на две группы: растворенные и нерастворенные (механические). Высокая мутность , наличие взвешенных и коллоидных частиц ведет к накоплению шлама и забиванию трубной системы котла и нарушению циркуляции. В зависимости от источника воды и количественных показателей нерастворенных загрязнений выбирается метод механической очистки, осветления. В самом простом случае это механический фильтр с рейтингом фильтрации 200-500 мкм, а при поверхностном водозаборе может потребоваться обработка коагулянтами, флокулянтами, с дальнейшим отстаиванием и осветлением.

К растворенным примесям, влияющим на работу котлового оборудования, в первую очередь относят соли жесткости . При использовании жесткой воды происходит образование накипи на поверхности, ухудшается теплоотдача, происходит перегрев труб со стороны нагрева, что может привести к их разрушению. В зависимости от типа котла предъявляются менее или более жесткие требования по содержанию солей кальция и магния в питательной и котловой воде. На основании требований к очистке, исходной жесткости воды и требуемой производительности выбирается способ умягчения. К основным способам можно отнести:
1.Умягчение на Na-катионитовой смоле;
2.Известкование;
3.Умягчение, снижение общего солесодержания на установках обратного осмоса;
4.Умягчение, снижение общего солесодержания последовательным пропусканием воды через Н-, ОН-ионообменные фильтры.

Наиболее распространённым методом умягчения для котельных небольшой мощности является метод ионного обмена на Na-катионитном фильтре. При протекании воды через слой загрузки ионы кальция и магния замещают ионы натрия в гранулах смолы. Таким образом, ионы жесткости извлекаются из воды, а для поддержания ионного баланса в эквивалентном соотношении выделяются ионы натрия, соли которого обладают высокой растворимостью. Подробнее об умягчении можно узнать в соответствующем разделе сайта. Для непрерывного умягчения используют установки типа Duplex (Дуплекс ) — два фильтра работают одновременно, но регенерируются поочерёдно; или типа Twin (Твин) – два фильтра работают по очереди, регенерация происходит в момент работы другого фильтра. Стоить отметить, что для регенерации Na-китионнообменных фильтров промышленного и коммерческого назначения экономически целесообразно использовать не таблетированную соль, а насыпью. Для возможности применения соли в насыпь необходимы солерастворяющие установки (солерастворители). Ознакомиться с ними можно также на нашем сайте, перейдя по ссылке.

Подготовка питательной воды методом обратного осмоса применяется, когда необходимо очень высокое качество воды и/или получаемого пара, а также когда необходимо решение нескольких задач, например, если помимо умягчения необходимо снизить щелочность воды, удалить хлориды или сульфаты . Установки обратного осмоса (УОО) всегда рассчитываются индивидуально для каждого случая, исходя из качества исходной воды. Очищенная на обратноосмотических мембранных элементах вода называется «пермеатом» и имеет пониженный водородный показатель рН. УОО работают на накопительные емкости, а до подачи исходной воды на установку обязательно необходима предподготовка. Подробнее об установках обратного осмоса можно узнать из соответствующего раздела сайта.

Для воды из скважины характерным является превышение содержания железа и марганца , которые также влияют на рабочий режим котлового оборудования. Выбор метода обезжелезивания определяется многими факторами – от производительности установки до сопутствующих примесей.

Для предотвращения кислородной коррозии необходимо удалить растворенный кислород из питательной воды. Различают несколько видов деаэрации, но наиболее часто применяется термический и химический способ. Химический (реагентный) – введение в воду вещества, связывающего растворенный кислород, чаще всего применяют сульфит, гидросульфит или тиосульфат натрия. При термической обработке питательная вода нагревается до температур, близких к температуре кипения, при этом растворимость газов в воде уменьшается и происходит их удаления. Аппараты, в которых производится термическая дегазация, называются «деаэраторы». Бывают деаэраторы атмосферного, повышенного давления и вакуумные. По способу нагрева деаэраторы делятся на струйные, барботажные и комбинированные. В деаэраторах, помимо кислорода, удаляется также растворенный в воде углекислый газ , который является причиной углекислотной коррозии. Для уменьшения содержания углекислого газа в подпиточной воде используют также подщелачивание.

Существует большое количество реагентов, предназначенных для ингибирования процессов солеотложения и коррозии. Традиционно применяют автоматически дозирующие станции для ввода реагента в предварительно подготовленную воду. В некоторых случаях реагенты совместимы и могут дозироваться из одной ёмкости рабочих растворов, в других – требуется наличие нескольких дозирующих станций. При использовании реагентной коррекционной обработки необходимо следить за приготовлением дозируемых растворов и постоянно контролировать концентрации дозируемых веществ в котловой воде.

Компания «АкваГруп» гарантирует индивидуальный подход к подбору и расчету установки ВПУ для каждого объекта.

источник

Для котлов и котельных, независимо от специфики эксплуатации, большую роль играет качество котловой воды. Если использовать неподходящий теплоноситель, есть риск снижения срока службы и появления неисправностей в функционировании парового и водогрейного оборудования.

Если на предприятии или в частном владении есть подобные устройства, необходимо серьезно отнестись к выбору воды, учитывая материал, из которого они сделаны, рекомендации производителей котельного оборудования и установленные ГОСТами нормы.

Сейчас все большую популярность приобретают котлы для обеспечения тепла и горячего водоснабжения, где в качестве теплоносителя используется нагретая вода и пар. Котловая вода – это питательная вода, которая нагрелась и циркулирует по системе после попадания внутрь нагревательного оборудования. После воздействия в её составе появляются нежелательные соли жесткости, частицы меди, железа, а также происходит разложение карбоната натрия на углекислый газ и щелочь. Если говорить простым языком, что такое котловая вода, то это жидкость, циркулирующая внутри системы отопления.

Обычная водопроводная вода, поступающая из озер, рек, артезианских скважин и других природных источников, содержит большое количество вредных примесей. При нагреве они образуют соединения, которые разрушают детали оборудования (особенно негативное влияние оказывают на ТЭНы) и провоцируют образование накипи из-за накапливания калия и магния на стенках, вследствие чего увеличивается продолжительность нагрева, котел быстрее изнашивается и возрастают текущие затраты на электроэнергию.

Поэтому крайне важно, чтобы котловая питательная вода (еще ее называют — вода для отопления) была очищенной и умягченной, то есть подготовленной для использования внутри нагревательной системы.

​ ! Важно: В 95% случаев главной причиной поломки котла является неудовлетворительное качество котловой воды.

Наиболее точно указаны нормы качества котловой воды в ГОСТе и РД 34.37.522-88, но практика показывает, что владельцы оборудования обращают внимание на то, что заливалось и в данный момент используют только после выхода из строя каких-либо деталей.

Учитывая, что оборудование дорогостоящее, разумнее изначально позаботиться о применении очистительных систем и умягчителей либо наладить поставки готовой воды для котлов. Предварительно проводится лабораторная проверка, позволяющая сравнить образцы с установленными нормативами. При анализе котловой воды определяются:

• количество частиц натрия, железа, меди,

• кислотность при разных режимах;

• присутствие нефтепродуктов и аммиачных соединений;

Все применяемые в быту и на производстве нагревательные устройства делят на паровые и водогрейные, и от типа котла зависит то, какая рабочая жидкость может быть использована без риска раннего выхода оборудования из строя и обеспечения его бесперебойной работы. На нормативные параметры влияют также температурный режим, уровень мощности котла, рабочее давление, специфика его конструктивного решения и материл, из которого сделаны детали.

Но есть и универсальные требования, например, питательная вода для котлов – это бесцветная жидкость, в которой отсутствуют какие-либо взвешенные примеси. Котловая вода паровых котлов, имеющих давление менее 4 МПА, должна иметь относительную щелочность менее 20%, а в случае наличия сварных барабанов допустимое значение вырастает до 50%. Если давление установки находится в пределах 4-10 МПА, норма составляет до 50%, а если 10-14 МПА, то менее 30%. В числе других требований:

• растворенный кислород до 0,1мг/кг;

• прозрачность по шрифту до 20см;

​ ! Важно: Котловая вода должна быть подготовленной — умягченной и не содержать коррозийных газов.

Добиться того, чтобы содержание фосфатов в котловой воде и другие характеристики были оптимальными, достаточно сложно с технической и финансовой точки зрения, особенно когда речь идет о бытовых водонагревателях и паровых котлах. Альтернативой организации процесса очистки может стать покупка подготовленной по всем параметрам, включая ph, котловой воды.

На этой странице можно выбрать подходящую фасовку и купить котловую воду лабораторного качества, не сомневаясь в том, что кислотность и щелочность соответствуют действующим требованиям государственных стандартов.

источник

1. Показатели качества питательной воды для котлов с естественной и многократной принудительной циркуляцией паропроизводительностью 0,7 т/ч и более (кроме водотрубных котлов с естественной циркуляцией и рабочим давлением пара 14 МПа) не должны превышать указанных значений:

а) для паровых газотрубных котлов:

* Для котлов, не имеющих экономайзеров, и котлов с чугунными экономайзерами содержание растворенного кислорода допускается от 100 мкг/кг;

б) для водотрубных котлов с естественной циркуляцией (в том числе котлов-бойлеров) и рабочим давлением пара до 4 МПа:

* В числителе указаны значения для котлов, работающих на жидком топливе, в знаменателе — на других видах топлива.

** Для котлов, не имеющих экономайзеров, и котлов с чугунными экономайзерами содержание растворенного кислорода допускается от 100 мкг/кг при сжигании любого вида топлива.

*** В отдельных обоснованных случаях может быть допущено снижение значения рН до 7,0.

в) для водотрубных котлов с естественной циркуляцией и рабочим давлением пара 10 МПа:

* При восполнении потерь пара и конденсата химически очищенной водой допускается повышение начения рН до 10,5:

г) для энерготехнологических котлов и котлов-утилизаторов с рабочим давлением пара до 5 МПа:

*(1) В числителе указано значение для водотрубных котлов, в знаменателе — для газотрубных котлов.

*(2) Для водотрубных котлов с рабочим давлением пара 1,8 МПа жесткость не должна быть более 15 *.

*(3) Допускается увеличение содержания соединений железа до 100 мкг/кг при условии применения методов реагентной обработки воды, уменьшающих интенсивность накипеобразования за счет перевода соединений железа в раствор, при этом должны соблюдаться нормативы по допускаемому количеству отложений на внутренней поверхности парогенерирующих труб.

*(4) Верхнее значение рН устанавливается не более 9,5 в зависимости от материалов, применяемых в оборудовании пароконденсатного тракта.

Примечание: Для газотрубных котло-утилизаторов вертикального типа с рабочим давлением пара свыше 0,9 МПа, а также для содорегенерационных котлов показатели качества питательной воды нормируются по значениям последней колонки таблицы. Кроме того, для содорегенерационных котлов нормируется солесодержание питательной воды, которое не должно быть более 50 мг/кг;

д) для энерготехнологических котлов и котлов-утилизаторов с рабочим давлением пара 11,0 МПа:

* Верхнее значение рН устанавливается не более 9,5 в зависимости от материалов, применяемых в оборудовании пароконденсатного тракта.

** Условное солесодержание должно определяться кондуктометрическим солемером с предварительной дегазацией и концентрированием пробы, а удельная электрическая проводимость — кондуктометром с предварительным водород-катионированием пробы; контролируется один из этих показателей;

е) для высоконапорных котлов парогазовых установок:

* Допускается превышение норм по содержанию железа на 50% при работе парогенератора на природном газе.

** Условное солесодержание должно определяться кондуктометрическим солемером с предварительной дегазацией и концентрированием пробы, а удельная электрическая проводимость — кондуктометром с предварительным водород-катионированием пробы; контролируется один из этих показателей.

2. Показатели качества питательной воды для водотрубных котлов с естественной циркуляцией и рабочим давлением пара 14 МПа и для энергетических прямоточных котлов не должны превышать указанных значений:

а) для водотрубных котлов с естественной циркуляцией и рабочим давлением пара 14 МПа:

При восполнении потерь пара и конденсата химически очищенной водой допускается повышение значения рН до 10,5.

Содержание соединений натрия для котлов с давлением 14 МПа должно быть не более 50 *. Допускается корректировка норм содержания натрия в питательной воде на ТЭЦ с производственным отбором пара в случае, если на ней не установлены газоплотные или другие котлы с повышенными локальными тепловыми нагрузками экранов и регулирование перегрева пара осуществляется впрыском собственного конденсата.

Удельная электрическая проводимость Н-катионированной пробы для котлов с давлением 14 МПа должна быть не более 1,5 мкОм/см. Допускается соответствующая корректировка нормы удельной электрической проводимости в случаях корректировки нормы содержания натрия в питательной воде.

Содержание гидразина (при обработке воды гидразином) должно составлять от 20 до 60 *; в период пуска и остановки котла допускается содержание гидразина до 3000 * (со сбросом пара в атмосферу).

Содержание аммиака и его соединений должно быть не более 1000 *; в отдельных случаях, согласованных с региональным диспетчерским подразделением энергетической системы (в случае для оборудования, находящегося в управлении (ведении) диспетчера), допускается увеличение содержания аммиака до значений, обеспечивающих поддержание необходимого значения рН пара, но не приводящих к превышению норм содержания в питательной воде соединений меди.

Содержание свободного сульфита (при сульфитировании) должно быть не более 2 *.

Суммарное содержание нитритов и нитратов для котлов с давлением 14 МПа должно быть не более 20 *;

б) для энергетических прямоточных котлов:

* При установке в конденсатно-питательном тракте всех теплообменников с трубками из нержавеющей стали или других коррозионно-стойких материалов — не более 2 *.

На тех электростанциях с прямоточными котлами с давлением пара 14 МПа, где проектом не была предусмотрена очистка всего конденсата, выходящего из конденсатосборника турбины, допускается содержание соединений натрия в питательной воде и паре при работе котлов не более 10 *, общая жесткость питательной воды должна быть не более 0,5 *, а содержание в ней соединений железа — не более 20 *.

Для прямоточных котлов с давлением 10 МПа и менее нормы качества питательной воды, пара и конденсата турбин при работе котлов должны быть установлены энергосистемами на основе имеющегося опыта эксплуатации.

3. Показатели качества подпиточной и сетевой воды для водогрейных котлов (кроме водогрейных котлов, установленных на тепловых электростанциях, тепловых станциях) не должны превышать указанных значений:

* В числителе указано значение для котлов на твердом топливе, в знаменателе — на жидком и газообразном топливе.

** Для теплосетей, в которых водогрейные котлы работают параллельно с бойлерами, имеющими латунные трубки, верхнее значение рН сетевой воды не должно превышать 9.5.

4. Показатели качества сетевой воды для водогрейных котлов, установленных на тепловых электростанциях и тепловых станциях, не должны превышать следующих значений:

* Верхний предел допускается по согласованию с органами Роспотребнадзора.

В начале отопительного сезона и в послеремонтный период допускается превышение норм в течение четырех недель для закрытых систем теплоснабжения и двух недель для открытых систем по содержанию соединений железа до 1 *, растворенного кислорода до 30 и взвешенных веществ до 15 *.

5. Показатели качества подпиточной воды для водогрейных котлов, установленных на тепловых электростанциях и тепловых станциях, не должны превышать следующих значений:

* Верхний предел значения рН допускается только при глубоком умягчении воды, нижний — с разрешения энергосистемы может корректироваться в зависимости от интенсивности коррозионных юлении в оборудовании и трубопроводах систем теплоснабжения;

б) качество подпиточной воды открытых систем теплоснабжения (с непосредственным водоразбором) должно удовлетворять также действующим нормам для питьевой воды. Подпиточная вода для открытых систем теплоснабжения должна быть подвергнута удалению из нее органических примесей, если цветность пробы воды при ее кипячении в течение 20 мин увеличивается сверх нормы, указанной в действующих нормативных документах для питьевой воды.

При силикатной обработке воды для подпитки тепловых сетей с непосредственным разбором горячей воды содержание силиката в подпиточной воде должно быть не более 50 * в пересчете на *.

При силикатной обработке подпиточной воды предельная концентрация кальция должна определяться с учетом суммарной концентрации не только сульфатов (для предотвращения выпадения *), но и кремниевой кислоты (для предотвращения выпадения *) для заданной температуры нагрева сетевой воды с учетом ее превышения в пристенном слое труб котла на 40°С.

Непосредственная присадка гидразина и других токсичных веществ в подпиточную воду тепловых сетей и сетевую воду не допускается.

6. Нормы качества котловой воды, необходимый режим ее коррекционной обработки, режимы непрерывной и периодической продувок принимаются на основании инструкции организации — изготовителя котла, типовых инструкций по ведению водно-химического режима или на основании результатов теплохимических испытаний.

При этом для паровых котлов с давлением до 4 МПа включительно, имеющих заклепочные соединения, относительная щелочность котловой воды не должна превышать 20%; для котлов со сварными барабанами и креплением труб методом вальцовки (или вальцовкой с уплотнительной подваркой) относительная щелочность котловой воды допускается до 50%, для котлов со сварными барабанами и приварными трубами относительная щелочность котловой воды не нормируется.

Для паровых котлов с давлением свыше 4 до 10 МПа включительно относительная щелочность котловой воды не должна превышать 50%, для котлов с давлением свыше 10 до 14 МПа включительно не должна превышать 30%.

7. Показатели качества питательной воды паровых электрических котлов не должны превышать следующих значений:

* В случае обоснования проектной организацией допускается повышение или снижение величины общей жесткости при условии соблюдения периода между чистками котла от накипи, а также нормативных требований к качеству пара или получаемого из него конденсата.

8. Показатели качества подпиточной и сетевой воды водогрейных электрических котлов не должны превышать следующих значений:

Данные нормы качества подпиточной и сетевой воды водогрейных электрических котлов распространяются на котлы, работающие по отопительно-вентиляционному или какому-либо другому гибкому графику отпуска тепла. В случае установки водогрейных электрических котлов на производствах с жестким графиком отпуска тепла, особенно при постоянной работе котлов на предельных параметрах, качество подпиточной и сетевой воды принимается проектной организацией.

источник

Для технической воды существуют свои нормы и требования по качеству, которые имеют непосредственное отношение к особенностям производственного процесса. Одной из сфер применения технической воды является покрытие нужд котельных. С их помощью организуются системы отопления в жилых домах и производственных цехах, обеспечивается нормальный ход технологического процесса на отдельных производствах. При этом оборудование, устанавливаемое для выполнения столь важной миссии, весьма чувствительно к качеству потребляемой воды.

Присутствие в воде хлора, железа, повышенная жесткость, щелочность, pH, наличие кислорода, углекислоты, солесодержание — все это способно стать причиной поломок, образования наростов накипи и отложений. Это портит оборудование, снижает эффективность его работы, а в ряде случаев может стать причиной выхода оборудования из строя и дорогостоящего ремонта. Чтобы избежать негативных последствий использования жидкости ненадлежащего качества, выполняется анализ котловой воды.

Поступление в котельные установки качественного теплоносителя влияет на эффективность функционирования всей системы и позволяет обеспечить:

Образец протокола
лабораторного исследования

• Безопасную работу установленного оборудования.
• Достаточную теплоотдачу.
• Уменьшение ремонтных и профилактических расходов.
• Длительный срок работы установок.
• Увеличение коэффициента сжигания топлива.

Накипеобразование . Повышенная жесткость воды является фактором, вызывающим образование накипи на плоскостях теплообмена. Из-за этого будет снижаться теплоотдача, работа оборудования будет неэффективной. Приборы потребуют частой чистки и обслуживания, не исключается их перегрев. Как результат – поломка отдельных агрегатов котельных установок либо их полный выход из строя.

Появление ржавчины на оборудовании и трубах . Чрезмерное содержание в воде кислорода ускоряет процессы коррозии на металлических элементах. Низкая кислотность жидкости способствует распространению ржавчины на значительную площадь всего котла. Если в воде присутствует много щелочи, это приведет к излишнему пенообразованию, что становится причиной нарушения целостности стальных компонентов установок.

Анализ питательной воды котла может показать, что в ней присутствуют посторонние примеси, которые могут попасть в оборудование, в результате чего появляются такие проблемы, как:

• Загрязнение теплообменников
• Блокировка установок, отводящих конденсат
• Засорение регулирующих преград.

Всех вышеназванных негативных последствий можно избежать, если предварительно провести лабораторные анализы технических вод, обратившись в компанию «Русватер». Подобная процедура выступает неотъемлемой частью химводоподготовки котельных, позволяющей наладить верный водно-химический режим котлов.

Паровые и водогрейные котлы не терпят чрезмерного образования пены, так как она становится причиной утечки жидкости и дает неточные данные по уровню воды, блокирует горелки и активирует аварийное оборудование. По этой причине к качеству воды для котлов предъявляются высокие требования, благодаря которым пенообразование берется под контроль именно в процессе анализа сетевой воды.

Выполнить контроль концентрации растворенных элементов можно с помощью TDS-метра. Кроме того разработан целый ряд методов, направленных на определение таких параметров котловой воды, как:

• прозрачность;
• щелочность;
• жесткость;
• содержание хлоридов, нитратов, фосфатов, растворенного кислорода, аммиака, соединений железа,
• свободной углекислоты;
• сухого остатка и солесодержания;
• значения pH.

Качество котловой воды регламентируется следующими документами:

• ГОСТ Р 55682.12-2013/ЕН 12952-12:2003 Котлы водотрубные и котельно-вспомогательное оборудование. Часть 12. Требования к качеству питательной и котельной воды
• РД 24.031.120-91 Методические указания. Нормы качества сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов, организация водно-химического режима и химического контроля
• РД 24.032.01-91. Нормы качества питательной воды и пара, организация водно-химического режима и химического контроля паровых стационарных котлов-утилизаторов и энерготехнологических котлов
• СНиП II-35-76 «Котельные установки».
• ГОСТ 20995-75. Котлы паровые стационарные давлением до 3,9 МПа. Показатели качества питательной воды и пара.

Жесткая вода не образует пену, однако из-за нее в котле образуется накипь. Умягчение воды решает проблему жесткости, но не справляется с образованием пены. В случае загрязнения жидкости взвешенными коллоидными частицами на воде также будет появляться пена, при этом подобные компоненты трудно поддаются фильтрации из-за малого диаметра – фильтры не могут их задержать.

Если проблема заключается в излишней пене, добавление в воду составов, снижающих ее интенсивность, будет малоэффективным, если причиной ее образования будет чрезмерная концентрация взвешенных коллоидных частиц. Для этого требуется контролировать концентрацию растворенных элементов и подобрать равновесный режим солесодержания в воде, в том числе и посредством анализа воды на жесткость в котельной. В результате пенообразование будет снижено, а установка продолжит работу в экономичном режиме.

Для поддержания надлежащего качества котловой воды изначально требуется установление исходных параметров. С этой целью проводится анализ воды для котельной, позволяющий определить отклонения от нормы. В зависимости от результатов выбирается конкретный метод водоподготовки, который приведет качество воды к нормам, указанным в инструкции завода-изготовителя, а также в нормативных документах.

Специалисты компании «Русватер» выполняют анализ промышленной воды с использованием современных систем и оборудования. Мы предлагаем полный комплекс услуг, сопутствующих правильной водоподготовке промышленного оборудования любых типов и назначения.

Сдать воду на анализ вы можете в нашем офисе Санкт-Петербург, Нейшлотский переулок, д. 15 Б, с понедельника по пятницу с 09.00 до 18.00. Или оставьте заявку через форму.

источник

Лабораторная работа №3

Взятие пробы воды для анализа

Для правильного суждения о качестве воды необходимо соблюдать следующие требования:

1. Брать пробы воды для анализа нужно из точно установленных мест, указанных в водном режиме котельной установи.

2. Если воду берут из трубопровода, то перед взятием пробы следует застоявшуюся воду слить в течение 2-3 минут.

3. Посуда, в которую берут пробу воды, должна быть чистой, ее следует 1-2 раза ополоснуть водой из-под крана, откуда берется проба.

4. Анализы качества котловой воды и теплого ящика проводятся ежесуточно, котельного танка (общая жесткость и содержание хлоридов) 1 раз в 5-7 суток. Полученные результаты фиксируются в журнале.

Проведение испытания

Водородный показатель (pH)

1.1 Метод определения и характеристики

Недородный показатель воды (pH, отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов) определяется двумя методами визуально-колориметрическим и потенциометрическим.

При визуально-колориметрическом определении, основанном на реакции ионов водорода с универсальным индикатором (ГД 24.031.120-91, РД 24.032.01-91), pH анализируемой воды определяют визуально сравнением окраски пробы с окраской об­разцов на контрольной шкале. Диапазон определяемых значений pH составляет 4,5-11,0 при точности анализа ±0,5 ед. pH.

Объём пробы для определения составляет 5 мл, продолжи­тельность выполнения определения — не более 1 мин.

Принадлежности, реактивы и материалы

Определение выполняется с использованием оборудования из состава навесного ящика №1 СЛКВ, секция №2 «pH» или pH-метра типа pH-410 .

Реактивы:раствор индикатора универсального.

Принадлежности, материалы:контрольная шкала образцов окраски растворов для определения pH (pH 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5; 7,0; 7,5; 8,0; 8,5; 9,0; 10,0; 11,0); полимерная пипетка; пробирка колориметрическая с меткой «5 мл».

Отбор и хранение проб

Отбор проб воды и пара должен проводиться в соответствии с п. 9 настоящего руководства.

Для отбора проб используются бутыли из полимерного ма­териала или стекла. Выполнение определений следует проводить как можно скорее и предпочтительнее на месте отбора пробы. Максимальный рекомендуемый срок хранение проб — не более 6 часов.

1.3 Выполнение определения

1) Ополосните колориметрическую пробирку не­сколько раз анализируемой водой. Налейте в пробирку анализируемую воду до метки «5 мл».

2) Добавьте полимерной пипеткой 3-4 капли раствора индикатора универсального и встряхните пробирку.

3) Проведите визуальное колориметрирование пробы. Для это­го пробирку с пробой поместите на белое поле контрольной шкалы и, освещая пробирку рассеянным белым светом достаточной интенсивности, наблюдайте окраску пробы сверху вниз.

4)Определите ближайшее по окраске поле кон­трольной шкалы и соответствующее ему значение pH. При необходимости повторите определение.

2.1 Метод определения и характеристики

Щелочность воды — показатель, характеризующий содержание в воде соединений, способных реагировать с водородными ионами. К таким соединениям относятся гидроокиси щелочных металлов, карбонаты, гидрокарбонаты и фосфаты щелочных и щелочноземельных металлов, а также соли других слабых кислот.

Метод определения щёлочности является титриметрическим (РД 24.031.120-91, РД 24.032.01-91, РД 34.37.523.7-88). Определение щёлочности воды основано на титровании растворённых в воде щелочных соединений кислотой в присутствии индикаторов, меняющих свою окраску в зависимости от реакции среды. Метод определения щёлочности зависит от вида анализируемой воды и предполагаемого значения щёлочности.

Методом А определяется щёлочность исходной, известкованной, катионированной и питательной вод. Титрование проводят с индикаторами метиловым оранжевым и фенолфталеином при использовании в качестве титранта раствора соляной кислоты 0,1 моль/л. При этом, при титровании с фенолфталеи­ном, определяется свободная щёлочность по фенолфталеину (Щ_СВОБ), а при титровании с метиловым оранжевым — общая щелочность (Щ_ОБЩ). Величина Щ_ОБЩ условно характеризует суммарное содержание в воде бикарбонатов, карбонатов, гидратов, 2/3 ортофосфатов и гуматов, в то время как Щ_СВОБ — гидра­тов, 1/2 карбонатов, 1/3 ортофосфатов и гуматов.

Методом Вопределяется общая щелочность котловой во­ды. Титрование проводят со смешанным индикатором для вод, имеющих значительную цветность, а также при титровании при электрическом освещении, при использовании в качестве титранта также раствора соляной кислоты 0,1 моль/л.

Методом С определяется щёлочность воды типа конден­сата, т.е. при значении щёлочности менее 0,2 ммоль/кг экв. Тит­рование проводят со смешанным индикатором или с индикато­ром метиловым оранжевым, при использовании в качестве титранта раствора соляной кислоты 0,01 моль/л.

Данные по изменению окраски индикаторов в зависимости от pH среды приведены в табл. 3.2.

Отбор и хранение проб

Отбор проб воды и пара проводится в соответствии с требованиями.

Для отбора проб используются бутыли из полимерного материалаили стекла. Выполнение определений рекомендуется пропилить сразу после отбора проб.

Максимальный рекомендуемый срок хранение проб при охлаждении до 2-5°С — не более 24 ч.

Подготовка к определению

Подготовка к определению общей щелочности состоит в приготовлении израсходованного раствора соляной кислоты (0,01 моль/л). Потребитель готовит его самостоятельно, используя раствор соляной кислоты (0,1 моль/л) из состава лаборатории.

Жёсткость общая

3.1 Методы определения и характеристики

Метод определения общей жёсткости как суммарной массовой концентрации эквивалентов катионов кальция и магния — комплексонометрической, основан на реакции образования в щелочной среде (pH = 9) в присутствии индикаторов окрашенных внутрикомплексонных соединений катионов кальция и магния с трилоном Б (двунатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты). (РД 24.031.120-91, РД 24.032.01-91, РД 34.37.523.8-88).

В зависимости от предполагаемого значения жёсткости, опредение выполняется тремя методами.

Метод А— титриметрический.Определяется жёсткость природной, известковой и коагулированной воды при величине более 0,1 °Ж. При титровании используется раствор индикатора хром темно-синего и в качестве титранта — раствор трилона Б 0,05 моль/л экв.

Метод Б— титриметрический.Определяется жёсткость любых вод при величине в диапазоне 0,02-0,1 °Ж. При титрова­нии используется раствор индикатора хром тёмно-синего и в качества титранта раствор трилона Б 0,005 моль/л экв.

МетодС — визуально-колориметрический.Определяется жёсткость вод при величине менее 0,02 °Ж. Особенностью дан­ного метода, на первом этапе, является необходимость выбора пары индикатор — буферный раствор, которая для данной ис­ходной (катионированной) воды обеспечивает оптимальный пе­реход окраски от розового к синему, что является индивидуаль­ной особенностью данной исходной воды.

Сравнение окраски анализируемой воды с окраской эталон­ных растворов позволяет определить фактическое значение жёст­кости с чувствительностью 0,001-0,002 °Ж.

Индикаторы кислотный хром тёмно-синий и эриохром чёр­ный Т образуют с катионами солей жёсткости непрочные окра­шенные соединения красного цвета. При добавлении в воду с по­добными окрашенными соединениями раствора трилона Б в точ­ке эквивалентности происходит их полное разрушение, при этом раствор становится синим.

В присутствии ионов цинка или меди (неотчётливый пере­ход окраски) определение жёсткости проводят с добавлением раствора сульфида натрия, связывающего эти катионы в нерас­творимые сульфидные соединения.

Влияние ионов марганца, приводящее к быстрому обесцве­чиванию окраски, устраняют добавлением к пробе раствора со­лянокислого гидроксиламина.

Объём пробы для анализа составляет, в зависимости от ме­тода, от 10 до 100 мл, продолжительность выполнения анализа — не более 15 мин.

Подготовка к определению

Подготовка к проведению анализа заключается в приготовлении расходных растворов из реактивов, входящих в состав ла­боратории.

Буферные растворы следует приготавливать с использованием очищенной катионированной воды либо воды, применение которой не приводит к холостому окрашиванию пробы.

Очищенную воду, необходимую для проведения анализа, приготавливают по ОСТ 34.70.953.2-88, либо используют набор для приготовления очищенной воды.

Отбор и хранение проб

Отбор проб воды и пара должен проводиться в соответствии требованиями.

Пробы анализируемой воды следует отбирать в стеклянные бутыли или полимерные бутыли с пробками. Допускается хране­ние пробы до 24 ч без консервации.

3.4 Выполнение определения

Метод А. Определение общей жёсткости воды более 0,1 °Ж

1. Налейте анализируемую воду в коническую колбу вместимостью 250 мл до метки «100 мл».

2. Добавьте полимерными пипетками 1 мл аммиачно­го буферного раствора, 7 капель раствора индика­тора кислотного хрома тёмно-синего.

3.Медленно титруйте пробу раствором трилона Б (0,05 моль/л экв.), используя бюретку или стойку-штатив с мерной пипеткой вместимостью 10 мл со шприцем-дозатором, до отчётливого изменения цвета с розового на синий.

Примечание.При нечётком переходе окраски или обесцвечивании пробы определение повторите с добавлением к пробе 0,5 мл раствора сернистого натрия для устранения мешающего действия ионов меди и цинка либо трёх капель раствора солянокислого гидроксиламина для устранения мешающего действия соединений марганца.

4Рассчитайте общую жёсткость (Жобщ) в °Ж по формуле:

Ж_ОБЩ =V × 0,5

На титрование 100 мл пробы воды израсходовано 3,5 мл раствора трилона Б (0,05 моль/л экв.). Общая жёсткость будет составлять:

Ж_ОБЩ = V × 0,5 = 3,5× 0,5 = 1,75°Ж

4.1 Метод определения и характеристики

Содержание хлоридов (массовая концентрация хлорид- иона) определяется методом аргентометрического титрования (РД 24.031.120-91, РД 24.032.01-91). Определение основано на титровании хлорид-ионов раствором нитрата серебра при pH 5,0- 8,0, в результате чего образуется суспензия практически нерастворимого хлорида серебра. В качестве индикатора используется хромат калия, который реагирует с избытком нитрата серебра с образованием хорошо заметного оранжево-бурого осадка хромата серебра.

Объём пробы для анализа — см. табл. 12, продолжительность выполнения анализа — не более 5 мин.

Отбор и хранение проб

Отбор проб воды и проводится в соответствии с требованиями.

Для отбора проб используются бутыли из полимерного ма­териала или из стекла. Допускается хранение пробы I мес. без консервации.

В зависимости от предполагаемого содержания хлоридов отбираются пробы для анализа в количествах согласно табл. 12.

На титрование 10 мл пробы котловой воды израсходовано 1,1 мл раствора нитрата серебра (0,05 моль/л экв.). Концентрация хлорид-ионов составит:

мг/л.

На титрование 10 мл пробы воды израсходовано 0,02 мл раствора нитрата серебра (0,05 моль/л экв.). Величина израсходованного на титрование объёма раствора нитрата серебра свидетельствует о том, что концентрация хлорид-ионов меньше предполагаемой.

мг/л.

Так как предполагаемая концентрация хлорид-иона оказалась меньше 4,0 мг/л (см. табл. 3.3), на анализ повторно отбирается проба объёмом 6000 мл, которая упаривается до 150 мл (в 40 раз). На титрование упаренной пробы объёмом 150 мл израсходовано 9,5 мл раствора нитрата серебра (0,05 моль/л экв.). Концентрация хлорид-ионов в этом случае составляет:

мг/л.

На титрование 10 мл пробы воды израсходовано 4,82 мл раствора нитрата серебра (0,05 моль/л экв.). Величина израсходованного на титрование объёма раствора нитрата серебра свидетельствует о том, что концентрация хлорид-ионов больше предполагаемой.

мг/л.

Так как предполагаемая концентрация хлорид-иона оказалась Тоньше 700 мг/л (см. табл. 3.3), отобранная проба разбавляется дистиллятом в 10 раз, на анализ берётся объем 10 мл разбавленной пробы. На титрование отобранной пробы израсходовано 0,48 мл раствора нитрата серебра (0,05 моль/л экв.). Концентрация хлорид-ионов в этом случае составляет:

мг/л.

Вопросы для самоконтроля:

1. Дать определения понятиям: главный конденсат, вспомогательный конденсат, дистиллят испарительной установки, дренажи, добавочная вода, питательная вода, котельная вода, котловая вода, продувочная вода, охлаждающая вода.

2. Охарактеризовать основные показатели: Общее содержание примесей, Растворённые вещества, Взвешенные вещества, Остаток после прокаливания, Потеря при прокаливании, Концентрация водородных ионов, Кислотность, Щёлочность, Щелочное число, Общая жёсткость воды, Карбонатная жёсткость, Некарбонатная жёсткость, Cодержание хлоридов, Фосфатное число, Нитратное число, Содержание окислов меди и железа, Содержание кислорода, Содержание нефтепродуктов.

Лабораторная работа №3

Тема: ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА КОТЛОВОЙ ВОДЫ

Цель:Определение качества котловой воды, изучение норм качества котловой воды, рекомендации по водному режиму.

В пароконденсатном цикле СЭУ с паротурбинной установкой (ПТУ) вода и пар циркулируют по замкнутому контуру, в котором могут быть различные утечки воды или пара, вызывающие периодическое или непрерывное восполнение контура циркуляции технической водой. Поэтому в СЭУ с ПТУ существуют специальные определения воды в различных точках циркуляционного контура:

• главный конденсат – вода после конденсации отработавшего пара на выходе из главного конденсатора;

• вспомогательный конденсат – вода после конденсации отработавшего пара из вспомогательных конденсаторов (после вспомогательных механизмов и теплообменных аппаратов);

• дистиллят испарительной установки – вода, полученная из морской путем её термической дистилляции;

• дренажи – конденсаты после паровых подогревателей топлива и общесудовых потребителей пара;

• добавочная вода – вода, подаваемая в циркуляционный контур для восполнения его в результате утечек (воды и пара);

• питательная вода – вода, подаваемая в паровой котёл для поддержания его паропроизводительности (так же, как и забортная вода, поступающая в камеру испарения водоопреснительной установки);

• котельная вода – питательная вода определённого химического состава, предназначенная исключительно для парового котла, находящаяся в танке котельной воды;

• котловая вода – вода, находящаяся в циркуляционном контуре котла;

• продувочная вода – котловая вода, удаляемая периодически или непрерывно из котла для уменьшения солесодержания в ней взвешенных частиц шлама;

• охлаждающая вода – вода, с помощью которой отводят теплоту через поверхность теплообмена системы охлаждения теплотехнического объекта.

Питательная вода судовых паровых котлов обычно состоит из конденсата отработавшего пара и добавочной воды. Добавочная вода может быть природной, полученной с берега и прошедшей соответствующую водообработку, или дистиллятом от испарительной установки забортной воды. В целом, добавочная вода составляет 2–5 % от общего количества питательной воды.

Вода является одним из лучших природных растворителей органических и минеральных веществ, а также газов. Поэтому она в результате круговорота в природе приобретает множество примесей в виде газов, взвешенных мелкодисперсных частиц и растворенных минералов различного происхождения. Конденсат отработавшего пара на морских судах чаще всего содержит примеси в виде продуктов коррозии трубопроводов или забортной воды при подсосах в трубных решётках конденсаторов, а также – нефтеостатков СЭУ (частицы жидкого топлива и смазочного масла). Поэтому питательной водой, например, для судовых вспомогательных паровых котлов может быть конденсат отработавшего пара или природная вода, содержащая в себе частицы песка и глины, а также растворенные накипеобразователи щелочно-земельных металлов (Ca2+ и Mg2+), такие как бикарбонаты, сульфаты, хлориды и силикаты, а также коррозионно-активные газы – кислород, хлор и углекислый газ.

Поступление в котловую воду любых вышеперечисленных примесей является нежелательным, т. к. это приводит к появлению накипных отложений и коррозии на поверхности нагрева, что увеличивает расход топлива и снижает надежность котельных установок и эффективность их эксплуатации.

В СДВС с высокотемпературной системой охлаждения вышеуказанное также имеет место. Поэтому на морских транспортных судах системы охлаждения ДВС обычно низкотемпературные и двухконтурные. В первом контуре циркуляции для охлаждения СДВС обычно применяют водные растворы ингибиторов коррозии, а во втором – проточную морскую забортную воду.

Техническая эксплуатация СЭУ невозможна без проведения соответствующего водного режима, предусматривающего контроль основных показателей качества воды (водоконтроля) и определенной технологии водообработки. Качество используемой в СЭУ воды в значительной мере определяет надёжность элементов СЭУ и объём трудозатрат на восстановление работоспособности оборудования. Выбор технологии водоподготовки определяется её эффективностью и экономической целесообразностью.

Основными задачами водоподготовки в СЭУ являются: создание условий для предотвращения процессов накипеобразования и коррозии на поверхности нагрева, а также исключение уноса солей с влажным паром из зоны кипения воды. Поэтому каждый инженер-судомеханик должен уметь определять основные показатели качества питьевой и технической воды, а также корректировать водные режимы и технологии водообработки в соответствии с инструкциями по технической эксплуатации судового оборудования.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

источник