Водоподготовка

 

Проблемы накипеобразования и коррозии актуальны во всех отраслях техники, где используют природную воду, потому что любая природная вода содержит ионы растворенных солей. В процессе эксплуатации теплотехнического оборудования при отсутствии должной водоподготовки содержащиеся в воде ионы металлов, связываясь с анионами кислот, образуют отложения минеральных солей — накипь. Помимо этого, природная вода обладает высокой коррозионной активностью.

Слой накипи в 1 мм ведёт к потерям 10% теплоты, а если на стенках котла или бойлера наросло 13 мм, то потери теплоты
Строение комплекса ОЭДФк с ионом металла (например,цинка или кальция)
Строение комплекса ОЭДФк с ионом металла (например,цинка или кальция)
достигают 70%. Кроме того, под слоем накипи происходит ускоренная коррозия металла.

На сегодняшний день наиболее эффективны следующие способы защиты теплотехнического оборудования от накипеобразования и коррозии, которые не надлежит смешивать между собой:

  • комплексонатная противонакипная и противокоррозионная обработка воды;
  • комплексонная химическая очистка оборудования от застарелых отложений.

Комплексоны — это многоосновные органические кислоты, например, оксиэти- лидендифосфоновая (ОЭДФк), нитрилотриметилфосфоновая (НТФк) и другие, способные к образованию комплексных соединений (комплексов) с ионами металлов.

Комплексонаты — это комплексные соединения комп-лексонов (комплексы) с ионами кальция, магния и других металлов. В большинстве своём они безвредны для человека и других живых существ и растворимы в воде. Комплексонаты металлов способны адсорбироваться на поверхности зародышей кристаллов солей жесткости, препятствуя дальнейшему росту кристаллов и образованию осадков в виде накипи и шлама. Кроме того, комплексонаты металлов способны физико-химически адсорбироваться на поверхности металла с образованием поверхностных адсорбционных комплексов. Это приводит к образованию на поверхности металла пассивирующей пленки и снижению скорости коррозии металла. В качестве ингибиторов накипеобразования и коррозии хорошо себя зарекомендовали реагенты, изготовленные на основе цинковых комплексонатов ОЭДФк и НТФк.

Блокирование роста кристалла кальцита
Блокирование роста кристалла кальцита
при встраивании в его поверхность
цинкового комплекса ОЭДФк
Образование пассивирующей плёнки на поверхности
Образование пассивирующей плёнки на поверхности
железа при воздействии цинкового комплекса ОЭДФк

Комплексонатная технология противонакипной и противокоррозионной обработки воды

Сущность технологии — введение в воду, используемую для питания теплотехнических систем, небольших количеств (1…10 г/м3) ингибиторов накипеобразования и коррозии, изготовленных на основе комплексонатов.

Применение — для стабилизационной обработки воды в теплотехнических системах: тепловых сетях; паровых котлах; бойлерах; системах горячего водоснабжения; системах циркуляционного охлаждения.

Технологическая схема предусматривает установку на подводящем трубопроводе исходной сырой воды, на котором смонтировано дозирующее устройство («Иж-25»,«Комплексон», «Импульс» или «Ижик»), которое автоматически подает раствор ингибитора в количестве, пропорциональном количеству проходящей подпиточной воды.

Преимущества комплексонатной технологии

  • постоянное поддержание в чистоте поверхностей теплопередачи и трубопроводов;
  • предотвращение или значительное снижение скорости коррозии металлических частей теплотехнического оборудования;
  • возможность очистки теплотехнических систем от застарелых отложений продуктов накипеобразования и коррозии «на ходу», в процессе эксплуатации;
  • исключение расходов на химическую и механическую очистку оборудования;
  • полная совместимость и возможность одновременного применения с традиционными методами противонакипной обработки воды;
  • минимальное количество сточных вод;
  • компактность дозирующего оборудования и расходных материалов;
  • существенное снижение расходов на энергоносители;
  • снижение себестоимости и повышение качества оказываемых услуг;
  • увеличение ресурса работы теплотехнического оборудования;
  • повышение рентабельности.

До очистки После очистки
Труба ГВС с отложениями накипи до (слева) и после (слева) очистки комплексонами

Комплексонная технология химической очистки оборудования

Для очистки теплотехнического оборудования от отложений продуктов накипеобразования и коррозии используются комплексоны (ОЭДФк, НТФк, лимонная кислота и др.), которые разрушают структуру накипи, образуя прочные, растворимые в воде комплексы с ионами жесткости. Отложения переходят в коллоидный раствор или взвесь, легко удаляемую циркулирующей водой. С помощью дозирующего устройства, установленного на трубопроводе подпитки,в промывочном растворе поддерживается концентрация реагента 50…1000 г/м3. Комплексонная химическая очисткаможет проводиться как в предпусковом, так и в эксплуатационном режиме.

 

  Сравнительные технико-экономические характеристики

В таблице приводится сравнение затрат на обработку воды (расход 5 м3/час) для котельной в течение одного отопительного сезона методами реагентной обработки воды и умягчения катионитными фильтрами.

Статьи затрат Ед. изм. Цена, грн. за ед. Изм. Комплексонатная технология Ионообменная технология



Кол-во Сумма Кол-во Сумма
Материалы





Реагент кг 400,00 264 105 600,00 - -
Соль поваренная кг 4,00 - - 29 200 116 800,00
Вода м3 20,00 1320 26 400,00 10 950 219 000,00
Энергия




 
Тепловая ГКал 1 000,00 - - 220 220 000,00
Электрическая кВт·ч 1,72 - - 18 250 31 390,00
Сточные воды м3 15,00 1320 19 800,00 10 950 164 250,00
Зарплата операторов в год за 1 ст. 60 000,00 0,5 30 000,00 4 240 000,00
Начисления на з/п %   26,20% 7 860,00 26,2 62 880,00
Химочистка котла   150 000,00 - - 1 150 000,00
И Т О Г О :  189 660,00 1 204 320,00

Экономический эффект от замены ионообменной (сульфоугольной, катионитной) водоподготовки на комплексонатную составляет 1014660 грн. за один отопительный сезон.

Дозирующее устройство «Комплексон»

Назначение — для дозирования жидких реагентов (ингибиторов накипеобразования и коррозии, реагентов для химического обескислороживания, комплексонов для химической очистки оборудования и проч.) в подпиточную воду в водогрейных котельных мощностью до 50 ГКал/час и циркуляционных системах охлаждения.

Дозирующее устройство «Комплексон»Дозирование реагента —пропорционально расходу воды с грубой регулировкой пропорции дозирования.

Номинальный расход воды — до 20 м3/час.

Материал — высококачественная нержавеющая сталь аустенитного класса.

Преимущества:

  • простота конструкции, монтажа и наладки;
  • исключительная надёжность и долговечность;
  • удобство в эксплуатации;
  • отсутствие движущихся частей;
  • обеспечение достаточной точности дозирования реагента.

Монтаж, наладка и эксплуатация дозатора «Комплексон» не требует специальных познаний и при наличии подробной и исчерпывающей технологической документации легко осваивается эксплуатационным персоналом средней квалификации.

Технические характеристики дозирующих устройств «Комплексон»

Наименование характеристик Значение
Условный проход, мм 25, 32, 50, 80, 100 или 150
Рабочее давление, МПа (кгс/см2), не более 0,6 (6)
Объём заправки реагента, л 2 или 5
Габаритные размеры, мм, не более:
Длина строительная
Ширина
Высота

100
120
460 или 760
Масса (без реагента), кг, не более 8
Комплексон


Монтаж устройства «Иж-25М» в паровой котельной ОАО «УралАТИ»

Дозирующее устройство «Иж-25М»

Назначение — для дозирования жидких реагентов (ингибиторов накипеобразования и коррозии, реагентов для химического обескислороживания, комплексонов для химической очистки оборудования и проч.) в поток воды, например, в паровых котельных, ТЭЦ, в системах горячего водоснабжения.

Дозирование реагента — пропорционально расходу воды с плавной регулировкой пропорции дозирования.

Номинальный расход воды — от 2 м3/час до 2000 м3/час.

Материалы: контейнер устройства «Иж-25М» покрыт слоем химически стойкой резины, все остальные детали и узлы устройства, контактирующие с жидким реагентом, изготавливаются из нержавеющей стали.

Преимущества:

  • простота конструкции;
  • удобство в эксплуатации;
  • надежность и долговечность;
  • отсутствие движущихся частей;
  • обеспечение требуемой точности дозирования реагента.

Технические характеристики устройства дозирования реагентов «Иж-25М»

Наименование характеристик Значение
Условный проход трубопровода, мм 50 и более
Рабочее давление, МПа (кгс/см2), не более 0,6 (6)
Пропорция дозирования (по объему),% 0 … 1
Объём заправки реагента, л 50
Габаритные размеры, мм, не более:Контейнера для реагента:
Длина и ширина
Высота
Узла отбора:
Диаметр
Длина

320
1200

120
175
Масса (без реагента), кг, не более 40

Грязевики-шламоотделители «ИХЛ ГШЦ-М»

В процессе обработки воды ингибиторами накипеобразования и коррозии, а также при химической очистке в воде тепловых сетей и водогрейных котлов образуются механические примеси в виде взвеси и шлама, которые необходимо удалять для обеспечения нормальной работы котлов и котельно-вспомогательного оборудования. Для этого целесообразно использование грязевиков-шламоотделителей центробежных с многозаходной турбиной «ИХЛ ГШЦ-М». В соответствии с п. 10.20, 10.21 СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» грязевики следует устанавливать перед насосами и перед регуляторами давления в узлах рассечки.

Устройство обводных трубопроводов вокруг грязевиков не допускается.

Преимущества грязевиков-шламоотделителей «ИХЛ ГШЦ-М»:

  • эффективная очистка воды от частиц размером от 30 мкм, благодаря сочетанию в конструкции принципов центробежной очистки, механического фильтрования и отстаивания;
  • отсутствие движущихся частей и высокая надёжность;
  • компактность;
  • исключительная простота в эксплуатации.

Технические характеристики грязевиков-шламоотделителей «ИХЛ ГШЦ-М»

Наименование характеристик Значение для моделей изделия ИХЛ ГШЦ-М

-50М -100М -150М -200М -250М -300М
Условный проход трубопровода, мм 50 100 150 200 250 300
Рабочее давление, Мпа (кгс/см2), не более 1,0* (10)*
Испытательное давление, Мпа (кгс/см2) 1,6* (16)*
Габаритные размеры, мм, не более:
Длина
Ширина
Высота

650
320
1500

850
320
1500

1250
320
1500

1650
320
1500

2100
400
1500
2500
400
1500
Масса (без воды), кг, не более 60 70 90 130 220 450

* По специальному заказу могут быть изготовлены грязевики-шламоотделители на другое рабочее давление и с нестандартными присоединительными размерами.

Индикаторы коррозии тепловых сетей «ИХЛ ИК»

Индикаторы коррозии тепловых сетей «ИХЛ ИК»Назначение — контроль скорости внутренней коррозии водяных тепловых сетей. В соответствии со СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» индикаторы коррозии подлежат установке на подающих и обратных трубопроводах водяных тепловых сетей на выводах с источника теплоты и в наиболее характерных местах.

Индикаторы коррозии «ИХЛ ИК-30» выпускаются в соответствии с руководящим документом РД 153-34.1-17.465-00 «Методические указания по оценке интенсивности процессов внутренней Индикаторы коррозии тепловых сетей «ИХЛ ИК»коррозии в тепловых сетях» и позволяют контролировать характер и скорость коррозионного процесса в начале и в конце отопительного сезона, а также в промежуточные моменты при условии устройства обводных линий или снятия давления с трубопровода.

Индикаторы коррозии «ИХЛ ИК-31» представляют собой доработанную конструкцию. Они выпускаются в соответствии с конструкторской документацией ИХЛ ИК31.00.000, не противоречащей РД 153 34.1-17.465-00. Их преимущество в том, что они имеют отсечные краны (задвижки) на соединении с трубопроводом, что позволяет определять характер и скорость коррозионного процесса в любое время в течение отопительного сезона, без снятия давления в трубопроводе.

 

Технические характеристики индикаторов коррозии «ИХЛ ИК»

Наименование характеристик Значение

ИХЛ ИК-30 ИХЛ ИК-31
Условный проход трубопровода, мм от 80 и более от 50 до 320*
Рабочее давление, МПа (кгс/см2), не более 1,0 (10)*
Габаритные размеры, мм, не более:
Длина
Ширина
Высота
200
200
280
550
160
420
Масса (сухая), кг, не более 12 12

* По специальному заказу могут быть изготовлены индикаторы коррозии на другое рабочее давление и на иные диаметры трубопроводов.