Как делать анализ воды на жесткость в котельной

Обновлено: 06.07.2024

2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ, РЕАКТИВЫ

Допускается применение других средств измерения с метрологическими характеристиками и оборудования с техническими характеристиками не хуже, а также реактивов по качеству не ниже указанных в настоящем документе.

Измененная редакция. Изм. № 1.

3. ПОДГОТОВКА ПРОБЫ

В чистую коническую колбу вместимостью 300 - 350 см 3 отбирают мерным цилиндром или пипеткой определенный объем анализируемой воды, доливают до 100 см 3 очищенной водой, приливают 5 см 3 аммиачной смеси и 5 см 3 раствора сернистого натрия или диэтилдитиокарбамината натрия. Если анализируемая вода содержит ионы меди, цинка или железа, то раствор окрашивается в темный цвет и появляется муть или осадок. В этом случае пробу фильтруют через баззольный фильтр "белая лента", собирая фильтрат в чистую коническою колбу такой же вместимости (300 - 350 см 3 ), фильтр, после пропуска всего объема жидкости, один раз промывают очищенной водой, собирая промывные воды в ту же колбу.

В фильтрат или в жидкость до фильтрования, если добавление сернистого натрия или диэтилдитиокарбамината натрия не вызвало помутнения и образования окраски, вводят несколько капель раствора индикатора.

4. ОБЪЕМНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ
(метод пригоден для вод,
жесткость которых выше 5 мкг-экв/дм 3 )

4.1. Сущность метода состоит в связывании ионов кальция и магния в срочные этилендиаминотетраацетатные комплексы, при этом окраска, образованная свободными ионами кальция и магния с индикатором, претерпевает резкое изменение (от вино-красной к сине-фиолетовой). Метод применим для вод, имеющих жесткость не ниже 5 мкг-экв/дм 3 .

4.2. Приготовление рабочих
растворов

4.2.1. Раствор динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилона Б) готовят из фиксанала или растворяет 18,613 г этой соли в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1 дм 3 . После полного растворения объемы жидкости доводят дистиллированной водой до метки и хорошо перемешивают. Приготовленный раствор вполне устойчив, его хранят в склянке, соединенной с бюреткой. Если раствор приготовлен из навески, то необходимо установить его титр по раствору хлористого магния, приготовленного по п. 4.2.5. Для определения титра трилона отбирают пипеткой несколько порций приготовленного раствора магния; 5,0; 10,0 см 3 в конические колбы в каждую порцию доливают дистиллированную воду примерно до 100 см 3 , приливают по 3,0 см 3 раствора аммиака с массовой долей 10 %, вводят индикатор (3 - 5 капель) и титруют приготовленным раствором трилона, молярность которого вычисляют по формуле


где МТР - молярность приготовленного раствора трилона;

АТР - расход раствора Трилона на титрование, см 3 ;

АМ - объем магнезиального раствора, взятый для титрования, см 3 ;

2 - пересчет нормальности в молярность.

Из полученных величин составляют среднее арифметическое, если максимальное расхождение между параллельными пробами не превышает 1 %. Для приготовления разбавленного, 0,005 м раствора, отбирают 5: МТР см 3 0,05 м раствора в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 и доливают до метки дистиллированной водой, раствор перемешивают. Раствор устойчив, его хранят в склянке, соединенной обычным способом с бюреткой или микробюреткой.

Измененная редакция. Изм. № 1.

4.2.2. Аммиачная смесь. Смешивает 100 см 3 раствора аммиака с массовой долей 20 % со 100 см 3 раствора хлористого аммония с массовой долей 20 %, после чего объем смеси доводят до 1 дм 3 дистиллированной водой, раствор перемешивают. Аммиачную смесь следует хранить в хорош закупоривающейся полиэтиленовой посуде; смесь устойчива. Приготовленная из реактивов квалификации "химически чистые", аммиачная смесь не должна иметь жесткость выше 40 мкг-экв/л. Следовательно, при вводе в титруемую жидкость 5 см 3 аммиачной смеси жесткость анализируемой воды (при ее объеме 100 см 3 ) увеличивается на 2 мкг-экв/л. При анализе вод, обладающих весьма малыми величинами жесткости целесообразно введение поправки "на аммиачную смесь". Для определения величины этой поправки составляют две пробы, содержащие по 100 см 3 очищенной воды и различные количества аммиачной смеси, например, 5 и 10 см 3 . Тщательно протитровав обе пробы 0,005 м раствором трилона из микробюретки, вычисляют величину поправки.

Измененная редакция. Изм. № 1.

4.2.3. Растворы индикаторов:

1) растворяют 0,5 г эриохром черного Т в 20 см 3 аммиачной смеси и доводит до 100 см 3 этиловым спиртом. Индикатор пригоден в течение недели;

2) растворяют 0,5 г кислотного хром синего К ила такое же количество кислотного хрома темно-синего в 20 см 3 аммиачной смеси и доливают до 100 см 3 дистиллированной водой. Индикаторы пригодны в течение месяца.

Хранить растворы всех индикаторов следует в хорошо закрывающиеся сосудах, а для текущего пользования применять капельницы с резиновыми колпачками.

4.2.4. Раствор сульфида натрия или диэтилдитиокарбаната натрия с массовой долей 2 %. Растворяют 2 г одной из солей в 98 см 3 дистиллированной воды. Растворы пригодны в течение месяца, хранить их следует в сосудах с хорошо пригнанными пробками.

Измененная редакция. Изм. № 1.

4.2.5. Раствор хлористого магния концентрации с (½ MgCl2) = 0,1 моль/дм 3 . Химически чистую окись магния прокаливают при 750 - 800 °С в течение 1 - 1,5 часов, охлаждают в эксикаторе над прокаленной окисью кальция и берут навеску 2,016 г, помещая ее в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 . Затем вливают в колбу 20 см 3 концентрированной соляной кислоты, в которой окись магния полностью растворяется. Объем в колбе доливают до метки дистиллированной водой и хорошо перемешивают раствор. Полученный раствор хлористого магния устойчив, его хранят в склянке с хорошо закрывающейся пробкой.

Измененная редакция. Изм. № 1.

4.2.6. Раствор аммиака с массовой долей 10 %. Разбавляет 450 см 3 раствора аммиака с массовой долей 25 % очищенной водой до 1 дм 3 . Если 25 %-ный раствор, хранившийся в стеклянном сосуде, имеет осадок, то перед разбавлением его следует профильтровать через быстрофильтрующий бумажный беззольный фильтр "белая лента". Раствор хранят в плотно закрытом полиэтиленовом сосуде. Срок хранения не ограничен.

Измененная редакция. Изм. № 1.

4.3. Проведение анализа

Подготовленную по п. 3 пробу титруют 0,05 м или 0,005 м раствором трилона Б до изменения цвета жидкости из винно-красного в сине-фиолетовый. Титрование ведут медленно при перемешивании жидкости. Измеряя объем израсходованного раствора трилона Б, вычисляют значение жесткости анализируемой воды.

4.4. Обработка результатов
анализа

Значение жесткости воды (Н) в миллиграмм-эквивалентах на дециметр кубический вычисляют по формуле


где а - расход титранта, см 3 ;

М - молярность раствора титранта; г-моль/дм 3 ;

V - объем воды, взятый для анализа, см 3 ;

1000 - пересчет к 1 дм 3 ;

2 - пересчет к эквивалентной концентрации.

Допустимые погрешности результатов определения жесткости с доверительной вероятность Р = 0,95 указаны в табл.1.

Качество воды для котлов

В теплоэнергетике большое внимание уделяется вопросам водоочистки и водоподготовки. Качество воды в котлах имеет важное значение - от него зависит эффективность использования оборудования. Одной из важнейших задач на этапе проектирования котловой системы является точное определение химического состава и физических свойств жидкого теплоносителя.

Использование неподготовленной жидкости - не отвечающей требованиям по качеству воды для котлов - может привести к потерям мощности, а при длительной эксплуатации к неисправностям и аварийности котельной установки. Требования к теплоносителю устанавливаются действующими нормативными документами и производителями оборудования. Для каждой из его разновидностей утверждаются определенные параметры, обеспечивающие оптимальный режим работы системы.

Определение нормы качества воды котлов и ее влияние на котлы

Режимы работы теплоэнергетических установок подбираются таким образом, чтобы добиться их максимальной эффективности. В таких условиях требования к качеству используемой в котлах воды существенно возрастают, и на предприятиях организуется постоянный контроль ее химического состава по следующим показателям:

  • Прозрачность, щелочность и жесткость.
  • Содержание хлоридов, фосфатов, нитратов, соединений железа, других солей и сухого остатка.
  • Концентрация аммиака, свободной углекислоты и растворенного кислорода.
  • Показатели кислотно-щелочного баланса pH.

Исследования параметров качества питательной и подпиточной воды котлов проводятся специализированными лабораториями с использованием методик, утвержденных действующим РТМ. Анализы жидкости выполняются на основании ГОСТ 2761 с выдачей письменного заключения. Несоблюдение установленного водно-химического режима приводит к образованию на внутренних поверхностях котла и трубопроводов:

  1. Твердых нерастворимых отложений из-за наличия в теплоносителе механических примесей: ила, песка, окалины, соединений марганца и железа.
  2. Накипи. Образуется в результате снижения растворимости солей магния и кальция при нагревании воды до температуры свыше +130 °C.
  3. Коррозия. Повышенная электрохимическая активность воды вызывает разрушение пассивирующей пленки, что приводит к окислению металла и постепенному разрушению.

Отложения в теплообменниках и трубопроводах, появляющиеся из-за того, что не соблюдены требования качества воды для котлов, уменьшают их эффективное сечение и ухудшают процессы теплоотдачи. Происходит локальный перегрев оборудования, накопление усталостных изменений металла и его растрескивание. Деструктивные процессы усугубляются образованием накипи и очагов глубокой коррозии, что приводит к отказам и авариям котельных установок. Возрастают затраты на обслуживание и ремонт системы теплоснабжения.

Вода для котельных установок: основные разновидности

Основными источниками водоснабжения для теплоэнергетики являются открытые водоемы, а также скважины: артезианские и грунтовые. Вода, используемая для обеспечения работы котлоустановок и систем отопления, классифицируется согласно СП 89.13330.2012:

  1. Сырая. Водный раствор, подаваемый непосредственно из источника водополучения без предварительной подготовки.
  2. Питательная. Прошедшая водоочистку и обработку и поступающая на вход в котельную установку: по химическому составу должна соответствовать действующим нормативам.
  3. Добавочная. Очищенный водный запас, предназначенный для возмещения потерь после продувки котла, при утечках воды и пара из системы.
  4. Подпиточная. Используется для компенсации протечек воды из водопроводов и потребляющего оборудования.
  5. Котловая. Теплоноситель, непосредственно циркулирующий в котловой установке.
  6. Прямая и обратная сетевая. Жидкость, поступающая из напорной трубы и находящаяся в отрезке трубосетей от потребителя до котельной.

Чтобы выполнить требования к качеству воды в котлах, нужно провести исследование её состава. Анализ воды из открытых и подземных источников производится аккредитованной лабораторией в разные периоды года. В зимний, летний и осенне-весенний сезон качество и состав жидкости могут существенно различаться.

Качество питательной воды для котлов: основные требования и нормативная документация

Вопросы безопасности теплоэнергетических сетей в нашей стране регулируются на законодательном уровне. В частности, параметры качества очищенной воды для котловых установок устанавливаются Федеральными нормами и правилами, утвержденными приказом ФСЭТАН (Ростехнадзора) № 116 от 25.03.2014 г.

Нормы качества воды для котлов - основные показатели жидких теплоносителей - определяются нормативными документами:

  1. СанПиН 2.1.4. 2552. Вода для возмещения потерь из открытых сетей тепло- и водоснабжения.
  2. ГОСТ 20995. Питательная вода, а также используемая для снижения температуры перегретого пара методов впрыскивания.
  3. СНиП II-35-76. Вода питательная для котлоустановок паровых с рабочим давлением до 0,017 МПа и естественным типом циркуляции.

Требования к теплоносителям-жидкостям, применяемым в жаротрубных и водогрейных установках, устанавливаются заводами-изготовителями оборудования. Такие нормативы обычно указываются в руководстве по эксплуатации или в техническом паспорте. При необходимости эти данные следует запросить у компании-производителя.

Показатели качества воды для котлов

Химический состав и физические свойства теплоносителя определяются, исходя из особенностей эксплуатации теплоэнергетического оборудования. Требования к качеству жидкости по прозрачности, жесткости и концентрации растворенного кислорода устанавливаются для каждой из разновидностей котлов котловой станции:

  • Паровые (газотрубные).
  • Водогрейные.
  • Водотрубные (в том числе и бойлеры).
  • Котлоустановки высокого и низкого давления.

Точное соблюдение водно-химического режима обеспечивает бесперебойное функционирование теплоэнергетического оборудования с максимальной эффективностью. Контроль качества теплоносителя проводится периодически - это предписано требованиями технической и технологической документации.

Котлы паровые - водный режим качества воды

Для обеспечения работы котельных установок данного типа используются разные виды топлив, в том числе и жидкие. Вода питательная для паровых котловых установок должна иметь такие характеристики:

  • Номинальная прозрачность (определяется по размеру текста лабораторным способом): не менее 40 см.
  • Жесткость воды: до 30 мкг∙экв/кг.
  • Предельное содержание кислорода: 50 мкг/кг.

Последний параметр регламентируется для котлоустановок, способных производить не менее 2 000 кг перегретого пара в час. При этом для установок с экономайзером, изготовленном из чугуна или вовсе его не имеющего, допустимая концентрация кислорода устанавливается по верхнему пределу.

Водогрейные - нормы качества воды котлов

Параметры воды для оборудования горячего водоснабжения устанавливаются раздельно для систем открытого и закрытого типов. Они регламентируются для разных рабочих температур в диапазоне от 115 до 200°C и для них установлены такие параметры:

  • Прозрачность: 40 см.
  • Показатель pH: до 8,5.
  • Содержание иных веществ: растворенного кислорода - до 50 мкг/кг; солей железа - до 500 мкг/кг;
  • нефтепродуктов - до 1,0 мг/кг.

Какие предъявляются требования к качеству воды для промышленных котлов? В сетях теплоснабжения закрытого типа возможно использование воды с минимальным уровнем pH в 7,0 и максимальным - до 11,0. Если же водогрейная котлоустановка функционирует одновременно с бойлером, у которого латунный теплообменник, данный параметр должен быть не более - 9,5.

В теплоносителе для котельных установок водогрейного типа согласно действующим нормативам не должно быть свободной углекислоты. После ремонта и при включении оборудования после долгого простоя допускается отклонение от указанных параметров на срок не более 28 дней.

Водотрубные котлы - качество воды

Теплоэнергетические установки данного типа работают на мазуте, угле или природном газе. В водотрубных котлах, рассчитанных на давление до 4,0 МПа, используют теплоносители со следующими параметрами:

  • Показатель прозрачности: 40 см.
  • Общее содержание: железа и меди - 50 мг/дм3 и 10 мг/дм 3 ; кислорода - до 100 мг/кг.
  • Количество нефтепродуктов: до 5 мг/кг.

Уровень pH для прямого и обратного сетевого теплоносителя, используемого в водогрейных котельных установках, составляет 8,5-10,5. В некоторых случаях при наличии надлежащего обоснования допускается его уменьшение до 7,0 единиц.

Нормы качества воды для прямоточных котлов

Для таких энергоустановок устанавливаются наиболее жесткие требования к качественным характеристикам применяемой воды. Основные физико-химические параметры теплоносителя:

  • Жесткость: до 1 мкг∙экв/дм 3 .
  • Электропроводимость: 0,3 мкОм/см.
  • Содержание: натрия - 5 мкг/кг; кремниевой кислоты - 1 5 мкг/кг; железа - 10 мкг/кг; кислорода - до 400 мкг/дм 3 ; меди - 5 мкг/дм 3 ; нефтепродуктов - 0,1 мг/дм 3 .

На электростанциях, укомплектованных прямоточными котельными установками с проектным давлением пара в 14 МПа, для поступающей из конденсатосборника воды допускается незначительное увеличение концентрации железа до предельного показателя 20 мкг/ дм 3 .

Качество воды для котлов высокого и низкого давления

Для парогазового оборудования, работающего вместе с высоконапорной котлоустановкой, в процессе водоподготовки достигаются исключительно высокие показатели теплоносителя. Сетевая вода для котлов, работающих под высоким давлением (до 14 МПа), должна иметь параметры:

  • Жесткость удельная: до 7 мкг∙экв/кг.
  • Содержание общего железа: не более 20 мкг/кг.
  • Концентрация растворенного кислорода: до 10 мкг/кг.
  • Солесодержание: до 200 мкг/кг.
  • Удельная электропроводность : до 1,5 мкОм/см.
  • Количество нефтепродуктов: не свыше 0,3 мг/кг.

Качество исходной воды для котлов не может превышать эти значения, указанные в стандартах. Для котлоустановок низкого давления (до 4 МПа) параметры качества теплоносителя менее жесткие по содержанию некоторых примесей. Также не регламентируется солесодержание, электропроводность и концентрация нефтепродуктов.

Уровень pH в подготовленной воде при температуре 25 °C и нормальном атмосферном давлении должен быть в пределах от 9,0 до 9,2. Для парогенераторов, работающих на природном газе (метане), допускается превышение нормативов по общему содержанию железа на 50% от указанных.

Влияние качества воды на котлы

Важно соблюдать нормы качества питательной воды и пара котлов. Высокое качество сетевой, питательной, подпиточной и котловой воды обеспечивает сохранение ресурса котельной установки и снижение затрат на ее содержание и обслуживание. Для каждой из разновидностей котлов: парового, водогрейного, водотрубного и прямоточного необходим теплоноситель с определенными показателями. Соответствие его установленным нормативным требованиям к качеству воды по эксплуатации котлов позволит добиться максимальной эффективности теплоэнергетического оборудования.

Качество воды в котельной

Продление срока службы оборудования и поддержание его бесперебойной работы - два основных вопроса, которые регулярно возникают у предприятий теплоэнергетической промышленности. На оба способна ответить грамотная и своевременная водоподготовка. Котельные обладают особыми стандартами подготовки воды, которые продиктованы спецификой котлов. Качество воды для котельной напрямую определяет общую эффективность комплекса нагревательного оборудования.

От чего зависит качество котельного оборудования

К физико-химическим характеристикам первичной воды относятся более десяти показателей. Многие из них ключевые для частных и многоквартирных домов. Например, мутность, наличие привкуса или запаха. Другие - для производственных предприятий, включая теплоэнергетические. Это содержание водорода (pH), кислотность, жесткость, щелочность и так далее. Наиболее важными показателями качества воды для котельных считаются:

  1. уровень образования накипи, зависящий от жесткости воды. Накипь - процесс образования твердых отложений на теплообменных поверхностях агрегата. Причина заключается в солях, содержащихся в исходном сырье. При кипячении или испарении они распадаются на углекислый газ и не подверженный растворению осадок. Если первый относительно безвреден, то второй накапливается и приводит к различным проблемам оборудования - снижение теплообменных свойств, необходимость регулярной прочистки, досрочный выход из строя.
  2. уровень коррозийности - еще один показатель качества воды в котельной, повышение которого связано с чрезмерной концентрацией газов в сырье. Если это кислород, то увеличивается нагрузка на металлические рабочие поверхности оборудования. На них образуется ржавчина, делающая конструкцию менее надежной. При низкой кислотности воды коррозийные процессы с большей скоростью распространяются на большинство поверхностей котлов.
  3. уровень содержания щелочи, влекущий образование пены. Совместное влияние этих факторов приводит к возникновению щелочного растрескивания агрегатов, снижая хрупкость составных деталей.

В случае повышенного загрязнения сырья различными примесями происходит забрасывание воды в паровую систему. Это влечет за собой загрязнение клапанов, засорение теплообменных поверхностей, а также блокировку конденсатоотводящих приспособлений. В состав любого комплекса водоочистки входят два датчика - входной и выходной. Разница в показателях между ними свидетельствует о качестве работы водоочистительной системы в котельной.

Показатели качества воды для котельных

Основным документом, регламентирующим значения показателей нормы качества воды для котельных установок, считается СНиП II-35-76. Описанная там информация устанавливает конкретные требования к качеству питательной воды для котельных.

Для жесткости применяется пятиуровневая градация концентрации солей:

  • очень мягкий - до 1,5 моль-экв/л;
  • мягкий - от 1,5 до 4,0 моль-экв /л;
  • средний - от 4,0 до 8,0 моль-экв /л;
  • жесткий - от 8,0 до 12,0 моль-экв /л;
  • очень жесткий - более 12 моль-экв /л.

Для индикации уровня кислотно-щелочного баланса - семиуровневая:

  • сильнокислый - меньше 3 pH;
  • кислый - от 3 до 5 pH;
  • слабокислый - от 5 до 6,5 pH;
  • нейтральный - от 6,5 до 7,5 pH;
  • слабощелочной - от 7,5 до 8,5 pH;
  • щелочной - от 8,5 до 9,5 pH;
  • сильнощелочной- больше 9,5 pH.

Более сложная градация у уровней содержания кислорода. Для каждой температуры представлено оптимальное значение содержания газа:

  • 0 градусов - 14,6 мг на дм 3 ;
  • 10 градусов - 11,3 мг на дм 3 ;
  • 20 градусов - 9,1 мг на дм 3 ;
  • 30 градусов - 7,5 мг на дм 3 ;
  • 40 градусов - 6,5 мг на дм 3 ;
  • 50 градусов - 5,6 мг на дм 3 ;
  • 60 градусов - 4,8 мг на дм 3 ;
  • 80 градусов - 2,9 мг на дм 3 ;
  • 100 градусов - 0,0 мг на дм 3 .

Допустимость применения уровней градации определяется исходя из технико-эксплуатационных характеристик конкретных моделей водонагревательного оборудования. Каждая котельная требует предварительного исследования качества исходной воды того источника, к которому она подключена. Совокупность этих факторов напрямую влияет на состав и мощность водоподготовительного оборудования. Контроль качества воды для котельных осуществляется специальной бригадой на предприятии.

Требования к качеству воды для котельных

Существуют котлы трех типов - паровые, водогрейные, а также пароводогрейные, сочетающие в себе функциональные особенности двух первых. Несмотря на кажущееся разнообразие, все перечисленные типы котлов обладают стандартизированными требованиями к качеству питательной и котловой воды. Качество воды для котельной описано в приложении №3 к Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности, которые были приняты 25 марта 2014 года.

Основной показатель котлового оборудования для градации норм - рабочее давление. Чем оно выше, тем строже требования к качеству котельной воды. Давление колеблется от 0,9 до 4 мегапаскалей в зависимости от сферы применения котла. Например, для частного одноэтажного дома - от 1,5 до 2 МПа. Также существует градация требований в зависимости от применяемого топлива, но степень ее влияния менее значительная.

Как довести основные показатели качества котельной воды до нормы

Для поддержания необходимого качества питательной воды для котельных используются различные технические средства и методики. На некоторых котельных встречаются случаи, когда происходит добавление химических препаратов непосредственно в котел. Это допустимый, но наименее эффективный способ водоподготовки, что объясняется несколькими причинами. Например, сложностью в контроле за балансом солесодержания.

Поэтому лучше осуществлять этап водоподготовки для котельных до момента поступления сырья в нагревательный агрегат. Для этого используются системы фильтрации, которые состоят из одного или нескольких модулей:

    + аэрация - провоцирует реакцию, при которой железо окисляется на аэрационной колонне и выпадает в осадок на фильтре-обезжелезивателе;
  1. Фильтр ионного обмена (умягчения) непрерывного действия - содержит в себе насыщенные ионами смолы. Вступая в реакцию с жидкостью, они заменяют жесткие соли магния на безопасные соли натрия. Это приводит к изменению структуры воды, делая ее более пригодной для использования; - избавляет от большинства растворенных в воде примесей. Работает на основе мембраны, которая пропускает воду в систему, но задерживает все более крупные частицы.

Также в рамках ионообменной фильтрации осуществляются процедуры обесщелачивания и деминерализации. Первая позволяет избавиться от чрезмерных щелочей в воде. Вторая - убирает из большинства солесодержащих соединений. Для обеих операций применяются смолы.

Достижение качества воды на котельной с помощью оборудования Diasel Engineering

Для разработки водоподготовительной системы используется анализ качества воды для котельной. Если в котле используется вода, не прошедшая специальную подготовку, это приведет к возникновению необходимости его систематической очистки. Наем специалистов и покупка чистящих средств потребуют дополнительных денежных затрат. Если они будут проигнорированы, то оборудование попросту быстро выйдет из строя и потребует замены.

Для предприятий и домохозяйств целесообразнее потратиться один раз, обратившись к профессионалам. Например, к специалистам нашей компании, специализирующейся на подборе и установке систем водоочистки. Наше оборудование гарантированно подготовит воду по требованиям на котельных. Просто позвоните нам по телефону или напишите на электронную почту, которые Вы можете найти в Контактной информации.

Тема: ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА КОТЛОВОЙ ВОДЫ

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.

Щёлочность

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 (ЩСВОБ), а при титровании с метиловым оранжевым — общая щелочность (ЩОБЩ). Величина ЩОБЩ условно характеризует суммарное содержание в воде бикарбонатов, карбонатов, гидратов, 2/3 ортофосфатов и гуматов, в то время как ЩСВОБ — 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

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:

ЖОБЩ =V × 0,5

Пример.

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

ЖОБЩ = V × 0,5 = 3,5× 0,5 = 1,75°Ж

Хлориды

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.

Таблица 3.3

Пример 1.

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

Пример 2.

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.

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:

Пример 3.

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.

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:

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.

Читайте также: