Как заполнить водогрейный котел водой

Обновлено: 01.05.2024

Особенности водоподготовки паровых и водогрейных котельных. Часть 2

При работе парового котла непрерывно накапливаются солесодержащие вещества, вследствие упаривания воды. Так как в паре соли не присутствуют, то все они остаются в котловой воде. Солесодержание может достигнуть критического значения, когда происходит вспенивание воды и резкое снижение качества пара. Но при этом, в процессе роста рабочего давления котла значительно снижается величина порогового солесодержания. Поэтому для котлов с высокими рабочими давлениями необходима чрезвычайно тонкая очистка подпиточной воды, и для контроля вводятся 2 дополнительных параметра:

  1. Электропроводность воды, для оценки общей минерализации воды;
  2. Содержание некоторых видов солей.

Для примера помещена таблица предельных параметров качества подпиточной и котловой воды для паровых котлов по Приложению № 3 «Правил промышленной безопасности производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».

Есть определённые нормативы качества питательной воды для котлов с системой естественной и многократной принудительной циркуляции с паропроизводительностью в пределах 0,7 т/час для высоконапорных котлов парогазовых установок:

Особенности водоподготовки паровых и водогрейных котельных. Часть 2

На входе системы помещается механический фильтр для промывки водной среды обратным током. Фильтр отсеивает механические примеси. Для снижения содержания в воде железа и марганца устанавливается система обезжелезивания. Уровень содержания железа и жесткости воды производится специальным аналитическим прибором.

Дозирующая станция по сигналу водосчётчиков осуществляет подачу окислителя пропорционально величине потока воды. Продукты окисления железа и марганца собираются в осадочном фильтре. Дозирующей станцией могут подаваться реагенты различного назначения: кислородосвязующие вещества с катализаторами, стабилизаторы остаточной жесткости, корректоры pH, поэтому такие устройства используются на разных стадиях процесса водоподготовки.

Для решения проблемы солесодержания котловой воды для установок небольшой производительности или при достаточно больших объёмах возвращаемого конденсата вода смягчается методом натрий-катионирования через специальную установку.

Существенными недостатками при этом является появление большого объёма экологически вредных отходов, требующих спецразрешений на утилизацию, а также дорогих реагентов.

Примерная структура системы водоподготовки для парового котла

Особенности водоподготовки паровых и водогрейных котельных. Часть 2

В котельных с высоким рабочим давлением пара и повышенным использованием подпиточной «вспомогательной» воды с высокой степенью очистки и деминерализации применяются установки обратного осмоса, позволяющие получить воду практически любой чистоты.

Такое оборудование применяют в парогазовых энергетических установках, котлах сверхкритического давления и т.п. При этом необходимо наличие вспомогательной безнапорной емкости и питательной насосной станции.

Для получения водной среды с заданными характеристиками используют мембраны с различной пропускной способностью. После установки обратного осмоса производится корректировка параметров воды до необходимых уровней в отношении pH, солесодержания и содержания растворенных газов. Дозированные добавки кислородосвязующих веществ и ингибиторов коррозии решают ситуацию только в установках относительно небольших размеров и производительности.

По мере возрастания рабочего давления котла ужесточаются требования к содержанию в воде растворенного кислорода. В таких случаях применяются установки термической дегазации или деаэрации атмосферного или вакуумного типа. Остаточная концентрация газов в воде после таких мер практически ничтожна. После окончательной корректировки химсостава и pH воды путем дозирования реагентов, процесс водоподготовки для паровых котлов можно считать законченным.

Особенности водоподготовки водогрейных котлов

Для обеспечения большого ресурса и безаварийной работы водогрейных котлов при разработке и проектировании котельного оборудования, кроме технических характеристик оборудования, необходимо также иметь отчетливое представление о следующих параметрах воды источника питания котельной:

  • жесткость,
  • содержание железа,
  • присутствие нефтепродуктов,
  • уровень растворенного кислорода,
  • уровень pH.

Система водоподготовки котла обеспечивает изменение исходных параметров до необходимых показателей, оговариваемых Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности. В качестве примера приводится таблица из Приложения №3 «Правил промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».

Нормативы качества подпиточной и сетевой воды для водогрейных котлов (за исключением установленных на тепловых станциях и тепловых электростанциях):

Особенности водоподготовки паровых и водогрейных котельных. Часть 2

Примерная структура системы водоподготовки для водогрейного котла

Особенности водоподготовки паровых и водогрейных котельных. Часть 2

Следующая стадия – умягчение воды методом натрий-катионирования, в зависимости от режима работы котельной, установкой непрерывного или периодического действия.

Поскольку в водогрейных системах как правило нет необходимости в очень высокой степени очистки воды, установки обратного осмоса не применяются. Системы умягчения воды позволяют довести параметры воды до любого необходимого уровня, достаточно пропускать воду через такие установки несколько раз. В этой же системе наблюдается и самая высокая скорость водоподготовки. Дозирующие устройства на конечном этапе обеспечивают нужные значения параметров pH, солесодержание и содержание растворенного кислорода в воде. Реагенты обеспечивают подщелачивание воды, связывание остаточного кислорода и нужную жесткость.

Применение датчиков в системах водоподготовки. Рекомендации

Следует отметить, что стандартной схемы водоподготовки не существует, так как требования заказчика индивидуальны и рассчитаны на определенные условия эксплуатации, индивидуальны местные условия эксплуатации, режимы и сезонность работы котельной, свойства исходной воды. Всё это делает очень широким выбор используемого дополнительного оборудования систем водоподготовки: оборудования для аэрации и дегазации воды, накопительных ёмкостей и насосных станций, статических смесителей, дозаторов специальных реагентов (ингибиторов, коагулянтов т.п.), различных фильтров и установок обратного осмоса. Поэтому здесь не рассматриваются многочисленные датчики чисто технологического предназначения – датчики уровня, температуры, расходомеры и другие, обеспечивающие работу этого оборудования. Описаны только датчики «аналитического» направления, позволяющие определять параметры котловой и питательной воды котельной установки.

Датчики компании NIVELCO позволяют в непрерывном режиме контролировать важнейшие параметры: уровень кислотности pH, содержание растворенного в воде кислорода, электропроводимость воды на любой стадии водоподготовки. Наиболее общие характеристики датчиков:

Пуск в работу паровых и водогрейных котлов. Остановка работы котлов. Обслуживание котлов во время работы. Содержание котельных установок , страница 12

В случае усиления гидроударов необходимо приостановить включение котла вплоть до полного закрытия ГПЗ, пока гидроудары не успокоятся.

3.7 Окончание пуска.

Время включения котла в паровую магистраль фиксируется записью в сменном журнале котельной.

Для полного окончания пуска необходимо выполнить еще три операции:

· Закрыть сгонную линию экономайзера (обводной газоход) и перевести котел на нормальный режим питания водой.

· Закрыть продувку пароперегревателя.

· Включить автоматику регулирования режима работы котла (после достижения нагрузки по расходу пара не менее 40 % номинальной величины).

4. Особенности подготовки и пуска водогрейного котла.

Водогрейный котел имеет ряд технологических отличий от парового котла:

· Работа при непосредственном включении в замкнутую тепловую сеть в качестве неотъемлемого звена.

· Прямоточное движение воды через котел, а значит отсутствие в котле парового (воздушного) пространства.

· Однофазная среда ввиду отсутствия парообразования.

Эти особенности уменьшают количество и степень возможных опасностей при пуске котла, упрощают процесс пуска, но требуют несколько других действий (по сравнению с пуском парового котла) при выполнении некоторых операций.

4.1 Подготовка к пуску.

1). Осмотр и проверка работоспособности котельного оборудования производятся в точности как при подготовке парового котла, только вместо питательной насосной установки готовятся к работе сетевые насосы, подпиточные насосы и насосная установка рециркуляции (при ее наличии).

2). Заполнение водой.

До начала пуска водой должен быть заполнен не только котел, но и система теплоснабжения (тепловая сеть), на которую он будет работать. Если тепловая сеть не была заполнена ранее, она заполняется совместно с котлом подпиточной водой посредством включения подпиточного насоса.

Предварительно в верхних точках котла и тепловой сети открываются воздушные вентили для вытеснения воздуха. Заполнение ведется до полного вытеснения воздуха из всей системы: из каждого воздушника должна выходить устойчивая струя воды без воздушных пузырей, после чего воздушник закрывается.

Заполнение системы теплоснабжения контролируется персоналом тепловых сетей, заполнение котла – персоналом котельной. Между всеми участниками заполнения должна быть налажена надежная оперативная связь. В котельной можно приблизительно контролировать заполнение теплосети по показаниям манометра на обратном трубопроводе сетевой воды.. Для каждой заполняемой системы – свое гидростатическое давление. Оно зависит от высоты расположения самой верхней точки заполняемой системы (рельефа местности, этажности зданий).

После получения информации от всех наблюдателей о закрытии воздушников подпиточный насос выключается и ведется наблюдение за показаниями манометра на обратном трубопроводе сетевой воды в котельной в течении 20 – 30 минут.

Система считается заполненной, если не наблюдается снижение давления, то есть нет значительных утечек воды.

При заполнении водогрейного котла и тепловой сети, равно как при заполнении парового котла, есть опасность повреждений из-за резких и неравномерных тепловых расширений. Поэтому следует строго выполнять требования изготовителя котла, наладочной организации и технологической инструкции по температуре заполняющей воды и скорости заполнения.

3). До розжига горелок необходимо включить циркуляцию воды через котел: проверить открытие запорных устройств котла и котельной на входе и выходе сетевой воды, включить сетевой насос и отрегулировать расход воды через котел (если циркуляция принудительная) по расходомеру - не ниже минимально допустимого значения, установленного для данного котла изготовителем.

Наличие циркуляции можно контролировать также по перепаду давлений воды до и после котла.

Запрещается розжиг горелок при отсутствии принудительной циркуляции или подготовленных условий для естественной циркуляции воды через котел!

Подпитка котлов: автоматическая и ручная

В процессе работы котла отопления объем внутреннего теплоносителя, который циркулирует от источника к приборам отопления и обратно уменьшается, снижая давление в сети и качество теплопередачи.

Если такой контур не пополнять сетевой водой, то постепенно уровень давления будет падать до 0 атм., что вызовет аварийную остановку котлоагрегата. Поэтому по требованиям правил безопасной эксплуатации газовых и твердотопливных агрегатов должна выполняться подпитка котлов.

Для этого применяют специальный узел, ответственность за наличие которого возложена на производителей агрегатов. Поэтому для всех сертифицированных устройств, например, кран подпитки котла Аристон входит в комплект базовой поставки.

Содержание Показать

Для чего устраивают подпитку в системе теплоснабжения


Даже в самых совершенных системах теплоснабжения с качественной обвязкой котла и теплосети полностью избежать утечек воды из системы невозможно.

Поэтому устанавливается узел подпитки, а собственнику котла, нужно знать в каком случае для подпитки водогрейных котлов допускается использовать обычную водопроводную воду.

Главными причинами уменьшения объема воды во внутреннем контуре котла можно назвать:

  1. Технологический сброс теплоносителя в процессе нагрева котла из холодного состояния, вызванного температурным расширением воды и необходимостью снижения давления.
  2. Работа кранов Маевского.
  3. Выполнение аварийно-восстановительных или профилактических ремонтов.
  4. Аварийные утечки из котла, при разрыве или коррозионном повреждении внутренних поверхностей нагрева.
  5. Протечка предохранительного клапана, при аварийном сбросе воды.
  6. Нарушение графика технического обслуживания котла.
  7. Плохое качество воды и накипеобразование в трубах.
  8. Плохое качество монтажа контура отопления.

Подпитка котлов сырой водой выполняется с помощью специального узла, который обычно идет в комплекте с котлом. В случае ее отсутствия, производитель должен предоставить информацию покупателю о необходимой схеме обвязки, расчете минимальной производительности оборудования и необходимую спецификацию оборудования.

Нормальной считается утечка в закрытой системе 0.75% от фактического объема воды в сети, приборах отопления и контуре котла, а в открытых системах к этой величине добавляется 1.2 расчетного часового объема на нужды ГВС. Для мощного водогрейного и парового котла подпиточная вода должна проходит предварительную химическую обработку.

Признаки того, что в системе отопления недостаточно воды

Оперативный персонал или собственник котлоагрегата должен безошибочно определять дефицит теплоносителя в его контуре. Прежде всего, с помощью манометра, поскольку давление среды в сети при утечке будет падать.

В современных автономных системах, оборудованных многофункциональной автоматикой, утечка воды теплосети входит в обязательный показатель по защите котла, поэтому при ее падении персонал будет предупрежден средствами сигнализации: звуковой и визуальной.


Для старых модификаций котла, падения давления теплоносителя из-за непроизводительных утечек определяют по таким признакам:

  • перегрев подающего теплоносителя, притом, что радиаторы быстро остывают из-за нарушения в них циркуляции воды;
  • вода в сети начинает булькать, особенно в стояках отопления;
  • начинается процесс тактования котла, когда часто включается/отключается горелка газового агрегата;
  • срабатывание предохранительного клапана твердотопливного котлоагрегата из-за перегрева теплоносителя.

Ситуация с утечками особенно опасна в твердотопливных котлах, поскольку из-за большой инерционности процесса горения, котел не может остановиться, пока не выгорит все заложенное топливо, а значит имеется большая возможность перегрева труб или теплообменников, расположенных в топке, с последующим их разрывом и выходом открытого источника огня в топочную.

Как работает кран подпитки

Клапан монтируется, с тем, чтобы обеспечить поддержку рабочего давления во внутреннем контуре теплосети, добавляя воду из горводопровода. Нормативное давление для теплосети зависит от этажности дома и внутренних потерь напора в сети, обычно, достаточно давления от 2 до 2.5 атм.


В качестве автоматического подпилочного устройства применяют редукционный клапан. В то же время, если давление воды падает, прекращается давление на клапан, пружина действует на шток, продвигая его ниже, и таким образом приоткрывает отверстие в седле. Через него вода из горводопровода или бака поступает в сеть. При заполнении системы давление будет расти и закроет мембрану и отверстие.

Редукционный клапан особенно часто срабатывает в системах с автоматическим воздухоотводчиком, который удаляет воздух из сети. С тем чтобы обезопасить систему от обратного движения среды через редуктор в горводопровод устанавливают обратный клапан.

Какой кран выбрать

Кран подпитки на газовый котел устанавливаются практически на все модификации, как отечественных так и зарубежных котлов: кран подпитки котла Аристон, Baxi, Immergas, Ferroli и Vaillant. Обычно пользователь вынужден заменить такой кран при неисправности заводской модели. В этом случае лучше всего установить аналогичный тому, который был поставлен с котлом. При выборе другой модели нужно обратить внимание, на габариты, рабочее давление и расход запитываемой воды.

Популярные краны подпитки газовых котлов:

  • кран подпитки котла Аристон электромагнитный, цена: 1780 руб.;
  • кран подпитки котла Baxi Main, цена: 1590 руб.;
  • кран подпитки котла Bosch ZW23-1KE/AE, цена: 1090 руб.;
  • кран подпитки котла Daewoo Gasboiler 100-300 ICH, цена: 1820 руб.;
  • кран подпитки для котла Vaillant Max, Pro, Plus, цена: 590 руб.;
  • кран подпитки Immergas Mini 1.015093, цена: 320 руб.;
  • кран подпитки двухконтурного газового котла Ferroli Divatech, Divatop, цена: 800 руб.;
  • кран подпитки Protherm Пантера v18, цена: 560 руб.

Элементы устройства подпитки

Схема подпитки теплосетей будет зависеть от часовой производительности нормативной подпитки. Для больших магистральных теплосетей, в которых нормативная подпитка составляет сотни, а иногда и тысячи кубометров воды в час в комплекс входят: бак воды, химводоочистка, автоматика, электронасос и запорно-регулирующая арматура. При снижении производительности, количество элементов схемы может быть существенно изменено.


Узел подпитки системы

Редуктор котла

Редуктор устанавливают на обратном трубопроводе перед котлом для подачи подпиточной воды в контур сети. Вода из горводопровода поступает через клапан при падении давления в сетевом трубопроводе, вызванного утечками или сбросом воздушной пробки. Если по схеме, предусмотрена установка циркуляционного насоса, то его монтируют вторым. Иначе возможно нарушение работы всей системы отопления.

Редуктор работает в автоматическом режиме без обслуживающего персонала. Порой это не всегда удобно, поскольку невозможно проконтролировать утечку, а ее размер может достигнуть аварийных размеров. Поэтому многие пользователи предпочитают ручной режим подпитки или устраивают системы с сигнализацией по высокому уровню утечки.

Насосная группа

Один или несколько насосов подают подпиточную воду перед котлоагрегатами с давлением, превышающем в обратной сетевой воде. Насос срабатывает по датчику давления и запитывает воду из бака подпиточной воды.

Существуют схемы с погружным насосом, который может брать воду со скважины или колодца. Насосная группа рассчитывается по часовой производительности нормативной подпитки, количество электронасосов обязано быть не менее 2-х, один из которых резервный.


Схема системы отопления с подпиткой

Исполнительный механизм

Он устанавливается для управления задвижкой на подпиточной линии. Обычно он входит в подпиточный узел, состоящий из запорного и обратного клапанов. Он обладает электроконтактами для подачи сигнала на управление насосом. Механизм настраивается на допустимое рабочее давление. Исполнительным устройством обычно выступает клапан с электромотором.

Когда давление в обратке падает ниже разрешенного на 10 %, электромотор начинает вращаться, открывая подпиточный вентиль, вода из емкости воды или из горводопровода с давлением выше, чем в обратке, поступает во внутренний контур отопления.

По мере наполнения, давление достигает рабочего значения, датчик дает сигнал на закрытие вентиля, электромотор которого начинает вращаться в обратном направлении.

Обратный клапан

Это обязательный элемент для любой подпиточной схемы, поскольку препятствует попаданию сетевой воды в горводопровод или бак воды, что может привести к загрязнению водопроводной воды и аварийной остановке котлоагрегата.

Обратный ход воды может возникнуть даже в ходе подпитки, если давление в горводопроводе ниже чем в обратке, либо когда запорно-регулирующая арматура не обеспечивает плотное закрытие. Обратный клапан устанавливают после исполнительного устройства.

В торговой сети встречаются варианты, когда его встраивают в корпус редукционного клапан. В настоящее время подпиточный узел укомплектовывают обратным клапаном впереди либо применяют "прерыватель протока".

Фильтры очистки подпиточной воды


Примеси, находящиеся в сырой воде плохо влияют на работу теплового оборудования, особенно на котел и могут откладываться на котловых поверхностях нагрева, в виде накипи и шлама, снижая скорость циркуляции теплоносителя и вызывая перегрев в котле, с последующим разрывом труб.

Поэтому устанавливают оборудование для очистки подпиточной воды.

Более простая очистка выполняется с применением механических фильтров, наполненным песком или активированным углем. Могут устраиваться и более простые устройства — грязевики, в которых установлены сетчатые фильтры и имеющие больший диаметр корпуса, чем у труб обратки. Вода поступает в грязевик, скорость ее падает и твердые взвешенные вещества выпадают в осадок. Более сложные соли жесткости должны удалятся в специализированных фильтрах-умягчителях.

Как сделать ручную подпитку

Во многих случаях ручная подпитка самый простой и приемлемый способ наполнения контура отопления водой, особенно если тепловые сети расположены внутри помещения, а, следовательно, не имеют утечек по длине трассы.

В этом случае сетевая вода циркулирует в контролируемом замкнутом пространстве, а пополнения контура водой осуществляется не чаще чем раз в 10 дней или даже больше. Хорошо отлаженные внутридомовые тепловые сети, обычно подпитываются один раз в сезон.

Схема ручной подпитки

Самым простым способом пополнить контур теплоснабжения водой — сделать подпитку в ручном режиме. С тем чтобы его исполнить, необходимо протянуть трубопровод от горводопровода и соединить его с обратной магистралью теплосети. На данном участке устанавливают отсекающий кран и фильтр очистки воды.

Схема отлично функционирует в простых системах теплоснабжения для одноэтажных домовладений малой площади. Линию присоединяют к обратке до циркуляционного электронасоса, поскольку на данном участке самое низкие показатели по давлению и температуре сетевой воды.


Для открытых сетей теплоснабжения система подпитки организует подачу воды не в обратку, а прямо в расширительную емкость. Для этого не потребуется пониматься на чердачное помещение для проверки уровня подпитки. По схеме обвязывается расширительный бак 3-мя самостоятельными выводами: подпитки, подающего и обратного трубопроводов.

Уровень в баке контролируется открытием вентиля на контрольной трубе, направленной в канализацию. Когда после открытия вентиля течет вода — это значит, что система заполнена, если нет, открывается подпиточный вентиль, который держат открытым пока из контрольной трубы не пойдет перелив.

Автоматическая подпитка

Автоматическое заполнение сетей реализуется в схемах с низким объемом подпиточной воды через редукционный клапан, а в больших тепловых сетях через насос.

Последний вариант также применим в ситуациях, когда в сети имеют место частые отключения либо в доме обустроен автономный источник водоснабжения, не имеющий стабильного давления в сети.

Первичный датчик, контролирующий падение давления в обратной магистрали перед входом холодного теплоносителя на котел подает сигнал на насос, который включается в работу, откачивает подпиточную воду из резервного бака или скважины.

Тем самым поднимает давление в обратной сети, срабатывает датчик предельного давления, который отключает работу насоса.

Котловая и питательная вода паровых котлов

Для безопасной работы водотрубных котлов большое значение имеет качество котловой воды, которая циркулирует во внутреннем контуре нагрева.

Если она не будет отвечать требованиям ГОСТ по качеству, в котле очень стремительно станут развиваться процессы накипеобразования. Кроме того необработанная вода будет способствовать активному коррозионному повреждению котловых труб.


Содержание Показать

Виды водяного теплоносителя в системе теплоснабжения

Вода, в системе теплоснабжения двигаясь по водному тракту водотрубного котла, проходит несколько стадий и, следовательно, имеет разные названия.

Технологические стадии движения воды в пароводяном тракте водотрубного котла:

  1. Сырая – это исходная вода из различных источников воды, не прошедшая механическую и химобработку: горводопровод, артскважины и любые открытые водоемы.
  2. Питательная – вода, поступающая в водяной тракт котлоагрегата. Она предварительно поддается обработке в системах химводоподготовки с качеством, соответствующему режимным картам.
  3. Подпиточная – восполняет потери в теплосетях, вызванных утечкой воды. Согласно СНИП СП 124.13330.2012 среднегодовой размер утечки сетевой воды не может превышать 0,25% объема воды в магистральной сети и сетей потребителей без трубопроводов ГВС. Более конкретно он рассчитывается для каждой теплосети индивидуально по результатам наладочных испытаний.
  4. Котловая — вода, которая циркулирует по внутренним поверхностям парового котла. Температура котловой воды в паровом котле соответствует давлению насыщения, при нормативной паропроизводительности.
  5. Продувочная — вода, которую специально выпускают из внутреннего водяного контура парового котла, чтобы поддерживать нормативную щелочность котловой воды ph=9. Система непрерывной продувки в паровом котле устанавливается по результатам наладочных испытаний, процент продувки не должен превышать 5 % от паропроизводительности котла.
  6. Сетевая прямая/обратная – вода в тепловой сети от циркуляционного насоса в котельной до потребителя тепловой энергии и обратно.

Что такое котловая вода паровых котлоагрегатов

Водотрубный котел — источник тепловой энергии, в котором теплоноситель движется по внутренним трубным поверхностям нагрева. Такие котлы могут быть водогрейными, которые вырабатывают горячую воду с температурой от 95 до 150 С и паровыми, вырабатывающими пар низкого давления до 1 атм., среднего от 1 до 10 атм., высокого от 10 до 20 атм. и сверхвысокого от 20 атм.


Работа парового котла особенно зависит от качества котловой воды, поскольку пар, отбираемый из барабана или пароперегревателя котла, не имеет примесей, они концентрируются внутри агрегата, увеличивая солесодержание в котле кратно в зависимости от паропроизводительности котла.

Наиболее опасными для него считаются примеси, жесткость, соли и щелочи. Также не допускается присутствие кислорода и иных агрессивных газов.

Наиболее распространенные примеси в исходной воде

Перед тем как установить котлы, особенно паровые среднего и высокого давления, сырую воду тщательно исследуют по химсоставу и по пробам устанавливают предельное содержание примесей в питательной воде.

Качество воды должно отвечать нормам установленным заводом котельного оборудования. Для удаления вредных веществ и поддержания допустимого солесодержания котловой воды разрабатывают схему химвоодоочистки и выбирают соответствующее оборудование, которое будет удалять вредные примеси и химические элементы в нужном объеме.


Классификация вредных примесей в сырой воде, подлежащих удалению перед поступлением питательной воды в котлоагрегат:

  1. Растворенные вещества — твердые ингредиенты: карбонаты и сульфаты Са и Mg. При температуре свыше 65 С они отлагаются на металлических поверхностях в виде накипи.
  2. Взвешенные вещества, присутствуют в воде в форме взвесей, минеральной либо органической основы. Они обычно не опасны для котла, поскольку легко удаляются путем фильтрования.
  3. Агрессивные легкорастворимые газы: O2 и CO2 их присутствие способствует коррозии стальных поверхностей нагрева котла.

Жесткость

Сырая или исходная вода может относиться к мягкому или жесткому типам. В жесткой находятся соли жесткости Са и Mg, образующие накипь. В мягкой воде подобных примесей нет или они присутствуют в незначительных количествах. Жесткость определяется в мкг-экв/кг.

Присутствует два общепринятых вида жесткости:

  1. Временная или щелочная жесткость — бикарбонаты Са и Mg. Эти слабые легкорастворимые в воде соли, образующие щелочной раствор. В процессе нагрева теплоносителя они распадаются, с образованием СО2 и рыхлыми отложениями, выпадающими в шлам при больших скоростях движения теплоносителя.
  2. Постоянная или нещелочная жесткость аналогично обусловлена наличием солей Са и Mg, но в формуле сульфатов и хлоридов. При росте температуры воды в котле падает растворимость, соли переходят в трудноудаляемую накипь. При наличии в ней оксида кремния, вступающего в химреакцию с солями Са и Mg, образуются силикаты, ухудшающие теплообмен и вызывающие местный перегрев экранных труб с разрывом и возможным взрывом котла.

Общая жесткость воды равна сумме концентраций в теплоносителе ионов Са и Mg.

Водородный показатель рН


В системе подготовки питательной и подпиточной воды этот показатель имеет большое значение он также нормируется для каждого агрегата индивидуально. рН — это показатель содержание Н в воде, и представляет кислотную либо щелочную реакцию в воде. Общеизвестно, что В Н2О входят ионы 2-х типов — ионы Н+ и гидроксильная группа ОН-.

Если преобладают Н+, раствор считается кислотным, и имеет рН от 0 и 6.9. Когда больше ОН-, то раствор будет иметь щелочную характеристику с показателем рН между 7.1 и 14. В том случае, если число Н+ и ОН- равны между собой — вода имеет нейтральную характеристику, с показателем 7.

Щелочность

Практически для оценивания качества котловой воды применяется относительная щелочность котловой воды Щот, в %. Существуют такие разновидности щелочности воды:

  • общая (ЩO), характеризует наличие в теплоносителе разнообразных ионов;
  • гидратная (ЩГ), NaOH, связанная с ионами ОН-;
  • бикарбонатная (ЩБ), связанная с бикарбонатными ионами;
  • карбонатная (ЩK), Na2CO3 связанная с карбонатными ионами.
  • фосфатная (ЩФ), Н2РО4 связанная с фосфатами, при применении фосфатирования котловой воды;
  • силикатная (ЩС), НSiO3 связанная с силикатными ионами.

Данные виды взаимосвязаны между собой:

ЩO = ЩГ + ЩК + ЩK +ЩФ +ЩС

Определение щелочности котловой воды. В 1 мг-экв/кг котловой воды находится в мг/кг:

  • 40 для NaOH;
  • 84 для NaHCO3;
  • 53 для Na2CO3.

Формула относительной щелочности:

  • ЩО – общая щелочность, мг-экв/кг;
  • S - сухой остаток, мг/кг;
  • 40 - эквивалент NaOH, мг/кг.

Необходимо знать, что Щот для паровых котлоагрегатов Р до 4.0 МПа, оборудованных барабанами и коллекторами, выполненных методом сварки, государственными нормами не лимитируется.

Что такое питательная вода


Эта вода подается центробежными либо паровыми насосами в паровой котлоагрегат для компенсации отобранного пара потребителем. В мощных агрегатах это смесь конденсата, вернувшегося от пароприемников и химочищенной воды после деаэратора, восполняющих внутрикотельные и внешние потери конденсата от потребителей.

Поскольку системы химводоподготовки у котельных различаются. Важно понимать, где начинается питательная вода. В котельных с деаэрационной обработкой питательной воды, она начинается с деаэратора и поступает на всас питательного насоса.

Затем она как правила поступает в хвостовые котловые поверхности — экономайзеры, где повышает свою температуру с 105 до 155 С, перед подачей в нижний барабан котлоагрегата и топочные экраны.

Нормы качества питательной воды для паровых барабанных котлоагрегатов, которые работают с естественным движением воды нормируется, и обязаны соответствовать таким показателям:

  • Ж общая жесткость Р до 4 МПа не выше 5/10 мкг-экв/л для жидкого/твердого топлива;
  • кремниевая кислота для Р от 7 до 10 атм., но не больше 80 мкг/кг;
  • содержание О2, для Р до 10 атм не выше 20.0 мкг/кг;
  • рН=9,10.

Характеристики котловой воды

На самом деле это питательная вода, образовавшаяся при испарении и отборе паре потребителями. В результате такого процесса в котле накапливаются соли, поступающие с питательной водой. В паровых котлоагрегатах, имеющих систему ступенчатого испарения, максимальная концентрация солей находится в солевом отсеке.

Часть примесей котловой воды оседают: железо, соли временной жесткости и меди, и разлагаются, например, карбонаты в водяном тракте котла.

При разложении карбонатов натрия во внутреннем контуре котлоагрегата образуется NaOH и углекислый газ СО2, который уносится паром.

Нормы качества котловой воды устанавливаются заводом-изготовителем, а контролируются в процессе работы оперативным персоналом с помощью отбора котловой воды.

На что влияет качество котловой воды


От него зависит работоспособность котлагрегата и котельного оборудования: электронасосов, турбин и теплофикационных установок. Самый опасный процесс, который вызывает вода низкого качества — накипеобразование.

Накипь откладывается внутри экранных и конвективных труб и существенно снижает эффективность котла. Это происходит из-за низкой теплопередачи от дымовых газов котловой воде, при этом создаются зоны перегрева.

Рано или поздно пережог труб приведет к ее разрыву, с выбросом в топочное пространство горячей воды при высоком давлении в котле.

Резкий выброс котловой воды снижает давление в барабане котлоагрегата, перегретая вода мгновенно превращается в пар, с объемом кратно превышающий объем воды, создается ударная сила, которая разрывает конструкцию котлоагрегата и может выбросить барабан на десятки, а то и сотни метров, разрушая здания котельной.

Не менее опасно нахождение в котловой воде кислорода, который влияет на активизацию коррозионных процессов на стальных котловых трубах, коллекторах и барабанах. В том случае, когда с рН воды меньше 7, коррозия может повредить значительную часть котловых поверхностей.

При рН выше 9.5 щелочная вода будет сильно пениться, искажать реальный уровень воды в барабане котлоагрегата и может захватить пену паром, что очень опасно для паросилового оборудования. Кроме того повышенная щелочность создает условия для межкристаллического растрескивания и увеличения хрупкости стальных деталей.

Требования и нормы качества к воде в пароводяном тракте котла


Качество воды в котлоагрегате нормируются государственными стандартами, режимными картами завода-изготовителя при проектировании и производстве каждого котла.

Также разрабатывается проект химводоподготовки для удаления вредных веществ и агрессивных газов. После установки котла и оборудования ХВО проводятся наладочные испытания, в процессе которых устанавливается водно-химический режим агрегата, технология его непрерывной и периодической продувки.

Основные показатели химического состава котловой воды в барабанных котлоагрегатах с Р до 4 МПа, сварными барабанами с вальцовкой труб:

  1. Относительная щелочность до 50%.
  2. Жо= 5/10 для жидкого/твердого топлива, мкг-экв/кг.
  3. Прозрачность, определяемая методом шрифта - 40 см.
  4. Содержание Fe= 50/100 для жидкого/твердого топлива, мг/кг
  5. Содержание Cu= 10/не нормируется для жидкого/твердого топлива, мкг/кг.
  6. Содержание растворенного О2= 20/30 для жидкого/твердого топлива, мкг/кг
  7. Значение рН = 9.0 при 25 С.
  8. Содержание нефтепродуктов- 0.5 мг/кг.

Методы контроля качества котловой воды

Контроль качественного состава котловой, питательной, продувочной и подпиточной воды проводится в обязательном порядке для всех типов водотрубных котлоагрегатов в соответствии с методическими указаниями РД 24.032.01-91.


Объем химконтроля определяется проектом химводоподготовки и данными наладочных испытаний. Он обязан гарантировать долговечную и эффективную работу основного и вспомогательного оборудования котельной по паросиловому и водяному тракту котла.

Химконтроль дает количественное представление о качестве сырой воды и смены своего состава в пароводяном тракте котла, системе ХВО и в конденсатопроводе. По этим данным определяют размер продувки котлоагрегатов, влажность пара и % возврата конденсата, а также эффективность функционирования деаэрационной установки.

Способы обработки питательной и котловой воды

Коррекционную обработку котловой воды начинают сразу же после забора из источника водоснабжения. Все потоки воды собирают в специальные баки: конденсата, деаэрационной воды, химочищенной воды, подпиточной воды и другие по схеме докотловой очистки воды.

Далее она поступает в системы водоочистки, которые могут состоять из одного или всех узлов:

  • Механическая очистка — удаляет крупные нерастворимые взвешенные вещества.
  • Система умягчения воды. С применением известкового смягчения воды или использованием натрий катионитовых ионообменных фильтров с регенерацией их хлористым натрием или поваренной солью.
  • Для паровых котлов, имеющих барабаны и вырабатывающих пар с давлением до 10 атм, широкое используют метод фосфатирования котловой воды. Для поддержания рН=9,1 вводят фосфаты в барабан котлоагрегата.

Докотловая обработка воды в домашних условиях


Сложные ионообменные фильтровые установки довольно дорогостоящие, их установка может быть экономически нецелесообразной для котлов малой мощности, например, в жилых домах. В таких вариантах применяют более простые и дешевые средства химических и физических методов докотловой обработки воды: ультразвук, электростатика и магнитная котловая обработка.

Самым простым вариантом коррекционной обработки котловой воды считается магнитный метод водоподготовки. Вода, после магнитного поля, существенно теряет накипеобразующие качества. Кроме того она положительно воздействует на уже образованную накипь на трубах, которая разрыхляется, выпадает в шлам и выносится с продувочной водой.

Для того чтобы обеспечить нормативный срок эксплуатации котлов собственник должен выполнять все требования к качеству питательной и котловой воды. Для этого применяются специальные водоочистные системы, и контролируется состав воды, через выполнение анализов котловой воды и питательной воды.

Сегодня многие компании наладили выпуск компактных фильтров для очистки питательной воды, которые легко устанавливаются и эксплуатируются. К ним можно отнести марки MIGNON, Тайфун, Наша Вода и Гейзер. Фильтры отлично очищают воду перед подачей в котел, тем самым снижают процесс накипеобразования и коррозионного повреждения труб и теплообменников, что увеличивает их срок службы.

ЗАПОЛНЕНИЕ КОТЛА ВОДОЙ.

3.4.1. Предварительно, до заполнения котла водой, необходимо произвести проверку и запись указателей расширения (реперов) элементов котла в формуляр с пометкой "котел без воды".

3.4.2. Заполнение котла производится конденсатом, из конденсатных баков № 1 и 2, с температурой не более 80ºС через линию заполнения.

Заполнение производится конденсатным насосом через нижние точки. Особенно небольшой должна быть подача в начальный период заполнения котла, когда вода только начинает поступать в холодный котел. При заполнении водой неостывшего котла температура воды перед барабаном не должна отличаться более, чем на 40 ºС от температуры металла барабана. Эти меры необходимы для предотвращения появления больших тепловых напряжений в сварных соединениях труб, подходящих к барабанам котла, которые могут привести к повреждению этих соединений.

3.4.3. Заполнение котла производится при открытых воздушниках на барабане и на пароперепускных трубах п/перегревателя. Перед заполнением котла необходимо включить водоуказательные колонки. Проверить закрытое положение арматуры на питательном кольце. Закрыть вентили на непрерывной продувке и пробоотборниках на отм 7м.

3.4.4. Котел следует заполнить водой до растопочного уровня -50 мм, от рабочего уровня, котла по водоуказательной колонке чистого отсека. Во время заполнения котла следует проверить плотность фланцев, спускной и продувочной арматуры котла и экономайзера, обращая особое внимание на части, подвергавшиеся разборке при ремонте судить о пропуске воды можно по температуре труб после вентилей. При появлении течи во фланцах подтягивать их, если течь не прекращается, прекратить заполнение, спустить необходимое количество воды и сменить прокладку. Работы по устранению течи производятся ремонтным персоналом.

3.4.5. Как только уровень в котле достигнет нижнего указателя по водоуказательной колонке чистого отсека, питание прекратить, после чего проверить, держится ли в котле уровень воды. Если он опускается, нужно выяснить причину, найти место неплотностей и устранить их, после чего заполнить котел до растопочного уровня.

3.4.6. Если котел был уже заполнен водой или котел стоял на консервации, следует подпитать его или спустить часть воды и довести уровень воды до растопочного уровня.

3.4.7. После заполнения котла водой произвести проверку и записать показания указателей расширения (реперов) элементов котла в формуляр с пометкой "котел заполнен водой".

3.4.8. Открыть по 3/4 оборота вентили дренажей п/перегревателя на отм.7.00.

3.4.9. Растопка котла производится по графику растопки котлов, который определяет равномерный разогрев стенок большого барабана согласно карты пуска котла. Для растопки котла собираются схемы газовых блокировок и запально-защитных устройств согласно «Инструкции по эксплуатации газового хозяйства ТЭЦ-3».

3.4.10. Подготовить к работе и прогреть растопочные РОУ 100/1.2 и 100/18 согласно «Инструкции по эксплуатации растопочных РРОУ 100/1,2 и 100/18».

Читайте также: