Физико-химические характеристики воды.

Вода является важнейшим рабочим телом в котлах и системах теплоснабжения. Она используется для выработки пара, в качестве теплоносителя в системах отопления и горячего водоснабжения, для охлаждения вспомогательных механизмов (подшипники дымососов и насосов), для удаления золы в системах гидрозолоудаления при сжигании твердого топлива, для промывки и обмывки элементов поверхностей нагрева.

В цикле котлоагрегата вода на различных стадиях процесса имеет различные названия:

• Исходная вода, получаемая непосредственно из источников водоснабжения (река, пруд, озеро), подвергаемая дальнейшей обработке;

• Добавочная подпиточная вода, специально приготовленная в установках ХВО, предназначенная для питания котла дополнительно возвращенным конденсатом;

• Питательная вода, подаваемая питательными насосами в котел (смесь конденсата и добавочной подпиточной воды);

• Котловая вода, циркулирующая в контуре котла.

Качество воды характеризуется :

• Количеством взвешенных частиц;

• Сухим остатком;

• Общим солесодержанием;

• Жесткостью, щелочностью;

• Содержанием кремниевой кислоты;

• Концентрацией водородных ионов;

• Содержанием коррозионно-активных газов;

К взвешенным веществам относятся: механические примеси, удаляемые из воды путем фильтрации [мг/кг].

Сухой остаток получается испарением отфильтрованной воды при Т=378 – 383 К. Указывает на количество растворенных в воде веществ, мг/кг.

Окисляемость характеризуется содержанием в воде органических веществ и расходом окислителя – KMnO₄ на разрушение органических веществ при анализе воды. органические вещества, попадающие в котловую воду вспенивают ее и ухудшают качество получаемого пара.

Жесткость воды определяется суммарным содержанием в ней солей Са, Mg, хлоридов, сульфатов, нитратов, силикатов и т. д.

Карбонатная (временная)жесткость Ж_к, обусловленная наличием бикарбонатов Са и Mg, разлагающихся при нагревании и кипении с выделением рыхлых остатков (шлама), оседающих в нижних частях парогенератора и удаляемых при периодической продувке.

Некарбонатная (постоянная) жесткость Ж_нк, обусловленная присутствием в воде всех остальных солей Са и Mg (хлоридов, сульфатов, нитратов, силикатов).

Общая жесткость – это сумма временной и постоянной жесткости.

Ж_о=Ж_к+Ж_нк

Жесткость измеряется в мг эквивалентных Са или Mg в 1 кг воды [мгэкв/кг].

Щелочность характеризуется концентрацией в воде гидроксильных ОН^-, бикарбонатных HCO^1-, карбонатных CO₃^2-, силикатных SiO₃^2-, SiO₃^1- ионов, а также содержанием солей некоторых слабых органических кислот, называемых гуматами.

Общая щелочность равна сумме щелочностей:

.

- бикарбонатная щелочность

- карбонатная щелочность

- гидратная щелочность

Кремниесодержание характеризуется содержанием в воде различных содержаний кремния, находящихся в молекулярной или коллоидной форме, условно пересчитываемой на SiO₂.

СПОСОБЫ УДАЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ ИЗ ВОДЫ.

Вид примеси	Способ удаления
Механические примеси	Отстаивание, коагуляция, фильтрация
Коллоидные вещества	Коагуляция, фильтрование
Соли различных кислот	Термическое и химическое обессоливание, электролиз, безреагентная мембранная очистка
Кремниевая кислота	Обескремниевание
Растворенные газы	Термическая и химическая деаэрация
Накипеобразователи	Умягчение, внутрикотловая обработка

В природной воде находятся механические примеси, которые сильно различаются по крупности: грубодисперсные (размер больше 0,0001 мм) и коллоидные (размер 0,0001 – 10^-6 мм). Примеси удаляют путем отстаивания, коагуляции и фильтрования.

Отстаивание производится в отстойниках. Длительность отстаивания зависит от величины, плотности и формы примесей. После отстаивания воду подвергают дальнейшему осветлению – фильтрации.

Фильтрация заключается в том, что воду пропускают через слой мелкозернистого материала (мрамор, доломит, антрациты с размером частиц 0,6-1 мм), которым заполнены закрытые напорные фильтры.

Значительно быстрее процессы отстаивания и фильтрации происходят при коагуляции – процессе укрупнения частиц и удаления их, а также взвесей в осадок, что происходит при добавлении к воде специальных реагентов – коагулянтов. Наиболее эффективными коагулянтами являются соли алюминия и железа: сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃, сульфат железа FeSO₄·7H₂O, хлорное железо FeCl₂·6 H₂O.