Теплоснабжение

Горячее водоснабжение

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

1.13-1. Показатели коррозионной активности горячей воды

Коррозионная активность горячей воды составляет основное отличие в условиях эксплуатации систем ГВ от систем холодного водоснабжения. Рассмотрим основные показатели этой активности.

Индекс насыщения воды CaCO₃ («индекс Ланжелье»). Индекс определяется как

J = pH-pH_s,

где   pH   - водородный показатель воды;

pH_s    - водородный показатель воды при ее равновесном насыщении CaCO₃.

  Если индекс насыщения положительный, это означает коррозионную пассивность воды, поскольку на поверхности трубопроводов будет образовываться карбонатная пленка. Если J<0,  то защитная пленка не образуется.

Концентрация растворенного в воде кислорода (мг/кг). Чем больше в воде кислорода, тем выше ее коррозионная активность. Значительно возрастает активность воды в присутствии углекислоты. Чисто углекислотная коррозия протекает медленно: одна молекула НСО₃ связывает только 0,5 молекулы железа. Чисто кислородная коррозия требует 3 молекулы О₂ на окисление 4 молекул железа. При наличии же углекислоты одна молекула кислорода связывает сразу 4 молекулы железа.

Суммарная концентрация хлоридов и сульфатов в воде (мг/кг). Хотя сами хлориды и сульфаты в коррозии участвуют слабо, они препятствуют образованию защитной карбонатной пленки. Это влияние не проявляет себя до суммарной концентрации 50 (мг/кг).

1.13-2. Требования к качеству горячей воды

Вода, используемая для горячего водоснабжения должна соответствовать требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Поэтому в систему ГВ должна поступать вода только из питьевого водопровода.

Приготовление воды питьевого качества на источнике теплоты или на объектах потребления запрещается.

Кроме того для предотвращения коррозии и и зарастания трубопроводов отложениями солей вода, подаваемая в системы ЦГВ должна отвечать следующим требованиям:

· концентрация растворенного кислорода £ 0,1 мг/кг;

· содержание взвешенных веществ £ 5 мг/кг;

· карбонатная жесткость (временная) £ 1,5 мг-экв/кг;

· водородный показатель  8,3-8,5;

· содержание железа £ 0,3 мг/кг;

· окисляемость воды £ 6 мг(О₂)/кг(Н₂О);

· свободная углекислота должна отсутствовать.

1.13-3. Способы обработки воды для систем ГВ

В открытых системах вода отбираемая на ГВ из теплосети полностью подготовлена на источнике теплоты и дополнительной обработки не требует. Водопроводная вода, используемая для ГВ в закрытых системах, в зависимости от ее  исходного качества должна подвергаться противокоррозионной и противонакипной обработке. Разрешается не обрабатывать водопроводную воду только в системах ГВ, охватывающих одно здание.

Противокоррозионная обработка производится в виде деаэрации (дегазации), обескислороживания или обработки ингибиторами коррозии.

Деаэрация - выделение из воды растворенных газов путем доведения до температуры кипения. По давлению в рабочем объеме различают деаэраторы повышенного давления (до 6 кгс/см²), атмосферного типа и вакуумные. В системах ЦГВ применяются деаэраторы двух последних типов.

В атмосферные деаэраторы подаются вода с температурой на 2-3 °С ниже температуры насыщения при рабочем давлении. Доведение воды до кипения производится путем прямого смешения с паром в головке деаэратора. Выделяемые газы удаляются вместе с выпаром.

В вакуумном деаэраторе вода имеет температуру около 70 °С. В результате вакуумирования вскипание воды и деаэрация происходят при этой температуре. Деаэрацию разрешается не производить при суммарном расходе воды на ГВ до 50 т/ч.

Обескислороживание ставит целью удаление из воды только О₂. Для этого используются вещества, легко связывающие кислород в воде. Возможно электрохимическое и химическое (реагентное) обескислороживание но последнее в системах ГВ не применяется.

1. Электрохимическое обескислороживание в аппаратах с железоалюминиевыми электродами. Анодами  являются перфорированные алюминиевые пластины , а катодами - железные пластины. На электродах поддерживается постоянное напряжение 8-12 В. На анодах протекает электрохимический процесс окисления алюминия, связывающий кислород. Последовательное соединение аппаратов позволяет получить высокую степень обескислороживания. Эксплуатация заключается в поддержании требуемых электрических параметров и удалении образующегося Al(OH)₃. Недостаток метода - расход дорогого алюминия (1,12 мг Al на 1 мг О₂).

2. Электрохимическое обескислороживание в сталестружечных фильтрах. Вода при температуре 50-60 °С пропускается через засыпку стальных или чугунных стружек. Поверхность стружек должна быть чистой. С этой целью их предварительно промывают раствором NaOH, а при сильном загрязнении - слабыми растворами HCl или H₂SO₄ с последующей промывкой горячей водой. На поверхности стружек протекает электрохимическое окисление железа, что выражается в связывании 1 мг кислорода за счет 2,4 мг Fe. Срабатывание стружек допускается до 50%, поэтому загружаются  фильтры из расчета 5 мг стружек на 1 мг кислорода. Недостаток метода - загрязнение воды окислами железа. После сталестружечных фильтров обязательно устанавливаются фильтры-осветлители.

Обработка воды ингибиторами коррозии.  Наиболее распространено использование в качестве ингибиторов трисиликата натрия Na₂O×3SiO₂ (техническое жидкое стекло) или магномассы CaMg(CO₃)₂ (доломит; двойная углекислая соль кальция и магния). Эти реагенты связывают углекислоту, повышая тем самым показатель рН воды и снижая ее агрессивность по отношению к металлу. Кроме того на внутренней поверхности трубопроводов образуется защитная пленка - соответственно силикатная или карбонатная.

Противонакипная обработка воды в системах ЦГВ используется преимущественно магнитная. Вода пропускается через аппарат, создающий магнитное поле в напряженностью 95-120 кА/м. Скорость воды »1 м/с, время обработки -  2-3 с. Магнитное поле может создаваться как постоянными магнитами, так и электромагнитами.

Хотя сама жесткость воды при магнитной обработке не уменьшается, проявление этой жесткости коренным образом изменяется. Нагревание воды перестает сопровождаться выпадением солей на стенках  трубопроводов. Более того, ранее образовавшиеся отложения постепенно разрушаются. Магнитные свойства постепенно ослабевают. Однако системы ГВ характерны именно постоянным расходованием воды и контуры релаксации в них не требуются.