Главная » 2017 » Август » 25 » Водоподготовка котла. Физико-химические характеристики природной воды.
10:13
Водоподготовка котла. Физико-химические характеристики природной воды.
Физико-химические характеристики природной воды
Источниками водоснабжения для питания котлов являются пруды, реки, озера, используются также грунтовые или артезианские воды, вода из городского или поселкового водопровода. В составе природных вод имеются механические примеси минерального или органического происхождения, растворенные химические вещества и газы, поэтому без предварительной очистки такие воды непригодны для питания котлов. Воду, используемую в паровых и водогрейных котлах, в зависимости от участка технологической цепи, на которой она используется, называют по-разному. Вода, поступающая в котельную от источников водоснабжения, называется исходной или сырой водой. Эта вода, как правило, требует предварительной химической подготовки перед использованием для питания котлов. Поступающая для питания котлов вода, параметры состояния которой (температура, давление и химический состав) соответствуют заданным, называется питательной. Прошедшая химическую и термическую обработку вода, подаваемая для восполнения потерь пара или расходов воды в тепловых сетях, называется подпиточной. Наконец, воду, циркулирующую внутри котла, называют котловой. Пар, получаемый в промышленных котлах, направляют в разные теплоиспользующие устройства, конденсат из которых воз¬вращается, но, как правило, не полностью, кроме этого, иногда он настолько загрязнен, что не может быть непосредственно использован. Наряду с этим часть пара и воды теряется из-за наличия неплотностей. В связи с этим в цикл систематически требуется добавлять некоторое количество воды извне. В водогрейные котлы также приходится добавлять воду из-за ее утечек в системе теплоснабжения или использования потребителями. Качество исходной, питательной, подпиточной и котловой воды характеризуется количеством взвешенных частиц, сухим остатком, общим солесодержанием, жесткостью, щелочностью, содержанием кремниевой кислоты, концентрацией водородных ионов и содержанием коррозионно-активных газов. К взвешенным веществам относятся механические примеси, удаляемые из воды путем фильтрования; их содержание выражается в миллиграммах на килограмм (мг/кг). Общее солесодержание, мг/кг, определяется по величине сухого остатка примесей, получающегося при испарении 1 кг профильтрованной воды и подсушивании этого остатка при температуре 105 °С. Находящиеся в воде соли обладают той или иной степенью растворимости, означающей, что в воде при каждой данной температуре без остатка может растворяться определенная максимальная масса соли, которую выражают в граммах на литр (г/л). Различают хорошо растворимые (более 10 г вещества в 1 л Н20), малорастворимые (0,01... 10 г/л) и практически не растворимые (менее 0,01 г/л) соли. К хорошо растворимым следует отнести соли щелочных металлов (Na, К и др.), а также хлориды кальция, магния и др. — NaCl, КС1, СаС12, MgCl2 и т.д. Растворимость солей возрастает с повышением температуры. Совокупность свойств воды, обусловленных содержанием в ней солей кальция и магния, в частности катионов кальция Са2+и магния Mg2+, называют жесткостью воды. Различают общую Ж0, карбонатную Жк (временную) и некарбонатную Жнк (постоянную) жесткость. Карбонатная жесткость Жк характеризуется содержанием в воде гидрокарбонатов кальция Са(НС03)2 и гидрокарбонатов магния Mg(HC03)2. Карбонатная жесткость удаляется нагреванием воды, поэтому ее называют также временной жесткостью. При нагревании воды гидрокарбонаты Са(НС03)2 и Mg(HC03)2 постепенно переходят в малорастворимую форму солей — карбонаты СаС03 и MgC03, выпадающие в виде рыхлых осадков (шлама) и удаляемые при периодической продувке котлоагрегата. Процесс удаления временной жесткости можно описать в следующей форме: Са(НС03)2 =С СаС03 + Н20 + С02; Mg(HC03)2 MgC03 + Н20 + С02. Количественно карбонатная жесткость равна концентрации ионов Са2+ и Mg2+, которая соответствует удвоенной концентрации гидрокарбонат-ионов НС03. Некарбонатная жесткость Жнк вызвана наличием в воде всех остальных, помимо гидрокарбонатов, солей кальция и магния (например, хлоридов СаС12, MgCl2, сульфатов CaS04, MgS04, нитратов Ca(N03)2, Mg(N03)2, различных силикатов и фосфатов кальция и магния и т.д.). Некарбонатная жесткость является неустранимой, она сохраняется при нагревании и кипячении, поэтому ее называют постоянной жесткостью. Так как условно принято некарбонатную жесткость определять через содержание CaS04 и MgS04, ее также называют сульфатной жесткостью. Общая жесткость характеризуется суммарным содержанием в воде всех солей кальция и магния (хлоридов, сульфатов, гидрокарбонатов, нитратов, силикатов), т.е. складывается из карбонатной и некарбонатной жесткости. За единицу измерения жесткости принимают миллиграмм-эквивалент ионов кальция и магния в 1 кг воды (мг-экв/кг), что соответствует содержанию в 1 кг воды 20,04 мг иона Са2+или 12,16 мг иона Mg2+ (молярной массе их эквивалентов). Щелочность характеризуется наличием в воде таких щелочных соединений, как NaOH (едкий натр), Na2C03 (кальцинирован¬ная сода), NaHC03 (гидрокарбонат натрия), Na3P04 (тринатрий- фосфат) и др. Щелочность воды, как и ее кислотность, определяется водородным показателем рН. В кислой среде Сн+ > С0н- и рН < 7, в щелочной среде Сн+ < С0н- и рН > 7, в нейтральном растворе рН = 7. Окисляемость воды характеризуется наличием в ней органических соединений. Окисляемость можно определить и по потере массы сухого остатка, сожженного при 800 °С. Важное значение для характеристики качества воды имеет также наличие кремний- содержащих ионов — концентрация в воде разных соединений кремния. Содержание в воде растворенных газов 02 и С02 определяет в основном ее коррозионные свойства. Вода, подготовленная для питания котла, не должна давать отложений шлама и накипи, разъедать внутренние стенки труб поверхностей нагрева, а также вспениваться.
