Очистка систем отопления от накипи и др. отложений

Введение

Для предотвращения образования отложений проводят предвари-тельную химическую обработку воды используемой в качестве теплоноси-теля, но данные мероприятия не обеспечивают 100% защиты от отложе-ний. Поэтому в теплообменном оборудовании постоянно происходит об-разование различных отложений ухудшающих его работу и требующих периодической очистки.
Фактически существует два принципиальных метода очистки тепло-обменного оборудования -- физический и химический. Обязательными требованиями для всех применяемых методов является полное удаление отложений из очищаемого оборудования и сохранение целостности его конструкций. Эти требования должны выполняться в условиях безопасно-сти для персонала, в приемлемые сроки, с минимальным воздействием на окружающую среду. 
Очистка систем отопления от накипи и др. отложений


Засорения уменьшают размер технологических протоков, увеличи-вают нагрузку на перекачивающее оборудование для поддержания нор-мального давления. Низкая теплопроводность накипи способствует ло-кальному перегреву, который разрушает ТЭНы и другие функциональные компоненты конструкций. Эти образования уменьшают эффективность отопительного оборудования, провоцируют аварийные ситуации. Для устранения проблем надо выяснить, как почистить трубы от накипи без лишних затрат и затруднений.
Накипь в трубах
Что способствует образованию накипи в трубах котла и системе отопления?
Прочный пористый слой формируется из солей кальция и магния. В исходном состоянии эти химические соединения растворены, поэтому сво-бодно проходят через магистральные механические фильтры. При нагреве они преобразуются в твердые частицы, которые присоединяются к стенкам труб и других компонентов системы отопления.
Концентрацию вредных примесей определяет жесткость воды. По санитарным нормам данный показатель ограничен уровнем 7 мг-экв/л. Та-кое содержание не нанесет вреда здоровью! Однако теплообменник котла или трубы в бане можно испортить толстым слоем накипи за 1-2 года.
Отложения накипи различной степени в трубах отопления
За городом при подключении к артезианской скважине придется устранять проблемы при исходном уровне загрязненности более 12 мг-экв/л. Подобная концентрация солей повреждает отопительное оборудова-ние на один рабочий сезон. Своевременная прочистка труб от накипи предотвратит поломки, поможет экономно расходовать деньги на отопле-ние и топливные ресурсы.
Одной из главных проблем в энергетическом комплексе является образование отложений на внутренней поверхности котлов, теплообмен-ников и трубопроводов тепловых сетей. Их наличие может полностью блокировать работу технического устройства, привести к закупориванию, ускорить коррозию и в итоге – вывести из строя оборудование [1, 2].
Предварительная водоподготовка для теплогенерирующих устано-вок является необходимым условием работы любой котельной установки (КУ). Основная задача системы водоподготовки для котельных – предот-вратить образование минеральных отложений на внутренней поверхности водогрейных котлов, теплообменников и трубопроводов тепловых стан-ций. Эти отложения приводят к значительным потерям мощности водо-грейных котлов, а в некоторых случаях могут полностью заблокировать работу КУ.
В рамках Всероссийской программы подготовки к отопительному сезону водоподготовке КУ отводится особое внимание, т.к. качественная котловая подготовка (технической воды) является гарантом безаварийной работы теплового оборудования в течение всего периода отопления.
Водоподготовка и водоочистка промышленных и отопительных КУ имеет ряд специфических особенностей. Поэтому технические решения в области водоочистки, обработки и подготовки воды, разработанные, например, для крупных электростанций, не всегда оказываются приемле-мыми для промышленных КУ. Нередко осуществление рациональной ор-ганизации водно-химического режима промышленной КУ связано с боль-шими трудностями, чем выполнение той же задачи для ТЭЦ или ГРЭС. Условия эксплуатации промышленных КУ, умягчителей для котлов или комплексов водоподготовки требуют простых, надежных и дешевых тех-нических решений, предусматривающих минимум обслуживающего пер-сонала [3].
В то же время водоподготовка для современного котельного обо-рудования должна включать также регулирование рН в паре и конденсате, снижение концентрации коррозионно активных газов, предотвращение и образование отложений всех видов − не только минеральных, но и, в том числе, силикатных и органических. С таким комплексом задач могут спра-виться только комплексные реагенты для водоподготовки для паровых и водогрейных котлов и теплосетей.
Накипь возникает в результате образования отложений малорас-творимых соединений кальция, магния, железа и кремния на внутренних поверхностях парогенерирующих труб, экономайзеров и пароперегрева-телей КУ, а также в запорнорегулирующей арматуре, циркуляционных насосах и паропроводах. В результате образуется твердый слой, препят-ствующий эффективной теплопередаче. Нарушение теплообмена приводит к значительному перегреву трубных поверхностей котлов, повреждению конструкционных элементов и аварийным остановкам котельного обору-дования.
Современные КУ все чаще работают без обслуживающего персона-ла и полностью автоматизированы, поэтому необходим особо тщательный контроль воднохимического режима работы котлов и качества питатель-ной и котловой воды.
Поскольку в теплоэнергетике главная задача состоит не только в нагреве воды, но и в ее перемещении, то качеству воды уделяется большое внимание. Механический, химический или другой способы очистки от накипи менее эффективны, чем полное предварительное умягчение воды. Накипь уменьшает коэффициент теплопередачи и ведет к повышению рас-хода топлива (приближенно по геометрической прогрессии). Например, 5 мм накипи − это плюс 30 % перерасхода топлива, 10 мм накипи – это уже увеличение расхода топлива вдвое.
Вторая особенность накипи связана с наростом накипи на водо-грейной поверхности котла, что ведет к повышению температуры тепло-обменной поверхности (так как падает теплопроводимость этой поверхно-сти), снижению прочности и предела ее текучести. Вследствие этого в КУ разрываются трубы, образовываются свищи и отдулины, а в некоторых случаях может произойти взрыв КУ. Кроме того, для оборотных, а также пролетных котлов перегрев жаровых труб может вызывать просадку труб.
Третья особенность накипи – это наличие вспенивания и уноса во-ды. Для КУ этот эффект особенно неприятен. Пар становится некачествен-ным, а оборудование выходит из строя значительно быстрее паспортных данных КУ. Поэтому единственный метод, позволяющий на сегодняшний день эффективно предотвращать образование накипи, заключается в пред-варительной очистке воды от растворенных в ней примесей.
Этапы водоподготовки включают:
1) предварительную очистку от коллоидов, взвесей, железа, органи-ки и т.п.;
2) деминерализацию или умягчение;
3) удаление агрессивных газов СО2 и О2;
4) коррекционную обработку воды.
В систему предварительной очистки воды входят несколько блоков-фильтров, с помощью которых из воды удаляются как растворенные за-грязнители типа минеральных солей, так и грубодисперсные механические примеси.
Первый этап водоподготовки особой сложности не представляет, и, обычно, во время его проведения используют стандартные физические ме-тоды водоочистки, такие как механическая фильтрация (при помощи маг-нитных сетчатых фильтров).
Несколько сложнее обстоят дела со вторым этапом водоподготовки, так как при его выполнении необходимо удалить растворенные минераль-ные соли. В данное время наиболее эффективный и надежный метод тон-кой очистки воды для котельных заключается в применении мембранных технологий – это обратный осмос и ультрафильтрация [4, 5].
Важную роль играют растворенные кислород и углекислый газ, ко-торые вызывают коррозию элементов оборудования и могут привести к возникновению свищей и аварийной остановке оборудования. Интенсив-ность дейс