Показатели качества воды

Используемая в котельных установках и теплосетях исходная вода поступает или из хозяйственно-питьевых водопроводов, или из артезианских скважин, или, наконец, из поверхностных водоемов, в зависимости от чего в ней содержатся различные примеси.

Примеси, содержащиеся в природной воде, по степени крупности их частиц подразделяются на три группы:

1. Механические взвешенные вещества в виде частиц песка, глины и др., размером от 0,2 мкм и выше, способные с течением времени отстаиваться;

2. Коллоидно-растворенные - соединения железа, алюминия, кремния и др., размером от 0,001 до 0,2 мкм, не отстаивающиеся даже в течение длительного времени;

3. Истинно-растворенные - состоящие из электролитов (веществ, молекулы которых распадаются на ионы, в частности карбонаты кальция и магния) и неэлектролитов (веществ, не распадающихся на ионы: кислород, азот, углекислый газ).

В зависимости от тех или иных примесей изменяются показатели качества воды.

Основными показателями качества воды являются:

1) прозрачность - содержание в 1 л воды взвешенных частиц, легко удаляемых при фильтрации (мг/л);

2) сухой остаток - осадок, состоящий из минеральных и органических примесей, полученный после выпаривания 1 л профильтрованной воды и после его высушивания (мг/л);

3) окисляемость - характеризует степень загрязнения воды органическими веществами. Она выражается в мг/л кислорода или окислителя перманганата калия (КМnО₄), необходимых для окисления органических веществ, содержащихся в 1 л воды;

4) жесткость - содержание в 1 л воды растворенных солей кальция и магния; выражается в миллиграмм-эквивалентах (мг-экв/л). Миллиграмм-эквивалент – это отношение содержания компонента в миллиграммах к его атомному весу;

5) щелочность - содержание в 1 л воды гидратов, карбонатов и бикарбонатов, выражается в миллиграмм-эквивалентах (мг-экв/л);

6) степень кислотности или щелочности - определяется концентрацией водородных или гидроксильных ионов, образующихся при диссоциации (расщеплении) воды; выражается величиной рН. При рН=7 водный раствор нейтрален, чем ближе рН к нулю, тем сильнее кислотность, а чем ближе рН к 14, тем сильнее щелочность;

7) содержание растворенных в воде агрессивных газов, вызывающих коррозию, (О₂, СО₂), мг/л.

Основной задачей подготовки воды в котельных является борьба с коррозией и накипью.

Коррозия поверхностей нагрева котлов, подогревателей и трубопроводов тепловых сетей вызывается кислородом и углекислотой, которые проникают в систему вместе с питательной и подпиточной водой.

При нагреве и испарении воды из нее выпадают различные растворенные соли, часть из которых осаждается на поверхностях нагрева в виде плотного слоя с низкой теплопроводностью, называемого накипью. Требования, предъявляемые к воде, используемой в паровых и водогрейных котельных, различны, так как в паровых котлах вода испаряется, а в водогрейных только нагревается.

Наиболее важным показателем качества воды является ее жесткость, т.е. содержание солей, вызывающих накипеобразование (соли кальция и магния). Различается жесткость постоянная (некарбонатная), обусловливаемая наличием в воде хлоридов, сульфатов и других некарбонатных солей кальция и магния, и временная (карбонатная), обусловливаемая присутствием в воде бикарбонатов кальция Са(НСО₃)₂ и магния Mg(НСО₃)₂.

Общая жесткость воды (Ж_о) состоит из карбонатной (временной) жесткости (Ж_к) и некарбонатной (постоянной) жесткости (Ж_н).

Ж_о = Ж_к + Ж_н , мг-экв/л .

Щелочность представляет собой сумму содержащихся в воде бикарбонатов, карбонатов, гидратов и солей других слабых кислот, вступающих в реакцию с соляной и серной кислотой с образованием хлористых или сернокислых солей щелочных и щелочно-земельных металлов. Различают щелочности: бикарбонатную (Щ_б), определяемую анионами НСО₃^- ; карбонатную (Щ_к), определяемую анионами СО₃^2-; гидратную (Щ_г), определяемую анионами ОН^- и др.

С известным приближением можно считать, что практически в одном растворе совместно могут быть либо гидратная щелочность с карбонатной, либо карбонатная с бикарбонатной. Щелочность измеряется теми же единицами, что и жесткость, мг-экв/л и мкг-экв/л.

При относительно высокой гидратной щелочности котловая вода приобретает агрессивные свойства по отношению к металлу котла, вызывая в нем межкристаллитную коррозию.

Необходимое качество воды зависит от типа котла и вида топлива, нормы качества питательной воды приведены в табл. 5.

Таблица 5