Физико-химические свойства воды и показатели качества воды и пара

Вода в котельных используется для восполнение потерь пара, конденсата, сетевой воды, а также на собственные нужды котельной. Забор воды осуществляют либо из водопровода, либо из артезианских скважин или открытых водоемов.

К показателям качества воды, идущей на указанные выше нужды, предъявляют определенные требования.

К числу важнейших показателей качества воды относятся: содержание взвешенных веществ, сухой остаток, общая жест­кость и ее составляющие, ионный состав, окисляемость, содер­жание растворенных газов.

В природных водах взвешенные вещества содержатся в виде частиц песка, отмершей растительности и глиняной суспензии, легко удаляемых при механическом фильтровании.

Содержание взвешенных частиц (мг/л) определяют по прозрачностиводы.

Сухой остаток(мг/л) определяют путем выпаривания свободной от взвеси (после фильтрования) пробы и высушивания остатка при 105-110 °С.

Плотный остаток(мг/л) определяют путем выпаривания и высушивания при 105-110 °С нефильтрованной пробы.

Минеральный остаток(общее солесодержание) определяется как сумма катионов и анионов, полученных в результате полногохимического анализа воды.

Жесткость -показатель, определяющий содержание в воде катионов кальция и магния.

Общая жесткость воды Ж_о(мг-экв/л) определяется как сум­ма содержания в воде ионов кальция Са²⁺ (кальциевая жесткость) и магния Mg²⁺ (магниевая жесткость).

Карбонатная (временная) жесткость Ж_кявляется частью общей жесткости, эквивалентной концентрации бикарбонат-ионов НСО₃.

Некарбонатная (постоянная) жесткость Ж_н.к является разно­стью между карбонатной и общей жесткостью.

Наличие в воде бикарбонатов Са(НСО)₃ и Mg(HCO)₃ обуславливает карбонатную жесткость, а наличие в воде хлоридов, сульфатов и некарбонатных солей кальция и магния (СаС1₂, MgCl₂, CaSO₄, MgSO₄, CaSiO₃, MgSiO₃) - некарбонатную жесткость.

При нагревании воды соли карбонатной (временной) жест­кости распадаются и образуют нерастворимые соли, выпадаю­щие в виде рыхлого осадка, удаляемого продувкой. Соли же некарбонатной (постоянной) жесткости образуют на внутренних стенках труб котла плотный осадок - накипь.

За единицу измерения жесткости воды принят 1 мг-экв/кг, что соответствует содержанию в 1 кг воды 28 мг оксида кальция или 21 мг оксида магния.

По общей жесткости все природные воды условно делятся на мягкие Ж_о= 4 мг-экв/кг, средней жесткости Ж_о = 4-7 мг-экв/кг и жесткие Ж_о = 1мг-экв/кг.

Щелочность - показатель, определяющий содержание в воде гидроксильных ионов , анионов слабых кислот НСО₃, СО₃, РО₄, SiO₃ и других, связанных с катионитами Na, К, Са, Mg, которые при диссоциации образуют сильные щелочи и придают раствору щелочной характер.

Общей щелочностью воды Щ_о, мг/л, называют сумму содержащихся в ней гидроксильных ионов и анионов слабых кислот. Щелочность Щ_оопределяется титрированием пробы воды соляной кислотой в присутствии сначала фенолфталеина, а затем - метилоранжа. В природных водах щелочность обусловлена присутстви­ем карбонатов, бикарбонатов, гидратов.

Относительной щелочностью Щ_отназывается общая щелоч­ность воды в пересчете на NaOH, отнесенная к сухому остатку и выраженная в процентах:

, (3.14)

где Щ_о-общая щелочность воды, мг-экв/л;

S - сухой остаток воды, мг/л;

40 - эквивалент NaOH.

Ионный составводы определяют растворенные в ней соли, которые в той или иной степени диссоциированы на ионы. Вода как электролит электрически нейтральна, так как сумма положительно заряженных ионов (катионов) всегда равна сумме от­рицательно заряженных ионов (анионов).

Кремнесодержание - общая концентрация в воде кремнесодержащих соединений, выраженная в пересчете на SiO₂, мкг/кг.

Содержание соединений железа и меди- общее содержание солей меди и железа, мкг/кг.

Показатель концентрации водородных ионов (рН)характеризу­ет реакцию воды (кислая, щелочная, нейтральная).

Для паровых котлов общую щелочность и сухой остаток питательной воды не нормируют [14].

Показатели качества питательной воды для паровых котлов приведены в табл.3.15.

Таблица 3.15

Показатели качества питательной воды для паровых котлов при докотловой обработке

Качество насыщенного и перегретого пара должно отвечать нормам, приведенным в табл.3.16.

Таблица 3.16

Нормы качества насыщенного перегретого пара

При эксплуатации паровых котлов и при выборе схем водоподготовки качество котловой (продувочной) воды нормируют по общему солесодержанию (сухому остатку) (табл.3.17). Допус­тимое солесодержание устанавливает завод-изготовитель в зави­симости от конструкции сепарационных устройств, которыми оборудован котел.

Таблица 3.17

Расчетные нормы качества котловой воды при внутрикотловой обработке

По данным Бийского котельного завода, солесодержание котловой воды в котлах с одноступенчатым испарением не должно превышать 3000 мг/л (котел с пароперегревателем) и 1500 мг/л (котел без пароперегревателя), а в котлах с двухступенчатым испарением и выносными ступенями - 1500 в первой ступени испарения и 6000-10000 мг/л во второй ступени испарения [14].