Ответ на реферативный вопрос «Водоподготовка котельной. Виды. Классификация»

Общие сведения

Водоподготовка питательной воды - физико-химическая обработка воды, предназначенной для питания паровых котлов. Водоподготовка в основном состоит: - в осветлении - удалении из воды взвешанных примесей - в смягчении - снижении содержания солей; - в удалении растворенного кислорода, механических примесей, жиров; - в нейтрализации воды; -а так же включает добавку антинакипинов. Антинакипины - фосфаты, сода, коллоидный графит, растительные экстракты и другие вещества, образующие легкоудаляемые осадки (шлам) при взаимодействии с остаточными солями в питательной воде паровых котлов, испарителей и других водонагревательных приборов.

Основными задачами водоподготовки и рациональной организации водного режима парогенераторов и тракта питательной воды являются: а) предотвращение образования на внутренних поверхностях парообразующих и пароперегревательных труб отложений кальциевых соединений и окислов железа, а в проточной части паровых турбин отложений соединений меди, железа, кремниевой кислоты и натрия; б) защита от коррозии конструкционных металлов основного и вспомогатель-ного оборудования ТЭС и теплофикационных систем в условиях их контакта с водой и паром, а также при нахождении их в резерве. Методы водоподготовки должны выбираться при сопоставлении состава исходной воды и ее качества, регламентированного нормативными документами После предварительного подбора методов очистки воды анализируются возможности и условия их применения, исходящие из поставленной задачи. Чаще всего результат достигается поэтапным осуществлением нескольких методов. Таким образом, важными являются как выбор собственно методов обработки воды, так и их последовательность.

Осветление воды фильтрованием через слои зернистого насыпного материала Начальным этапом водоподготовки, как правило, является освобождение ее от взвешенных примесей – осветление воды, иногда классифицируемое как предвари-тельная обработка. Различают несколько типов фильтрования: – процеживание – размеры пор фильтрующего материала меньше размеров задержи-ваемых частиц; – пленочное фильтрование – при определенных условиях после некоторого на-чального периода фильтрующий материал обволакиваются пленкой взвешенных веществ, на которой могут задерживаться частицы даже более мелкие, чем размер пор фильтрующего материала: коллоиды, мелкие бактерии, крупные вирусы; – объемное фильтрование – взвешенные частицы, проходя через слой фильтрующего материала, многократно изменяют направление и скорость движения в щелях между гранулами и волокнами фильтрующего материала; таким образом, грязеёмкость фильтра может быть довольно большой – больше, чем при пленочном фильтровании.Фильтрование в тканевых, керамических, почти во всех фильтрах с неткаными волокнистыми фильтрующими элементами осуществляется по первым двум – из названных – типам; в мелкозернистых насыпных фильтрах – по второму типу, в крупнозернистых насыпных – по третьему.

Натрий-катионирование

Самый распространенный метод умягчения воды – натрий-катионирование. Метод основан на способности ионообменных материалов обменивать на ионы кальция и магния ионы других веществ, не образующих накипь на теплонапря-женной поверхности (трубные экраны котлов, теплообменники, поверхности жаротрубных котлов). Веществ таких немало, но в связи с доступностью и относительной дешевизной хлорида натрия именно он был выбран в качестве реагента для регенерации катионита. Замена ионов кальция и магния ионом натрия гарантирует отсутствие накипеобразований на греющих поверхностях котлов и теплообменников. По мере пропускания воды через слой катионита количество ионов натрия, способных к обмену, уменьшается, а количество ионов кальция и магния, задержанных на смоле, возрастает, то есть катионит «истощается». Тогда его следует регенерировать – пропустить через слой катионита раствор хлорида натрия, и обменная способность катионита восстанавливается.

Натрий-хлор-ионирование

Метод применяется, когда нужно уменьшить общую жесткость, общую щелочность и минерализацию исходной воды, увеличить критерий потенциальной щелочной агрессивности (уменьшить относительную щелочность) котловой воды, уменьшить диоксид углерода в паре и значение продувки паровых котлов – путем фильтрования последовательно через слой натрий-катионита в одном фильтре и через слои: сначала – хлоранионита и затем – натрий-катионита в другом фильтре. При регенерации катионита применяется раствор хлорида натрия, и, в отличие от натрий-катионирования, здесь «используются» ионы и Na⁺, и Cl^-. В первом натрий-катионитном фильтре происходит умягчение воды. В слое анионита (верхний слой второго фильтра) – такие реакции: 2RCl + SO₄^2- ↔ R₂SO₄+ 2Cl^-; RCl + NO₃^- ↔ RNO₃ + Cl^-; RCl + HCO₃^- ↔ RHCO₃ + Cl^-. Поскольку снижение щелочности (поглощение ионов) обычно не требуется в большой степени, то предусматривают работу хлор-анионитного фильтра с проскоком ионов в фильтрат: щелочность уменьшается в среднем до 1–2 ммоль/л (фильтр отключают на регенерацию при щелочности 1,5–3 ммоль/л). Второй слой натрий-катионита (под хлор-анионитом) поглощает оставшуюся после первой ступени натрий-катионирования часть ионов жесткости.