Файл: Теплоснабжения.doc

Присутствующая в воде свободная углекислота связывается силикатом натрия в бикарбонат натрия и сдвигает равновесную систему в сторону стабилизации воды по уравнению
Na₂O₃SiO₂ + H₂O + 2CO₂ = 2NaHCO₃ + 3SiO₂.
Из уравнения следует, что 1 г силиката натрия – (Na₂O₃SiO₂ по ГОСТ 13078), введенный в воду, связывает 0,36 г свободной углекислоты СО₂, образуя при этом 0,7 г бикарбоната натрия NaHCO₃, при этом выделяется 0,75 г оксида силиция SiO₂.

Последний вступает в реакцию с оксидами железа и формирует плотную пленку комплекса ферросиликата на поверхности металла, экранирующую его от коррозионных агентов и снижающую общую скорость коррозии (рис. 1.29).



Рис.1.27. Зависимость скорости коррозии стали в нейтральных водных растворах от концентрации Na₂SiO₃
Для подачи раствора жидкого стекла в воду применяют эжекторные или плунжерные насосные, а также вытеснительные шайбовые дозаторы.

Анализ данных химического состава речных вод показывает, что во многих водах, особенно горных районов содержатся взвешенные вещества и органические примеси, концентрация которых может достигать 5000 мг/л. Поэтому первой стадией обработки воды перед использованием должна явиться ее фильтрация на механических фильтрах и осветлителях.

По сухому остатку все воды условно подразделяются на три класса: 1) с солесодержанием 200мг/л; 2) с солесодержанием 200 – 500 мг/л; 3) с солесодержанием свыше 500мг/л.

Первый класс характерен для вод северных рек: Невы, Печоры, Норилки и др.; второй – для рек центральной полосы России: Волги, Оки, Камы, сибирских рек и др.; третий – для некоторых южных рек и горных районов: Терек, Кальмиус, Лугань, Миасс и др.

При питании систем теплоснабжения мягкими водами с небольшим солесодержанием накипь и шлам, как правило, не выпадают, поэтому нет необходимости в защите установок от загрязнения.

При водах средней жесткости, как уже отмечалось, возможно и целесообразно создание тонкой защитной окисно - меловой пленки, предохраняющей от коррозии, например путем стабилизации и (или) ее силикатирования.

---

При жестких водах возникает опасность обильного накипеобразования и зашламления поверхностей нагрева трубопроводов с выпадением значительного количества накипи, шлама и взвесей, приводящих к снижению коэффициента теплопередачи металлической стенки котла и перерасходу топлива. Каждый миллиметр слоя накипи дает до 1,5 – 2 % перерасхода топлива.

В местах накипеобразования стенки котла могут недопустимо перегреваться, механическая прочность металла снижается и стенки деформируются – появляются отдулины, свищи в стальных и трещины в чугунных котлах.

В этих случаях в котельных и центральных тепловых пунктах предусматривают установку защитных устройств для обработки подпиточной воды, их подразделяют на аппараты докотловой обработки питательной или сырой добавочной воды и внутрикотловой.

Простейшими из них являются установки физического принципа действия – магнитные и электромагнитные аппараты для омагничивания воды, установки ультразвуковой обработки, а также химического воздействия – комплексонатной (ингибиторной) защиты и установки ионообменного водоумягчения для снижения карбонатной жесткости воды.
1.4.6. Методы очистки оборудования и трубопроводов от отложений
В процессе строительства, монтажа и эксплуатации систем ЦТ во внутренние полости трубопроводов и оборудования попадают посторонние предметы, строительный мусор, грунтовые породы, накапливаются органические примеси, коррозионно - накипные взвеси и отложения. Все они, двигаясь по контурам циркуляции, ухудшают процессы теплопередачи и теплоснабжения и могут быть причиной серьезных аварий и повреждений. Особенно часто такие нарушения в результате накипеобразования отмечаются на теплонапряженных участках поверхностей нагрева паровых и водогрейных котлов (экраны в зоне ядра факела), а также в водоподогревателях. Поэтому практика эксплуатации выработала нормы предельно допустимого загрязнения труб поверхности нагрева паровых, водотрубных, барабанных и водогрейных котлов, оцениваемых в г/м² внутренней поверхности. Так, например, для парогенерирующих труб эксплуатируемых водотрубных барабанных паровых котлов при сжигании природного газа и мазута они составляют:

при радиационном обогреве (с огневой стороны) – 300 г/м²;

при конвективном обогреве – 600 г/м²;

а для водогрейных котлов при сжигании газа и мазута:

---

при радиационном обогреве (с огневой стороны) – 800 г/м²;

при конвективном обогреве – 1250 г/м².

Выше отмечено, что состав накипей в системах ЦТ в основном формируется оксидами железа (до 90 %) в смеси с соединениями кальция, магния, оксидами цинка и меди и др. Теплопроводность их зависит от структуры, пористости, плотности и составляет от 0,1 до 2 Вт/(м·К).

Физические методы очистки. Для промывки водяных тепловых сетей и систем отопления успешно применяется метод гидропневматической промывки. Суть его заключается в одновременной подаче в один из концов трубопровода промывочной воды (1 объем воды) и сжатого воздуха от компрессора (2 объема) и циркуляции до перемычке водовоздушной смеси циркуляционным насосом со скоростью не менее 1,5 – 3,0 м/с. При ее движении создается турбулентный, барботажный режим, поднимающий рыхлые отложения в трубах и оборудовании, переводя их во взвешенное состояние. Выброс загрязненной воды производится в конце промываемого участка трубопровода (для промывки участков трубопроводов устраиваются перемычка и дренажный трубопровод).

Перед проведением гидропневматической промывки уточняется схема тепловой сети, определяются источники промывочной воды, сжатого воздуха и их параметры, составляется программа и схема промывки. Промывка производится при отключенных системах абонентов, до полного осветления воды, с соблюдением мер предосторожности и предварительным инструктажем персонала, участвующего в промывке, по технике безопасности.

Для улавливания и удаления из трубопроводов тепловых сетей крупных плавающих и взвешенных частиц на входных коллекторах теплоисточников и ЦТП устанавливаются грязевики (рис. 1.28) или специальные байпасные фильтры.

Рис. 1.28. Грязевик для тепловых сетей D_у = 250 – 800 мм

1  вентиль; 2  фланцы
В процессе эксплуатации тепловых сетей и при их промывке грязевики периодически промывают, вскрывают и очищают от отложений.

Химические методы очистки. Традиционными и наиболее надежными способами очистки оборудования и трубопроводов от накипных и грязевых отложений являются химические методы с помощью комплексонов, а также кислотно - щелочной промывки.

---

Промывка оборудования и тепловых сетей, а также абонентских установок с помощью комплексонов начала применяться сравнительно недавно и получает все большее признание специалистов. Кислотно-щелочной метод используется в основном для очистки котлов, пластинчатых и кожухотрубных водоподогревателей, но для очистки тепловых сетей он не применяется.

В качестве растворителей отложений применяют водные растворы «сильных» минеральных кислот: технических соляной (HCl) и серной (H₂SO₄), сульфаминовой (HSO₃NH₂), а также «мягкие» низкомолекулярные органические кислоты – углекислоту, уксусную, лимонную, трилон Б и др.

Наиболее интенсивно (в течении 5 – 8 ч) отложения растворяются в 4 – 8 % - ных горячих растворах соляной и серной кислот при рН  1. Медленнее растворяются отложения в растворах органических кислот, комплексонов и углекислоты при значениях рН = 2 – 4. Однако чем ниже рН, тем интенсивнее растворяются не только накипь и шламы, но и металл труб и оборудования. Чтобы уменьшить растворение металла, в моющие растворы добавляют замедлители коррозии – ингибиторы (пассиваторы) коррозии, а после кислотных промывок выполняют щелочение – нейтрализацию остатков кислоты щелочными водными растворами.

В качестве щелочных реагентов используются едкий натр (NaOH), кальцинированная сода (Na₂CO₃), тринатрийфосфат (Na₂PO₄), трисилит натрия (Na₂SiO₃) и др.

Пассиваторами при кислотных промывках являются уротропин, столярный клей, тиомочевина, каптакс, катапин,

ОП – 7, ОП – 10 др.

Химические промывки относятся к специальным, лицензируемым видам работ и выполняются только специализированными организациями. Самовольные промывки не допускаются.

Комбинированные – физико - химические экологически чистые и эффективные технологии для прочистки и промывки систем централизованного отопления, вентиляции и систем водоснабжения и водоотведения, теплообменников, резервуаров, хранилищ и др. совместно разработали научно - исследовательская лаборатория «ЛЭТ» ГАСИС и ООО «ЭкоМирт». Технологии «Санкив», «Цикл – М» и «Смерч» используют эффект интенсивного комплексного воздействия; химического – применением суперочистителя ЭкоСан на водяной основе для размягчения, дезодорации и дезинфекции поверхностей трубопроводов и оборудования, физического – гидродинамический удар, магнитная обработка воды в потоке, эффект магнитострикации и др., с помощью специально сконструированного оборудования для отделения и вымывания прикипевших коррозионно - накипных и илисто - пластических отложений.

---

Успешный опыт практического применения этих технологий на крупных инженерных системах подтвердил высокую эффективность и экологическую надежность их, особенно, на объектах с изношенным эксплуатационным фондом.

Разработчики технологии утверждают: а) работы по очистке и промывке систем центрального отопления, водоснабжения, тепловых пунктов и других от накипи, шлама и илистых отложений можно осуществлять без демонтажа элементов системы в любое время года, в том числе и на объектах с изношенным эксплуатационным фондом; б) в результате выполнения работ обеспечивается улучшение теплоотдачи на 40 – 90 %; продление срока эксплуатации действующих систем централизованного отопления на 25 – 50 %; понижение уровня токсичных сбросов в водоемы на 70 % по сравнению с применяемой в настоящее время технологией химической очистки систем отопления.
1.5. Классификация тепловой нагрузки
В системах централизованного теплоснабжения по тепловым сетями подается теплота различным тепловым потребителям. Несмотря на значительное разнообразие тепловой нагрузки, ее можно разделить на две группы по характеру протекания во времени: 1) сезонная нагрузка; 2) круглогодичная нагрузка.

Сезонная нагрузка имеет сравнительно постоянный суточный график и переменный годовой график нагрузки, т.е. обеспечивается не круглый год, а только в течение какой - то его части (сезона), при этом расход теплоты и его изменение во времени зависят главным образом, от климатических условий: температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра, солнечного излучения, влажности воздуха и т.п. Основное значение имеет температура наружного воздуха; влиянием других климатических факторов на расход теплоты часто пренебрегают.

Суточный расход теплоты у сезонных потребителей изменяется относительно мало, что объясняется небольшим, обычно суточным, изменением температуры наружного воздуха и большой теплоаккумулирующей способностью зданий. Годовой график сезонных потребителей имеет резкопеременный характер: наибольший расход теплоты происходит в самые холодные месяцы (январь, декабрь), значительно меньший расход – в начале и конце отопительного сезона и нулевой расход – в летнее время.

К сезонной тепловой нагрузке относятся отопление, вентиляция (с подогревом воздуха в калориферах) и кондиционирование воздуха (получение воздуха определенного качества). Каждый из указанных видов не имеет круглогодичного характера. Отопление и вентиляция являются зимними тепловыми нагрузками. Для кондиционирования воздуха в летний период требуется искусственный холод. Если этот искусственный холод вырабатывается абсорбционным или эжекционным методом, то ТЭЦ получает дополнительную летнюю тепловую нагрузку, что способствует повышению эффективности теплофикации.

---