Menu
menu      O firmie
menu      Oferta
menu      Referencje
menu      Galeria
menu      Warto wiedzieć!
menu      Kontakt
menu      Wyślij e-mail

WPŁYW JAKOŚCI WODY NA PRACĘ URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH

Woda jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych związków chemicznych występujących w przyrodzie. Ma szerokie zastosowanie w gospodarce komunalnej i w wielu innych gałęziach przemysłu. Wodzie tej stawiane są odpowiednie wymagania dotyczące jej jakości. Specjalne wymagania stawiane są wodzie stosowanej w energetyce cieplnej. Dla takiej wody brana jest pod uwagę nie tylko sama jej twardość, lecz również rodzaj poszczególnych związków wapniowych i magnezowych, powodujących twardość. Woda obok paliw jest podstawowym surowcem w energetyce cieplnej, głównym jej zadaniem jest przenoszenie energii cieplnej. Pobór ciepła jak i oddawanie energii cieplnej odbywa się na zasadzie przenikania przez metalowe ścianki rur. Powierzchnia rur nie może być zanieczyszczona żadnymi osadami wydzielającymi się z wody, gdyż utrudniają one wymianę ciepła. Wody naturalne nie nadają się do celów energetycznych bez odpowiedniego przygotowania. Woda nie powinna zawierać składników działających osadotwórczo i korozyjnie na metale i tworzywa z którymi styka się w obiegu ciepłowniczym, czyli powinna być wolna od związków żelaza wapnia i magnezu, tlenu i dwutlenku węgla. Ale praktycznie w wielu przypadkach jest to niemożliwe, a szczególnie dla wód wodociągowych przeznaczonych do spożycia. Produkcja c.w.u już odbiega od wymagań norm ciepłowniczych, ponieważ musi odpowiadać wodzie do picia i potrzeb gospodarczych, i dlatego stwarza problemy osadotwórcze. Węglany i kwaśne węglany wapnia oraz magnezu, siarczany i chlorki wapnia i magnezu to główne składniki twardości wody. Najbardziej szkodliwy jest siarczan wapniowy, gdyż z niego powstaje trudny do usuwania kamień kotłowy. Chlorek magnezowy wywołuje m.in. korozję metalu, gazy rozpuszczone w wodzie przyczyniają, się w dużej mierze do korozji. Tlen w temperaturze 55°C przyczynia się korozji stali czarnej. Wszelkie nieprawidłowości w eksploatacji urządzeń ciepłowniczych prowadzi do zakłóceń na skutek tworzenia się osadów i zachodzących procesów korozyjnej. Na ogół tych procesów nie da się od siebie oddzielić. Dlatego też istnieje potrzeba, poprawy warunków eksploatacyjnych urządzeń ciepłowniczych poprzez

oczyszczanie chemiczne

ze złogów kamienia wodnego. W procesie technologicznych przy produkcji energii cieplnej na małą skalę (kotły, piec centralnego ogrzewania) woda nie jest odpowiednio uzdatniona lub wcale nie uzdatniona i tu już mamy do czynienia z problematyką eksploatacyjną spowodowaną osadami kamienia wodnego w instalacji c.o. i w grzejnikach, co prowadzi do niedogrzewania pomieszczeń, a także do awarii. Przy produkcji ciepłej wody użytkowej również powstają problemy eksploatacyjne (osady kamienia wodnego korozja), co pociąga za sobą straty ciepła i niedotrzymywanie parametrów temperaturowych c.w.u u odbiorcy (mieszkańca osiedla). Urządzenia ciepłownicze (pojemnościowe wymienniki ciepła, wymienniki typu JAD oraz wymienniki płytowe skręcane i lutowane), instalacje c.w.u ulegają zakamienianiu w czasie eksploatacji. Woda wodociągowa jest nośnikiem osadotwórczych związków chemicznych, głównie węglanów wapnia i magnezu, oraz związków żelaza jak już podano wyżej. Skład jest zróżnicowany i uzależniony od ujęcia wody, sposobu uzdatniania, oraz transportowania do odbiorcy i konsumenta. Woda o wysokim stopniu mineralizacji tzw. twarda woda, stwarza problemy w eksploatacji węzłów cieplnych pracujących w systemie ciepłej wody użytkowej. W podwyższonej temperaturze jak już było nadmienione wytwarzają się osady kamienia wodnego z produktami korozji.

POWSTAWANIE OSADÓW:

Skład chemiczny i struktura osadów zależą od jakości wody zasilające urządzenia oraz od warunków fizykochemicznych panujących w danym urządzeniu ciepłowniczym. Struktura osadów zależy od parametrów cieplnych danego urządzenia. Podgrzewanie wody sprzyja wypadaniu osadów kamienia wodnego, w wodzie podgrzanej sole Ca2+(wapnia) i w małej ilości sole Mg2+ (magnezu) wytrącają się w postaci miękkiego osadu, łatwego do usunięcia. Rozpad termiczny związków wapnia ma decydującą rolę w powstawaniu osadów węglanowych, czyli powstają, z tego osady złożone głównie z węglanów wapnia i w małych ilościach węglanu magnezowego. Należy pamiętać, że w wodach naturalnych przeważają związki wapnia, a zawartość związków magnezu jest mniejsza. Zdarzają się wody surowe, gdzie zawartość magnezu jest równa zawartości wapnia. Innym czynnikiem sprzyjającym powstawaniu osadów jest przekroczenie iloczynu rozpuszczalności związków wapnia i magnezu w wyniku wzrostu temperatury wody i jej odparowania. Wzrasta wtedy stężenie soli zawartych w wodzie i w taki sposób powstaje kamień wodny, którego głównym składnikiem jest siarczan i krzemian wapniowy - są to osady twarde. W praktyce mamy do czynienia z jednym i drugim rodzajem kamienia wodnego. Niezależnie od składu chemicznego i struktury każdy osad utrudnia wymianę ciepła, gdyż jego przewodność cieplna jest znacznie mniejsza w porównaniu z przewodnością samych metali. Skład chemiczny wody uzależniony jest więc od jakości rozpuszczonych w niej związków wapnia i magnezu, które nadającej twardość. Twardość wody jest to własność, którą nadaje zawarte jony wapnia i magnezu. Wapń i magnez znajduje się w wodzie w postaci węglanów, wodorowęglanów, siarczanów, chlorków i krzemianów. Rozróżnia się: twardość węglanową - wywołaną obecnością węglanów wapnia i magnezu, (kamień łatwy w usunięciu) Twardość nie węglanową wywołaną obecnością np. chlorków, siarczanów wapnia i magnezu (kamień trudniejszy w usunięciu). Oprócz w/w związków chemicznych, woda jest również nośnikiem jonów żelaza, oraz tlenu i dwutlenku węgla. Związki żelaza w małych ilościach są składnikiem wód wodociągowych, ale rozpuszczone w niej gazy powodują reakcje chemiczne sprzyjające korozji, czyli powstawanie tlenków i wodorotlenków żelaza (korozja sieci wodociągowych). W taki to sposób niejednokrotnie woda jest nośnikiem produktów korozji pochodzącej z sieci wodociągowej. Produkty korozji "wkomponowane" w osad węglanowy wobec powyższego są jego składnikiem, co utrudnia proces

oczyszczania chemicznego instalacji wodnych i urządzeń

ciepłowniczych. Dlatego wyprodukowano, specjalne preparaty chemiczne o odpowiednio dobranym składzie, do różnego rodzaju kamienia wodnego. Środki chemiczne muszą być przede wszystkim dopuszczone przez Państwowy Zakład Higieny do obrotu na rynku krajowym i dopuszczone do stosowania w celu oczyszczania urządzeń. Chemiczne oczyszczanie pomaga przeciwdziałać nieekonomicznym gospodarowaniem energią cieplną pozwala na uniknięcie nieprzewidzianych awarii, przedłuża żywotność urządzeń ciepłowniczych. Zanieczyszczone urządzenia ciepłownicze i instalacje c.w.u prowadzą do strat ciepła i niepożądanych awarii również w dostawie ciepłej wody użytkowej do odbiorcy. Dlatego też, wymagane jest okresowe oczyszczanie z nagromadzonych osadów. Oczyszczanie powierzchni grzewczych z kamienia wodnego i produktów korozji przeprowadza się drogą chemiczną przez zmiękczanie i odspajanie od powierzchni, rozpuszczanie narostów kamienia, oraz usuwanie silnym strumieniem wody. W praktyce łączy się te metody, stosując kąpiel chemiczną na bazie kwasów nieorganicznych i organicznych z dodatkiem odpowiednich inhibitorów korozji. Kąpiel chemiczna narusza strukturę narostów i przekształca je w rozpuszczone sole wapnia, magnezu i żelaza. Zadawalający efekt osiąga się po intensywnej cyrkulacji kąpieli oczyszczającej w odrębnym, wymuszonym obiegu technologicznym. Technologię oczyszczania można prowadzić oddzielnie dla poszczególnych urządzeń - wymienniki ciepła, jak również dla zestawu bate wymienników ciepła i instalacji wewnętrznej i zewnętrznej. Proces oczyszczania trwa od 2-24 godzin pod warunkiem, że urządzenia i instalacji posiadają drożność. Czas oczyszczania zależy od grubości i składu chemicznego kamienia wodnego i produktów korozji. Informacje ogólne dotyczące węzłów cieplnych. Zadaniem węzłów cieplnych jest dostarczenie ciepła do ogrzewania budynków i d podgrzewania ciepłej wody użytkowej . Węzły cieplne posiadają, dwa obiegi wody: - obieg zewnętrzny, wysokotemperaturowy, którym dostarczana jest gorąca woda(grzejna) z sieci zewnętrznej do węzła cieplnego- wymiennika - obieg wewnętrzny, niskotemperaturowy, którym woda podgrzana w wymienniku ciepła jest dostarczana do odbiorników ciepła, to jest kaloryferów i odbiorców cwu. Grupowe węzły cieplne - dostarczają, energię cieplną do kilku budynków. Indywidualne węzły cieplne - dostarczają energię cieplną do jednego budynki Przykładowa reakcja tworzenia się kamienia wodnego: Woda zawierająca wodorowęglany (kwaśne węglany) wapnia w stałe temperatuze pozostaje w równowadze chemicznej wg wzoru:
Ca(HC03)2 α CaC03 + C02 + H20 Wzrost temperatury powoduje przekroczenie iloczynu rozpuszczalności węglanu wapnia i wypada wtedy do roztworu w postaci osadu.