Установки умягчения воды для котельных

Чем отличаются установки умягчения воды для котельных

Установки умягчения воды для котельных являются обязательным элементом наряду с фильтрами грубой очистки, насосами, запорной арматурой и другим необходимым оборудованием. Установки умягчения воды для котельных применяются с целью предотвращения образования отложений накипи на стенках и нагревательных элементах котлов и насосов. Без использования установок умягчения вы рискуете дорогостоящим оборудованием, которое может подвести вас в самый разгар отопительного сезона.

 Выбор установки умягчения воды для котельных зависит от требований к питательной воде, типа котла, нужд потребителя и его платежеспособности.

К основным и наиболее распространенным способам умягчения воды для котельных относят:

• реагентное умягчение
• ионный обмен или нанофильтрация
• обратный осмос
• безреагентное умягчение

Реагентный способ умягчения воды для котельных

Данный метод основан на введении в водный раствор реагентов, позволяющих в дальнейшем осаждать полученные малорастворимые соли в осветлительных фильтрах. Такой способ применяется в энергетике и промышленности, но не используется для питьевой воды, т.к. полученный водный раствор обладает сильной щелочной реакцией.

Осаждение образовавшихся в процессе реагентного умягчения хлопьев происходит очень медленно и в результате образуются отходы в виде трудно утилизируемого шлама. Производительность такого оборудования низкая, оно имеет большие габаритные размеры. Процесс требует постоянного и тщательного ручного контроля.

Ионный обмен для умягчения воды в котельных

Ионный обмен это наиболее простой и распространенный, однако довольно дорогостоящий метод умягчения воды для котельных. Метод основан на замещении катионов Ca²⁺ на ионы Na⁺ при добавлении в воду солевого раствора. Установки ионного обмена позволяют проводить умягчение и регенерацию солевого раствора в автоматическом режиме, а также позволяют добиваться минимального использования соли в процессе умягчения. Для организации процесса умягчения в непрерывном режиме необходимо установить два параллельно работающих фильтра. Пока один фильтр будет работать, второй будет находиться на регенерации. При необходимости добиться уровня жесткости воды ниже 0,05 мг-экв/л необходимо последовательно использовать 2 фильтра, называемых 2 ступенями ионообменного умягчения воды.

Помимо описанного выше Na-катионирования в ионном обмене могут использоваться методы H-Na-катионирования или Н-катионирование с голодной регенерацией на сильно- или слабокислотном катионите. Эти способы позволяют помимо умягчения воды добиться снижения щелочности и уменьшения солесодержания.

Обратный осмос или нанофильтрация

Умягчение воды для котельных методом обратного осмоса практически не используется. Обратный осмос можно применять для умягчения не очень жесткой воды, а также удаления из нее практически всех растворенных ионов и органических молекул при малой производительности. Вода, очищенная методом обратного осмоса, обедняется и использовать ее в качестве питьевой воды без дополнительной минерализации не рекомендуется.

Действие метода основано на удалении из воды многозарядных и крупных ионов, которые задерживаются обратноосмотической мембраной. Размеры пор данной мембраны соизмеримы с размером одиночных ионов. Для достижения требуемого эффекта процесс обратного осмоса происходит под большим давлением от 7 до 70 атм.

Обратноосмотическая мембрана очень чувствительна к механическим загрязнениям, железу и высокой жесткости воды, которые могут привести к ее разрушению.

Более эффективным методом является нанофильтрация, работающая по тому же принципу, и удаляющая из воды многозарядные ионы, имеющие размер от 0,001 до 0,01 мкм, органические молекулы с молекулярной массой выше 300 дальтон и все вирусы.  Рабочее давление для таких систем меньше, чем у обратного осмоса и составляет от 7 до 16 атм.

Безреагентное умягчение воды в котельных

К безреагентным методам «умягчения» воды в котельных относят магнитный, электромагнитный и ультразвуковой. Эти методы не являются умягчением воды как таковым, т.к. не влияют на химический состав воды. Принцип работа этих методов основан на обработке водного раствора магнитным (электромагнитным) полем или ультразвуком.

Воздействие на воду магнитного поля обеспечивает эффект уменьшения отложений на рабочих элементах котлов и насосов, а также постепенное размытие уже существующих отложений солей жесткости. Благодаря изменениям, происходящим на молекулярном уровне соли жесткости кристаллизуются непосредственно в объёме воды, теряя возможность осаждаться на металлических поверхностях.

Воздействие на воду   механических колебаний ультразвуковой частоты работает по тому же принципу. Соли жесткости кристаллизуются в толще воды в виде мелкодисперсного шлама. Способность осаждаться на теплопередающих поверхностях теряется под воздействием ультразвуковых колебаний. Ультразвук оказывает разрушающее действие на ранее образовавшуюся накипь.

Использование безреагентных установок требует обязательной регулярной продувки котлов от отслоившегося в процессе работы шлама. В противном случае наиболее уязвимые места (нижние точки котлов, переходы и тройники в трубопроводах) могут забиться отслоившимися чешуйками накипи и привести к аварийной ситуации.

Безреагентные методы умягчения воды в котельных применяются в тех случаях, когда нет точных нормативных требований к жесткости воды и бюджет, заложенный на умягчение воды для котельной, не позволяет использовать ионно-обменное оборудование или хим.реагенты.

Как появились безреагентные установки умягчения воды для котельных

Практически все крупные предприятия так или иначе использующие в своем производственном процессе воду — страдают от проблем отложения солей жесткости на оборудовании.

С этими же проблемами сталкивается большинство котельных и ТЭЦ, обеспечивающих население горячей водой.

Если посмотреть современные журналы по энергетике – станет понятно, что проблема отложения солей жесткости актуальна и по сей день. До сих пор не существует единого мнения специалистов на счет того, какой способ водоподготовки оптимален и каждый специалист выбирает наиболее подходящий ему способ исходя из требований к подготавливаемой воде и ее исходных данных.

Магнитная подготовка воды вошла в нашу жизнь в середине прошлого века. Родоначальником ее считается бельгийский ученый Теофиль Изидор Софи Вермейрен, запатентовавший первое устройство магнитной обработки жидкостей для уменьшения образования накипи.

В последствии в Советском Союзе этой темой занимались несколько крупных институтов, такие как Московский энергетический институт, ГИГХС (Государственный научно-исследовательский институт горно-химического сырья), ГИАП (Научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза), Харьковский инженерно-экономический институт.

Советскими учеными и естествоиспытателями проведены огромные исследования и написано множество книг, посвященных магнитной обработке воды.  Она нашла свое применение не только в теплоэнергетике, но и в химической материалов и горной промышленности, производстве строительных материалов.

Столь широкий спектр применения магнитной обработки воды связан с тем, что вода присутствует в том или ином виде практически во всех производственных процессах. А изменение ее физико-химических свойств при обработке магнитным полем влечет за собой качественные изменения технологических процессов, что в конечном итоге оборачивается существенным экономическим эффектом.

По сей день магнитная обработка воды наибольшее применение нашла в теплоэнергетике для уменьшения образования накипи. Также ее применяют в системах ионного обмена для увеличения производительности фильтров.

Опытным путем было доказано, что магнитная обработка эффективна при определенном солевом составе воды, т.е. воды с определенной кальциевой карбонатной жесткостью.

Обработка воды, характеризующейся высокой сульфатной жесткостью не дает столь хороших результатов.  Также результат магнитной обработки становится менее действенным при большой концентрации в воде двуокиси углерода.

В основном магнитную обработку воды применяют для уменьшения количества образования накипи на котлах низкого и среднего давления, а также для обработки добавочной и циркуляционной воды в теплообменниках.

Выводы, сделанные нашими научными сотрудниками на основании многочисленных практических опытов на различных объектах, показали, что:

• В прямоточных системах водоснабжения обработке нужно подвергать всю воду
• В оборотных системах водоснабжения всю подпиточную воду и ¼ оборотной воды
• Время между обработкой воды и ее поступлением в теплообменный аппарат не должно превышать 4 часов
• Котлы обязательно должны быть оборудованы грязевиками для сбора шлама
• Удаление шлама из грязевиков должно быть регулярным

Практический эффект от применения магнитной обработки воды показал:

• полное удаление либо значительное (до 70-80 %) уменьшение образования накипи
• удаление уже имеющихся отложений
• увеличение времени работы котлов без очистки в 5-6 раз
• снижение расхода кислоты на промывку или полное отсутствие таких расходов
• снижение частоты или полное исключение механической чистки котлов.

Практические исследования проводились по всей стране на многочисленных ТЭЦ, ГРЭС и различных заводах.

Безреагентные установки умягчения воды в работе

Установка магнитных преобразователей воды на объектах теплоэнергетической промышленности показала свою высокую эффективность, что зафиксировано в многочисленных отзывах, а также не спадающей популярности приобретения и установки магнитных преобразователей для очистки от накипи котельного оборудования.

Предлагаю ознакомиться с некоторыми отзывами и самим убедиться в эффективной работе антинакипных магнитных преобразователей (магнитных активаторов) воды.

1. Котельная МУП «Калугатеплосеть», ул. Московская, 317

Тип защищаемого оборудования: трубчатые водоподогреватели ОСТ 34-588-68, трубопроводная арматура, трубопроводы ГВС и насосное оборудование.

Тип преобразователя: антинакипной магнитный преобразователь АМП-100ФЦ + фильтр магнитный ФМ-100ФТ

Результат: Котельная проработала в течении 2-х месяцев без каких-либо проблем, после чего было произведено плановое вскрытие и осмотр оборудования, для проверки его состояния. Проточные части подогревателя чистые без инородных отложений и имеют чистую ровную поверхность. На трубопроводах и трубопроводной арматуре полностью отсутствует накипь. Арматура закрывается свободно, тогда как ранее, после месяца работы, их невозможно было эксплуатировать.

2. Котельная ДСК в Турынино, г. Калуга, ул. Советская, 20

Тип защищаемого оборудования: пластинчатые пароводяные подогреватели ALFA LAVAL.

Тип преобразователя: антинакипной магнитный преобразователь АМП-65ФЦ

Результат: котельная проработала в течении 28 дней в первый межочистной период и 32 дня во второй, тогда как ранее внеплановые остановки делались каждые 10-12 дней. Отложения имеют более рыхлую структуру и менее сцепленную с поверхностью.

3. Котельная МУП «Калугатеплосеть», ул.Ф.Энгельса, 15

Тип защищаемого оборудования: Трубчатые водоподогреватели, трубопроводная арматура, трубопроводы ГВС и насосы «Grundfos».

Тип преобразователя: антинакипной магнитный преобразователь АМП-65ФЦ + фильтр магнитный ФМ-100ФТ

Результат: в течении отопительного сезона на котельной производились технологические остановки, для проверки состояния оборудования через 2 месяца эксплуатации. Рабочие поверхности насосных агрегатов не требуют очистки и имеют зеркальную поверхность. На трубопроводах и трубопроводной арматуре полностью отсутствует накипь и следы коррозионного разрушения рабочих поверхностей. На рабочих поверхностях насосных агрегатов отсутствуют признаки взаимодействия с камнями, песком и ржавчиной.

4. Котельная ООО «Дмитровтеплосервис», поселок РТС

Тип защищаемого оборудования: Na-катионитовый фильтр первой ступени, для умягчения воды на нужды ГВС

Тип преобразователя: антинакипной магнитный преобразователь АМП-100ФЦ + фильтр магнитный ФМ-100ФТ

Результат: увеличение фильтроцикла Na-катионитового фильтра на 27,9%. Экономия воды на собственные нужды 5,9 м³ за один фильтроцикл. Экономия соли на регенерацию 88,4 кг.

5. Станция водоподготовки котельной ОАО «Балтика» – «Балтика-Тула», г. Тула

 Тип защищаемого оборудования: полиэстерный/стекловолоконный Na-катионитовый фильтр №1 первой ступени

Тип преобразователя: антинакипной магнитный преобразователь АМП-100ФЦ

Результат: средняя установленная динамическая обменная емкость увеличилась на 13%. Средний расход соли снизился на 13,4%. Средний объем умягчаемой воды за фильтроцикл увеличился на 21%

Как экономить с безреагентными установками умягчения воды

Установка систем магнитной обработки воды принесет наибольшую выгоду для следующего оборудования:

1. Водогрейные бытовые и промышленные котлы с линией подачи воды для нужд ГВС

2. Линия подпитки воды в циркуляционном контуре
3. Насосное оборудование и запорная арматура
4. Отопительные промышленные котлы с ХВП и линией подачи воды для нужд ГВС
5. Ионообменное умягчение воды

Полезная литература по магнитной обработке воды

1. Классен В.И.»Омагничивание водных систем» выпуск 1982г.,
2. Сокольский Ю.М. Омагниченная вода: правда и вымысел, 1990г.,
3. Очков, Павлов, Кудрявцев «О влиянии электромагнитных аппаратов на работу теплообменников опреснителей» труды МЭИ выпуск 328 1977г.,
4. Душкин С.С., Евстратов В.Н.»Магнитная водоподготовка на химических предприятиях» выпуск 1986г.
5. Копылов А.С., Тебенихин Е.Ф., Очков В.Ф. «Об использовании магнитного поля для снижения накипеобразования при нагреве высокоминерализованной воды»- труды МЭИ выпуск 3091976г
6. Тебенихин Е.Ф. Безреагентные методы обработки воды в энергоустановках / Тебенихин Е.Ф. М.: Энергоатомиздат, 1985. – 144 с. 

Я постаралась немного осветить для вас тему установок умягчения воды в котельной и наглядно показать, что использовать магнитную обработку воды для защиты от накипи теплообменных аппаратов, котлов, насосов можно и даже нужно!

Естественно, перед приобретением установки умягчения воды для котельных промышленной серии необходимо проконсультироваться со специалистами, желательно предоставить ваш анализ воды и принципиальную схему котельной. В таком случае подбор оборудования будет наиболее точным, что позволит вам сэкономить большое количество сил, денег и времени на обслуживание котлов, насосного и теплообменного оборудования в будущем.

В комплекте с магнитным преобразователем воды вам предложат приобрести фильтр-шламоуловитель Ф-ФТ, ФМ-ФТ или гидроциклон ГЦБ. Это не желание выудить из вашего кармана как можно больше денег, а забота о бесперебойной и качественной работе вашего оборудования.

Анализ аварий котлов с магнитной обработкой воды показывает, что в большинстве случаев они вызваны закупоркой труб шламом. Поэтому особое значение имеет режим продувок и вывод шлама из системы.

Если вы продолжаете сомневаться в методе магнитной обработки воды, рекомендую почитать другие мои статьи на эту тему, например, эту.

Если вы приняли решение, что безреагентные установки умягчения воды для котельных вам подходит, то приобрести ее или получить дополнительную консультацию вы можете связавшись с нашими специалистами по телефону 8 4842 72-53-26, 79-23-43

 .