Общие указания по внедрению комплексонного водно-химического режима

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Общие указания по внедрению комплексонного водно-химического режима

Высокая эффективность комплексонного водно-химического режима как фактора обеспечения надежной и экономичной работы теплоэнергетических систем подтверждается практическим опытом эксплуатации различных промышленных и жилищно-коммунальных теплоэнергетических систем, накопленный самыми различными проектными, монтажно-наладочными и эксплуатационными организациями.

Однако не все участники рынка действительно располагают уровнем квалификации и производственной культуры, необходимым для успешного внедрения прогрессивных энергосберегающих технологий. Недостаточно квалифицированные исполнители чаще всего допускают при внедрении комплексонного водно-химического режима следующие ошибки:

¦ неправильная дозировка (чаще всего передозировка) комплексона;

¦ применение для коррекционной обработки воды непригодных (несертифицированных или самодельных) препаратов, а также замена комплексонных препаратов произвольно выбранными веществами;

¦ использование несоответствующих конкретным условиям применения режимов дозирования комплексона и дозирующих устройств или изготовление дозирующих устройств кустарным способом;

¦ привлечение к монтажу или переоборудованию систем водоподготовки и коррекционной обработки воды нелицензированных организаций, а также выполнение этих работ без проекта, согласованного с региональным управлением энергетического надзора.

Неправильная дозировка комплексона объясняется тем, что технологический расчет либо не проводится, либо проводится неправильно. Особенно опасна передозировка комплексона, которая может привести к коррозионному повреждению оборудования, загрязнению окружающей среды (при прорыве тепловой сети) и отравлению потребителей (в системах с открытым водоразбором). Кроме того, в теплоэнергетических системах, содержащих отложения накипи и продуктов коррозии, при передозировке комплексона происходит интенсивное разрушение отложений с образованием большого количества шлама. При этом возрастает вязкость теплоносителя и, соответственно, гидравлическое сопротивление тепловой сети. В результате может прекращаться циркуляция теплоносителя. Даже в том случае, если циркуляция теплоносителя продолжается, повышение вязкости вызывает значительное ухудшение теплопередачи и локальные перегревы поверхностей теплопередачи, что неизбежно ведет к аварии. В процессе разрушения отложений накипи и продуктов коррозии под действием высокой концентрации комплексона образуется не только тонкодисперсный шлам, но и крупные фрагменты отложений, сравнимые по размерам с просветом трубопроводов внутренних сетей. Попадание таких фрагментов отложений в трубопроводы может вызвать закупорку отдельных участков сети. Все эти нарушения гидродинамического режима наблюдались в тех случаях, когда из-за неквалифицированного вмешательства в работу теплоэнергетических систем концентрация комплексона оказывалась в тысячи раз выше нормальной.

Введение в воду теплоэнергетических систем препаратов, непригодных для обеспечения нормального водно-химического режима, может происходить как вследствие недобросовестной работы служб материально-технического снабжения («пересортица» препаратов), так и вследствие наличия на рынке поддельных препаратов (разбавленных или самодельных). Так, отмечен случай, когда по совету снабжающей организации для коррекционной обработки воды взамен ОЭДФК использовалась щавелевая кислота, которая весьма токсична, не способна предотвращать образование накипи и вызывает интенсивную коррозию стали. Использование для коррекционной обработки воды несертифицированных или самодельных препаратов влечет за собой образование накипи и интенсивную коррозию металла. Последняя может вызывать сквозную перфорацию трубопроводов с излитием теплоносителя в окружающую среду и ее загрязнением токсичными препаратами.

Устройства, используемые для дозирования комплексонов, должны обеспечивать заданный режим дозирования, с точностью, необходимой

для каждой конкретной теплоэнергетической системы. Существующий в настоящее время на рынке ассортимент дозирующих устройств позволяет вполне удовлетворить этому требованию в любых условиях. Однако отмечены случаи, когда недобросовестные участники рынка в погоне за наживой поставляют потребителям дозирующие устройства, изготовленные кустарным способом, как правило, с нарушением патентных и авторских прав организаций-разработчиков. При этом главной проблемой является, конечно, не формальное нарушение патентного законодательства, а то, что такие «дозирующие устройства» изготавливают без всяких, даже простейших, расчетов. В результате этого «пиратская» продукция в лучшем случае просто не работает, а в худшем - создает в теплоэнергетической системе непредсказуемую концентрацию комплексона. Например, приходилось видеть, как, скопировав внешние контуры дозирующих устройств «Иж», разработанных, запатентованных и выпускаемых АНО «Технопарк «Удмуртия», одно малое предприятие делало и продавало «дозаторы комплексона» в виде отрезка водопроводной трубы из углеродистой стали с несколькими прикрепленными к ней вентилями. При этом пираты-изготовители забывали не только о лицензионных отчислениях, но и о сужающих устройствах и других узлах,

необходимых для работы дозирующего устройства. Естественно, использовать такого рода продукцию было невозможно, поэтому пострадавшей стороной в этом и других подобных случаях оказывается потребитель. Следует понимать, что любое дозирующее устройство является, по существу, весьма специфическим измерительным прибором, на который распространяются принятые в метрологии требования точности и надежности.

Однако и при использовании доброкачественных препаратов и лицензионных дозирующих устройств успешному внедрению комплексонного водно-химического режима может препятствовать неквалифицированный подход к монтажу и режимной наладке дозирующего оборудования. Хорошо известно, что монтаж или переоборудование систем водоподготовки допускается только при наличии проекта, согласованного в установленном порядке. При этом проектирование, монтаж и режимную наладку должны выполнять организации, имеющие соответствующие лицензии. В случае внедрения комплексонного водно-химического режима к этим требованиям добавляется еще одно условие. Определение технологических параметров комплексонного водно-химического режима требует проведения ряда анализов и расчетов, выходящих за рамки традиционного технологического проектирования. Поэтому необходимым условием успешного внедрения комплексонного водно-химического режима является аккредитация проектной, монтажной и наладочной организации, выполняемая региональным Управлением энергетического надзора совместно с ведущими научными центрами по исследованию и применению комплексонов. Предпроектная проработка, проектирование и согласование проекта требует финансовых затрат со стороны заказчика. Однако экономия на квалифицированном выполнении этих работ часто приводит к необходимости начинать всю работу с начала. Показателен в этом отношении пример одного из сельских предприятий жилищно-коммунального хозяйства, руководство которого приобрело дозирующее устройство эжекционного типа с пропорциональным дозированием и приступило к внедрению комплексонного водно-химического режима системы теплоснабжения с водогрейными котлами без проекта, доверив при этом монтаж и режимную наладку собственным слесарям-сантехникам. В результате дозирующее устройство было смонтировано таким образом, что в соединительных трубопроводах возникли неустранимые воздушные пробки и поступление комплексона в воду оказалось невозможным.

Приведенный выше обзор основных ошибок и неполадок при внедрении комплексонного водно-химического режима теплоэнергетических систем показывает, что все они обусловлены одной из двух главных российских бед.

Необходимыми и достаточными для успешного внедрения комплексонного водно-химического режима являются следующие условия:

понимание основных принципов и закономерностей комплексонного водно-химического режима и его отличий от других водно-химических режимов теплоэнергетических систем;

правильный выбор основного и резервного препаратов и их дозировки для коррекционной обработки воды;

правильный выбор дозирующего устройства и расчет режима его работы, обеспечивающего стабильность водно-химического режима теплоэнергетической системы;

квалифицированный монтаж и режимная наладка дозирующего оборудования для ведения комплексонного водно-химического режима;

аккуратная и ответственная эксплуатация дозирующего оборудования и его техническое обслуживание.

Коррекционная обработка воды комплексонами должна предусматриваться в качестве основного и единственного способа химической обработки воды при проектировании новых и реконструкции существующих теплоэнергетических систем в следующих случаях:

водный химический теплоэнергетический исполнитель

для систем теплоснабжения и горячего водоснабжения с любыми температурными графиками при карбонатном индексе воды до 30 мг-экв/дм³ включительно;

для парогенераторных установок с давлением пара до 16 кгс/см² (1,57 МПа) при общей жесткости воды до 8 мг-экв/дм³ включительно.

В этих случаях коррекционная обработка воды комплексонами позволяет отказаться от применения любых других способов обработки воды. Поэтому при указанных условиях перевод теплоэнергетических систем в комплексонный водно-химический режим позволяет избежать такой распространенной в прошлом операции водоподготовки, как умягчение воды путем ионного обмена в специальных фильтрах, заполненных ионообменными смолами (катионитами). Соответственно, отпадает необходимость в дорогостоящем и громоздком технологическом оборудовании (катионитовых фильтрах).

В то время как при умягчении воды на катионитовых фильтрах образуется большое количество загрязненных сточных вод при регенерации и промывке катионита, при коррекционной обработке воды комплексонами сточные воды не образуются. Общий объем выбросов в окружающую среду от системы теплоснабжения при ведении комплексонного водно-химического режима не превосходит величины допустимых утечек воды через неплотности гидравлической

сети. При эксплуатации в комплексонном водно-химическом режиме систем ГВС основная нагрузка на окружающую среду создается стоками, неизбежно возникающими при нормальном режиме водопользования. Следует отметить, что концентрация комплексона в этих стоках не превосходит ПДК в питьевой воде. Сбросы в окружающую среду от парогенераторных установок, эксплуатируемых в комплексонном водно-химическом режиме, складываются из потерь конденсата и продувочной воды. Конденсат не содержит примесей комплексона и других веществ и не наносит вреда окружающей среде. Продувочная вода содержит повышенное по сравнению с питательной водой количество как комплексона, так и естественных примесей. Поэтому после сепарации пара продувочную воду следует использовать обычными способами. Присутствие комплексона в продувочной воде не препятствует ее использованию в системах гидрозолоудаления и другим общепринятым в энергетике способам использования продувочной воды.

В случаях, когда системы катионитового умягчения воды изношены или эксплуатируются с нарушениями технологического режима, перевод теплоэнергетических систем в комплексонный водно-химический режим позволяет повысить КПД котлов и других теплообменных аппаратов на 2… 5% и более. Повышение КПД достигается за счет более эффективной теплопередачи через очищенные от отложений поверхности нагрева и, следовательно, меньших потерь тепла с уходящими газами. Таким образом, перевод котлов в комплексонный водно-химический режим позволяет несколько снизить потери тепла и, как следствие, уменьшить расход топлива. Величина достигаемой экономии топлива при переводе теплоэнергетических систем в комплексонный водно-химический режим зависит от различных причин, как то: наличие отложений накипи и продуктов коррозии, тепловое напряжение на поверхностях теплопередачи и проч. Для некоторых теплоэнергетических систем экономия топлива при переводе в комплексонный водно-химический режим достигает 10%.

Таким образом, во многих случаях комплексонный водно-химический режим позволяет существенно снизить расход топлива и отрицательное воздействие теплоэнергетических систем на окружающую среду.

Представляется целесообразным рассмотреть некоторые экономические аспекты внедрения и ведения комплексонного водно-химического режима.

Вначале сравним стоимость катионитовых фильтров для традиционной технологии умягчения воды со стоимостью оборудования для коррекционной обработки воды комплексонами. Для определенности сравним установку катионитового умягчения воды ВПУ-5 производительностью по химически очищенной воде 5 м³/ч с дозирующим устройством эжекцион-ного типа «Иж». Стоимость установки ВПУ-5 составляет 450 тыс руб., в то время как стоимость дозирующего устройства «Иж» - 44 тыс. руб. При этом дозирующее устройство «Иж» способно обеспечить как пропорциональное, так и импульсное дозирование комплексона в интервале расходов воды от 0 до 100 м³/ч с плавной и ступенчатой регулировкой пропорции дозирования K = (расход рабочего раствора / расход воды) от 0 до 0,01.

Сравним теперь эксплуатационные затраты на катионитовую и комплексонную обработку воды. В табл. приведена приблизительная калькуляция эксплуатационных затрат на обработку 1000 м³ воды методами умягчения на катионитовых фильтрах и коррекционной обработки нитрилотриметилфосфоновой кислотой. Можно видеть, что стоимость обработки 1000 м³ воды комплексоном более чем на 10 тыс. руб. меньше, чем стоимость умягчения того же количества воды в катионитовых фильтрах.

Из сказанного выше можно сделать вывод, что замена традиционной катионитовой водоподготовки на комплексонную обработку воды требует затраты около 60 тыс. руб. на приобретение дозирующего устройства и окупается после обработки (60 тыс. руб./10 тыс. руб.) х х 1000 м³ = 6000 м³ воды.

Можно сделать вывод, что перевод существующих теплоэнергетических систем в комплексонный водно-химический режим является технически прогрессивным и экономически эффективным мероприятием, направленным на повышение эффективности теплопередачи, экономию топливно-энергетических ресурсов и снижение отрицательного воздействия теплоэнергетических систем на окружающую среду.

При ведении комплексонного водно-химического режима, как правило, является обязательным химико-аналитический контроль химического состава сырой, подпиточной и сетевой (для паровых котлов - котловой) воды в следующем объеме:

содержание кальция (Ca²⁺);

содержание магния (Mg²⁺);

содержание гидрокарбонатов (HCO3-);

содержание карбонатов (CO2-3);

содержание фосфора (P) общее.

Рекомендуемая периодичность химико-аналитического контроля составляет:

для паровых котлов - не реже, чем 1 раз в 4 часа;

для водогрейных котлов и тепловых сетей - не реже, чем 1 раз в сутки;

для систем горячего водоснабжения - по согласованию с органами Госсанэпиднадзора.

Периодичность контроля всех или некоторых химических показателей комплексонного водно-химического режима может быть пересмотрена в сторону урежения контроля или сокращения числа контролируемых показателей в том случае, когда отклонение показателей в течение указанного периода контроля не превосходит+2%.

По результатам химико-аналитического контроля ведение комплексонного водно-химического режима признается правильным при следующих условиях:

содержание комплексона в подпиточной воде, определяемое по показателю «полифосфаты», в пересчете на комплексон, соответствует заданному режиму;

для водогрейных котлов - содержание кальция и магния в сырой, подпиточной и сетевой(котловой) воде отличается не более, чем на ± 10%;

для паровых котлов - в сетевой (котловой) воде содержание гидрокарбонатов составляет не менее, чем одну десятую от содержания карбонатов.

В случае если содержание кальция и магния в сетевой (котловой) воде превосходит тот же показатель в подпиточной воде более, чем на 10%, это указывает на интенсивный процесс отмывки застарелых отложений накипи и продуктов коррозии, вследствие чего следует увеличить продувку котла или создать регулируемую утечку воды из тепловой сети.

Если же содержание кальция и магния в сетевой (котловой) воде на 10 и более процентов ниже, чем в подпиточной воде, это указывает на интенсивное образование шлама из-за недостаточной дозировки комплексона. Такой же вывод следует сделать, если в сетевой (котловой) воде содержание гидрокарбонатов составляет менее, чем одну десятую от содержания карбонатов. В этих случаях необходимо увеличить дозировку комплексона до достижения баланса по содержанию кальция и магния.

Размещено на Allbest.ru