Производство и продажа тепловых насосов

Подпиточная вода в теплосетях: нормы и требования к качеству

Водопроводная вода может негативно влиять на коммуникации и трубы. Из-за высокого содержания газов, взвеси и солей в трубах образуется накипь, возникает коррозия, уменьшается проходное сечение. Чтобы продлить срок службы трубопровода, используется подпиточная вода.

Подпиточная вода и ее особенности

Подпиточная вода - это специально подготовленная среда для восполнения потерь в системах водо- и теплоснабжения. Она должна соответствовать ГОСТ и содержать строго определенное количество примесей. Только в этом случае удастся предотвратить образование шлама и появление накипи.

Дистилляция - не выход

Подпиточную воду проверяют на соответствие техническим, а в некоторых случаях - санитарно-гигиеническим требованиям. Воду не подвергают полной дистилляции - процедуре, когда из среды полностью удаляют соли. Для технических нужд такой процесс очистки слишком дорогостоящий. Для водопроводной воды дистилляция неприемлема, потому что дистиллированная вода негативно влияет на здоровье. Поэтому для подготовки среды применяют другие технологии очистки, менее радикальные.

Подпиточная вода должна содержать такое количество солей и других веществ, чтобы на поверхности труб максимально медленно происходили процессы отложения накипи, появления коррозии, образования шлама. Накипь в какой-то степени может защитить внутреннюю часть трубопровода от коррозии. Однако она тоже имеет свои негативные стороны. Образование накипи приводит в дальнейшем к уменьшению проходного сечения труб и локальному пережогу отдельных трубок в котельных установках.

Полностью остановить процессы коррозии и образования накипи можно, только подвергнув воду дистилляции. Однако при очистке воды ориентируются не на полное устранение проблем - важно прийти к экономически целесообразному решению. Дистилляция технической воды - это дорого и не окупается в отдаленной перспективе. Дешевле через несколько лет сменить трубы, чем постоянно использовать только полностью очищенную от солей среду.

Требования к среде

Незначительный слой накипи, который образуется на поверхности труб в результате постоянного использования коммуникаций, может предотвратить преждевременную коррозию. Это тоже продлевает срок службы труб. Поэтому среду не очищают полностью от солей - это производится до допустимых пределов. Уровень очистки зависит от водно-химических режимов в контурах котла и температуры среды в трубопроводе.

Чем больше температура среды, тем быстрее происходят процессы отложения солей и коррозия. Также на скорость разрушения трубопроводов влияет давление в трубах. Система под высоким давлением, в которой циркулирует горячая вода, быстрее выйдет из строя, чем коммуникации с холодной водой, где давление незначительное.

Как происходит отложение солей? Весь процесс можно объяснить разложением двууглекислых солей магния и кальция. В результате химической реакции образуются монокарбонаты, которые выпадают в осадок и откладываются на стенках труб. На поверхности образуется твердая корка, которую невозможно убрать естественным способом. Наиболее твердую корку дает углекислый кальций.

Как характеризуется жесткость воды

Жесткость воды бывает трех видов:

  • некарбонатной;
  • карбонатной;
  • суммарной.

Карбонатная жесткость воды считается временной, некарбонатная - постоянной. Суммарная жесткость - это сумма двух показателей (постоянной и временной жесткости). Временную жесткость определяют, оценивая количество бикарбонатов. Она зависит от содержания в среде солей магния и кальция, которые разлагаются при нагревании. Постоянная жесткость также определяется содержанием солей кальция и магния, но речь идет о труднорастворимых в воде солях.

При подготовке среды учитывают все виды солей. В расчет берется постоянная и временная жесткость, а также суммарный показатель.

Причины коррозии

Коррозия труб происходит из-за газов, которые содержатся в среде. Процесс окисления трубопроводов и оборудования запускают:

  • кислород;
  • соли серной и соляной кислот;
  • двуокись углерода.

Кислород содержится в самой среде. При прохождении среды по трубам он контактирует со стальной поверхностью, соединяется с металлом и вызывает коррозию. Для предотвращения окисления замеряют содержание кислорода в воде.

Содержание двуокиси углерода зависит от содержания в воде карбоната кальция. Защитная карбонатная пленка на поверхности труб может предотвратить разрушение металла. Если содержание карбоната кальция низкое, процесс окисления протекает достаточно быстро. Вода считается коррозионно-агрессивной при низкой содержании карбоната кальция. Одновременно именно карбонат кальция вызывает отложение накипи на поверхности труб. При переизбытке солей кальция вода становится коррозионно-неагрессивной. Но при этом возникает риск уменьшения проходимости трубопровода.

Отдельно стоит сказать о сульфатах и хлоридах. Ранее они считались безопасными для металла. Сегодня уже известно, что хлориды и сульфаты являются катализаторами коррозии и также могут способствовать разрушению металлов. Более того, вещества с содержанием сульфатов и хлоридов разрушают карбонатную пленку (накипь), которая в естественных условиях не подвержена разрушению. После разрушения пленки процессы коррозии ускоряются, происходит быстрое разрушение труб.

Если раньше хлориды и сульфаты не замеряли, то сегодня показатели по содержанию таких веществ обязательно указывают в технической документации. Если не следить за составом среды, углекислотная и кислородная коррозия быстро разрушит трубопроводы. Решить проблему извне будет крайне сложно. В подпиточной воде углекислый газ не должен содержаться вообще. Однако эта проблема до сих пор не решена.

Влияние взвешенных частиц

Взвешенные частицы в воде также влияют на работу трубопроводов. Если кислород и углерод запускают коррозию, а соли вызывают отложение налета, то взвешенные частицы вызывают отложение ила и грязи. Постепенно в трубопроводах, радиаторах, трубках подогревателей возникает засор. Коммуникации перестают выполнять свое основное назначение.

В подпиточной воде, предназначенной специально для теплосетей, содержание таких частиц не должно превышать 5 мг/л. Это вполне допустимая норма - в таком количестве взвешенные частицы не откладываются в коммуникациях. Засор происходит крайне редко. Если вода не соответствует нормам ПТЭ, то проблемы возникнут очень быстро. Очищать радиаторы и трубопроводы крайне сложно - это потребует дополнительных расходов. Часть расходов придется понести потребителям.

Нормы ПТЭ и ГОСТ

Состояние технической воды для теплосетей прописано в ПТЭ - правилах технической эксплуатации тепловых станций и сетей. Если вода предназначена для питья и поступает в жилые помещения, то требования к ее качеству можно найти в ГОСТ 2874-73. Даже в технической воде должны отсутствовать вредные для здоровья вещества и примеси. Если система имеет водоразбор, то среда должна отвечать строгим санитарно-гигиеническим требованиям.

В жилых домах системы теплоснабжения имеют непосредственный водоразбор. Следовательно, среда в таких системах должна проходить санитарно-гигиеническую проверку. Согласно ГОСТ 2874-73 регламентируется вкус, цвет, запах, химический состав и прозрачность среды. В стандарте прописано содержание взвешенных частиц, хлоридов, железа, минеральных солей, сульфатов, солей кальция и магния. Также установлено строгое требование к максимальной жесткости воды. Жесткость такой среды не должна превышать 7 мг-экв/л.

Лишенная солей (дистиллированная) вода запрещена к использованию. Уже проанализировано влияние такой среды на состояние здоровья человека. Дистиллированная вода нарушает работу желез внутренней секреции и вызывает проблемы с пищеварением. Для осветления и очистки воды иногда применяются специальные составы. Содержание таких составов регламентировано. В ГОСТ указано максимально допустимое содержание таких средств в воде.

Вода, которую используют только для технических нужд, не осветляется. В средах, которые используют только для теплоснабжения, допускается иное содержание сульфатов, солей магния и кальция, хлоридов и взвешенных частиц. Однако, чем выше температура среды, тем ниже допустимое содержание примесей. Температура среды влияет на скорость протекания процессов.

Борьба с коррозией, шламом, накипью

Шлама, накипи и коррозии в системах теплоснабжения избежать очень сложно. Для продления срока службы трубопроводов можно:

  • Использовать для систем теплоснабжения трубы, которые устойчивы к коррозии и образованию накипи.
  • Снизить коррозионную активность среды.
  • Использовать для защиты внутренней поверхности труб специальные защитные пленки.

Также для защиты труб используется метод деаэрации, когда из системы удаляется лишний воздух. Возможно и связывание окислителей с помощью химических веществ - реагентов. Эти методы используются в комплексе с другими способами борьбы с коррозией. Снижение до минимума содержания солей нецелесообразно. В котельных устанавливаются деаэраторы вакуумного и атмосферного типов, используется также естественная деаэрация.

Для удаления углекислого газа из системы производится силикатирование среды, обработка воды щелочными реагентами и сульфитом натрия. После очистки среда проходит тщательную проверку.