Норма жесткости воды для котельной: Жесткость воды в котельной

Жесткость воды в котельной

Поступающая на котельные установки вода называется сырой, или исходной. Это термин подразумевает, что она нуждается в дополнительной подготовке (очистке, умягчении, дегазации и т.д.). Избыточная жесткость воды котлов — одна из самых серьезных угроз для котлового оборудования, насосов и водопроводов. В отличие от механических примесей, от растворенных в воде карбонатов и других солей избавиться обычной фильтрацией не получится. Необходимы специальные установки для умягчения.

Что такое жесткость воды для котлов

В теплоэнергетике под жесткостью воды подразумевается процентное содержание в ней солей кальция и магния. На жесткость для котлов проверяются все категории воды — питательная, подпиточная, котловая. Но в первую очередь водоподготовка производится для сырой воды, которая затем направляется на разные нужды котельного хозяйства.

Жесткость делят на три категории:

  1. Жк — карбонатная;
  2. Жнк — некарбонатная;
  3. Жо — общая.

По параметру Жк вода характеризуется наличием гидрокарбонатов кальция и магния. Снизить жесткость воды на котельной можно путем предварительного нагревания воды. При повышении температуры растворимые карбонаты выпадают в осадок, образуя химические формы СаСО3, и MgCO3. Осадок удаляется из резервуара водоподготовки после откачки воды в систему питания котла. Такая жесткость называется временной, так как устранить ее достаточно просто.

Некарбонатная жесткость Жнк определяется наличием других солей кальция и магния CaSO4, MgSO4, СаСl2, MgCl2 (продуктов реакций с иными видами кислот, например, сульфатами, фосфатами и т.д.). Это трудноустранимая жесткость, которая называется постоянной или сульфатной.

Общая жесткость Жо — суммарное содержание ионов кальция и магния во всех формах. Эта норма жесткости воды для котлов приводится в нормативных документах, в частности, ГОСТ 20995-75, СанПиН 2.1.4.1074-01, СНиП 11-36-73 «Тепловые сети. Нормы проектирования», указаны допустимые уровни содержания этих элементов. По исходным параметрам сырой воды, жидкость делится на категории:

  • мягкая — до 2 ммоль/кг;
  • средняя — 2 — 10 ммоль/кг;
  • жесткая — ≥ 10 ммоль/кг.

В технической литературе используется единица измерения жесткости грамм эквивалента, показывающая, сколько миллиграммов вещества растворено в 1 кг воды. В этих единицах измеряется щелочность воды — содержание едкого натра, кальцинованной соды, тринатрийфосфата и других щелочных соединений, растворимых в воде. По виду загрязнений щелочность делится на гидратную, гидрокарбонатную и карбонатную.

Если общая жесткость воды в котлах и щелочность выходят за пределы нормы, то оборудование находится под угрозой образования накипи и ускорения коррозионных процессов. Это приводит к:

  • закупорке трубопроводов;
  • выходу из строя клапанов;
  • снижению теплоотдачи из-за образовавшегося на стенках котлов и труб осадков;
  • перегрузке насосов;
  • неконтролированному повышению давления.

Для увеличения ресурса оборудования, повышения КПД систем отопления и снижения вероятности нештатных и аварийных ситуаций предназначены установки умягчения воды. Это специальное оборудование, которое предназначено для очистки воды от солей и щелочей. С его помощью снижают жесткость на котельной.

Требования по содержанию карбонатов, сульфатов и других примесей касаются также перегретого пара, использующегося в паровых котлах энергетического и отопительного назначения. Нормы по жесткости для котлов приведены в ГОСТ.

Определение жесткости воды в котельной

Для анализа характеристик котловой воды по жесткости применяются специальные методики, утвержденные на законодательном уровне и описанные в нормативных документах. Проверка воды на соответствие норм жесткости для водогрейных и паровых котлов производится в специальных лабораториях, которые выдают протоколы установленного образца, служащие основанием для организации процесса водоподготовки. Проверяется вода по параметрам:

  • Ph;
  • прозрачности;
  • щелочности всех типов;
  • содержанию хлоридов;
  • наличию общего железа;
  • сульфатность;
  • общую жесткость;
  • наличие нефтепродуктов.

Также могут анализироваться и другие характеристики, например: наличие сухого остатка, количество растворенного кислорода и углекислого газа.

Анализ воды на жесткость в котельных производится разными способами. Общая жесткость исследуется по методике комплексонометрического титрования, при этом используются специальные индикаторы (этиохром «Т», Трилон и другие). Также используются специальные приборы, основным из которых выступает TDS-метр, или солемер. Он работает по принципу измерения электрического сопротивления воды с растворенными в ней солями. Чем ниже концентрация примесей, тем больше сопротивление. Для определения массового содержания примесей используется прибор «АКМС-1», подсчитывающий Жо в мг-экв/литр.

После анализа воды на жесткость для котельных инженеры получают объективную информацию для организации работы станции по таким параметрам:

  • объему продувки котлов;
  • влажности пара;
  • расходу реагентов;
  • глубине очистки;
  • оценке работы оборудования водоподготовки.

Данные из лаборатории позволяют правильно рассчитать вид и необходимую мощность установок деминерализации и умягчения воды, добиться идеального химического состава жидкости для котлов определенного типа.

Как снизить жесткость в котельных

Чтобы уменьшить жесткость в котле, используют:

  1. Фильтры умягчения — основной способ;
  2. Ионообменные фильтры с многокомпонентной смолой для обезжелезивания и умягчения;
  3. Обратный осмос.

Первичная обработка сырой воды производится на механических фильтрах промывочного типа. Здесь устраняются достаточно плотные и крупные примеси — песок, глина, ил, коллоидные взвеси. После такой очистки вода не избавляется от растворенных в ней солей и других химических соединений, но ее обработка становиться намного проще.

В процессе дальнейшей водоподготовки для снижения общей жесткости для котлов, жидкость поступает на фильтры-умягчители. Это специальные емкости, в которые засыпают кальцинованную соду, известь или ортофосфат натрия. При прохождении воды через такую засыпку, в ней происходят химические реакции замещения ионов кальция и магния на ионы натрия. При достаточно больших размерах и сравнительно медленной работе таких фильтров удается снизить концентрацию солей до допустимого показателя в 0,01 мг-экв/литр. Натрий-катионный обмен используется как в промышленных установках водоподготовки, так и в ряде фильтров бытового назначения. По результативности и простоте использования умягчительная фильтрация находится на первом месте и входит в число основных способов снижения жесткости воды в водогрейных котлах и котлового оборудования иных типов.

Также используются фильтры, оснащенные электромагнитными излучателями. Воздействие поля позволяет изменить химические свойства примесей на уровне молекул. Соли жесткости кристаллизуются и удаляются посредством фильтрующего элемента. Электромагнитные фильтры активизируют молекулы примесей и способствуют очищению котлов и трубопроводов от уже отложившейся накипи.

Ионообменные смолы

Второй вид фильтров, использующихся для умягчения жесткости воды в котельной — установки на базе твердых смол. Это ионообменные фильтры, которые работают по тому же принципу, что и засыпные, но вместо минеральных материалов в них используются смолы-иониты. Это вещества, которые обладают пористой структурой и способностью вести активный обмен ионами с раствором. Вода, при взаимодействии со смолами, избавляется от железа, кальция, магния. Смолы не растворяются в воде и способны к очистке. После промывки они опять становятся пригодными к использованию.

Ионообменные смолистые фильтры, которые подбирают с учетом результатов анализа жесткости воды в котельной, различаются высокой скоростью работы, компактными размерами и длительным ресурсом. В теплоэнергетике ионный обмен на смолах натриевой группы производится для котельных среднего и небольшого размера и для очистки обратного конденсата. Гелевые и пористые смолы обеспечивают самое лучшее качество воды для отопительных систем при минимальных энергозатратах. Но ионный обмен не может дать того уровня минимальной концентрации, как нанофильтрация и обратный осмос.

Мембранные установки для умягчения жесткости котловой воды

Установки обратного осмоса принадлежат к оборудованию для высокой очистки жидкости. Принцип работы состоит в том, что вода под давлением прокачивается через полупроницаемую мембрану, поры которой пропускают молекулы воды, но задерживают все примеси. К ним относятся и ионы кальция, магния, железа и других элементов. Вода очищается на химическом уровне без применения реагентов.

Самостоятельно обратный осмос для снижения жесткости воды в котельных не применяется — он выполняется только в комплексе с другими методами очистки на финальном этапе. Мембраны очень чувствительные и дорогие, на них можно подавать только предварительно прошедшую механическую очистку и ионообменные процессы воду. После прохождения процесса обратного осмоса, многие промышленные котельные используют дополнительную дегазацию воды и выравнивание кислотно-щелочного баланса.

Фильтры для умягчения жесткой воды

Все типы фильтрации допустимо использовать как основной способ подготовки воды для котельных при большой жесткости воды. Такие фильтры и наполнители к ним можно заказать у нас. Мы поставляем промышленное оборудование и бытовые системы всех моделей. При необходимости спроектируем комплексную систему умягчения воды для котельной любого типа и поставим все необходимые компоненты для ее монтажа и эксплуатации. Заказы принимаются на сайте или по телефону после предварительных консультаций с менеджерами компании.

Основні вимоги до якості води для котлів


Норми якості котлової води, необхідний режим її корекційної обробки, режими безперервної та періодичної продувки приймаються на підставі інструкції заводу — виробника котла, типових інструкцій з ведення водохімічного режиму та інших відомчих нормативних документів або на підставі теплохімічних випробувань.


Норми якості підживлювальної води приймаються на підставі інструкції до котла або ДНАОП 0.00-1.08-94 «Правила будови та безпечної експлуатації парових і водогрійних котлів».


Основні вимоги до якості води у водогрійних системах


З температурою нагріву до 100 ° C







Загальна потужність нагріву, кВт





Загальна жорсткість, ммоль/л


до 50


не нормується


50–200


не більше 2,0


200–600


не більше 1,5


понад 600


менше 0,02


З температурою нагріву понад 100 ° C







Показники якості





Демінералізована вода





Пом’якшена вода


Електропровідність при 25 °С, мкСм/см


10–30


30–100


100–1500


рН при 25 °С


9–10


9–10,5


9–10,5


Вміст кисню, мг/л


менше 0,1


менше 0,05


менше 0,02


Загальна жорсткість, ммоль/л


менше 0,02


менше 0,02


менше 0,02


Основні вимоги до якості поживної води, що використовується в промислових енергетичних системах


Поживна вода для систем теплопостачання













Показник





Система теплопостачання





відкрита





закрита





Температура мережевої води, °С





115





250





200





115





250





200


Прозорість за шрифтом, см, не менше


40


40


40


30


30


30


Карбонатна жорсткість, мкг-екв/кг

при рН не більше1


800 / 700


750 / 600


375 / 300


800 / 700


750 / 600


375 / 300


При рН 8,5


Не допускається


За розрахунком згідно з ОСТ 108. 030.47081


Вміст розчиненого кисню, мкг/кг


50


30


20


50


30


20


Вміст сполук заліза, мкг/кг1


300


300/250


250/200


600/500


500/400


375/300


Значення рН при 25 °С


від 7,0 до 8,5


від 7,0 до 11,0


Вміст нафтопродуктів, мкг/кг


1,0


1В чисельнику вказані значення для котлів на твердому паливі, а в знаменнику — на рідкому й газоподібному паливі


Парові газотрубні котли







Показник





Котли, які працюють:





на рідкому паливі





на іншому виді палива


Прозорість за шрифтом, см, не менше


40


20


Загальна жорсткість, мкг-екв/кг


30


100


Вміст розчиненого кисню, мкг/кг


50


100


Парові і енерготехнологічні котли і котли-утилізатори















Показник


Робочий тиск, МПа (атм)


0,9 (9)





1,4 (14)





1,8 (18)





4 (40)





5 (50)




Температура гріючого газу, °С





≤ 1200





≤ 1200





>1200





≤ 1200





>1200


Прозорість за шрифтом, см, не менше


30 / 20


40 / 30



40



Загальна жорсткість, мкг-екв/кг


40 / 70


20 / 50


15


10


5


Вміст, мкг/кг:


 


 


 


 


 


Сполук заліза


Не нормується


150


100


50


Розчиненого кисню для котлів:







З чавунним економайзером


150


100


50


50


30


Зі сталевим економайзером


50


30


30


30


20


Значення рН при 25 °С


Не менше 8,5


Вміст нафтопродуктів, мкг/кг


5


3


2


1


0,3

Поддержание качества воды в котельных

Зачем нужно заниматься качеством воды в котлах? Я когда-то задавал тот же вопрос. Честно говоря, с чугунными котлами я особо не переживал. Однако чугунные и маломассивные высокоэффективные котлы отличаются. Большие проходы и большая масса чугуна обеспечивают более высокую устойчивость к некачественной воде.

Возможные проблемы с водой

Две основные проблемы, связанные с качеством воды в гидравлической системе: гальваническая коррозия и отложения накипи

Гальваническая коррозия определяется как два разнородных металла, находящихся в одном и том же проводящем растворе, электрически соединенных. Один металл защищен (катод), а другой подвергается коррозии (анод). Эта же теория объясняет, почему в водонагревателях есть анодные стержни. Теперь, когда у кислорода в системе меньше металла, который можно легко атаковать, он начинает более агрессивно воздействовать на небольшие количества легко подвергающихся коррозии металлов, таких как чугунные насосы и расширительные баки. Затем этот окисленный металл осаждается по всей системе, известной как гематит и магнетит, часто известный как котельный шлам.

Разница между высокоэффективными и чугунными котлами 

Обе проблемы возникают в водяной системе, если у вас есть чугунный или высокоэффективный бойлер. Так почему мы беспокоимся именно о высоком КПД, а не о чугуне? Ну, это связано с толерантностью.

Чугун имеет большие проходы, поэтому накипь не так быстро влияет на котел. Он есть и влияет на тепловую эффективность. Однако, поскольку котел, как правило, имеет небольшой запас по габаритам, это не оказывает существенного влияния на его способность нагревать помещение.

Высокоэффективные котлы имеют значительно меньшие проходы и проблемы возникнут раньше. Фактор коррозии также различен в чугунном котле по сравнению с высокоэффективным котлом. Большинство высокоэффективных котлов изготовлены из металла, который менее подвержен коррозии, чем чугун. Звучит хорошо, пока вы не начнете думать о том, что осталось в вашей системе: чугун или сталь.

Вы можете столкнуться с водой, которая просто идеальна в высокоэффективном котле без обработки. Но поскольку вы можете видеть химическое качество воды, вы этого не узнаете, не проверив ее. Инструменты для тестирования стоят недорого. Если у вас есть PH-метр, TDS (общее количество растворенных твердых веществ) и набор для проверки общей жесткости, вы сможете решить большинство проблем, связанных с качеством воды. Все эти счетчики можно приобрести дешевле, чем вы обычно тратите на мультиметр, и они так же необходимы для тех, кто работает с котлами.

Ключи к обеспечению безопасности воды

В мире гидравлики также существуют общие правила хранения воды, чтобы уменьшить образование накипи и коррозию.

Уровни PH всегда должны находиться в безопасном диапазоне от 7 до 8,5. Некоторые производители чугунных котлов заявляют, что значение может достигать 10, но большинство из них хотят, чтобы вы имели значение не ниже 7. Алюминиевые теплообменники очень важно поддерживать в диапазоне от 7 до 8,5, и большинство из них, которые я видел, требуют этого в своем IOM. Нержавеющая сталь также лучше всего подходит для диапазона от 7 до 8,5. PH влияет на способность воды проводить электричество. 7 представляет собой воду в равновесии воды на молекулярном уровне. Различные металлы реагируют при гальванической коррозии в разных диапазонах. Алюминий и нержавеющая сталь начинают проводить примерно в одном и том же диапазоне, независимо от того, выше 8,5 или ниже 7, они начнут реагировать. Но алюминий находится ниже по гальванической шкале, чем чугун и сталь, поэтому производители придают ему большее значение при использовании алюминия.

Обычно не рекомендуется использовать твердость выше 7 гран на галлон. Выше этого количества накипь, остающаяся после нагревания воды, начинает влиять на эффективность большинства котлов. Они могут по-прежнему работать, если проходы достаточно велики, но вы потеряете эффективность. Исследования показали, что даже 1 мм извести может привести к потере до 10 процентов эффективности проведения тепла через металл.

TDS всегда рекомендуется в диапазоне от 10 до 30 частей на миллион. Но TDS в питьевой воде, регулируемый EPA, должен быть ниже 500 частей на миллион. Если вы наполняете воду из колодца или общественного колодца, показатель TDS может быть даже выше 500. TDS — еще один определяющий фактор способности воды проводить электричество. Чем больше растворенных твердых веществ, тем легче вода проводит электричество. Чем легче вода проводит электричество, тем легче кислород разъедает металл анода. Если TDS равен 0, а PH равен 7, у вас чистая вода, коррозия между металлами не может произойти, потому что способность воды проводить электричество теоретически равна 0. Теперь, даже если вы удалите все неорганические растворенные твердые вещества, она будет поглощать часть из трубопроводов и частей системы, но их количество будет намного меньше, чем если бы они поступали с неорганическими растворенными твердыми частицами.

Магнитные фильтры, установленные в системе, являются хорошим способом не только защитить систему от небольшой коррозии, которая может возникнуть даже после всех ваших усилий, но и способом обслуживания и доступа к котловой воде в будущем. Он имеет клапаны по обе стороны от фильтра, поэтому вы можете снять и очистить магнитный сердечник. Предмет, который мы носим в Behler-Young для этого, сделан Adey. Он поставляется в комплекте с очистителем (MC3+) и ингибитором (MC1+) для вашей системы или просто в сборе с фильтром. Комплект представляет собой MagnaClean Pro 2XP Chempack или MagnaClean Pro 2XP только для фильтра.

Как насчет умягченной воды?

Вы можете задаться вопросом о смягченной воде, но производители также не рекомендуют ее. Действие умягчения воды позаботится о любом накипи, которое произойдет из-за кальция или магния, но оно добавляет в систему натрий, который является еще одним элементом, который делает воду более проводящей электричество, что увеличивает гальваническую коррозию, которая может возникнуть в системе. Деминерализирующая вода — единственное решение, позволяющее одновременно уменьшить образование накипи и коррозию.

Behler-Young предлагает решение для деминерализации с помощью Puropal-1. Это элемент, через который вы можете либо заполнить систему, либо, если вы используете продувочный и наполнительный клапан и пропускаете воду через систему. Когда вода проходит через Puropal-1, она деминерализует воду. Он предназначен не для того, чтобы оставаться в системе, а в качестве агента по вводу в эксплуатацию. Идеальные показания TDS составляют около 10-30 частей на миллион, когда вы закончите использовать деминерализатор. Со временем он расходуется, и его нужно будет заменить, но на это указывает изменение цвета шариков, используемых в деминерализаторе. Еще один вариант, который я видел, — это закачка дистиллированной воды. Некоторые даже дошли до того, что стали использовать системный питатель Axiom DMF150 и наполнять его дистиллированной водой. Это может показаться экстремальным, но когда вы можете отойти от системы и быть на 100% уверенными, что у вас не возникнет проблемы с обратным вызовом по качеству воды, это может стоить того.

Продукты, помогающие процессу

После деминерализации воды рекомендуется использовать ингибитор для уменьшения любой степени коррозии, которая может возникнуть из-за небольшого количества кислорода, который может попасть в систему через пластик или прокладки. Для этого можно использовать либо Adey MC1+, либо Sentinel X-100.

Если вы имеете дело с существующей системой, в которой могут быть загрязнения, и вы, возможно, обслуживаете или меняете котел, рекомендуется провести очистку в течение нескольких дней. Для этого можно использовать Adey MC3+, Sentinel x-400, Sentinel x-800 или RectorSeal для обработки 8-ходового котла. Проконсультируйтесь с их инструкциями по применению для дозировки и продолжительности времени для каждого продукта. Также всегда консультируйтесь с производителем котла, чтобы подтвердить использование чистящих средств и какие чистящие средства безопасны для вашего котла.

Если вы имеете дело с шламом в паровом котле, для этого также хорошо подойдет 8-ходовой очиститель RectorSeal.

Хотя вода может быть проблемой для высокоэффективных котельных установок, ее можно решить. И хотя высокоэффективное оборудование будет работать без решения этих проблем, оно сократит срок службы элементов вашей системы, будь то котел, насос, расширительный бак или другое управление. Я думаю, мы все можем видеть, как самая чистая вода для вашей гидравлической системы обеспечит вам максимальную долговечность системы. Настоящим ключом является возможность донести до клиента важность и ценность дополнительных расходов.

Для получения дополнительной информации по этой теме просмотрите эти видеоролики об обнаружении шлама в котле и подробный вебинар о качестве воды.

Вы домовладелец или владеете коммерческой недвижимостью? Посетите сайт mybryantdealer.com, чтобы найти ближайшего к вам дилера Bryant!

Хранение и продувка воды для паровых котлов

Дом
/
Узнать о паре
/

Хранение и продувка воды для паровых котлов

Содержимое

  • Введение

  • Котлы Shell

  • Водотрубные котлы

  • Разные типы котлов Экономайзеры и пароперегреватели

  • Рейтинг котлов

  • КПД котла и сжигание

  • Котельная арматура и крепления

  • Заголовки Steam и отрывки

  • Хранение и продувка воды для паровых котлов

  • Вода для котла

  • Питательный резервуар и подготовка питательной воды

  • Контроль TDS в котловой воде

  • Рекуперация тепла от продувки котла Только управление TDS

  • Нижняя продувка

  • Уровни воды в паровых котлах

  • Методы определения уровня воды в паровых котлах

  • Автоматические системы контроля уровня

  • Сигнализация уровня воды

  • Установка регуляторов уровня

  • Требования к испытаниям в котельной

  • Деаэраторы под давлением

  • Паровые аккумуляторы

Назад, чтобы узнать о паре

Водоподготовка, хранение и продувка паровых котлов

Взгляд на химический состав воды, включая показатели жесткости и pH.

Прежде чем можно будет обсудить и понять продувку котла, необходимо дать определение воды вместе с ее примесями и соответствующими терминами, такими как жесткость, pH и т. д.

Вода является самым важным сырьем на Земле. Он необходим для жизни, используется для транспорта и хранит энергию. Его также называют «универсальным растворителем».

Чистая вода (H 2 0) не имеет вкуса, запаха и цвета в чистом виде; однако чистая вода встречается очень редко. Все природные воды содержат различные типы и количества примесей.

Хорошая питьевая вода не обязательно является хорошей питательной водой для котлов. Минералы в питьевой воде легко усваиваются человеческим организмом и необходимы для нашего благополучия. Котлы, однако, менее способны справиться с этим, и те же самые минералы могут повредить паровой котел, если их оставить.

Из мировых запасов воды 97 % находится в океанах, и значительная часть этого количества находится в ловушке полярных ледников — только 0,65 % доступно для бытового и промышленного использования.

Если бы не круговорот воды, эта небольшая часть вскоре была бы потреблена (см. рис. 3.9.1). После испарения вода превращается в облака, которые в пути частично конденсируются, а затем выпадают на землю в виде дождя. Однако ошибочно предполагать, что дождевая вода чистая; во время своего падения на землю он будет собирать примеси, такие как углекислота, азот и, в промышленных зонах, диоксид серы.

Заряженная этими ингредиентами вода просачивается через верхние слои земли к грунтовым водам или течет по поверхности земли, растворяя и собирая дополнительные примеси.

Эти примеси могут образовывать отложения на поверхностях теплопередачи, которые могут:

  • Вызывать коррозию металла.
  • Снижают скорость теплопередачи, что приводит к перегреву и потере механической прочности.

В таблице 3.9.1 показаны технические и часто используемые названия примесей, их химические символы и их воздействие.

Качество сырой воды и региональные различия

Качество воды может сильно варьироваться от одного региона к другому в зависимости от источников воды, местных минералов (см. рис. 3.9.2). В таблице 3.9.2 приведены некоторые типичные цифры для различных районов относительно небольшой страны, такой как Великобритания.

Общие примеси в сырой воде можно классифицировать следующим образом:

  • Растворенные твердые вещества — это вещества, которые растворяются в воде.
    Основными из них являются карбонаты и сульфаты кальция и магния, которые при нагревании образуют накипь.
    Другие растворенные твердые вещества, не образующие накипи.
    На практике любые соли, образующие накипь в котле, должны быть химически изменены, чтобы они образовывали взвешенные твердые частицы или шлам, а не накипь.
  • Взвешенные вещества – это вещества, находящиеся в воде в виде взвешенных частиц.
    Они обычно минерального или органического происхождения.
    Эти вещества обычно не представляют проблемы, поскольку их можно отфильтровать.
  • Растворенные газы. Кислород и двуокись углерода легко растворяются в воде.
    Эти газы являются агрессивными возбудителями коррозии.
  • Накипеобразующие вещества — Это минеральные примеси, которые пенятся или образуют накипь.
    Одним из примеров является сода в форме карбоната, хлорида или сульфата.

Количество присутствующих примесей чрезвычайно мало, и они обычно выражаются в любом анализе воды в виде частей на миллион (ppm), по весу или, альтернативно, в миллиграммах на литр (мг/л).

В следующих разделах этого модуля описываются характеристики воды.

Жесткость

Вода бывает «жесткой» или «мягкой». Жесткая вода содержит примеси, образующие накипь, а мягкая вода содержит мало или совсем их не содержит. Разницу легко распознать по действию воды на мыло. Для образования пены в жесткой воде требуется гораздо больше мыла, чем в мягкой.

Жесткость обусловлена ​​присутствием минеральных солей кальция и магния, которые способствуют образованию накипи.

Существует две общепринятые классификации жесткости:

  • Щелочная жесткость (также известная как временная жесткость) — гидрокарбонаты кальция и магния отвечают за щелочную жесткость. Соли растворяются в воде, образуя щелочной раствор. При нагревании они разлагаются с выделением углекислого газа и мягких отложений или шлама.

Иногда используется термин «временная жесткость», поскольку жесткость устраняется кипячением.

Этот эффект часто проявляется в виде накипи внутри электрического чайника.

См. рисунки 3.9.3 и 3.9.4 – последний представляет ситуацию внутри котла.

  • Нещелочная жесткость и карбонаты (известные также как постоянная жесткость) — Это также связано с наличием солей кальция и магния, но в форме сульфатов и хлоридов. Они осаждаются из раствора из-за пониженной растворимости при повышении температуры и образуют твердую накипь, которую трудно удалить.

Кроме того, присутствие кремнезема в котловой воде также может привести к образованию твердой накипи, которая может вступать в реакцию с солями кальция и магния с образованием силикатов, которые могут сильно препятствовать передаче тепла через жаровые трубы и вызывать их перегрев.

Общая жесткость

Общая жесткость должна классифицироваться не как тип жесткости, а как сумма концентраций присутствующих ионов кальция и магния, когда они оба выражены как CaCO3. Если вода щелочная, то часть этой жесткости, равная по величине общей щелочности и также выраженная как СаСО3, считается щелочной жесткостью, а оставшаяся часть — нещелочной жесткостью (см. рис. 3.9.5).

Соли, не образующие накипь

Также присутствуют нежесткие соли, такие как соли натрия, которые гораздо лучше растворимы, чем соли кальция или магния, и обычно не образуют накипи на поверхностях котла, как показано на рисунке 3.9.6.

Сравнительные единицы

Когда соли растворяются в воде, они образуют электрически заряженные частицы, называемые ионами.

Металлические частицы (кальций, натрий, магний) можно идентифицировать как катионы, поскольку они притягиваются к катоду и несут положительный электрический заряд.

Анионы неметаллические и несут отрицательный заряд — бикарбонаты, карбонаты, хлориды, сульфаты притягиваются к аноду.

Каждая примесь обычно выражается как химически эквивалентное количество карбоната кальция с молекулярной массой 100.

Значение pH

Другим термином, который необходимо учитывать, является значение pH; это не примесь или составляющая, а просто числовое значение, представляющее потенциальное содержание водорода в воде, которое является мерой кислотной или щелочной природы воды. Вода, h3O, имеет два типа ионов — ионы водорода (H+) и ионы гидроксила (OH-).

Если преобладают ионы водорода, раствор будет кислым со значением pH от 0 до 6. Если преобладают гидроксильные ионы, раствор будет щелочным со значением pH от 8 до 14. Если есть равные количество ионов гидроксила и водорода, тогда раствор будет нейтральным со значением pH 7. Кислоты и щелочи увеличивают проводимость воды по сравнению с нейтральным образцом. Например, образец воды со значением pH 12 будет иметь более высокую проводимость, чем образец со значением pH 7.