Szukasz systemu uzdatniania wody? Sprawdź produkty dostępne w sklepie internetowym lub napisz do eksperta!


Kotły parowe i wytwornice pary są urządzeniami, bez których nie mogłoby normalnie funkcjonować wiele zakładów z różnych gałęzi przemysłowych. Takie urządzenia wymagają do zasilania wody wysokiej jakości. Często niezbędny okazuje się montaż systemów uzdatniania wody. Inwestycja może przynieść wiele korzyści, także finansowych!

Na temat wytwarzania pary oraz kotłów parowych pojawiły się już dwa artykuły, do których lektury serdecznie zachęcam: Dlaczego produkcja pary wymaga uzdatniania wody? oraz Uzdatnianie wody na wytwornice pary. Dziś jednak chciałbym bardziej skupić się na kwestii oszczędności, jakie można pozyskać dzięki instalacji stacji uzdatniania wody w celu przygotowania wody na kocioł parowy. Omówię poszczególne problemy z jakością wody oraz skutki, jakie może przynieść jej użytkowanie w przedsiębiorstwie.

Uzdatnianie wody kotłowej – to warto wiedzieć

W przypadku kotłów parowych wymagania dotyczące jakości wody zasilającej są ustalane na podstawie typu i jakości urządzenia, ciśnienia roboczego oraz sposobu wykorzystania pary. Odpowiednie uzdatnianie wody zasilającej jest niezwykle istotne z kilku względów. Przede wszystkim chodzi tu o bezpieczeństwo przeprowadzanego procesu. Po drugie dzięki temu praca urządzenia jest znacznie bardziej ekonomiczna, a przy tym tak samo wydajna. Parametry robocze zostają zachowane i w miarę stabilne.

Cały system może być chroniony przed powstawaniem osadów dzięki zastosowaniu procesów takich jak: dekarbonizacja, zmiękczanie wody, odsalanie wody. Ponadto niezbędne okazuje się dozowanie stabilizatorów twardości, związków alkalizujących oraz wiążących tlen. Dzięki temu można zapobiegać powstawaniu korozji, a także nie dochodzi do powstawania osadów, które występują z powodu twardości pozostałej lub z istnienia w wodzie czynników powodujących korozję. Więcej na ten temat przeczytasz w artykule poświęconym kondycjonowaniu wody: Co to jest kondycjonowanie wody? Zobacz produkty firmy Transhelsa.

Zastosowanie odpowiednio dobranych metod uzdatniania wody oraz kondycjonowania zapewnia długą i ekonomiczną pracę kotłów parowych. Zazwyczaj systemy uzdatniania wody przeznaczone do współdziałania z kotłami parowymi są złożone z: filtracji wstępnej lub odżelaziania wody surowej, systemów wspomagających eliminację z wody związków tworzących jej twardość (odbywa się to dzięki wymianie jonowej lub odwróconej osmozie), usuwaniu rozpuszczonych, korozyjnych gazów poprzez termiczne odgazowanie, redukcję pozostałego tlenu poprzez jego wiązanie za pomocą odpowiednich preparatów, alkalizację pary i kondensatu za pomocą związków alkalizujących migrujących z parą, wiązanie twardości pozostałej, związków rozpuszczonych oraz korozyjnych dzięki specjalnym preparatom stabilizacji twardości.

Najważniejsze wymagania dotyczące jakości wody

Poniżej tabelki przedstawiające wymagania dotyczące jakości wody kotłowej, zasilającej oraz kondensatu.

Parametry wody zasilającej kocioł parowy - wymagania

Parametry wody zasilającej kocioł parowy – wymagania dotyczące jakości wody

Parametry wody kotłowej - wymagania

Parametry wody kotłowej – wymagania dotyczące jakości wody

Parametry kondensatu - wymagania dotyczące jakości wody

Parametry kondensatu – wymagania dotyczące jakości wody

Urządzenia wspomagające uzdatnianie wody kotłowej

W każdym przypadku stacja uzdatniania wody może być nieco inna, posiadać różną wydajność oraz konkretne etapy. Jeżeli do zasilania wykorzystywana jest woda wodociągowa, stacje uzdatniania wody będą znacznie mniej rozbudowane. Zazwyczaj wystarczające jest zastosowanie filtrów ochronnych przed zanieczyszczeniami mechanicznymi. Sprawa staje się nieco bardziej skomplikowana przy zasilaniu wodą pochodzącą z własnego ujęcia. Wstępnie oczyszczona woda zazwyczaj wymaga usuwania soli oraz związków odpowiedzialnych za powodowanie twardości. Najczęściej w tym celu wykorzystywane są zmiękczacze wody, pracujące w trybie ciągłym. Niekiedy potrzebne są też o wiele bardziej zaawansowane systemy demineralizacji, a nawet odwrócona osmoza.

Metody poprawy jakości wody są dobierane do każdego zakładu indywidualnie. Inwestycja musi być dokładnie zaplanowana, a rozwiązania dobrane w taki sposób, by przynieść przedsiębiorstwu jak największe korzyści i oszczędności. Przy doborze i tworzeniu projektu niezbędne jest więc zwrócenie uwagi na wiele aspektów. W przypadku doboru odpowiednich urządzeń niezbędne są kompleksowe wyniki analizy wody.

Parametry wody – na czym można stracić?

Przewodność wody i zagęszczenie w kotle

Przewodność wody to bezpośredni wskaźnik ilości soli znajdujących się w wodzie. Jeśli wzrasta zasolenie, przewodność wody także rośnie. Przy użytkowaniu kotła parowego sole znajdujące się w wodzie zasilającej ulegają zagęszczeniu. Jedynie woda, która całkowicie została pozbawiona soli opuszcza kocioł grzewczy w postaci pary. Sole są usuwane za pomocą procesu odsalania lub odszlamiania, czyli usuwania osadów. Woda o naprawdę wysokim zasoleniu powinna być odprowadzana do kanalizacji i zastępowana wodą zasilającą o niskim stopniu zasolenia. Proces odsalania powinien być przeprowadzany regularnie, a przewodność stale monitorowana.

Woda kotłowa o wysokim stopniu przewodności może zacząć się pienić. Dzięki odsalaniu i minimalizacji przewodności nie ma ryzyka, że sole i substancje stałe będą przedostawały się do fazy parowej i powodowały awarie, korozje, pozostawanie osadów.

Zawartość tlenu w wodzie

Obecność rozpuszczonego tlenu w wodzie zasilającej najczęściej kończy się korozją. Zazwyczaj w pierwszej kolejności powstają ogniska korozji, następnie dziury. Tlen redukuje się zazwyczaj z wody przy pomocy termicznego odgazowywania bądź poprzez dozowanie specjalnych preparatów, które wiążą tlen. Podczas stosowania pierwszej z wymienionych metod, z wody oprócz tlenu można usunąć także inne rodzaje gazów. Druga z wymienionych metod opiera się na dozowaniu preparatów chemicznych bezpośrednio do wody (w znacznej większości przypadków).

Tlen jest wiązany w produkty migrujące do pary lub nie migrujące do pary. Produkty migrujące nie wprowadzają do wody dużych ilości soli. Ponadto mają działanie wiążące tlen oraz alkalizujące. Należy jednak pamiętać, że para tego rodzaju nie powinna być stosowana w procesach związanych z wytwarzaniem produktów spożywczych. Inaczej sprawa wygląda w przypadku pary z produktami niemigrującymi. Preparaty pozwalające na uzyskanie tego typu produktów nie mają wpływu i nie oddziałują bezpośrednio na układy pary oraz kondensat. Należy je jednak stale kontrolować ze względu na ich tendencję do posiadania właściwości korozyjnych. Istotną wartością jest w tym przypadku odczyn pH.

Przeliczanie ilości wszystkich środków wiążących tlen podczas dozowania musi być odniesione w stosunku do całkowitej objętości kotłowej wody zasilającej oraz kondensatu z tlenem.

Twardość pozostała

Hamowanie powstawania kamienia kotłowego i wiązanie twardości pozostałej jest możliwe dzięki dozowaniu odpowiednich środków chemicznych ograniczających powstawanie i wytrącanie osadu. W skład preparatów wchodzą związki organiczne i nieorganiczne, jak na przykład fosforany. Uniemożliwiana jest krystalizacja. Powstała zawiesina jest odprowadzana spustem wody, a niewielka twardość pozostała, w dobie obecne wykorzystywanych technologii, może być całkowicie stabilizowana. Stosowane środki chemiczne zmieniają ładunek powierzchniowy substancji odpowiedzialnych za tworzenie mętności. Uniemożliwiane jest opadanie cząsteczek na skutek czego zamiast trwałych osadów powstaje jedynie zawiesina w wodzie. W takiej postaci bardzo łatwo można je usunąć.

Zazwyczaj kondycjonowaniu i stabilizacji twardości poddawana jest jedynie woda surowa, która trafia do obiegu. Stosowaniu powracającego kondensatu nie niesie ze sobą obciążenia twardością. A czym właściwie grozi pozostawienie kłopotu twardości wody samej sobie?

Przede wszystkim wszelkie zanieczyszczenia, jak zawiesiny, osady z produktów korozji to liczne problemy związane z prawidłowym działaniem kotła. Jeśli na ściankach wewnątrz kotła zaczną gromadzić się osady, doprowadzi to do zmniejszenia wydajności i nieprawidłowego przenikania ciepła. Osady mogą tworzyć lokalne ogniska korozji oraz elementy napowietrzające.

Odczyn pH

Na podstawie odczynu pH określana jest zasadowość wody kotłowej. Wartość zwiększa się, jeżeli na skutek działań termicznych w zbiorniku zasilającym lub wewnątrz kotła dochodzi do rozbicia węglanu wapnia i uwalniane są węglany. Przekroczenie wartości 12 mmol/l może skutkować powstawaniem piany w wodzie kotłowej lub występowaniem wżerów ługowych, czego konsekwencją jest poważne uszkodzenie kotła i niemałe straty finansowe.

Ochroną przed takimi kłopotami jest obniżanie odczynu pH, możliwe do realizacji z pomocą procesu odszlamiania. Taki proces można z powodzeniem przeprowadzać, jeśli woda charakteryzuje się niską przewodnością. Na jej uzyskanie nie ma innego sposobu, jak uzdatnianie wody. Najczęściej wykorzystywane są metody odwróconej osmozy oraz dekarbonizacji.

Wolny dwutlenek węgla

Wzrost odczynu pH jest ze sobą ściśle powiązany w przypadku wody zasilającej, kotłowej oraz kondensatu. W przypadku wody kotłowej przy wzroście temperatury z węglanów powstaje dwutlenek węgla oraz ług sodowy. Dochodzi do alkalizacji wody, ponieważ ług sodowy nie przemieszcza się do pary. Z tego właśnie względu wartość odczynu pH jest większa w przypadku wody kotłowej niż wody zasilającej. W układach pary oraz kondensatu problemy związane z korozją oraz niskim odczynem pH są powodowane głównie poprzez dwutlenek węgla. Z tego względu zazwyczaj stosuje się dodatkową alkalizację. Jest to możliwe z pomocą specjalnych preparatów wspomagających. Dzięki alkalizacji neutralizowany jest dwutlenek węgla

Uzdatnianie wody kluczem do sukcesu

Bez odpowiedniej jakości wody zasilającej, wykorzystywanie kotłów parowych byłoby stale obarczone ryzykiem awarii, uszkodzeń i częstej potrzeby napraw. Okazuje się, że procesy uzdatniania wody są niezbędne, a ich odpowiedni dobór, dostosowany do potrzeb zakładu, przyniesie spore korzyści, przede wszystkim ekonomiczne. Inwestycja z pewnością szybko się zwróci.