Об отрицательном влиянии загрязненной воды

Продолжительность работы системы отопления, соответствующей проектному решению, замыслу, во многом зависит от качества воды в системе отопления, тепловых сетях. В соответствие с требованиями действующих нормативных документов [1] в системах теплоснабжения необходимо «…организовать воднохимический режим с целью обеспечения надежной работы тепловых энергоустановок, трубопроводов и другого оборудования без повреждения и снижения экономичности, вызванных коррозией металла. Не допускать образование накипи, отложений и шлама на теплопередающих поверхностях оборудования и трубопроводах в котельных, систем теплоснабжения и теплопотребления…».

При этом, выбор способов деаэрации питательной воды паровых котлов и подпиточной воды тепловой сети, способов подготовки воды для подпитки котлов и подпитки систем теплоснабжения, разработка технологий водоподготовки должны производиться с учетом качества исходной (сырой) воды, назначения котельной, марки котлов, санитарных требований к теплоносителю (закрытая или открытая система теплоснабжения), требований, определяемых конструкцией теплопотребляющего оборудования, условий безопасной эксплуатации, технико-экономических показателей и в соответствие с требованиями заводов-изготовителей.

При выборе, например, способа защиты стальных труб тепловых сетей от внутренней коррозии и схем подготовки подпиточной воды [2] требуется учитывать следующие основные параметры сетевой воды: жесткость воды; водородный показатель рН; содержание в воде кислорода и свободной угольной кислоты; содержание сульфатов и хлоридов; содержание в воде органических примесей (окисляемость воды). Защиту труб от внутренней коррозии следует выполнять путем следующих мероприятий: повышение рН в пределах рекомендаций ПТЭ; уменьшение содержания кислорода в сетевой воде; покрытие внутренней поверхности стальных труб антикоррозионными составами или применение коррозионно-стойких сталей; применения безреагентного электрохимического способа обработки воды; применение водоподготовки и деаэрации подпиточной воды; применение ингибиторов (замедлителей) коррозии.

С целью уменьшения возможного попадания взвешенных веществ, частиц в системы отопления, вентиляции в тепловых пунктах [3] предусматривается установка грязевиков и фильтров. Наличие фильтров особенно необходимо при размещении приборов учета расхода воды и регулирующей арматуры. А именно, в частности, балансировочных клапанов для гидравлической увязки и термостатических клапанов перед отопительными приборами.

Также дополнительные требования к теплоносителю могут указываться в Рекомендациях предприятий-производителей котлов, в зависимости от их типа, и отопительных приборов, в зависимости от того, из какого материала они выполнены (стальные, алюминиевые, биметаллические). Так, нормы качества питательной воды для водотрубных котлов с естественной циркуляцией и рабочим давлением пара до 4 МПа (40 кгс/см2) [4] представлены в табл. 1, качества сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов — в табл. 2. В автономных котельных [6] допускается не проводить специальную обработку при следующих показателях качества исходной воды:

• одержание железа в пересчете на Fе ≤ 0,3 мг/л;
• положительный индекс насыщения карбонатом кальция;
• карбонатная жесткость ≤ 4 мг÷экв/л.

К сожалению далеко не всегда выполняются требования к воде в системах теплоснабжения, особенно при местном теплоснабжении. В результате повышенное содержание растворенных в воде солей жесткости может привести к выпадению на внутренней поверхности теплогенераторов, теплообменников, отопительных приборов, труб и арматуры накипи и шлама. Основной проблемой качества воды в источниках местного водоснабжения является повышенное содержание железа, которое окисляется от соприкосновения с кислородом на поверхности.

Накипь, представляющая плотные отложения, приводит к снижению теплотехнических показателей теплогенераторов, теплообменников, отопительных приборов, к увеличению гидравлического сопротивления в системе теплоснабжения, отопления в связи с зарастанием живого сечения труб, к выходу из строя запорной и регулирующей арматуры.

Как известно, общая жесткость воды определяется присутствием в ней растворенных солей кальция и магния — карбонатов (CaCO3, MgCO3) и бикарбонатов [(Ca(HCO3)2, Mg(НCO3)2], сульфатов (гипс СаSO4, MgSO4), хлоридов (CaCl2, MgCl2) и др. По содержанию солей кальция и магния воды подразделяются на мягкие (дождь, снег) с жесткостью 0,5–4 мг÷экв/л, на воды умеренной жесткости (воды рек, озер, прудов) с жесткостью 4–7 мг÷экв/л и на жесткие воды (воды артезианских скважин, колодезные, морские) с жесткостью свыше 7 мг÷экв/л. Общая жесткость воды подразделяется на временную, устранимую кипячением (бикарбонаты), и постоянную (прочие соли), обладающую большой стабильностью в воде.

Растворимость, например, гипса, в отличие от большинства минеральных солей, при повышении температуры воды уменьшается и его избыток выпадает в виде накипи твердой и прочной. Высокой коррозийной активностью к металлам (трубы, стальная арматура, стальные отопительные приборы) обладает особенно низкотемпературная водопроводная вода, которая содержит в себе растворенные соли и коррозийноактивные газы — кислород, углекислый газ и в некоторых случаях сероводород.

С целью исключения внутренней коррозии стальных отопительных приборов внутренние поверхности ряда отечественных приборов защищают антикоррозийным экологически чистым покрытием [7]. Биметаллические радиаторы, например, выполняются из стальных труб повышенной коррозийной стойкости, залитых под высоким давлением высококачественным алюминиевым сплавом, обладающим превосходными прочностными коррозионно-стойкими свойствами.

Наиболее коррозионностойкими можно считать чугунные отопительные приборы. Верно, они являются теплоинерционными, поэтому плохо реагируют на изменение температуры воздуха в помещении при использовании регулирующей арматуры. Наличие в исходной воде техногенных загрязнителей (нефтепродуктов, масел, промышленных стоков) может привести к накапливанию загрязнителей в системе и служить питательной средой для развития термофильных (живущих при высокой температуре) бактерий. Способов борьбы с накипью существует несколько:

1. Самый простой способ заключается в использовании дождевой или снеговой воды.
2. Использование кипяченой и фильтрованной жесткой водопроводной воды.
3. Добавление в воду определенного количества гашеной извести для получения осаждаемых продуктов реакции извести с солями постоянной жесткости (с последующим удалением продуктов с помощью фильтров).
4. Использование бытовых фильтров для очистки исходной воды.
5. Магнитная обработка воды (растворенные в воде соли выделяются в виде хлопьев, с фильтрованием).

Для поддержания систем водяного отопления в требуемом техническом состоянии, обеспечивающем необходимую температуру воздуха в помещении, необходимо:

1. Добиваться равномерного прогрева поверхности отопительных приборов.
2. Проводить промывку систем не реже одного раза в году, после окончания отопительного периода, а также после монтажа, капитального ремонта, текущего ремонта с заменой труб (в открытых системах до ввода в эксплуатацию системы должны быть также подвергнуты дезинфекции). Системы промываются водой в количествах, превышающих расчетный расход теплоносителя в три-пять раз, ежегодно после отопительного периода, при этом достигается полное осветление воды. При проведении гидропневматической промывки расход водовоздушной смеси не должен превышать 3–5-кратного расчетного расхода теплоносителя. Для промывки систем используется водопроводная или техническая вода. В открытых системах теплоснабжения после дезинфекции окончательная промывка производится водой, соответствующей требованиям действующего стандарта на питьевую воду, до достижения показателей сбрасываемой воды до требуемых санитарными нормами на питьевую воду.
3. Подпитку центральных систем отопления, подключенных по независимой схеме, осуществлять водой из тепловой сети.
4. В соответствие с типовой инструкцией [8] для прогнозирования интенсивности образования отложения в тепловых сетях и системах отопления потребителей периодически должны определяться кальциевая и общая жесткость, бикарбонатная и общая щелочность, а также содержание сульфатов и соединений железа. В конце отопительного периода должен проводиться анализ отложений в трубах с целью выявления и ликвидации причин их образования и выбора соответствующего метода очистки. Для оценки интенсивности процессов коррозии тепловых сетей в сетевой воде периодически должны определяться содержание соединений железа, растворенного кислорода, свободной углекислоты и рН.
5. Проводить прочистку грязевиков и фильтров. Периодичность прочистки зависит от степени загрязнения воды, определяемой по разности показаний манометров до и после грязевиков и фильтров.
6. Для защиты от внутренней коррозии системы содержать постоянно заполненными деаэрированной, химически очищенной водой под избыточным давлением не ниже 0,5 кгс/см2 в верхних точках. Систему отопления не опорожнять более чем на 15 дней в году.
7. Перед отопительными приборами устанавливать декоративные экраны (решетки), не снижающие теплоотдачу приборов и не препятствующие доступу к устройствам регулирования и очистке приборов.
8. Очищать наружную поверхность отопительных приборов от пыли и грязи не реже одного раза в неделю.
9. Проверять исправность запорно-регулирующей арматуры.
10. Новые отопительные приборы при замене старых следует подбирать с учетом фактических расчетных тепловых потерь, температуры воды (подающей и обратной) и типа системы отопления (однотрубная или двухтрубная).

В соответствие с требованиями Правил [1], и особенно в случае неудовлетворительной работы системы отопления, необходим ежедневный контроль за параметрами теплоносителя (давление, температура, расход воды), прогревом отопительных приборов и температурой помещений в контрольных точках помещений для своевременного выявления и устранения неисправностей.