Один из многочисленных объектов, на которых успешно ведется комплексонный водно-химический режим, — муниципальное предприятие жилищно-коммунального хозяйства (МП ЖКХ) г. Можга. Оно имеет 12 котельных общей теплопроизводительностью 57,5 ГКал/ч, которые обеспечивают отопление и горячее водоснабжение (ГВС) жилых, производственных, административно-общественных помещений и объектов социальной инфраструктуры. Общая протяженность (в двухтрубном исчислении) сетей теплоснабжения составляет 45830 м, сетей ГВС — 13980 м. Расход воды на подпитку сетей отопления составляет 131 м3/сут, сетей ГВС — 1118 м3/сут. Одна из серьезных проблем, с которой приходится сталкиваться при эксплуатации теплотехнического оборудования, тепловых сетей и сетей ГВС, — высокая жесткость воды (8–12 мг÷экв/дм3). По этой причине происходит интенсивное образование накипи как на поверхностях теплопередачи, так и на внутренних поверхностях всего оборудования и трубопроводов сетей отопления и ГВС, вплоть до приборов потребителей тепловой энергии и водоразборных кранов горячей воды (рис. 1 ~1~). Слой накипи содержит включения продуктов коррозии металла. Образование слоя накипи и продуктов коррозии приводит к ряду нежелательных последствий: o снижению коэффициента теплопередачи и КПД теплоэнергетического оборудования; o уменьшению площади рабочей поверхности и снижению эффективности работы вакуумного деаэратора; o повышению затрат энергии на подачу воды насосами и затруднению поступления воды к потребителям. В ряде случаев происходило полное забивание накипью прямых трубопроводов системы ГВС, поэтому потребители получали по обратным трубопроводам горячую воду с пониженной температурой и недостаточным напором. Для очистки теплотехнического оборудования на предприятии периодически проводилась химическая очистка систем отопления и ГВС реагентами на основе комплексонов. С этой целью применялась оксиэтилидендифосфоновая кислота МА (ОЭДФ-МА), выпускаемая Новочебоксарским ПО «Химпром» (ТУ 6-09-5372–87). Очистка теплоэнергетического оборудования этим препаратом осуществлялась в соответствии с инструкцией ВНИИ ИРЕА. Для промывки применялась вода, нагретая до 60–65°С, в которую добавляли ОЭДФ-МА в количестве 20–30 кг/м3. Использование ОЭДФ-МА для очистки теплоэнергетического оборудования позволило удалять с поверхностей теплопередачи основную часть отложений накипи и продуктов коррозии. Тем не менее, не удавалось избежать некоторых негативных моментов, таких как: o сброс в канализацию сточных вод от промывки; o неполное удаление застарелых отложений; o необходимость организации работ по промывке в межсезонный период с прерыванием горячего водоснабжения; o невозможность очистки наружных и внутридомовых сетей отопления и ГВС. Поэтому, наряду с химическими методами очистки теплотехнического оборудования, приходилось применять механические. В частности, для очистки кожухотрубчатых подогревателей системы ГВС (бойлеров) применялось сверление трубок специальным сверлом длиной 4 м, заполнитель вакуумного деаэратора (кольца Рашига) очищали механическим встряхиванием. Механическая очистка оказалась весьма трудоемким процессом. Невозможно было эффективно очистить наружные и внутридомовые тепловые сети. Поэтому практиковалась периодическая замена трубопроводов. Так, в 2001 г. заменили 3636 м трубопроводов. Решением проблемы отложений накипи и продуктов коррозии могла бы стать химическая подготовка воды, однако использование традиционных технологий H- и Na-катионирования осложняется рядом неудобств: o оборудование (фильтры) крупногабаритно и дорогостояще; o присутствует необходимость периодической регенерации фильтров с затратой большого количества реагентов (кислоты или поваренной соли); o отработанные растворы реагентов сбрасываются в канализацию и неизбежно загрязняют окружающую среду; o возрастает коррозионная активность воды по отношению к железу и стали после Н-катионирования. Выходом из сложившейся ситуации явилось внедрение в 2001 г. на ЦТП-2 Вешняковского микрорайона комплексонного водно-химического режима (КВХР), сущность которого состоит в постоянном введении в воду в процессе эксплуатации особых веществ — комплексонов. Комплексоны, используемые в процессе водоподготовки, — органофосфонаты (соли органических фосфоновых кислот). В Вешняковском микрорайоне, схема которого представлена на рис. 2 ~2~, горячая вода поступает в жилые дома, детские учреждения, магазины и на промышленные предприятия, поэтому она должна удовлетворять всем требованиям к питьевой воде. Таким образом, концентрация комплексона в воде сетей ГВС не должна превышать значения ПДК в питьевой воде. В табл. 1 ~4~ показаны предельно допустимые концентрации в питьевой воде для основных комплексонов, выпускаемых ОАО «Химпром» (г. Новочебоксарск), и концентрации, обеспечивающие их противонакипную активность. Анализ приведенных в таблице данных позволяет сделать вывод, что наиболее подходящим препаратом для обработки воды систем ГВС является ИОМС-1. Это водный раствор натриевых солей аминометиленфосфоновых кислот (главным образом, нитрилотриметилфосфоновой кислоты) плотностью 1,35–1,41 кг/м3, содержащий около 25% основного вещества. ИОМС-1 является малоопасным веществом, поэтому дозирование его в воду систем ГВС не наносит вреда здоровью потребителей. На основе проведенных расчетов было сделано заключение о целесообразности поддержания концентрации комплексона в воде сетей ГВС 3–4 мг/дм3, в воде тепловых сетей — 3–12 мг/дм3. Поддержание данных концентраций комплексона, во-первых, пред-отвращает кристаллизацию при распаде солей временной жесткости соединений кальция в виде отложений накипи, во-вторых, обеспечивает постепенное растворение ранее образовавшихся отложений накипи, в-третьих, способствует образованию на поверхности металла пассивной пленки, защищающей металл от коррозии. Для дозирования ИОМС-1 в воду систем ГВС может быть использовано различное оборудование. Дозаторы инжекционного типа подают комплексоны в систему при помощи насоса, при этом требуются дополнительные затраты энергии, а надежность дозатора оказывается недостаточно высокой. Поэтому предпочтительным является использование дозаторов эжекционного типа, которые подают комплексон в воду за счет перепада давлений, создаваемого в потоке воды. Дозаторы эжекционного типа получили значительное распространение в теплоэнергетике и даже выпускались рядом предприятий, например, «Оргхим» (г. Казань), заводом ЭСТЭМИ (г. Братск). Однако эти дозаторы требовали постоянного контроля и регулирования количества подаваемого комплексона, а поэтому были трудоемки в обслуживании. Специалистами МП ЖКХ г. Можги было принято решение о приобретении дозатора эжекционного типа «Иж-25». От аналогов этот дозатор отличается рядом достоинств. Во-первых, он обладает исключительной простотой и надежностью в работе. Во-вторых, он обеспечивает достаточно точное поддержание постоянной пропорции дозирования препарата в воду при изменении расхода воды в широких пределах. Последнее обстоятельство оказалось незаменимым именно для работы в системе ГВС, поскольку здесь требуется поддержание концентрации комплексона в достаточно узком интервале значений во избежание превышения ПДК при сильных колебаниях расхода воды — от почти нулевого расхода ночью до 100 м3/ч в пиковые часы. Дозатор «Иж-25» [1] был установлен в ЦТП-2 в III квартале 2001 г. Монтаж был выполнен силами специалистов МП ЖКХ в течение двух часов. Сразу после монтажа дозатор был введен в эксплуатацию. Потребовалось несколько дней, чтобы вполне овладеть регулировкой дозатора и добиться достаточно равномерного дозирования. Вскрытие бойлера через два месяца после перевода ЦТП-2 в комплексонный водно-химический режим показало, что значительная часть существовавших отложений накипи и продуктов коррозии растворилась, а оставшиеся отложения сильно разрыхлены и легко удаляются рукой. Осмотр колец Рашига в вакуумном деаэраторе также показал значительное уменьшение количества отложений. Следует отметить, что в технической документации на препарат ИОМС-1 способность данного препарата удалять отложения накипи и продуктов коррозии не документирована. Указывается лишь его ингибирующая способность по отношению к образованию осадков карбоната и сульфата кальция (эффективность ингибирования — не менее 90%). В нашем же случае эффективность ингибирования оказалась, формально, более 100%, т.к. препарат в концентрации 3,0–4,0 мг/дм3 не только на 100% пред-отвратил образование новых отложений, но и постепенно растворял существующие, причем весьма застарелые, отложения, которые не поддавались растворению ОЭДФ-МА. К окончанию отопительного сезона отложения накипи и продуктов коррозии в бойлере и вакуумном деаэраторе были растворены полностью (рис. 3 ~3~). Опыт внедрения комплексонного водно-химического режима на ЦТП-2 Вешняковского микрорайона позволил сделать ряд выводов: 1. Обработка воды весьма малыми концентрациями комплексонов (3,0–4,0 мг/дм3) позволяет полностью исключить образование отложений накипи и продуктов коррозии. При этом не требуется больших затрат реагентов, не образуется сточных вод, а кроме того, добавки комплексонов снижают коррозионную активность воды по отношению к железу и стали. 2. Из числа представленных на рынке дозирующих устройств для комплексонов в наибольшей мере подходит для применения в системах горячего водоснабжения дозатор «Иж-25», как по цене и качеству, так и по простоте конструкции, монтажа, эксплуатации и надежности в работе. 3. Наиболее подходящим препаратом для обработки горячей воды является препарат ИОМС-1 производства ОАО «Химпром» (г. Новочебоксарск), т.к. он обладает не только способностью ингибировать отложения соединений кальция, но и растворять застарелые отложения накипи и продуктов коррозии.
Литература 1. Ф.Ф. Чаусов, Г.А. Раевская, М.А. Плетнев. Применение ингибиторов солеотложения и коррозии в системах отопления. Журнал «С.О.К.», №9/2003, стр. 30–33.
