Вода, одновременно являясь дешевым теплоносителем и универсальным растворителем, может представлять угрозу для водогрейного или парового котла. Риски, в первую очередь, связаны с наличием в воде определенных примесей. Решение и предотвращение проблем в работе котельного оборудования невозможно без четкого понимания их причин, а также знания современных технологий подготовки воды.
Для котловых систем характерны три группы проблем, связанных с присутствием в воде следующих примесей:
• нерастворимых механических;
• растворенных осадкообразующих;
• коррозионноактивных.
Каждый из типов примесей может служить причиной выхода из строя того или иного оборудования тепловой установки, а также вносит свой вклад в снижение эффективности и стабильности работы котла.
Использование в тепловых системах воды, не прошедшей механическую фильтрацию, приводит к наиболее грубым поломкам — выводу из строя циркуляционных насосов, уменьшению сечения, повреждению трубопроводов, запорной и регулирующей арматуры (рис. 1). Обычно механические примеси — это песок и глина, присутствующие как в водопроводной, так и в воде из артезианских источников, а также продукты коррозии трубопроводов, теплопередающих поверхностей и других металлических частей системы, которые находятся в постоянном контакте с агрессивной водой. Растворенные примеси могут вызывать более серьезные неполадки в работе энергетического оборудования, которые чаще всего связаны с:
• образованием накипных отложений;
• коррозией котловой системы;
• вспениванием котловой воды и унесением солей с паром.
Эта группа примесей требует особого внимания, поскольку их присутствие в воде зачастую не так очевидно, как наличие механических примесей, а последствия воздействия на котельное оборудование могут быть самыми плачевными — от снижения энергоэффективности системы до полного ее разрушения.
Карбонатные отложения, вызываемые повышенной жесткостью воды, — хорошо известный результат процессов накипеобразования, протекающих даже в низкотемпературном теплообменном оборудовании, однако, далеко не единственный. Так, при нагреве воды свыше 130 °С сильно снижается растворимость сульфата кальция и происходит образование особо плотной накипи гипса. Образующиеся накипные отложения (рис. 2), во‑первых, ухудшают теплоотдачу теплообменных поверхностей, что приводит к перегреву стенок котла и снижению срока его службы, а во‑вторых, увеличивают потери тепла.