АВТОМАТИЗАЦИЯ ХИМВОДООТЧИСТКИ ДЛЯ КОТЕЛЬНЫХ МАЛОЙ МОЩНОСТИ

COMPARISON OF THE CONTROL SYSTEM OF MODERN HEAT POINTS

Ekaterina Bulavkina

student, Department of Thermal Power Engineering, Omsk State Transport University,

Russia, Omsk

Artem Gusarov

scientific supervisor, senior lecturer. Department of Thermal Power Engineering, Omsk State Transport University,

Russia, Omsk

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрен принцип работы химводоочистки и ее автоматизация для котельных малой мощности. Выявлены главные задачи водоподготовки для котельных. Указаны основные проблемы котельных, связанные с плохой водоподготовкой, такие как: отложение налет; накипь; коррозия. На основе рассмотренных проблем и задач была выявлена схема подготовки воды, которая позволяет устранить все угрозы негативно отражающиеся на работе оборудования. Сравнение затрат и определение срока окупаемости доказывает, что автоматизация технологических процессов является решающим фактором в повышении производительности труда.

ABSTRACT

This article discusses the principle of operation of chemical water treatment and its automation for low-power boiles. The main tasks of water treatment for boiler houses are identified. The main problems of boiler houses associated with poor water treatment are indicated, such as: plaque deposition; scale; corrosion. Based on the problems and tasks considered, a water treatment scheme was identified that allows you to eliminate all threats that negatively affect the operation of the equipment. Comparing costs and determining the payback period proves that process automation is a decisive factor in increasing labor productivity.

Ключевые слова: water treatment; the formation of focal corrosion; scale.

Keywords: dispatching; automation; system.

В качестве источников теплоносителя котельных выступают как открытые водоемы, так и подземные воды, располагающиеся вблизи объекта потребления. К первым относятся реки и озера. Ко вторым – скважины грунтового или артезианского происхождения, а также магистральный водопровод. Каждый из перечисленных источников обладает своим специфическим набором примесей и загрязнений. С целью определения этих параметров осуществляется взятие проб и лабораторный анализ планируемой к использованию воды.

Главной задачей водоподготовки для котельной считается предотвращение нежелательных процессов, связанных с коррозией и образованием накипи в агрегатах котлов. Особое внимание уделяется рабочим поверхностям, которые соприкасаются с водой [1]. В результате формулируются ключевые задачи водоподготовки в котельной:

1. удовлетворение потребности в воде производства;
2. обеспечение технической водой необходимого качества;
3. продление срока службы технических агрегатов, взаимодействующих с водой;
4. обеспечение безостановочного производственного цикла.

Проблема высокого уровня износа теплоэнергетических объектов и магистральных сетей связана напрямую с недостаточной подготовкой воды.

Основные проблемы котельных, вызванные с плохой водоподготовкой:

1. Отложения налета. Вода из любого источника содержит в составе механические частицы и посторонние примеси. Избыточная концентрация приводит к появлению налета и известковых отложений, которые засоряют коммуникации и способствуют перегреву составных частей оборудования;

2. Накипь. При нагревании содержащийся в воде магний и кальций образует осадок (рис. 1). От него страдают рабочие поверхности оборудования – снижается производительность и уровень теплопередачи. Чрезмерное количество накипи сопровождается ростом энергопотребления, а также способно вызвать перегрев и взрыв котлового оборудования;

3. Коррозия. Физическое воздействие коррозионно-активных веществ, растворенных в воде, разрушает целостность металлических элементов рабочих поверхностей (рис. 2).

Водоподготовка котлов и котельных должна устранять все вышеуказанные проблемы.

Рисунок 1. Отложения на трубке котла

Как выше было указано, подготовка воды для котельной является обязательным условием стабильной работы отопительного оборудования. Она предназначена для защиты водогрейных котлов от образования известковых отложений: накипь на стенках труб и теплообменников затрудняет процесс передачи тепловой энергии: в результате снижается КПД оборудования, сокращается срок его службы из-за перегрева [2]. В дальнейшем установка может полностью выйти из строя в результате образования очаговой коррозии. Водоподготовка парового котла позволяет решить проблему и обеспечить эффективную работу оборудования.

Рисунок 2. Поврежденный очаговой коррозией  фрагмент трубки котла

Система водоподготовки для котельной направлена на освобождение воды от различных типов примесей, которые могут привести к ухудшению работы оборудования. Она направлена на удаление веществ, приводящих к увеличению коррозионной активности жидкости, образованию известкового осадка, вспениванию при нагревании. В качестве теплоносителя в котельной может использоваться обычная водопроводная вода, прошедшая все необходимые стадии обработки. Она нуждается только в удалении остатков минеральных солей и газов, чтобы обеспечить оптимальные условия для процессов теплообмена в отопительной системе.

В следующей последовательности осуществляется водоподготовка в котельных:

1. Механическая очистка воды путем ее прохождения через специальные фильтры. В результате удаляются нерастворимые взвешенные частицы, которые могут привести к образованию осадка и негативно отразиться на работе оборудования;

2. Умягчение – удаление солей жесткости. Соли магния и кальция при нагревании воды выпадают в осадок, в результате образуется плотный слой накипи, затрудняющий теплообмен. Умягчение проводится с использованием специальных фильтрующих установок, для этого используются технологии мембранной очистки или ионного обмена;

3. Удаление избытка растворенных газов. Углекислый газ и растворенный кислород повышают коррозионную активность воды, что приводит к более быстрому износу труб и теплообменников. Дегазация позволяет замедлить процесс и продлить срок использования оборудования.

Такая схема подготовки питательной воды в котельной позволяет устранить все угрозы, которые могут негативно отразиться на работе оборудования.

Правильно подобранная схема водоподготовки котельной воды приводит к снижению эксплуатационных и капитальных затрат, позволяет:

снизить расхода топлива, ввиду меньших затраты энергии на нагревании воды и пониженному расходу электроэнергии сетевых насосов;

увеличить срок службы котлов, теплообменников, тепловых сетей;

сократить затраты на ремонт оборудования котельной и трубопроводов;

снизить затраты на кислотную промывку котлов и теплообменников от накипи;

повысить КПД котлов в виду меньших продувок паровых котлов.

Разберем в качестве примера комплексы, которые представляет компания «ВОДЭКО» (рис. 3). За 32000 рублей предлагается химводоочистка периодического действия для водогрейных котельных малой мощности [3].

Рисунок 3. Автоматизированные установки-дозаторы АКВАФЛОУ DC SP 61506 и SR 20-63M

Комплект поставки АКВАФЛОУ DC SP 61506:

• дозирующий насос с ж/к дисплеем и датчиком уровня;
• водосчетчик с импульсным выходом;
• герметичная емкость рабочего раствора с градуировкой.

А за 61000 рублей установка непрерывного действия для водогрейных котельных средней мощности с производительностю – 0,8 м³/ч

Комплект поставки АКВАФЛОУ SR 20-63M:

• фильтр в комплекте с катионитом и дренажно-распределительными устройствами;
• многоходовой управляющий клапан с автоматической регулировкой по расходу воды;
• бак-солерастворитель в сборе.

Это только малая часть комплектов, к ним возможно подсоединить современные датчики, которые способны контролировать подачу и параметры жидкостей, для создания АСУТП, проанализировав эти факторы – срок окупаемости их составит 3-4 года [4].

Автоматизация технологических процессов является решающим фактором в повышении производительности труда, улучшении качества продукции и экономии использованных ресурсов и денежных средств.

Список литературы:

1. Копылов А. С. Водоподготовка в энергетике : учеб. пособие для вузов / А. С. Копылов, В. М. Лавыгин, В. Ф. Очков // Москва : МЭИ. – 2003. – 309 с.
2. Терентьев В. И. Борьба с коррозией в системах водоснабжения : учебное пособие / В. И. Терентьев, С. В. Караван, Н. М. Павловец // Санкт-Петербург : Проспект Науки. – 2007. – 328 с.
3. Компания ООО «ПромСервис» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://оборудованиедляочисткиводы.рф (дата обращения: 02.07.22).
4. Компания Микроникс [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.mx-omsk.ru/ (дата обращения: 02.07.22).