Woda kotłowa wymaga szczególnej uwagi nie tylko w kontekście jakości/ higieny wytwarzanej pary, ale również kontekście wydajności i bezpieczeństwa eksploatacji kotła. Uzdatnianie wody kotłowej ma przede wszystkim na celu zredukowanie do minimum dwóch podstawowych problemów – odkładania się w kotle kamienia oraz występowania korozji – w kotle i instalacji kondensatu. Osadzający się na dnie kotła kamień (węglan wapnia, węglan magnezu, krzemiany) prowadziłby do pogarszania się warunków wymiany ciepła w kotle, wspomagałby by proces korozji poprzez lokalne zagęszczanie niektórych jonów w obrębie warstwy kamienia. Korozja występująca w kotle stanowiłaby z kolei poważne ryzyko procesowe (łącznie z wybuchem kotła), powodowałaby przenoszenie produktów korozji (tlenków żelaza, wodorotlenków żelaza) do instalacji pary i kondensatu (w porywanych z kotła kroplach wody), co skutkowałoby zanieczyszczeniem instalacji pary, instalacji kondensatu, produktu (w przypadku bezpośredniego kontaktu pary lub kondensatu z produktem). Uzdatnianie wody kotłowej powinno łączyć dwa rodzaje procesów uzdatniania – procesy fizyczne (zmiękczanie wody poprzez usuwanie jonów wapnia i magnezu, czasami produkowanie wody RO jako wody zasilającej kocioł, zmniejszanie alkaliczności wody, odgazowywanie wody kotłowej) oraz procesy chemiczne (dodawanie do wody kotłowej odpowiednich preparatów chemicznych (substancji wiążących resztkowy tlen i dwutlenek węgla, substancji podnoszących pH wody kotłowej i kondensatu).

 

Woda kotłowa | Uzdatnianie wody kotłowej | Przygotowanie wody kotłowej

 

 

Uzdatnianie wody kotłowej

 

Przygotowanie wody kotłowej obejmuje zazwyczaj następujące operacje:

 

Usuwanie twardości oraz krzemianów z wody kotłowej

Dla kotłów poniżej 20 bar zazwyczaj wystarcza zmiękczanie wody na żywicach jonowymiennych.

Dla wyższych ciśnień czasami stosuje się wodę demineralizowaną lub wodę RO. Uzdatnianie wody kotłowej z zastosowaniem wymienionych technik zawsze poprawiało warunki pracy kotła i będzie pozwalało na minimalizowanie ilości środków chemicznych dodawanych do kotła.

W doniesieniu do wapnia i magnezu stosuje się zazwyczaj dwie strategie. Pierwsza polega na utrzymywaniu nadmiaru węglanów w stosunku do wapnia (usuwanie wapnia następuje w zmiękczaczu poprzez wymianę na sód i nie ma w wodzie kotłowej wapnia do utworzenia węglanu wapnia). Minusem tej strategii jest to, że węglan sodu rozkłada się w kotle do CO2 (korozyjność kondensatu). Druga polega na dodawaniu fosforanów sodu (ciągle lub cyklicznie), przez co następuje wytrącenie umiarkowanie rozpuszczalnego fosforanu wapnia i trudnorozpuszczalnego wodorotlenku magnezu. W obu strategiach zaleca się dodatkowo dodawanie do kotła substancji ułatwiających odmulanie.

Krzemiany tworzą bardzo trudno rozpuszczalne osady, zwłaszcza w wodzie o niskiej zasadowości. Zapobieganie tworzeniu osadów krzemianowych może polegać oczywiście na  usuwaniu krzemianów na etapie przygotowania wody, ale może być stosowane również utrzymywanie nadmiaru fosforanów lub węglanów, utrzymywanie odpowiedniej proporcji krzemianów do zasadowości (ok. 0,4:1).

 

Usuwanie alkaliczności wody

Obniżanie alkaliczności wody (obniżanie w wodzie kotłowej zawartości wodorowęglanów) ma na celu ograniczenie tworzenia w kotle gazowego dwutlenku węgla oraz tworzenia się następnie kwasu węglowego w instalacji kondensatu. Nietrwały kwas węglowy obecny w kondensacie jest źródłem tzw. korozji węglanowej, która dotyka w szczególności instalacje kondensatu wykonane ze stali węglowej i niezabezpieczane odpowiednio przed korozją preparatami aminowymi. Można więc stwierdzić, że uzdatnianie wody kotłowej może zaczynać się już dużo wcześniej – nawet w procesie uzdatniania wody w obrębie stacji SUW.

 

Usuwanie gazów (tlenu, dwutlenku węgla)

Do usuwanie gazów z wody kotłowej wykorzystuje się metody fizyczne (odgazowywanie wody w degazerze). Tlen jest gazem niepożądanym w samy kotle (korozja) oraz instalacji pary i kondensatu (korozja). Gazowy dwutlenek węgla zagraża instalacji kondensatu. Warto zaznaczyć, iż usuwanie dwutlenku węgla jest trudniejsze niż usuwanie tlenu – dwutlenek węgla tworzy z wodą połączenia chemiczne.

 

Chemiczne związanie pozostałego tlenu

Do usuwania gazów z wody kotłowej oprócz metod fizycznych wykorzystuje się także metody chemiczne. Zazwyczaj fizyczne odgazowanie wody kotłowej mam miejsce przed jej uzdatnianiem chemicznym. Uzdatnianie chemiczne wody kotłowej jest w dużej mierze ukierunkowane na wiązanie tlenu obecnego w wodzie (zabezpieczanie układu przed korozją). Ponieważ środki chemiczne potrzebują pewnej ilości czasu, aby doszło do ich przereagowania z tlenem, instalację uzdatniania wody kotłowej powinno budować w ten sposób, aby dozowanie dodatków kotłowych odbywało się jak najwcześniej przed kotłem np. zaraz za odgazowywaniem lub zaraz za zbiornikiem wody (zbiornikiem kondensatu) zasilającym kocioł. Dodatki kotłowe powinny być dozowane w sposób ciągły.

 

Podniesienie pH wody celem ograniczenia korozji kotła

Zaleca się utrzymywać w kotle pH wody kotłowej od 8,5 do 11,0. Podniesienie pH wody kotłowej można osiągnąć np. poprzez dozowanie do niej wodorotlenku sodu. Proces przygotowania wody kotłowej powinien być na tym etapie również odpowiednio monitorowany – przedozowanie wodorotlenku sodu do wody kotłowej będzie skutkowało odkładaniem się w kotle osadu wodorotlenku sodu. Dodatkowo dozowany może być do kotła mono-, di- lub trifosforan sodu, aby zapobiec obecności wolnych, korodująco działających jonów OH.

 

Dodawanie środków wytrącających substancje rozpuszczone i zawieszone w wodzie kotłowej, środków rozpraszających muł/osady

Preparaty te dozowane są przed kotłem i pozwalają m.in. na redukcję odkładania się kamienia w kotle, zmniejszenie ilości kropel wody porywanych razem z parą z kotła. Preparaty te wspomagają proces odmulania kotła.

 

 

NASZE USŁUGI


AUDIT HIGIENICZNY INSTALACJI PRODUKCYJNEJ

Zamów wykonanie oceny budowy linii produkcyjnej
w swoim zakładzie, u dostawcy
lub w firmie, w której budujesz instalację



SZKOLENIE HYGIENIC DESIGN

Dowiedz się więcej na temat
zasad projektowania
higienicznych linii produkcyjnych