Подготовка воды для питания котлов является очень важным условием длительной и бесперебойной работы котельного оборудования. Ведь природная вода, даже если в ней минимальное содержание солей и других элементов, совершенно непригодна для использования в тепловых сетях и паровых котлах, поскольку ее качество не удовлетворяет современным требованиям. Поэтому на тепловых станциях для подготовки воды устанавливается специальное оборудование, а на особо крупных даже существуют отдельные цеха подготовки воды для правильного функционирования воднохимического режима котлов.
В процессе химической подготовки вода подвергается обработке в нескольких установок, вследствие чего происходит следующее:
- Осветление (фильтрация и отстаивание) — при этом из воды полностью удаляются органические и механические примеси.
- Умягчение воды, катионирование — удаление из нее солей жесткости (магния и кальция) и их замена на легкорастворимые соли щелочных элементов — натрия.
- Общее обессоливания во время прохождения воды сквозь выпарные установки и получение полностью обессоленного конденсата.
- Дегазация — полное удаление растворенных газов посредством ее нагревания в деаэраторах.
Подготовка воды для питания котлов преследует вполне конкретную задачу — химическую очистку теплообменника котла от любых загрязнений питательной воды, которые попадают в нее во время движения в паровых конденсаторах, турбинах или котлах, и восполнение потерь конденсата. Обычно количество потерянного конденсата напрямую зависит от типа котлов и станций. Самые большие потери (иногда более 30 процентов) происходят в теплоэлектроцентралях, следовательно, на таких станциях системы химической подготовки воды довольно значительные, как по стоимости, так и по занимаемой площади.
Подготовка воды для питания котлов происходит в несколько стадий — предварительную, которую еще называют предварительной очисткой, и окончательную — обработку ионами. Осветление воды, то есть, ее очистку от коллоидных крупнодисперсных примесей, достигается за счет использования коагуляции. Обычно сразу же стараются и добиться снижения ее щелочности, некоторого умягчения и снижения количества кремнекислых соединений. Для того, чтобы этого добиться, вместе с коагуляцией используют магнезиальное обескремнивание и известкование. Суть коагуляции заключается в введении в воду для котлов сернокислого алюминия. В процессе его гидролиза образуется труднорастворимое соединения, которое затем в виде хлопьев выпадает в осадок и задерживает взвешенные частицы на своих поверхностях. Если степень щелочности высокая, то во время подготовки совмещают коагуляцию и известкование, то есть, добавляют гашеную известь.
После такой тщательной полготовки жесткость и щелочность воды существенно снижаются, взвешенные частицы удаляются, исчезают соединения железа и органических веществ. Для удаления из воды для котлов кремнекислых соединений, вместе с гашеной известью можно ввести обожженный доломит или магнезит и коагулянт. Образующаяся в результате химической реакции гидроокись магния вступает в реакцию с кремнекислыми соединениями, вследствие чего последние выпадают в виде хлопьев в осадок. Такие методы подготовки воды для питания котлов называются осаждающими, поскольку соли и взвешенные вещества удаляются как осадок. Следует помнить, что во время предварительной подготовки полностью удалить соли не удается.
Подготовка воды для питания котлов методом ионного обмена происходит в специальных фильтрующих установках для промывки теплообменников, в которых она пропускается сквозь слой зернистого вещества — ионита. В результате такого процесса содержащиеся в воде ионы солей заменяются ионами, в которых содержится насыщенный ионит. В качестве ионообменных элементов в практике такой подготовки используют катионы натрия, аммония, водорода, а также хлоридные и гидроксильные ионы. Если в зернистом материале находятся катионы, то его называют катионитом, а метод фильтрации сквозь них воды для питания котлов — катионированием. Если же там находятся анионы, то материал называют анионитом, а полготовку воды — анионированием.
Кстати, если последовательно установить анионитовые фильтры, то можно добиться полного обессоливания воды.
