Parametry wody kotłowej

Utrzymanie właściwych parametrów wody jest niezbędne do prawidłowego i bezpiecznego funkcjonowania każdego kotła lub wytwornicy pary. Ze względu na kompaktową budowę wytwornica pary musi ciągle otrzymywać uzdatnioną wodę, a woda zasilająca musi być ciągle poddawana analizie sprawdzającej jej jakość.

Parametry wzorcowe wody zasilającej

parametrwartość
pH min. pH 10 max 12
siarczyny (SO3)2-w czasie pracy: min. 50 mg/l
w czasie zimnego postoju (stand-by): min. 100 mg/l
całkowita ilość substancji rozpuszczonych (przewodność): max. 6000μ S/cm
żelazo (Fe): < 0,1 mg/l
twardość: max. 0,1 dH

Twardość wody

W celu uniknięcia blokowania wężownic przez odkładający się kamień należy bezwzględnie zmiękczać podawaną wodę. Zbyt późna regeneracja, niewłaściwe warunki pracy lub nieprawidłowo ustawiony czas regeneracji stacji zmiękczającej wodę, będą powodować podawanie wody twardej.
Gdy twarda woda jest podawana do wężownicy a następnie odparowywana, to na ściankach wężownicy osadza się kamień. Będzie on stopniowo zmniejszał średnicę rury a w konsekwencji zwiększać się będzie ciśnienie wody za pompą zasilającą. W tym samym czasie warstwa kamienia będzie utrudniać przenoszenie ciepła z gazów spalinowych do zimnej wody wewnątrz rury. Wynika to z własności izolacyjnych kamienia. W rezultacie następuje przegrzanie i uszkodzenie ścianki wężownicy.

Więcej informacji o zmiękczaniu w dziale Systemy uzdatniania wody.

Zasadowość wody

Wartość pH określa kwasowość roztworu (w tym przypadku wody).

pH < 7 odczyn kwaśny
pH = 7 odczyn obojętny
pH > 7 odczyn alkaliczny

W większości przypadków woda surowa ma odczyn obojętny tzn. +/- 7. Żelazo może ulec rozpuszczaniu w wodzie do pH=9,3. W celu uniknięcia rozpuszczania w wodzie żelaza (korozja), pH powinno być większe od 9,3. W praktyce, wartość pH jest ustalona około 11, w granicach 10 do 12. Do korygowaniu wartości pH używa się zwykle sody kaustycznej (NaOH).

Obecność wolnego tlenu

Obecność nawet małych ilości tlenu w wodzie zasilającej może powodować powstawanie korozji w wężownicy, zwanej wżerami. Taka forma korozji charakteryzuje się tym, że ulegają perforacji małe powierzchnie ścianek wężownicy, wokół których znajdują się duże obszary nie zaatakowane korozją. Duża powierzchnia jest katodą a mała anodą. Taki typ korozji powoduje często konieczność stosowania kosztownych napraw a nawet wymiany wężownicy.
W celu usunięcia całego tlenu z wody zasilającej i uniknięcia powstawania tej formy korozji, stosowane są dwie różne metody:

  1. zwiększenie temperatury wody zasilającej
  2. chemiczne wiązanie pozostałego w wodzie tlenu

Ilość rozpuszczonego tlenu w wodzie jest funkcją temperatury. Im chłodniejsza woda tym więcej tlenu. Im cieplejsza woda, tym mniej tlenu. W temperaturze 100°C woda jest praktycznie bez tlenu. Odgazowywanie wody może być realizowane przez zainstalowanie odgazowywacza lub zbiornika zasilającego Claytona. Zbiornik ten jest skonstruowany specjalnie do tego celu i jest dostarczany jako standardowe wyposażenie. W obu zbiornikach woda jest podgrzewana za pomocą wtryskiwanej pary. W wodzie pozostaje jedynie ułamek początkowej ilości tlenu. „Resztkowy tlen” jest usuwany chemicznie poprzez dodawanie związków wiążących wolny tlen. W celu skompensowania dużych zmian przy załadowaniu należy stosować nadmiar siarczynu 50 mg/l. Przy stosowaniu innego typu akceptorów tlenu, trzeba utrzymać również ich odpowiedni nadmiar. Stosowanie katalitycznych akceptorów wolnego tlenu jest absolutną koniecznością w celu zwiększenia szybkości reakcji między tlenem a związkiem chemicznym. Jednocześnie pozwala to na unikanie przetrzymywania długiego czasu wody w zbiorniku.

Całkowita ilość substancji rozpuszczonych

Woda zawsze zawiera mniej lub więcej substancji rozpuszczonych a wytwarzanie pary powoduje zwiększenie ilości substancji rozpuszczonych w „hotwellu”. W rzeczywistości każdy kg pary powstaje z wody, która zawiera rozpuszczone sole, co powoduje koncentrację substancji rozpuszczonych w wodzie. Stałe zwiększanie ilości substancji rozpuszczonych w „hotwellu” musi zostać ograniczone przez zainstalowanie automatycznego zaworu odprowadzającego odsoliny. Zawór ten będzie odprowadzał skoncentrowane rozpuszczone w wodzie sole do kanalizacji lub zbiornika odsolin/odmulin. Bardzo duża przewodność wody zasilającej powoduje niewłaściwe rozdzielanie wody i pary co prowadzi do zmniejszenia jakości pary. Z tych powodów, całkowita ilość substancji rozpuszczonych w wodzie zasilającej musi zostać ograniczona do wartości od 3000 do 6000 μS/cm. Górną granicę zasolenia determinuje jakość pary, dolną wartość określa granica ekonomiczna, gdyż odprowadzanie wody oznacza stratę wody, chemikalii i energii.

Osad

Głównym powodem obecności osadu jest źle pracujący układ zmiękczania wody i/lub obecność żelaza w powrotnych skroplinach. Można uniknąć obecności osadu w wodzie zasilającej. Będzie to zapobiegać odchyleniom w regulatorach ciśnienia, gwarantować właściwe działanie odwadniaczy oraz , co najważniejsze, zapobiegać powstawaniu korozji wężownicy.

Pomiary

Pomiary powinny być przeprowadzone codziennie lub na każdej zmianie, a ich wyniki odnotowane w dzienniku:

  1. Twardość
  2. Wartość pH
  3. Nadmiar akceptora wolnego tlenu - zawartość siarczynów
  4. Przewodność (μS/cm)
  5. Obecność osadu – sprawdzanie wizualne.