1.1 Úprava vody pro teplovodní kotelny - doporučená řešení
Aktualizováno: 11.02.2016 14:52:14
Při úpravě vody je nutno zohlednit požadavky výrobce kotle nebo výměníku na kvalitu plnící a doplňovací vody. Pokud takové požadavky výrobce nemá, platí požadavky normy ČSN 07 7401 "Voda a pára pro tepelná energetická zařízení - tabulka 1 - Voda pro provoz vodních kotlů a připojených uzavřených soustav" požaduje úpravu vody pro provoz teplovodních kotlů a připojených uzavřených soustav takto:
Doplňovací voda
Tvrdost max. 0,03 mmol/l
Koncentrace Fe + Mn 0,3 mg/l
Oběhová voda
Hodnota pH při 25oC 8,5
Rozpuštěný fosforečnan sodný Na3PO4 měřený jako P2O5 5 - 15 mg/l
Přebytek siřičitanu sodného Na2SO3 10 - 40 mg/l
Zjevná alkalita (p hodnota) KNK8,3 0,5 - 1,5 mmol/l.
Z uvedeného vyplývá, že úprava plnicí a doplňovací vody pro teplovodní kotelnu spočívá ve dvou stupních:
- odstranění tvrdosti – změkčení vody na katexovém filtru, čímž se zabrání vzniku vodního kamene
- chemická úprava vody, která spočívá v dávkování inhibitorů a účelem je chemické odplynění vody, úprava zjevné alkality a úprava pH, a tím zabránění koroze kotle nebo výměníku a připojené vodní soustavy.
Při plnění okruhu vodou je třeba zabezpečit naplnění celého systému kvalitní vodou, protože doplňování poměrně malým množství vody může jen málo ovlivnit kvalitu oběhové vody.Při navrhování úpravny je možno zvolit z jedné ze tří následujících rozdílných variant. Rozdíl mezi jednotlivými variantami je v ceně a v komfortu, který poskytují pro obsluhu:
VARIANTA č.1 - Ruční regenerace změkčovače a ruční dávkování inhibitorů
VARIANTA č. 2 - Automatická regenerace změkčovacího filtru a ruční dávkování inhibitorů
VARIANTA č. 3 - Automatická regenerace změkčovacího filtru a automatické dávkování inhibitoru
Doporučená řešení je možno uplatnit pro všechny teplovodní kotelny do výkonu cca 500 až 1000 kW, kde postačí úprava vody podle ČSN 07 7401. Pro větší kotelny Vám v případě Vašeho zájmu navrhneme výkonnější zařízení. Uvažuje se s průměrnou kvalitou vody z vodovodního řádu.
Oddělení topného okruhu od řádu pitné vody
Voda ošetřená inhibitory koroze v topných okruzích je kapalina rizikové třídy č. 4 a podle normy ČSN EN 1717 musí být oddělena od řádu pitné vody bezpečnou armaturou, jakou je např. potrubní oddělovač BA.
1. Změkčení vody
Aby se zabránilo usazování vodního kamene na teplosměnných plochách, je normou požadována minimální zbytková tvrdost vody. Odstranění iontů tvrdosti se provádí pomocí měniče iontů (změkčovací pryskyřice - tzv. katexu) ve změkčovacím filtru. Při dodržení doporučených provozních podmínek se tvrdost výstupní vody za změkčovačem rovná jednomu procentu tvrdosti vody vstupní.
Změkčovací filtr se skládá z tlakové nádoby, vyrobené z polyethylenu a zpevněné sklolaminátovým vláknem, a ovládacích ventilů, které umožňují provádění regenerací. Příslušenstvím je plastová nádrž pro rozpouštění regenerační soli.
Filtr je naplněn změkčovací pryskyřicí (katexem) v Na+ cyklu. Životnost katexu je při dobré údržbě osm i více let. Dá se lehce vyměnit. Při průtoku vody přes náplň změkčovače dochází k výměně iontů vápníku a hořčíku z vody za ionty sodíku, které při ohřevu vody nezpůsobují žádné problémy.
Po vyčerpání výměnné schopnosti změkčovací pryskyřice se prudce zvyšuje tvrdost upravené vody a filtr od této doby nezměkčuje. Pro opětovné dosažení změkčovací schopnosti filtru je zapotřebí katexové lože regenerovat, tzn. vytěsnit zachycené ionty tvrdosti do odpadu, a to se provádí roztokem soli - chloridu sodného NaCl. Podle vybavení změkčovače zregeneruje filtr buď ručně obsluha (u typů ruční změkčovací filtr ZV) nebo regeneraci provede ovládací ventil změkčovače automaticky sám ( u typů automatický změkčovací filtr AZ).
Množství vody upravené mezi dvěma regeneracemi je závislé na množství změkčovací pryskyřice ve filtru a tvrdosti vody, časový interval potom na spotřebě změkčené vody konkrétního pracoviště.
Provozním nákladem na výrobu změkčené vody je spotřeba regenerační soli: na regeneraci 1 litru změkčovací pryskyřice se spotřebuje cca 200 g soli.
Tabulka udává množství vody v m3, které změkčí mezi dvěma regeneracemi jednotlivé typy změkčovacích filtrů při rozdílné tvrdosti vody:
| Tvrdost vody (mmol/l) | AZ150 ZV150 |
AZ160 ZV160 |
AZ200 ZV200 |
AZ210 ZV210 |
AZ220 ZV220 | AZ250 ZV250 |
AZ260 ZV260 |
AZ300 ZV300 | AZ350 ZV350 |
AZ360 ZV360 |
| 1 | 6 | 8,25 | 11 | 13,75 | 16,5 | 22 | 27,5 | 33 | 41,25 | 44 |
| 2 | 3 | 4,1 | 5,5 | 6,8 | 8,2 | 11 | 13,7 | 16,5 | 20,6 | 22 |
| 2,5 | 2,4 | 3,3 | 4,4 | 5,5 | 6,6 | 8,8 | 11 | 13,2 | 16,5 | 17,6 |
| 3 | 2 | 2,7 | 3,6 | 4,5 | 5,5 | 7,3 | 9,1 | 11 | 13,7 | 14,6 |
| 3,5 | 1,7 | 2,3 | 3,1 | 3,9 | 4,7 | 6,2 | 7,8 | 9,4 | 11,7 | 12,5 |
| 4 | 1,5 | 2 | 2,7 | 3,4 | 4,1 | 5,5 | 6,8 | 8,2 | 10,3 | 11 |
2. Chemická úprava oběhové vody
Při používání změkčené vody je zvlášť důležité dávkovat do oběhové vody korekční chemikálie pro chemické vázání rozpuštěných plynů O2 a CO2, pro úpravu alkality a pH vody. Účelem dávkování je zabránit korozi kotle nebo výměníku a připojeného vodního systému.
Dávkování chemikálií je možno provádět:
- ručně - jednorázově obsluhou - pomocí dávkovacích nádob
- automaticky - kontinuálně - pomocí elektromagnetických dávkovacích čerpadel.
K dosažení chemických parametrů plnící a doplňovací vody může být na úpravu vody použit směsný roztok chemikálií - inhibitor APT80355, určený pro konečnou úpravu kotelních vod a připojených vodních systémů.
Průběžně je nutno kontrolovat a udržovat předepsané složení vody v kotelnách a výměníkových stanicích. Za tímto účelem nabízíme provádění pravidelných kontrol chemického režimu energetických vod.
Pro orientační stanovení správnosti dávkování inhibitorů nabízíme laboratorní minisoupravy, které umožní stanovení veličin pro správnou úpravu doplňovací a oběhové vody. Se soupravami může pracovat každý obsluhovatel kotle tak, aby měl k dispozici rychlé informace o správnosti dávkování provozních chemikálií.
Technické údaje: viz kat. list Soupravy pro kontrolu energetických vod
VARIANTA č. 4 - Úprava vody pro systémy s výskytem slitin hliníku
Pro kotle z hliníkových slitin nelze aplikovat požadavky normy ČSN077401 „Voda a pára pro tepelná energetická zařízení…“. Hliníkové slitiny jsou velmi dobře odolné kyselým vodám, ale se zvyšujícím se pH dochází postupně k reakci hliníku za vzniku hlinitých solí a iontů vodíku. Ke zvýšení pH po ohřevu vody dochází v důsledku přítomnosti solí minerálních látek ve vodě. Konstrukce moderních kotlů musí umožnit modulaci výkonu, maximální přestup tepla při minimalizované přestupní ploše a co nejvyšší účinnost. Jakákoli vrstva nečistot na teplosměnné ploše je podstatným problémem. Proto se zvyšují nároky na kvalitu oběhové vody a výrobci kotlů s výměníky ze slitiny hliníku a křemíku požadují, aby jako plnící nebo doplňovací voda byla použita voda demineralizovaná neboli odsolená, tj. zbavená solí minerálních látek. Pro demineralizaci vody pro plnění a doplňování vody do uzavřených teplovodních okruhů nabízíme demineralizační kolony DK nebo DKC.
Do potrubí, kterým protéká demineralizovaná voda, je vhodné pro antikorozní úpravu vody dávkovat inhibitor koroze. Pro ochranu proti korozi kovových ploch topného systému, ve kterém jsou použity barevné kovy vč. slitin hliníku, je deklarován inhibitor koroze APT3032 - kapalný přípravek obsahující synergickou směs účinných látek zajišťující požadovanou ochranu proti korozi.