О водно-химическом режиме современных систем центрального отопления

Введение

В текущее время на кафедре теплогазоснабжения, вентиляции и охраны воздушного бассейна (ТГВ и ОВБ) Пермского муниципального технического института (ПГТУ) ведутся исследования по оптимизации характеристик водно-химического режима современных систем центрального отопления (ЦО). Актуальность этой трудности связана с особенностями конструкций новых систем, которые внедряются в практику в текущее время, они последующие:

1. Применение трубопроводов из полимерных материалов.

2. Применение дюралевых нагревательных устройств.

Особенностью трубопроводов, выполненных из полимерных материалов, является диффузия кислорода и его проникновение в теплоноситель даже при наличии специального слоя защиты. Слой защиты понижает интенсивность диффузии, но не избавляет ее [1].

При применении дюралевых нагревательных устройств нужно учесть, что при недостаточно устойчивом оксидном слое защиты и водородном показателе сетевой воды, превосходящем рН=9,0 наблюдается разрушение алюминия, связанное с его аморфностью. А именно, в Перми в нескольких вновь построенных зданиях произошли массовые повреждения дюралевых нагревательных устройств при водородном показателе сетевой воды рН=9,0÷9,5.

При ожидаемом в дальнейшем массовом применении пластмассовых трубопроводов в системе отопления, по результатам исследовательских работ, размещенных в работе [1], можно предсказывать увеличение содержания кислорода в сетевой воде закрытых систем теплоснабжения в границах 50÷1 00 мкг/л.

Такое содержание кислорода в сетевой воде время от времени наблюдается в открытых системах теплоснабжения, что приводит к повышению числа отказов и вызывает необходимость увеличения водородного показателя сетевой воды [2, 3], а увеличение водородного показателя затрудняет применение дюралевых нагревательных устройств.

Одним из вероятных вариантов решения появившейся трудности является независящее присоединение абонентов по схеме, исключающей поступление сетевой воды из абонентского контура в теплосеть и из теплосети в абонентский контур. Понятно, что повышение толики абонентов, присоединенных к системе централизованного теплоснабжения по независящей схеме, увеличивает надежность теплоснабжения.

При оценке многообещающих направлений развития водяных систем ЦО можно прийти к выводу о дальнейшем широком внедрении полимерных трубопроводов и дюралевых нагревательных устройств. В данном случае, при ограничении водородного показателя циркулирующей воды -рН≤7,5, внутренняя коррозия будет стопроцентно отсутствовать. В рассматриваемом случае не допускается водообмен меж греющим и нагреваемым контурами независящей системы. Более обычным решением является подпитка абонентского контура водопроводной водой.

В то же время, при заполнении и подпитке систем отопления неумягченной водопроводной водой, становится очень животрепещущей неувязка накипеобразования. Это связано с тем, что при наличии огромного числа изолированных отопительных систем, умягчение воды либо дозирование ингибиторов накипеобразования становится затруднительным.

Результаты проведенных исследовательских работ

На кафедре ТГВ и ОВБ ведутся исследования интенсивности накипеобразования на поверхности водо-водяных кожухотрубных и пластинчатых подогревателей при питании изолированных систем неумягченной и ингибированной водопроводной водой.

На данном шаге выполнены исследования для сочетаний содержания в водопроводной воде сульфатов и температуры ее нагрева, исключающих сульфатное накипеобразование. Это связано со последующими обстоятельствами:

1. Образование сульфатной накипи затрудняет ее отмывку, которая, при отсутствии умягчения либо ингибирования через определенный период времени, является неминуемой.

2. При температурах нагрева воды изолированного контура, не превосходящих 130 ОС, опасность сульфатного накипеобразования, обычно, отсутствует.

В каждом определенном случае можно найти допустимую температуру воды в подогревателях (не считая подогревателей водогрейных котлов) по формуле:

О водно-химическом режиме современных систем центрального отопления

где: ПрCaSO — ионное произведение кальция и сульфатов в применяемой воде;

t — температура нагрева воды в подогревателях, ОС.

Температура нагрева должна быть ограничена условием соблюдения соотношения, предписанного формулой (1).

При соблюдении условия, предложенного формулой (1), для принятия определенных характеристик структуры и режима оборудования термических пт и систем отопления нужно предсказывать интенсивность карбонатного накипеобразования.

Это прогнозирование нужно для принятия определенных решений исходя из предполагаемой частоты проведения чистки подогревателей.

При применении кожухотрубных подогревателей чистка должна выполняться при максимально допустимой массе отложений равной 2,5 кг/м2. При применении пластинчатых подогревателей -1,0 кг/м2.

Для технико-экономической оценки и поиска рационального варианта технического решения нужна методика прогнозирования издержек на чистку поверхностей нагрева подогревателей от карбонатной накипи. При решении этой задачки нужно предсказывать интенсивность карбонатного накипеобразования.

Результаты выполненных исследовательских работ позволяют для решения этой задачки использовать формулу:

О водно-химическом режиме современных систем центрального отопления

где: m — интенсивность карбонатного накипеобразования на поверхности нагрева паро-водя-ных и водо-водяных подогревателей, мг/(м2.час);

K1 — коэффициент, учитывающий температуру нагрева;

K2 — коэффициент, учитывающий скорость потока нагреваемой воды;

K3 — коэффициент, учитывающий степень рециркуляции нагреваемой воды;

K4 — коэффициент, учитывающий водородный показатель нагреваемой воды;

Ik — карбонатный индекс (мг-экв/л)2.

Численные значения коэффициентов К^ К2, K3 и K4 приведены в таблицах 1 -4.

В рассматриваемом случае, в связи с применением в системах отопления дюралевых нагревательных устройств, увеличение водородного показателя выше рН=8,0 не рекомендуется.

В водопроводной воде карбонатный индекс, обычно, находится в границах 10-20 (мг-экв/л)2. При среднем значении Iк=15 ( мг-экв/л )2, средней в течение отопительного сезона температуре нагрева t=60 ОC, скорости нагреваемой воды 0,5 м/сек, показателе рециркуляции — 0,99 и водородном показателе рН = 7,5, интенсивность накипеобразования равна: m=35,5.0,58.0,96.0,3.1.15=88,95 мг/(м2.ч).

При длительности отопительного сезона 5000 ч, годичное количество накипи равно 444,7 г/(м2.год). При применении кожухотрубных подогревателей чистку нужно создавать через 5÷6 лет. При применении пластинчатых — через 2÷3 года. При использовании воды с более высочайшей жесткостью рекомендуется повышение рециркуляции и скорости нагреваемой воды.

О водно-химическом режиме современных систем центрального отопления

Литература

1. Петров-Денисов В.Г. К вопросу о кислородопроницаемости пластмассовых трубопроводов отопительных систем. Сантехника, 2003, № 4, с. 40-45.

2. Жуков М.А., Красовский Б.М., Кислицын М.А. Особенности процессов коррозии и накипеобразования в открытых системах теплоснабжения. Промышленная энергетика, 1991, №9, с. 14-15.

3. Управление по учету свойств воды при выборе системы теплоснабжения. — М., Минэнерго СССР, 1988.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

recuperatio.ru