Показатели качества сетевой и подпиточной воды

Наиболее полно современные требования к качеству сетевой и подпиточной воды централизованных систем теплоснабжения изложены в ПТЭ [1 ]. В сетевой воде свободная угольная кислота должна отсутствовать; значение pH для открытых систем теплоснабжения 8,39,0; закрытых 8,39,5; содержание соединений железа 0,3 или 0,5 мг/дм3 соответственно для открытых и закрытых систем; содержание растворенного кислорода не более 20 мкг/дм3; количество взвешенных веществ не более 5 мг/дм3; содержание нефтепродуктов соответственно 0,1 или 1,0 для открытых и закрытых систем теплоснабжения. По согласованию с санитарными органами содержание соединений железа в открытых системах теплоснабжения допускается 0,5 мг/дм3.

Качество воды для подпитки закрытых тепловых сетей должно удовлетворять следующим нормам: свободная угольная кислота должна отсутствовать; значение pH 8,39,5; содержание растворенного кислорода не более 50 мкг/дм3; количество взвешенных веществ не более 5 мг/дм3; содержание нефтепродуктов не более 1,0 мг/дм3. Качество подпиточной воды открытых систем теплоснабжения (с непосредственным водоразбором) должно удовлетворять действующим нормам для питьевой воды. Значение pH должно быть в диапазоне 8,39,0.

Верхний предел значений pH для вод обоего типа допускается только при глубоком умягчении, нижний с разрешения энергосистемы может корректироваться в зависимости от интенсивности коррозионных явлений в оборудовании и трубопроводах системы теплоснабжения.

Изложенные выше требования не содержат положений, ограничивающих использование технической воды в закрытых тепловых сетях, не оговорены условия деаэрации воды. В то же время, в соответствии с [2, п. 6.15] качество исходной воды для открытых и закрытых систем теплоснабжения должно отвечать требованиям СанПиН [3] и ПТЭ [1], а техническую воду можно использовать при наличии «термической» деаэрации. Под этим термином, очевидно, подразумевается деаэрация при температуре выше 100 ОC. Такая же деаэрация необходима для обеспечения эпидемической надежности горячей воды при открытых системах теплоснабжения [4, п. 2.4].

В соответствии с приведенным выше, широко используемые в настоящее время вакуумные деаэраторы должны применяться только в закрытых тепловых сетях при условии использования для их подпитки воды питьевого качества. Это требование выполняется на большинстве котельных, обычно использующих воду питьевого качества. На ТЭЦ такой вариант встречается крайне редко.

Для преодоления указанного ограничения предлагается подпиточную воду после вакуумных деаэраторов нагревать в теплообменниках до температуры не ниже 100 ОC с последующим при необходимости ее охлаждением [5]. Такой вариант работы рекомендуется и для открытых систем теплоснабжения при подпитке их технической водой. Однако документов, регламентирующих возможность такой работы, нет.

Для обеспечения условий, при которых карбонатное накипеобразование протекает с интенсивностью не более 0,1 г/(м2.ч), предельное значение карбонатного индекса (произведение общей щелочности и кальциевой жесткости) сетевой воды (Икс) не должно превышать значения, зависящего от типа теплообменного оборудования (водогрейные котлы или сетевые подогреватели), температуры нагрева сетевой воды и ее pH [1, табл. 4.3 и 4.4].

В этих таблицах приведены значения Икс при рН 9,2, однако верхний предел pH не указан. В то же время отмечено, что для закрытых систем теплоснабжения с разрешения энергосистемы верхний предел значения рН допускается не более 10,5 при одновременном уменьшении значения карбонатного индекса до 0,1 (мгэкв/дм3)2. При этом не указано, для какого диапазона температур и pH правомерно последнее положение.

Значения Икп подпиточной воды открытых систем теплоснабжения должны быть такими же, как нормативные значения Икс.

Значение Икп подпиточной воды для закрытых систем теплоснабжения должно быть таким, чтобы обеспечить нормативное значение Икс с учетом доли присосов водопроводной воды [1].

Доля реальных присосов водопроводной воды определяется по формуле, %:

б=(ЖсЖп)/(ЖвЖс)100%, (1).

где Жс, Жп и Жв общая жесткость соответственно сетевой, подпиточной и водопроводной воды, мгэкв/дм3.

Значение Икп подпиточной воды рекомендуется определять по формуле:

Икп=Икс/(1+0,01 а). (2).

Структура этой формулы показывает, что в ней абсолютно не учитывается фактическое содержание кальция и щелочности в подпиточной и водопроводной воде. В соответствии с определением понятия карбонатный индекс, Икп подпиточной воды равен:

Икп=Сап.Щп, (3).

а значения Сап и Щп определяются по соответствующим балансам:

Сап+0,01бСав=(1+0,01б)Сас, (4).

Щп+0,01бЩв=(1+0,01б)Щс, (5).

где Сап, Сав и Сас кальциевая жесткость соответственно подпиточной, водопроводной и сетевой воды, мгэкв/дм3; Щп, Щв и Щс щелочность соответственно подпиточной, водопроводной и сетевой воды, мгэкв/дм3.

Как показали выполненные ранее расчеты [6, 7], использование формулы (2) для определения Икп и Сап приводит к значительному завышению их значений. В качестве примера на рисунке представлены значения Сап при Икс=0,9 (мгэкв/дм3)2, разных составах водопроводной воды и методах подготовки подпиточной воды в зависимости от доли присосов. Проанализированы три наиболее распространенные технологии подготовки подпиточной воды: натрий и водородкатионирование с голодной регенерацией катионита (Hг-катионирование) водопроводной (коагулированной) воды (варианты Аи Б на рисунке), а также натрийкатионирование известковокоагулированной воды (вариантВ).