Влияние жесткости и качества воды на систему охлаждения и чиллер

Автор:
Шелопаев Андрей Юрьевич

Дата публикации:
08 Февраля 2024 г.

Длительность чтения:
7 мин.

Поделиться:

---

Оглавление:

• Общая твердость воды
• Оптимальные показатели
• Качество воды для систем охлаждения
• Индекс Ланжелье
• 6и-бальная шкала термической стабильности воды
• Десятибалльная шкала коррозионной стойкости металлов в воде
• Оценка коррозионной агрессивности оборотной охлаждающей воды к углеродистой стали

Общая твердость воды

Показатель общей твердости воды формируется из двух основных элементов: некарбонатной и карбонатной твердости.

• При анализе характеристик карбонатной твердости, учитывается содержание в жидкости (при уровне pH>8,3) карбонатов, гидрокарбонатов кальция и магния. Карбонатная твердость полностью устраняется при кипячении, по итогу чего гидрокарбонаты выделяются в осадок в виде карбоната кальция, гидроксида магния. Этот элемент часто именуют временной твердостью
• Некарбонатная твердость характеризуется присутствием солей кальция и магния, не поддается удалению кипячением. Для коррекции некарбонатной твердости используются фильтры, основанные на ионообменных смолах. Некарбонатная твердость считается постоянной

В России единицой измерения твердости воды принята моль на кубический метр (моль/м3), что соответствует числовому значению миллиграмм эквивалентов на литр (мг-экв/л).

Общая твердость воды представляет собой ключевой параметр сферы теплоэнергетики, водоснабжения

• При определенном уровне щелочности вода с жесткостью более 4 (мг-экв/л) вызывает образование отложений шлаков, накипи в трубопроводах, состоящих из карбоната кальция, особенно при нагреве
• Излишне мягкая вода (жесткость менее 2 (мг-экв/л)), при наличии растворенного кислорода, становится весьма агрессивной по отношению к металлам. Такая жидкость, в зависимости от рН, других факторов, оказывает сильное коррозионное воздействие на теплообменник чиллера, элементы трубопроводов.

Оптимальные показатели

• Жесткость воды в системе чиллера не должна быть ниже 0,56 (мг-экв/л) и выше 5 (мг-экв/л).
• Оптимальное значение для систем охлаждения составляет 3–4 (мг-экв/л) при показателях рН 6,9 < pH <8.

При этом содержание других элементов должно поддерживаться на следующих уровнях:

• растворенное железо <0,5 мг/л
• сульфаты (SO4–2) <30 мг/л
• нитраты (NO3) = 0
• хлор (Cl) <10 мг/л
• растворенный кислород: 4 < (O2) <9 мг/л
• углекислый газ (CO2) <30 мг/л
• удельная электрическая проводимость для чиллеров 200-600 мкСм/см,для испарительных конденсаторов, градирен не более 2000-2500 мкСм/см.

Оценочное значение проводимости может быть определено по общему содержанию солей: мкС/см х 0,65 = TDS (общее содержание солей мг/л).

Для сравнения, идеально чистая жидкость, образующаяся при собственной диссоциации, обладает удельной электрической проводимостью при 25°C, равной 5,48 × 10 См/см или 0,0548 мкСм/см. Деминерализованная вода характеризуется уровнем проводимости от 0,1 до 10 мкСм/см, тогда как питьевая обычно имеет значения от 100 до 1300 мкСм/см.

Проводимость поверхностных вод колеблется от 100 до 8000 мкСм/см, а сточных вод — от 1000 до 8000 мкСм/см. Соленая, морская вода обладают уровнем проводимости от 1000 до 80000 мкСм/см, в то время как концентрированные кислоты имеют значения от 80000 до 2 млн. мкСм/см.

Подразумевается, что при любых условиях содержание следующих элементов не должно превышать установленных норм: H2S < 0,02 ppm, SO2 < 0,02 ppm, NO, NO2 < 1 ppm, NH3 < 6 ppm, N2O ¸0,25 ppm.

Качество воды для систем охлаждения

Несколько факторов, связанных с физико-химическими свойствами, воздействуют на коррозионную активность жидкости, образование отложений карбонатов. Одним из ключевых параметров является уровень pH, а также содержание растворимых и нерастворимых солей, температура, интенсивность теплообмена. В системах циркулирующей воды выделяют оборотную и добавочную воду, к каждой из которых предъявляются определенные требования.

Оборотная подвергается экспериментальному анализу, а ее устойчивость оценивается методом Ланжелье. С целью обеспечения качества добавочной применяется расчетный метод.

Стандарты качества воды для систем охлаждения

Стандарты качества воды (как для добавочной, так и для оборотной) в системах охлаждения устанавливаются в соответствии с предъявляемыми требованиями.

Растворимость солей, формирование карбонатов непосредственно зависят от значения pH. Уровень кальция при этом характеризуется показателем Ланжелье.

Индекс Ланжелье

Требуемая жесткость воды для систем охлаждения составляет 2.8_3 мг-экв/л. Для оценки термической стабильности теплоносителя используется 6-балльная шкала. Важно, чтобы жидкость не проявляла коррозионного воздействия на материалы теплообменников, сталь. Стойкость к коррозии может быть оценена по 10-балльной шкале устойчивости металлов, таблице активности воды по отношению к углеродистой стали.

6и-бальная шкала термической стабильности воды

Десятибалльная шкала коррозионной стойкости металлов в воде

Оценка коррозионной агрессивности оборотной охлаждающей воды к углеродистой стали

Консультация инженера

Выполним обследование, ремонт, проведем техническое обслуживание оборудования по месту нахождения объекта

Заказать консультацию