Опыт проектирования и эксплуатации комплексов ХВО котельных на основе современного автоматизированного оборудования

Водоподготовка (ХВО) на котельной необходима для защиты оборудования от коррозии, накипи и отложений. Отсутствие ХВО или его неэффективная работа приводит к перерасходу топлива и выходу оборудования котельной и теплосети из строя. Остановка котельной представляет социальную опасность, т.к. при этом прекращается отопление и ГВС. К тому же имеет место экономический фактор - капитальные затраты на замену котлов и пр.

ХВО не просто должна присутствовать на котельной, но и должна соответствовать своей задаче (проекту, ТЗ, объему подпитки, режиму работы котельной, качеству и количеству исходной воды, качеству подпиточной воды), эффективно и стабильно работать.

За последние 10 лет на водогрейных котельных широкое распространение получили автоматические системы умягчения воды непрерывного действия серии KWS TA с управляющими механизмами Fleck 9000 и 9500. Конструктивно эти установки включают в себя:

• Два полимерных корпуса диаметром от 200 до 610 мм
• Верхние и нижние распределительные устройства из ПВХ
• Катионит Room&Haas от 20 до 280 л на один корпус
• Кварцевый гравий для поддерживающего слоя
• Управляющий механизм с расходомером и адаптерами для подключения к трубопроводам и дренажу
• Бак солерастворитель вместимостью до 300 кг соли
• Автоматическая система умягчения воды непрерывного действия серии KWS TA

Преимущества автоматических фильтров KWS TA:

• Все процессы работы и регенерации автоматизированы
• Компактность - например, для установки 5,5 м3/час требуется всего 2 м2
• Низкая масса - обеспечивает удобство транспортировки, монтажа и обслуживания - вес установки производительностью 10 м3/час не более 750 кг
• Все материалы не подвержены коррозии - пластик, латунь
• Низкое энергопотребление - всего 25 Вт 220 В
• Высокая эффективность регенерации катионита - следовательно, низкий расход соли - например, при подпитке 1 м3/час круглосуточно при средней жесткости исходной воды 6 мг-экв/л потребуется около 17 кг соли в сутки. Удельный расход соли 116 г/г-экв
• Низкий расход воды на собственные нужды - например, для установки 1 м3/час требуется всего 250 л на одну регенерацию
• Катионит износостойкий - срок службы не менее 5 лет. Есть установки, работающие 10 лет без перегрузки
• Катионит не подвержен залипанию железом, работает на железе до 4 мг-экв/л. Эффективно отмывается специальными реагентами
• Низкая цена: установка производительностью 1 м3/час - 50 000 руб., 5,5 м3/час - 200 000 руб. Чаще всего при необходимости замены катионита на старой ХВО проще и дешевле поставить новый умягчитель серии KWS TA
• Нет альтернативы при использовании в транспортабельных котельных
• Очень надежная автоматика. Управляющие механизмы работают годами без обслуживания

В качестве недостатков этих установок можно привести следующее:

• Привередливы к качеству соли. Желательно использовать таблетированную соль. Но это может быть и преимуществом: нет солевого хозяйства, в диспетчерезированных котельных можно загружать полный солевой бак раз в неделю, 120кг/17кг=7дней

Особенности проектирования и эксплуатации установок ХВО

В процессе разработки множества комплексов водоподготовки специалисты нашей компании выявили ряд важных моментов, которые необходимо учитывать при создании водоочистных систем.

Соответствие проектируемых комплексов ХВО объемам теплосети, режимы работы котельных и объемы подпитки, время и периодичность регенерации систем водоподготовки, необходимость механической очистки исходной воды, диапазон изменения давления воды на входе, количество растворенного железа в воде.

Мы приводим в нашей статье основные рекомендации, касающиеся подбора оборудования водоподготовки на стадии проектирования ХВО и для последующей эксплуатации систем очистки воды на котельных. Наши рекомендации даны применительно рассмотренных выше автоматических систем умягчения воды непрерывного действия серии KWS TA с управляющими механизмами Fleck 9000 и 9500.

• Помимо установок умягчения непрерывного действия на котельных для защиты оборудования могут использоваться фильтры с периодической регенерацией. Однако в большинстве случаев неверно и опасно применять умягчители, требующие прерывания подачи умягченной воды в момент их регенерации. В последнее время проектировщики часто закладывают такие умягчители на небольших котельных с закрытыми контурами с целью экономии денег и места. Но при этом появляется ряд проблем. Проблемы с заполнением теплосети, возможны порывы и незапланированные разборы, утечки. Может возникнуть необходимость подпитки во время регенерации, при этом бак подпиточной воды не всегда спасает. Как следствие, надежность такой системы низкая.
• При проектировании систем ХВО необходимо учитывать объем теплосети и время на ее заполнение. В проекте закладывают умягчители минимальной производительности, а теплосеть большая - такие случаи нередки на небольших котельных. Например, теплосеть 50 м3, умягчитель 0,8 м3/час - время заполнения 2,6 суток. Необходимо иметь расходомер (ротаметр) на подпитке и контролировать скорость заполнения. На практике поток воды открывают наполную, что бы быстрее заполнить теплосеть. Могут возникнуть проблемы с регенерацией.
• Специфика управляющих механизмов 9000 и 9500 такова, что для взрыхления и регенерации одного из фильтров подается вода, умягченная вторым (рабочим) фильтром. Т.о., если не заложить запас по производительности, то во время регенерации будет снижение качества умягчения, потеря напора и производительности. Необходимо выбирать установку хотя бы на размер больше.
• Для создания систем водоподготовки требуется фильтр механической очистки исходной воды на уровне 50-100 мкм. Проще всего использовать сетчатые или мешочные фильтры.
• Если есть опасность скачков по давлению и превышения 8 бар в исходном трубопроводе, то необходимо предусмотреть редукционный клапан на входе. Есть комбинации сетчатых фильтров с клапанами. Вообще, для стабильной работы хорошо иметь стабильное давление на входе.
• Если давление низкое, требуется соответствующая автоматическая насосная станция на входе. Оптимальным является 3,0-6,0 бар на входе. 2,5 бара - минимум.
• Регенерация должна проходить в автоматическом режиме, как указано в паспорте. В солевом баке должен быть насыщенный раствор соли. Нельзя его разбавлять, доливая вручную воду. Нельзя готовить 8-10% раствор соли в баке!
• Железо в исходной воде не должно превышать 2(4) мг/л. Железо необходимо учитывать при расчете фильтроцикла с К=1,37. При наличии растворенного железа в исходной воде требуются периодические профилактические обработки смолы специальными реагентами. Если железа больше, то необходимо предварительное обезжелезивание.
• Если источник воды поверхностный, то желательно предусмотреть осадочные песчаные фильтры на входе.
• Время между регенерациями должно быть не менее 5,5 часов для полного растворения соли в холодной воде без перемешивания и барботажа. Особенно важно при использовании мелкой грязной соли.

Опубликовано: 14.03.2008 Автор: Д.В. МАХАЕВ - директор ООО "Гидросистемы"