VIESMANN Projektantska uputstva
Kvalitet vode u postrojenjima parnih kotlova Pridržavanje zahteva navedenih u ovim uputstvima predstavlja pretpostavku za naše garancijske obaveze. Garancija se ne odnosi na štete nastale usled dejstva korozije i kamenca.
5811 454
5/2008
Projektantska uputstva - Kvalitet vode u postrojenjima parnih kotlova Primena Projektantskih uputstava Navedene granične vrednosti važe za generatore pare izrađene od nelegiranog ili nisko legiranog čelika. One se baziraju na dugogodišnjim iskustvima firme Viessmann u oblasti parnih kotlova, kao i na minimalnim zahtevima propisa EN 12953–10. Cilj: Pridržavanjem navedenih parametara vode biće korisnik postrojenja u mogućnosti da:
• umanji rizik od pojave korozije, • izbegne stvaranje naslaga, • takođe da osigura izbacivanje mulja (odmuljivanje). Na taj način će se omogućiti siguran, ekonomičan i dugotrajan pogon postrojenja
Generatori pare Većina sirovih voda u stanju isporuke nisu pogodne da budu kotlovske napojne vode. Vrsta pripreme kotlovske napojne vode mora se orijentisati prema kvalitetu sirove vode. Njene osobine mogu se menjati, zbog toga su potrebne redovne kotrole. Dovod vode do termičke pripreme napojne vode mora se opremiti pogodnim vodomerom, da bi se znala količina dodatne vode kojom se dopunjava povratni kondenzat; na taj način se takođe vrši i indirektna kontrola količine proizvedene pare. Svrsishodno je što više kondenzata vratiti u rezervoar kondenzata/napojni rezervoar. Kondenzat se po potrebi mora tako obraditi, da odgovara zahtevima za kotlovsku napojnu vodu (prema Tabeli 1).
Iz ovih zahteva, uključujući i zahteve za kotlovsku vodu (prema Tabeli 2), sledi da je u zavisnosti od kvaliteta sirove vode i količine dodatne vode obavezno instalisati pogodno postrojenje za hemijsku i termičku pripremu vode i predvideti mogućniost dodavanja sredstva za vezivanje kiseonika (evtl. sredstvo za stabilizaciju ostatka tvrdoće, sredstvo za alkalizaciju i fosfate) u napojni rezervoar ili u dovodni cevovod ka njemu. Kontrola ispunjenosti zahteva vrši se merenjem pomoću pogodnih, po mogućnosti nekomplikovanih uređaja (za režime rada 24 h ili 72 h „bez nadzora“, ili prema lokalnim propisima). Ove izmerene vrednosti, aktuelne količine dodatne vode, potrošnju hemikalije i aktuelne radove na održavanju treba unositi u pogonsku knjigu, da bi pogonski uslovi u svako doba mogli da se reprodukuju.
Tabela 1: Zahtevi za kotlovsku napojnu vodu koja sadrži so Dozvoljeni pogonski pritisak bar Opšti zahtevi pH-vrednost pri 25 oC Provodljivost pri 25 oC μS/cm Suma zem. alkalija (Ca2+ + Mg2+) mmol/lit Kiseonik (O2) mg/lit Ugljena kiselina (CO2) vezana mg/lit Gvožđe, ukupno (Fe) mg/lit Bakar, ukupni (Cu) mg/lit Oksidativnost (Mn VII → Mn II) kao KMnO4 mg/lit Ulja, masti mg/lit Organske supstance —
> 0,5 < 20 > 20 bezbojna, bistra, bez nerastvorenih materija >9 >9 merodavne su samo vrednosti za kotlovsku vodu < 0,01 < 0,01 0,05 < 0,02 < 25 < 25 < 0,2 < 0,1 < 0,05 < 0,01 < 10 < 10 <1 <1 videti Napomenu *1
*1 U opštem slučaju organske supstance su smeše različitih jedinjenja. Sastav ovakvih smeša i karakter njihovih komponenata u uslovima kotlovskog rada teško je predvideti. Organske supstance mogu se razložiti na ugljenu kiselinu ili druge kisele produkte, koji mogu da povećaju provodljivost vode i izazovu koroziju i naslage. Oni takođe mogu da dovedu do stvaranja pene i/ili taloga, koje treba držati što je moguće manjima. Takođe, i sadržaj „TOC“ (Total Organic Carbon – ukupni organski ugljenik ) treba držati što je moguće manjim.
Viesmann
2
Projektantska uputstva - Kvalitet vode u postrojenjima parnih kotlova (nastavak)
Tabela 2: Zahtevi za kotlovsku vodu
Dozv. pogonski prit.
bar
Opšti zahtevi pH-vrednost pri 25 °C Kiselinski kapacit. (KS 8,2) mmol/lit Provodljivost pri 25 oC Fosfat (PO4) Silicij. kisel. (SiO4)*5
μS/cm mg/lit mg/lit
Provodljivost napojne Provodljivost napojne vode > 30 vode ≤ 30 μS/cm μS/cm > 0,5 > 0,5 do 20 > 20 bezbojna, bistra, bez nerastvorenih materija 10,5 do 12 10,5 do 11,8 10 do 11*2*3 1 do 12*4 1 do 10*4 0,1 do 1,0*2 4 4 vidi sl. 1, str. 4* < 1500 < 6000* 10 do 20 10 do 20 6 do 15 U zavisnosti od pritiska, v. sliku 1 (str. 4) i 2 (str. 4)
*2 Prilikom primene VE-vode sa kvalitetom koji odgovara mešnom sloju (LF < 0,2 μS/cm) nije potrebno ubrizgavanje fosfata; alternativno tome može se primeniti način rada “AVT” (kondicioniranje kratkotrajnim sredstvima za alkalizaciju, pH-vrednost napojne vode pH ≥ 9,2 i pH-vrednost kotlovske vode pH ≥ 8,0). U tom slučaju mora provodljivost iza jako kisele kationske izmene da iznosi manje od 5 μS/cm. *3 Osnovno podešavanje pH-vrednosti ubrizgavanjem Na3PO4, uz ubrizgavanje NaOH, samo kada je pH-vrednost manja od 10. *4 Kod pregrejača treba 50 % od gore navedenih vrednosti smatrati kao maksimalne vrednosti. *5 Ako se koristi fosfat, dozvoljene su više koncentracije PO4, uz uvažavanje svih ostalih vrednosti, npr. sa kompenzovanim ili koordinisanim tretmanom fosfata (v. odeljak „Kondicioniranje“).
Napomena Doziranje fosfata se preporučuje, ali nije uvek potrebno. 3 Preračunavanje: 1 mol/m3 = 5,6 °dH; 1 °dH = 0,179 mol/m ; 1 mval/kg = 2,8 °dH Alternativno pogonu sa kotlovskom napojnom vodom koja sadrži soli moguć je i pogon sa kotlovskom napojnom vodom bez soli.
Viesmann
3
Projektantska uputstva - Kvalitet vode u postrojenjima parnih kotlova (nastavak) Maksimalna dozvoljena direktna provodljivost kotlovske vode u zavisnosti od pritiska
Direktna provodljivost [μS/cm]
Provodljivost napojne vode >30 μS/cm
Pogonski pritisak [bar]
Slika 1
Sadržaj silicijumove kiseline (SiO2) u mg/l
Maksimalni dozvoljeni sadržaj silicijumove kiseline (SiO2) u kotlovskoj vodi u zavisnosti od pritiska
Pogonski pritisak [bar]
Slika 2
„A“ – ovaj nivo alkaliteta nije više dopušten > 20 bar „B“ – vrednost KS 8,2 u mmol/l Viesmann
4
Projektantska uputstva - Kvalitet vode u postrojenjima parnih kotlova (nastavak) Kondicioniranje Određene osobine napojne i kotlovske vode moraju se poboljšati tretmanom hemikalijama. Ovo kondicioniranje može da doprinese: • pospešivanju obrazovanja magnetitnog sloja, ili drugih slojeva koji štite od oksidacije, • izbegavanju korozije optimizacijom pHvrednosti, • stabilizaciji tvrdoće i sprečavanju ili minimizaciji stvaranja kamenca ili naslaga, • ostvarivanju hemijskog vezivanja preostalog kiseonika.
Uobičajena sredstva za kondicioniranje mogu da sadrže npr. natrijum-hidroksid i kalijum-hidroksid, natrijum-fosfat, natrijum-sulfit, amonijak i hidrazin. Napomena Korišćenje nekih od ovih hemikalija može se ograničiti u nekim zemljama ili u nekim proizvodnim procesima.
Opšte napomene za kondicioniranje Ako se koriste organska sredstva za • Provodnost kondicioniranje potrebno je da njihov isporučilac – sa sadržajem soli specificira količine i postupak za primenu, kao i Pod ovim se podrazumeva napojna voda sa propise za analizu. električnom provodnošću > 30 μS/cm (npr. posle postrojenja za omekšavanje). • Kiseonik i ugljen-dioksid odn. sredstva za – sa malim sadržajem soli vezivanje kiseonika Pod ovim se podrazumeva napojna voda sa Ugljen-dioksid i kiseonik odstranjuju se iz napojne električnom provodnošću od 0,2 – 30 μS/cm vode termičkom potpunom degazacijom. Ako to u (npr. posle postrojenja za demineralizaciju). praktičnom pogonu nije moguće, npr. zbog – bez soli višestrukih zastoja u radu, potrebno je primeniti Pod ovim se podrazumeva napojna voda sa sredstva za vezivanje kiseonika, da bi se sadržaj električnom provodnošću < 0,2 μS/cm i kiseonika u napojnoj vodi držao ispod dozvoljenih koncentracijom silicijumove kiseline < 0,02 vrednosti. Ova „korekciona hemikalija“ dodaje se mg/l, kao i kondenzat sa električnom napojnoj vodi pomoću uređaja za doziranje. provodnošću < 5 μS/cm (npr. posle postrojenja za potpunu demineralizaciju sa kvalitetom mešnog sloja). Pažnja ! Amini koji stvaraju film nisu sredstva za vezivanje • Kiselinski kapacitet KS 8,2 kiseonika. Povišeni kiselinski kapacitet u napojnoj vodi može dovesti do zaključka da je vezano suviše Napomena ugljene kiseline. Ovo izaziva povišenu Zbog geometrije kotlova sa velikom vodenom alkalizaciju kotlovske vode, što dalje povlači zapreminom mogu nastati naprezanja i/ili naprsline, povećani rizik od korozije generatora pare, ali npr. na zavarenim spojevima na plamenoj cevi. takođe i priključene parne mreže, raspadanjem Zbog isparavanja dolazi do koncentracije isparljive ugljene kiseline. rastvorenih neisparljivih sastojaka napojne vode • Podešavanje alkaliteta (soli, čvrsta sredstva za kondicioniranje). Pod ovim Izbor sredstva za alkalizaciju zavisi između uslovima može nastati lokalna koncentracija ostalog od primene pare, pritiska pare i vrste alkalija, koja dovodi do korozije naprslina od pripreme vode. Postoje čvrsta i isparljiva naprezanja. Stoga je kod samo neznatno sredstva za alkalizaciju. uskladištene napojne vode sa provodnošću < 30 Odobreno kondicioniranje fosfatom odn. njegovim μS/cm dopušten natrijum-hidroksid kao sredstvo za derivatima može biti pogodno za upravljanje pHalkalizaciju, jedino ako se preporučen opseg pHvrednošću kotlovske vode. Ipak, organska sredstva vrednosti ne može dostići samo natrijum-fosfatom. za alkalizaciju su takođe godinama u upotrebi. Pri tome se kod niskog sadržaja natrijumhidroksida javljaju iznenadne oscilacije pHvrednosti.
Viesmann
5
Projektantska uputstva - Kvalitet vode u postrojenjima parnih kotlova (nastavak) Odstupanje pri kondicioniranju Ako navedene vrednosti pri trajnom pogonu odstupaju, to može da ukazuje na: • • • •
Manjkav tretman dodatne vode; Nedovoljno kondicioniranje napojne vode; Uznapredovalu koroziju određenih delova postrojenja; Kontaminaciju vode usled prodora onečišćenja iz drugih sistema, npr. rezervoara kondenzata, razmenjivača toplote i dr.
Treba odmah sprovesti pogodne izmene radi ponovnog uspostavljanja korektnog pogona. Tako npr. povratni kondenzat ne sme da utiče na kvalitet napojne vode i mora se po potrebi obraditi – pripremiti. Hemijski sastav kotlovske vode kontroliše se kako doziranim unosom utvrđenih hemikalija, tako i kontinualnim ili diskontinualnim odmuljivanjem jednog dela zapremine vode. Ovo se mora tako izvesti, da kako rastvorene, tako i suspendirane nečistoće mogu da se odstrane.
Pažnja! Kondicioniranje / Garancija Garancija se gubi: • •
prilikom primene amina, koji stvaraju film, prilikom primene sredstava za doziranje koja nisu navedena u smernicama.
Uzimanje uzoraka Uzimanje uzoraka vode i pare iz kotlovskog sistema treba izvršiti prema ISO 5667-1, a pripremu i manipulaciju uzorcima prema ISO 5667-3. Uzimanje uzoraka vrši se preko hladnjaka uzoraka. Tu se uzorci vode hlade na temperaturu od ca. 25 °C. Da bi se uzeo verodostojan uzorak potrebno je cevovod za uzimanje uzoraka povremeno ispirati.
Analiza uzorka trebalo bi da se izvrši odmah nakon dobijanja, pošto prilikom dužeg stajanja vrednosti mogu da se izmene. Mutnu ili onečišćenu vodu uzorka treba pre merenja profiltrirati. Za ovo pogledati i „Uputstvo za rukovanje hladnjaka uzoraka“.
Mesta za uzimanje uzoraka Mesta za uzimanje uzoraka treba predvideti na reprezentativnim pozicijama sistema. Tipična mesta za uzimanje uzoraka su: • napojni rezervoar, odn. ulazni ventil za napojnu vodu, • kotlovska voda iz jedne spusne cevi ili iz cevovoda kontinualnog odsoljavanja,
Viesmann
• •
dodatna voda iza postrojenja za pripremu dodatne vode ili skladišnih rezervoara, kondenzat na izlazu iz rezervoara kondenzata, ako ovaj postoji. Ako ne – uzorak treba da se uzme što je bliže moguće ulazu kondenzata u napojni rezervoar.
6
Projektantska uputstva - Kvalitet vode u postrojenjima parnih kotlova (nastavak) Analiza Opšte Dokaz slaganja sa vrednostima datim u Tabeli 1 (str. 2 ) i Tabeli 2 (str. 3) dobija se analizom. Ako se analize vrše po drugim normama ili pomoću indirektne metode, potrebno je metode kalibrisati. Za vršenje analize potrebno je posedovati čistu radnu površinu sa priključkom na vodovod i kanalizaciju. Na ovom radnom mestu potrebno je potreban pribor takođe držati u jednom ormanu.
Napomena Kod nekih vrsta vode može količina rastvorenih materija proceniti na osnovu provodnosti. Na osnovu toga postoji korelacija između pH-vrednosti i obe provodnosti. Za stalni nadzor nad sadržajem O2 i pH-vrednošću, kao i kontrolu tvrdoće, firma Viessmann nudi komponente za analitiku vode.
Postupak analiziranja / Pribor za ispitivanje Tokom pogona kotla potrebno je kotlovske vrednosti redovno meriti pomoću pribora za ispitivanje. Kod većih odstupanja vrednosti potrebno ih je potvrditi pomoću odgovorajućih normiranih analitičkih postupaka i uzroke otkloniti. Provera parametara mora se vršiti po sledećim normama: Kiselinski kapacitet Provodnost Bakar Gvožđe Kiseonik pH-vrednost Fosfat Kalijum Silicijumova kiselina*1
EN ISO 9963-1 ISO 7888 ISO 8288 ISO 6332 ISO 5814 ISO 10523 ISO 6878–1 ISO 9964–2
Natrijum TOC*2 Ukupna tvrdoća kao Ca + Mg
ISO 9964–1 ISO 8245 ISO 6059
Kiselinska provodnost treba da se kontinualno meri u vidu koncentracije vodonikovih jona, na isti način kao provodnost u vidu koncentracije vodonika, posle prolaska uzorka kroz jako kiseli kationski izmenjivač zapremine 1,5 litara. Izmenjivač je smešten u jedan cilindar sa odnosom prečnika i visine od 1:3 ili manje, pri čemu medijum u izmenjivaču zauzima najmanje tri četvrtine zapremine cilindra. Jonski izmenjivač je potrebno regenerisati kada se on istroši za dve trećine; ovo može da se prepozna ako se koristi indikator u boji i providni cilindar.
*1
Trenutno ne postoje evropske ili internacionalne norme, videti npr. DIN 38405-21 Nemački jedinstveni postupak za ispitivanje vode, otpadne vode i mulja, anioni (grupa D), fotometrijsko određivanje rastvorene silicijumove kiseline (D 21). *2 Alternativno može se meriti indeks permanganata prema ISO 8467, ako su vrednosti specificirane.
Viesmann
7
Projektantska uputstva - Kvalitet vode u postrojenjima parnih kotlova (nastavak) Vremena zastoja u pogonu / Zaštita od smrzavanja Ako će kotlovska postrojenja biti van pogona duže vreme, preporučuje se da se ona potpuno napune vodom i da se vodi doda sredstvo za vezivanje kiseonika, da bi se vezao kiseonik koji se nalazi u vodi. Parni kotao mora pri tome da se drži pod pritiskom.
Još jedna mogućnost je suva konzervacija, koja se preporučuje za zastoje u pogonu duže od četiri nedelje. Detaljnija uputstva za ovo videti u dokumentu 5274 286 – ”Konzervacija sa vodene i gasne strane”.
Zadržano pravo na tehničke izmene! Viessmann Werke GmbH&Co KG D-35107 Allendorf Viessmann d.o.o. Beograd SRB-11000 Beograd Triše Kaclerovića 27 L Telefon: 011/30-97-887 Telefax: 011/30-97-886 www.viessmann.de
Original štampan na papiru izbeljenom bez hlora, pogodnom za okolinu R.K.
Viesmann
8
