Prevádzka parného kotla je komplexný proces, ktorý vyžaduje starostlivé sledovanie a kontrolu viacerých parametrov. Jedným z najkritickejších je hladina vody v kotle. Použitie neupravenej vody môže viesť k vážnym problémom, poškodeniu zariadenia a dokonca k nebezpečným situáciám.
Význam kvality vody pre parné kotly
Kvalita napájacej a doplňovacej vody je nevyhnutná na udržanie prevádzkovej spoľahlivosti a na ochranu a predĺženie životnosti potrubných systémov a kotlov. V parnom kotle sa voda zahrieva pod tlakom, až kým prejde do plynného stavu. Vzniknutá para sa potom využíva na rôzne priemyselné účely. Prísna kontrola kvality vody je nevyhnutná, aby sa zabránilo poškodeniu zariadenia a zachovala sa jeho výkonnosť.
Riziká spojené s nedostatočnou hladinou vody
Ak je v plynovom parnom kotle vážne nedostatok vody, hrozí nebezpečenstvo. V takom prípade musí byť kotol urgentne odstavený a do kotla sa nesmie pridávať voda. Je to tak preto, lebo pri závažnom nedostatku vody v kotle nie je známe, do akej miery je hladina vody v parnom bubne dole. Môže sa stať, že v parnom bubne nie je voda alebo bola vodná stena čiastočne vysušená a prehriata.
V takom prípade, ak by sa do kotla pridala voda, došlo by k veľkému tepelnému namáhaniu v dôsledku nadmerného teplotného rozdielu, ktorý by poškodil zariadenie. Súčasne, keď voda narazí na rozpálený kovový povrch, okamžite sa odparí veľké množstvo pary, čo spôsobí náhle zvýšenie tlaku pár a dokonca môže spôsobiť prasknutie potrubia alebo vážnejšie nehody.
Problémy spôsobené neupravenou vodou
Použitie bežnej tvrdej vody z vodovodu ako doplnkovej vody pre parný kotol spôsobí vyzrážanie vápenca na tepelnej ploche kotla. Zvyšuje sa tak strata energie a množstvo kyseliny na čistenie kotla zvnútra.
Zmäkčením vody sa síce zabráni tvorbe vodného kameňa, ale obsah hydrogénuhličitanu v surovej vode prechádza zmäkčovadlom bez akýchkoľvek prekážok. V kotle sa hydrogenuhličitan štiepi na oxid uhličitý (CO2) a hydroxid sodný (NaOH), čím vytvára korozívny kondenzát a zvyšuje potrebu odluhu.
Optimálne riešenia pre úpravu kotlovej vody
Na udržanie vysokej čistoty napájacej a doplňovacej vody pozostáva optimálny systém úpravy kotlovej vody predovšetkým z tlakového filtra, zmäkčovača, jednotky reverznej osmózy a tepelného odvzdušňovača.
Problémom s korozívnym kondenzátom a potrebou odluhu sa dá predísť odstránením obsahu solí v doplnkovej vode v zariadení na reverznú osmózu alebo v dvojstĺpcovom iónomeniči na získanie demineralizovanej vody a následným odplynením pomocou tepelného odplynovača.
Proces úpravy vody
- Surová voda: Tlaková filtrácia surovej vody na odstránenie železa (Fe++) a mangánu (Mn++).
- Zmäkčovanie: Zmäkčovanie iónovou výmenou na odstránenie vápnika (Ca++) a horčíka (Mg++).
- Demineralizácia: Demineralizovaná voda reverznou osmózou na odstránenie 98 % solí, draslíka (K+), sodíka (Na+), chloridu (CI-), dusičnanu (NO3-), síranu (SO4--), kyseliny kremičitej (SiO4-) a zásaditosti (HCO3-).
- Nádrž na vodu: Skladovanie demineralizovanej vody.
- Odplyňovanie: Odstraňovanie plynov tepelným odvzdušňovačom na odstránenie oxidu uhličitého (CO2) a kyslíka (O2).
- Dávkovacie čerpadlo: Dávkovanie chemikálií na udržanie chodu kotla.
- Parný kotol: Voda sa ohrieva, aby sa vytvorila vysoko kvalitná para.
- Výroba: Kondenzovaná voda je vedená do nádrže na vodu. Para na predhrievanie je vedená do tepelného odvzdušňovača.
Minimalizácia odluhu kotla a úspora vody a energie
Odluh parných kotlov musí zodpovedať špecifikáciám dodávateľov kotlov, čo sa týka obsahu soli (špecifická hmotnosť) a zásaditosti (hodnota P) vo vode kotla. Objem odkalenia je určený typom kotla, prevádzkovým tlakom a kvalitou úpravy vody napájacej a doplňovacej vody.
Vo vysoko kvalitnej kotlovej vode sú hladiny nerozpustných a celkových rozpustených látok (TDS) na minimálnej úrovni. Tým sa minimalizuje objem odluhovania a znižujú sa straty energie, pretože teplota odluhovacej kvapaliny je rovnaká ako para tvorená v kotle. Nižšia rýchlosť odluhu zároveň zníži spotrebu doplňovacej vody a chemikálií, čo vám ušetrí peniaze a vodu.
Odplyňovanie na minimalizáciu korózie
Rozpustený kyslík je vysoko korozívny a je jednou z nežiaducich kontaminantov, ktoré je potrebné brať do úvahy pri výbere správnej úpravy vody pre priemyselné parné kotly. Keďže zmäkčovanie a demineralizácia neznižujú parciálny tlak plynov, voda bude často nasýtená kyslíkom z vodárne.
Elektrochemická korózia
Dealkalizátory
Zásaditosť vody je podstatným faktorom pri výrobe tovaru v potravinárskom, nápojovom a textilnom priemysle a ešte viac pri prevádzke kotlov. Dealkalizáciou sa zníži tvrdosť hydrogénuhličitanu, čím sa typicky zníži obsah soli vo vode približne o 75%.
Správna prevádzka a údržba
Okrem správnej úpravy vody je dôležitá aj starostlivá prevádzka a pravidelná údržba kotla. Napríklad, pri vypúšťaní vody (odkalovaní) by mala byť hladina vody v kotli nastavená tak, aby bola o niečo vyššia ako normálna hladina vody. Pri vypúšťaní je potrebné pozorne sledovať hladinu vody, aby sa predišlo nedostatku vody. Ak sa vypustí len časť a druhá časť nebude dlhší čas vypúšťaná, môže sa znížiť kvalita vody z kotla alebo sa môžu upchať niektoré kanalizačné potrubia. Môže dokonca poškodiť cirkuláciu vody a spôsobiť prasknutie potrubia.
Odťahová prevádzka plynového kotla by mala byť krátka a prerušovaná. Opakované niekoľkokrát, pričom sa spolieha na to, že sanie rýchlo zhromaždí trosku a nečistoty do odtoku odpadových vôd a potom ich koncentrovane vypustí. Ak je doba vypúšťania príliš dlhá, koncentrácia trosky v kotlovej vode sa najprv zvýši a potom zníži, čo nielen zníži efekt vypúšťania odpadových vôd, ale aj zvýši objem vypúšťania odpadových vôd, čo má za následok pokles čiastočnej cirkulácie vody.
