Baza
wiedzy

Prawidłowe działanie układów kotłowych oraz grzewczych jest bezpośrednio związane z jakością wody dostarczanej do nich. Woda pełna zanieczyszczeń mogłaby szybko doprowadzić do powstawania awarii, znacznie szybszej korozji, problemów z przepływem. Z tego względu powinna zostać odpowiednio przygotowana zanim jeszcze trafi do układu.

Co decyduje o jakości wody zasilającej układy kotłowe i grzewcze?

Przygotowanie wody zasilającej układy kotłowe i grzewcze najczęściej dąży do tego, aby odpowiadała ona normom wyznaczonym przez producenta urządzeń oraz przepisom dotyczącym wody zasilającej oraz kotłowej. Można wyznaczyć kilka ważnych aspektów decydujących o tym, do jakich parametrów należy doprowadzić wodę w układach kotłowych i grzewczych. Czynnikami, które w głównej mierze decydują o ostatecznych parametrach jakości wody są:

• Parametry pracy kotła
• Warunki eksploatacyjne układu kotłowego bądź grzewczego
• Obciążenia powierzchni wymiany ciepła w kotle
• Konstrukcja kotła
• Wymagania przedstawione przez producenta kotła, dotyczące jakości wody zasilającej oraz kotłowej. Powinny być zgodne z normami krajowymi oraz unijnymi

Najważniejsze dokumenty określające parametry wody w układach kotłowych i grzewczych

Dopuszczalne parametry wody do układów kotłowych i grzewczych oraz sposoby ochrony instalacji określa dokumentacja techniczna odpowiednia dla danego źródła ciepła. Takie materiały są najczęściej przygotowywane przez producenta. Ogólnie rzecz ujmując, najważniejsze jest, aby woda nie powodowała tworzenia się kamienia kotłowego oraz nie charakteryzowała się właściwościami korozyjnymi. Ilość tlenu w wodzie również powinna być właściwa, by nie przyspieszać korozji. Najważniejszymi dokumentami, do których odwołują się producenci, są:

• PN-C-04607:1993 Woda w  instalacjach ogrzewania. Wymagania i badania dotyczące jakości wody – ma ona co prawda status normy wycofanej, ale wciąż jest powołana w załączniku do rozporządzenia w sprawie warunków technicznych i tym samym jej stosowanie jest obowiązkowe
• PN-85/C-04601 Woda do celów energetycznych. Wymagania i  badania jakości wody dla kotłów wodnych i zamkniętych obiegów ciepłowniczych
• PN-EN 12952-12 Kotły wodnorurowe i  urządzenia pomocnicze. Część 12: Wymagania dotyczące jakości wody zasilającej i wody kotłowej

Przedstawione normy są przydatne nie tylko w przypadku wody obiegowej, ale także przy użytkowaniu instalacji ze źródłem, dla którego producent nie określił sam dokładnych wymagań względem działania i jakości wody zasilającej. Na właściwości wody zasilającej źródło ciepła oraz wodę obiegową niebagatelny wpływ ma skład wody uzupełniającej straty w instalacjach. Jej jakość również jest określona w normie PN-85/C-04601 dla ilości powyżej 5 m3/h.

Wśród ważnych dokumentów, w których również można znaleźć wiele przydatnych informacji na temat jakości wody w układach grzewczych i kotłowych, odwoływać się można także do:

• DIN EN 12953  Część 10: Kotły pojemnościowe – Wymagania co do jakości wody zasilającej i kotłowej
• TRD 611: Woda zasilająca i kotłowa w wytwornicach pary dla w grupie IV
• TRD 612: Woda w wytwornicach wody gorącej z grup II do IV
• VdTÜV – Strona TCh 1453: Wytyczne dla wody zasilającej, kotłowej i pary w wytwornicach pary z dop. nadciśn. rob. do  68 bar
• VGB-R 405 L: Wytyczne dla wody zasilającej, kotłowej  i pary w wytwornicach pary z dop. nadciśn. rob. powyżej  68 bar
• VdTÜV – Strona  TCh 1466 / AGFW – Strona 5/15: Wytyczne dla wody obiegowej w instalacja wody gorącej i ciepłej wody
• VGB- M 410 N: Wymagania jakościowe dla wody w sieciach dalekosiężnych
• VDI – Wytyczne 2035: Zabezpieczenie antykorozyjne wodnych instalacji grzewczych

Parametry wody do układów kotłowych i grzewczych

Poniżej przedstawione są najważniejsze wymagania dotyczące jakości wody w układach grzewczych i kotłowych. Pierwsza z tabel prezentuje wymagania dotyczące wody zasilającej kocioł parowy. Następna tabela jest związana z wymaganiami, co do jakości wody kotłowej. Ostatnia zbiera dane związane z jakością kondensatu.

Problemy z jakością wody w układach kotłowych i grzewczych

W wodzie do układów grzewczych i kotłowych mogą znajdować się substancje, które niekiedy będą wchodzić w reakcje między sobą lub z elementami instalacji. Takim zależnościom sprzyja ciśnienie oraz wysokie temperatury panujące w układach grzewczych i kotłowych. Do największych problemów związanych z jakością wody należą:

• Większe prawdopodobieństwo powstawania korozji rur, wymienników, elementów kotła, liczne awarie
• Uszkodzenia pomp ciepła spowodowane zanieczyszczeniami różnego typu (osady, korozja elektrochemiczna)
• Pogarszające się warunki przepływu w przewodach i wymiennikach z powodu narastającego kamienia kotłowego – znaczny wzrost oporu przepływu, zmniejszenie przekroju rur, mniejsza wymiana ciepła, wtórne warunki korozji
• Niewłaściwe działanie zaworów – zanieczyszczenia osiadające w nich mogą prowadzić do przecieków i problemów z regulacją

Odpowiednie przygotowanie wody do układów grzewczych i kotłowych jest niezwykle ważne ze względów bezpieczeństwa przeprowadzania tego procesu. Ponadto to właśnie odpowiednia jakość wody sprawia, że układ może być ekonomiczny w eksploatacji. Parametry robocze są w stanie utrzymać się cały czas na praktycznie niezmiennym poziomie. To zapewnia jednakową wydajność przez cały czas pracy układu.

Zastosowanie odpowiednio dobranych metod uzdatniania wody oraz kondycjonowania wody jest w stanie zapewnić długą oraz ekonomiczną pracę układów grzewczych i kotłowych. Dzięki zastosowaniu takich rozwiązań przedsiębiorstwo z pewnością nie poniesie strat w tym zakresie.

Na które parametry wody szczególnie zwracać uwagę?

Bez wody o odpowiednich parametrach, układy kotłowe i grzewcze bez przerwy podlegałyby awariom, uszkodzeniom i częstej potrzebie serwisowania. W kontekście parametrów wody do układów kotłowych i grzewczych, warto zdawać sobie sprawę z kluczowych właściwości wody, jakie należy mieć pod kontrolą i które odegrają największą rolę.

• Wolny dwutlenek węgla – jest to wskaźnik ściśle powiązany ze wzrostem odczynu pH. W wodzie kotłowej, przy wzroście temperatury, z węglanów powstaje dwutlenek węgla i ług sodowy. Ług sodowy nie przemieszcza się do pary, czego skutkiem jest alkalizacja wody. W układach pary i kondensatu dwutlenek węgla powoduje problemy ze zbyt niskim odczynem pH oraz z korozją. W tych układach stosuje się najczęściej dodatkową alkalizację. Proces jest możliwy dzięki dozowaniu preparatów wspomagających
• Odczyn pH wody – odczyn pH pozwala określić zasadowość wody kotłowej. Wartość ta ulega wzrostowi, jeśli na skutek działań termicznych wewnątrz kotła lub w zbiorniku zasilającym, dochodzi do rozbicia węglanu wapnia i uwalniania węglanów. Przekroczenie 12 mmol/l może skutkować pienieniem się wody kotłowej i rozpoczęciem powstawania wżerów ługowych. Aby tego uniknąć, w wielu przypadkach konieczne jest obniżanie odczynu pH wody. Odbywa się ono podczas procesu odszlamiania. Jest to proces możliwy do przeprowadzenia, jeśli woda ma niską przewodność. Najczęściej wykorzystuje się w tym celu odwróconą osmozę oraz dekarbonizację
• Twardość resztkowa wody – pomimo wielu procesów uzdatniania wody, może w niej pozostać twardość resztkowa. Zapobieganie odkładaniu się kamienia kotłowego oraz wiązanie twardości resztkowej jest możliwe dzięki zastosowaniu dedykowanych środków chemicznych do kondycjonowania wody. Korekcie chemicznej pod tym kątem jest poddawana najczęściej woda zasilająca, która dopiero co trafia do obiegu. Powracający kondensat nie wymaga ponownego zastosowania chemii, nie niesie ze sobą obciążenia twardością
• Zawartość tlenu w wodzie – jeśli w wodzie zasilającej będzie znajdował się rozpuszczony tlen, to wystąpienie korozji jest prawie pewne. Najpierw powstają ogniska, potem dziury. Tlen usuwa się z wody poprzez procesy termicznego odgazowywania lub dozowanie odpowiednich preparatów wiążących tlen
• Przewodność wody i zagęszczenie w kotle – przewodność wody bezpośrednio wskazuje na ilość soli znajdujących się w wodzie. Wzrost zasolenia przekłada się więc na wzrost przewodności wody. Przy użytkowaniu kotłów parowych, sole znajdujące się w wodzie zasilającej ulegają zagęszczeniu. Kocioł grzewczy opuszcza jedynie woda, która całkowicie została pozbawiona soli i przybiera ona postać pary wodnej. Odszlamianie lub odsalanie jest procesem, w którym usuwane są sole. Jeśli w wodzie kotłowej jest zbyt wiele soli, powinna być ona odprowadzana do kanalizacji i zastępowana wodą zasilającą o znacznie niższym stopniu zasolenia. Przewodność powinna być parametrem stale monitorowanym, a odsalanie przeprowadzane regularnie. Brak dopilnowania tych czynności może skutkować pienieniem się wody, przedostawaniem się soli do fazy parowej, co powoduje korozje, awarie, pozostawanie osadów

Uzdatnianie wody w układach kotłowych i grzewczych

Stacja uzdatniania wody powinna zostać dokładnie dopasowana do potrzeb układu grzewczego lub kotłowego. W dążeniach do braku korozji oraz osadów mineralnych, proponowane są rozwiązania takie jak: zmiękczanie wody na złożach jonowymiennych z silnie kwaśnym kationitom regenerowanym kationem sodowym, demineralizacja wody z zastosowaniem przemysłowej odwróconej osmozy, dekarbonizacja wody. Metody uzdatniania wody łączy się z dozowaniem odpowiednio dobranych środków do korekty chemicznej wody. Ważny etap stanowi również odgazowanie termiczne wody zasilającej jeszcze przed wprowadzeniem do kotła.

Jeśli układ kotłowy lub grzewczy jest zasilany wodą wodociągową, stacja uzdatniania wody będzie znacznie mniej rozbudowana niż miałoby to miejsce w przypadku pobierania wody z własnego ujęcia.

Kondycjonowanie wody w układach kotłowych i grzewczych

W uzyskaniu wody do układów grzewczych i kotłowych pomagają nie tylko tradycyjne metody uzdatniania wody, ale również jej odpowiednia korekta chemiczna. Dzięki właściwie dobranemu kondycjonowaniu wody można pozyskać:

• Stabilizację resztkowej twardości wody
• Przeciwdziałanie nagromadzaniu się kamienia kotłowego w układach
• Redukcję korozyjności
• Uzyskanie odpowiedniego odczynu pH
• Związanie resztkowego tlenu

Wśród środków chemicznych stosowanych w układach do kondycjonowania wody kotłowej można wymienić:

• Inhibitory korozji
• Stabilizatory twardości wody
• Środki dyspergujące, czyli zapobiegające wzrostowi i osadzaniu się cząstek stałych obecnych w wodzie
• Odtleniacze – usuwają z wody tlen szczątkowy poprzez reakcję chemiczną
• Środki alkalizujące – substancje odpowiedzialne za podniesienie poziomu odczynu pH wody zasilającej i kotłowej

Od jakiegoś czasu na popularności zyskują preparaty wielofunkcyjne do kondycjonowania wody kotłowej. Są to specjalne środki chemiczne oparte o działanie kilku komponentów. Najczęściej łączą w sobie funkcję: odtleniacza, inhibitora korozji, dyspergantu oraz antyskalanty. Są o wiele wygodniejsze w użytkowaniu, przez co bardzo chętnie wybierane. Zaletą jest również efekt synergetyczny, co oznacza, że w takich mieszaninach właściwości poszczególnych komponentów są bardziej korzystne, dają lepsze efekty niż to wynika z procentowej zawartości danych składników w mieszance.

Dzięki preparatom wielofunkcyjnym do kondycjonowania wody kotłowej można: zredukować ilość pomp do dozowania środków chemicznych, zapewnić efektywniejsze działanie, o którym już zostało wspomniane wyżej, uzyskać niższe koszty eksploatacyjne.

Poprawa jakości wody do układów grzewczych i kotłowych

Jak już było wspominane wielokrotnie w artykule, bardzo ważne jest indywidualne podejście do każdego przypadku. Dlatego zachęcamy właścicieli firm do kontaktu. Pomożemy w doborze metod uzdatniania wody oraz kondycjonowania wody, dostosowane w pełni do potrzeb i warunków panujących w przedsiębiorstwie. Nasi specjaliści dysponują ogromną wiedzą i doświadczeniem z zakresu metod uzdatniania wody, służą radą. Na podstawie zebranych danych powstaje projekt technologiczny, a uwieńczeniem jest montaż wraz z przekazaniem niezbędnej dokumentacji. Istnieje możliwość świadczenia usług serwisowych oraz przeszkolenia kadry z niezbędnych czynności podczas eksploatacji stacji uzdatniania wody w układzie kotłowym lub grzewczym.