W tym artykule
- W skrócie
- Co decyduje o wymaganej jakości wody kotłowej
- Normy i wytyczne dla wody w układach kotłowych i grzewczych
- Parametry wody zasilającej i kotłowej: wartości orientacyjne
- Na które parametry wody kotłowej zwracać uwagę
- Woda w instalacjach centralnego ogrzewania
- Jak przygotować wodę do kotłowni: etapy
- Najczęstsze pytania o wodę kotłową
- Dobór urządzeń do wody kotłowej i grzewczej
Woda do układów kotłowych i grzewczych musi spełniać trzy warunki: nie może tworzyć kamienia (twardość bliska zera), nie może korodować stali (tlen związany, pH zasadowe, ograniczone chlorki) i nie może się nadmiernie zatężać w kotle (kontrola przewodności i odsalanie). Wartości graniczne podaje producent kotła na podstawie norm: PN-EN 12953-10 dla kotłów płomienicowych, PN-EN 12952-12 dla wodnorurowych, PN-85/C-04601 dla kotłów wodnych i obiegów ciepłowniczych oraz PN-C-04607:1993 i wytyczne VDI 2035 dla instalacji ogrzewania. Do tych wartości wodę doprowadza zmiękczanie lub demineralizacja, odgazowanie i korekta chemiczna.
W skrócie
- Kocioł parowy: woda zasilająca zmiękczona do twardości poniżej 0,01 mmol/l, odgazowana do tlenu poniżej 0,05 mg/l (kotły do 20 bar) lub 0,02 mg/l (powyżej 20 bar), pH powyżej 9,2; woda kotłowa pH 10,5-12 i przewodność utrzymywana odsalaniem
- Kocioł wodny i sieć ciepłownicza: PN-85/C-04601 wymaga wody zmiękczonej lub zdemineralizowanej, odtlenionej i zalkalizowanej; woda uzupełniająca powyżej 5 m³/h ma osobne wymagania
- Instalacja centralnego ogrzewania: VDI 2035 zaleca pH 8,2-10 (do 8,5 przy aluminium), wodę uzupełniającą zmiękczoną lub zdemineralizowaną i szczelny układ, który nie wpuszcza tlenu
- Najczęstsze objawy złej wody: czerwona lub brunatna woda w kotle (korozja tlenowa), pienienie i porywanie wody z parą (za wysokie zasolenie), spadek wydajności i przegrzewanie (kamień)
- Pomiar co najmniej raz w tygodniu: pH, przewodność, twardość, stężenie środka wiążącego tlen, zasadowość; raz na sezon pełna analiza wody zasilającej i kotłowej
Co decyduje o wymaganej jakości wody kotłowej
Wymagania zależą od typu i parametrów kotła, a nie od źródła wody. Im wyższe ciśnienie i obciążenie cieplne powierzchni ogrzewalnych, tym czystsza musi być woda: w kotle płomienicowym do 20 bar wystarcza woda zmiękczona i odgazowana, w kotle wodnorurowym wysokiego ciśnienia potrzebna jest woda zdemineralizowana. O parametrach decydują:
- ciśnienie i temperatura pracy oraz obciążenie cieplne powierzchni wymiany ciepła
- konstrukcja kotła: płomienicowy, wodnorurowy, kocioł wodny, wymiennikowy węzeł ciepła
- udział kondensatu powracającego i wielkość uzupełniania wodą świeżą
- materiały instalacji: stal czarna, miedź, aluminium, stal nierdzewna
- wymagania producenta kotła, które są warunkiem gwarancji i punktem odniesienia przy badaniach dozoru technicznego
Normy i wytyczne dla wody w układach kotłowych i grzewczych
Dla kotłów płomienicowych (pojemnościowych) wymagania dla wody zasilającej i kotłowej podaje PN-EN 12953-10, dla kotłów wodnorurowych PN-EN 12952-12. Kotłów wodnych i zamkniętych obiegów ciepłowniczych, w tym wody uzupełniającej, dotyczy PN-85/C-04601. Wody w instalacjach ogrzewania dotyczy PN-C-04607:1993, norma wycofana, ale przywołana w przepisach techniczno-budowlanych i nadal stosowana przez producentów kotłów, oraz wytyczne VDI 2035 o zapobieganiu kamieniowi i korozji (pH, przewodność, suma ziem alkalicznych). W dokumentacjach kotłów spotyka się też niemieckie wytyczne VdTÜV TCh 1453, VGB-R 405, VGB-M 410 N i AGFW 5/15 dla wody zasilającej, kotłowej, pary i sieci ciepłowniczych.
Parametry wody zasilającej i kotłowej: wartości orientacyjne
Poniższe wartości pochodzą z PN-EN 12953-10 dla kotłów płomienicowych zasilanych wodą zmiękczoną i są orientacyjne: obowiązują liczby z dokumentacji konkretnego kotła.
- Odczyn pH: woda zasilająca powyżej 9,2, woda kotłowa 10,5-12. Zasadowe środowisko pasywuje stal, a powyżej 12 grozi korozja ługowa
- Twardość ogólna wody zasilającej: poniżej 0,01 mmol/l, czyli 0,056 °dH; każdy stopień twardości to kamień na powierzchniach ogrzewalnych
- Tlen rozpuszczony w wodzie zasilającej: poniżej 0,05 mg/l dla kotłów do 20 bar i poniżej 0,02 mg/l powyżej 20 bar, bo tlen powoduje korozję wżerową rur i płomienicy
- Żelazo w wodzie zasilającej: poniżej 0,2 mg/l, żeby osady tlenków żelaza nie obniżały wymiany ciepła
- Przewodność wody kotłowej: poniżej 6000 µS/cm dla kotłów do 20 bar; zbyt wysokie zasolenie powoduje pienienie i porywanie wody z parą
- Olej i tłuszcz: poniżej 1 mg/l, bo film olejowy izoluje ścianki i powoduje przegrzania
Szczegółowe zestawienia wymagań dla wody kotłowej, wody zasilającej i kondensatu:
Na które parametry wody kotłowej zwracać uwagę
- Tlen w wodzie zasilającej: główna przyczyna korozji wżerowej; usuwa go odgazowywacz termiczny (podgrzanie wody do wrzenia w zbiorniku zasilającym) i dozowany w sposób ciągły pochłaniacz tlenu, którego stężenie w wodzie kotłowej kontroluje się testem
- Twardość resztkowa: nawet po zmiękczaniu może wynosić 0,02-0,05 mmol/l przy złej regeneracji; wiążą ją fosforany lub polimery dozowane do wody zasilającej, kondensat powracający nie wnosi twardości
- Odczyn pH i zasadowość: w kotle wodorowęglany rozkładają się na dwutlenek węgla i ług, pH wody kotłowej rośnie, a dwutlenek węgla przechodzi z parą i zakwasza kondensat; stąd alkalizacja kondensatu aminami i limit zasadowości wody kotłowej (przy nadmiarze pienienie i korozja ługowa)
- Przewodność i zagęszczenie: z kotła wychodzi para bez soli, więc sole zatężają się w wodzie kotłowej; odsalanie ciągłe i odmulanie okresowe utrzymują przewodność poniżej limitu, a wielkość odsalania wynika z przewodności wody zasilającej i udziału kondensatu
- Krzemionka: przy wyższych ciśnieniach przechodzi z parą i osadza się na łopatkach turbin; wymaga demineralizacji, nie tylko zmiękczania
Woda w instalacjach centralnego ogrzewania
W zamkniętej instalacji grzewczej woda krąży latami, więc liczy się jej skład przy napełnieniu i szczelność układu. Wytyczne VDI 2035 zalecają wodę uzupełniającą zmiękczoną lub zdemineralizowaną (granica sumy ziem alkalicznych zależy od mocy kotła i objętości instalacji na kilowat), pH 8,2-10 dla stali oraz do 8,5, gdy w układzie jest aluminium, i przewodność zależną od wybranego trybu pracy: niskosolnego (poniżej 100 µS/cm) albo solnego (do 1500 µS/cm). Tlen wchodzi do instalacji przez naczynia otwarte, nieszczelne złączki i rury z tworzyw bez bariery tlenowej; tam pomaga inhibitor korozji i regularne odpowietrzanie. W realizacji dla domu z instalacją grzewczą KLARSAN zastosował jonowymiennik pracujący w obiegu wody grzewczej, który usuwa twardość, żelazo, mangan i mętność, oraz filtry narurowe do wody gorącej zatrzymujące zanieczyszczenia mechaniczne.
Jak przygotować wodę do kotłowni: etapy
Przygotowanie wody dla kotłowni składa się z kilku etapów. Filtracja mechaniczna i odżelazianie usuwają zawiesinę, żelazo i mangan z wody surowej; są potrzebne przy własnym ujęciu i przy wodzie wodociągowej z osadami. Zmiękczanie w układzie dwukolumnowym sprowadza twardość do zera i zapewnia miękką wodę także podczas regeneracji; dotyczy każdej kotłowni parowej i wodnej. Demineralizacja przez odwróconą osmozę, jonity lub EDI usuwa sole i krzemionkę oraz obniża przewodność i odsalanie; jest wymagana przy kotłach wysokiego ciśnienia, dużym uzupełnianiu i wymaganiach procesu. Odgazowanie termiczne usuwa tlen i dwutlenek węgla przed kotłem; w kotłach parowych jest standardem, przy małych kotłach zastępuje je wiązanie chemiczne. Korekta chemiczna, czyli pochłaniacz tlenu, alkalizacja, stabilizator twardości, dyspergant i aminy do kondensatu, zawsze uzupełnia uzdatnianie i nigdy go nie zastępuje.
W realizacji dla zakładu przemysłowego, gdzie woda zasila kotłownię, stacja o wydajności 15 m³/h składa się z trzech odżelaziaczy po 5 m³/h, zmiękczacza 5 m³/h i zbiornika hydroforowego o pojemności około 10 m³. Tam, gdzie proces wymaga wody o bardzo niskiej przewodności, pracuje przemysłowa odwrócona osmoza z kolumną korekty pH, na przykład układ o wydajności 500 l/h do pracy ciągłej. Preparaty wielofunkcyjne do korekty chemicznej łączą pochłaniacz tlenu, inhibitor korozji, dyspergant i stabilizator twardości w jednym dozowaniu, co zmniejsza liczbę pomp i błędów obsługi, ale nie zwalnia z pomiarów.
Najczęstsze pytania o wodę kotłową
Skąd czerwona lub brudna woda w kotle parowym?
Czerwona lub brunatna woda to tlenki żelaza z korozji tlenowej rur, kotła albo sieci kondensatu. Trzeba sprawdzić tlen w wodzie zasilającej, pracę odgazowywacza i dozowanie pochłaniacza tlenu, pH kondensatu oraz szczelność zbiornika zasilającego. Brudna, szara woda z osadem wskazuje na kamień lub muł i zbyt rzadkie odmulanie.
Jak często badać wodę kotłową?
Podstawowe parametry (pH, przewodność, twardość wody zasilającej, stężenie pochłaniacza tlenu, zasadowość) co najmniej raz w tygodniu, w kotłowniach parowych o pracy ciągłej codziennie; pełna analiza wody zasilającej, kotłowej i kondensatu raz na sezon i przed rewizją UDT. Wyniki zapisuje się w dzienniku kotłowni.
Czy zmiękczona woda wystarczy do kotła parowego?
Do kotłów płomienicowych niskiego i średniego ciśnienia zwykle tak, pod warunkiem odgazowania i korekty chemicznej. Przy wyższym ciśnieniu, dużym uzupełnianiu lub wodzie o wysokiej przewodności zmiękczanie nie ogranicza odsalania ani krzemionki i potrzebna jest demineralizacja.
Ile kosztuje stacja uzdatniania wody dla kotłowni?
Koszt zależy od jakości wody surowej, wydajności uzupełniania, wymaganych parametrów (zmiękczanie czy demineralizacja), sposobu odgazowania, zakresu automatyki i dozowania oraz montażu. Wycenę przygotowujemy po analizie wody i bilansie kotłowni.
Dobór urządzeń do wody kotłowej i grzewczej
Zaczynamy od analizy wody surowej, kotłowej i kondensatu oraz wymagań producenta kotła, opracowujemy projekt technologiczny stacji z odgazowaniem i korektą chemiczną, a po montażu szkolimy obsługę i prowadzimy serwis z kontrolą parametrów. Powiązane tematy: badania UDT kotłowni, inhibitory korozji, dekarbonizacja wody i rozwiązania dla kotłowni wodnych i parowych. Dane kotłowni możesz przekazać przez stronę o przemysłowych stacjach uzdatniania wody.
