Анализ технологии снижения жесткости воды в котельной ФГКБУЗ санаторий «Солнечный»
|
Введение 3
1 Общие понятия жесткости воды и теоретические основы ее снижения 5
1.1 Естественные причины жесткости воды и ее влияние на
функционирование оборудования с водооборотным циклом 5
Е2 Основные методы снижения жесткости воды 13
2 Технологии эксплуатации оборудования снижения жесткости воды в
котельной санатория «Солнечный» 19
2.1 Характеристика система функционирования котельной в санатории
«Солнечный» 19
2.2 Назначение и функционирование установки химической водоочистки в
санатории «Солнечный» 25
3 Мероприятия по снижению жесткости воды в оборотной системе котельной
санатория «Солнечный» 38
3.1 Существующие технические проблемы проведения регенерации
фильтров в котельной санатория «Солнечный» 38
3.2 Влияние жесткости воды на состояние здоровья человека и
мероприятия по умягчения воды в оборотной системе котельной санатория «Солнечный» 45
Заключение 51
Список использованной литературы 54
1 Общие понятия жесткости воды и теоретические основы ее снижения 5
1.1 Естественные причины жесткости воды и ее влияние на
функционирование оборудования с водооборотным циклом 5
Е2 Основные методы снижения жесткости воды 13
2 Технологии эксплуатации оборудования снижения жесткости воды в
котельной санатория «Солнечный» 19
2.1 Характеристика система функционирования котельной в санатории
«Солнечный» 19
2.2 Назначение и функционирование установки химической водоочистки в
санатории «Солнечный» 25
3 Мероприятия по снижению жесткости воды в оборотной системе котельной
санатория «Солнечный» 38
3.1 Существующие технические проблемы проведения регенерации
фильтров в котельной санатория «Солнечный» 38
3.2 Влияние жесткости воды на состояние здоровья человека и
мероприятия по умягчения воды в оборотной системе котельной санатория «Солнечный» 45
Заключение 51
Список использованной литературы 54
В природе нет совершенно чистой воды. Если она где-нибудь и образуется, то это ненадолго. Вода - прекрасный растворитель. Соприкасаясь с другими веществами, растворяет их и везде с ними путешествует, подбирая по пути новые элементы или растворяя одни и выделяя другие. Так, за время прохождения через горные породы, содержащие различние минеральные соединения, вода обогащается различными минералами, в частности солями кальция и магния. Именно их содержанием и обусловлено такое ее свойство, как жесткость: чем больше солей кальция и магния в воде, тем она жестче Жесткость воды обусловлена растворенными солями кальция и магния. Возможно присутствие солей и других металлов, например, железа.
Вода с большим колличеством таких солей называется жёсткой, с малым содержанием - мягкой. Термин «жёсткая» по отношению к воде исторически сложился из-за свойств тканей после их стирки с использованием мыла на основе жирных кислот - ткань, постиранная в жёсткой воде, более жёсткая на ощупь. Этот феномен объясняется, с одной стороны, сорбцией тканью кальциевых и магниевых солей жирных кислот, образующихся в процессе стирки на макроуровне. Волокна ткани обладают ионообменными свойствами сорбировать многовалентные катионы - на молекулярном уровне.
Природная вода обычно содержит различные растворенные соли и другие примеси, нежелательные для использования воды в промышленности и быту. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит некоторые количества различных веществ, которые она захватывает, проходя через атмосферу.
Различают два вида жесткости, временную и постоянную жесткость. Временная жесткость появляется при взаимодействии известняка с дождевой водой. В результате образуются двууглекислые соли кальция и магния - гидрокарбонаты. При кипячении либо испарении воды они выпадают в осадок, образуя накипь на дне чайника или сталактиты и сталагмиты в пещере.
Вода с жесткостью постоянной содержит другие кальциевые, магниевые, натриевые и калиевые соединения. Эти минералы при кипячении не выпадают в осадок, их устраняют умягчением воды. Особенно вредны хлористые и сернокислые соли магния: при большой температуре они разлагаются и выделяют соляную и серную кислоту.
Актуальность выпускной квалификационной работы: жесткость воды препятствует эффективному и бесперебойному функционированию оборудования с водооборотным циклом.
Объект исследования: котельное оборудование санатория «Солнечный».
Предмет исследования: влияние химический состав воды в оборотной системе котельной.
Цель работы: анализ возможных способов снижения жёсткости воды в условиях котельной санатория «Солнечный».
В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие задачи:
- проанализировать естественные причины жесткости воды и ее влияние на функционирование оборудования с водооборотным циклом;
- рассмотреть особенности системы функционирования котельной в санатории «Солнечный»;
- провести химический анализ воды, поступаемой в систему водоснабжения оборудования котельной санатория «Солнечный»;
- исследовать способы устранения возрастающей жесткости воды в процессе ее оборота, подготовить рекомендации по их применению.
Вода с большим колличеством таких солей называется жёсткой, с малым содержанием - мягкой. Термин «жёсткая» по отношению к воде исторически сложился из-за свойств тканей после их стирки с использованием мыла на основе жирных кислот - ткань, постиранная в жёсткой воде, более жёсткая на ощупь. Этот феномен объясняется, с одной стороны, сорбцией тканью кальциевых и магниевых солей жирных кислот, образующихся в процессе стирки на макроуровне. Волокна ткани обладают ионообменными свойствами сорбировать многовалентные катионы - на молекулярном уровне.
Природная вода обычно содержит различные растворенные соли и другие примеси, нежелательные для использования воды в промышленности и быту. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит некоторые количества различных веществ, которые она захватывает, проходя через атмосферу.
Различают два вида жесткости, временную и постоянную жесткость. Временная жесткость появляется при взаимодействии известняка с дождевой водой. В результате образуются двууглекислые соли кальция и магния - гидрокарбонаты. При кипячении либо испарении воды они выпадают в осадок, образуя накипь на дне чайника или сталактиты и сталагмиты в пещере.
Вода с жесткостью постоянной содержит другие кальциевые, магниевые, натриевые и калиевые соединения. Эти минералы при кипячении не выпадают в осадок, их устраняют умягчением воды. Особенно вредны хлористые и сернокислые соли магния: при большой температуре они разлагаются и выделяют соляную и серную кислоту.
Актуальность выпускной квалификационной работы: жесткость воды препятствует эффективному и бесперебойному функционированию оборудования с водооборотным циклом.
Объект исследования: котельное оборудование санатория «Солнечный».
Предмет исследования: влияние химический состав воды в оборотной системе котельной.
Цель работы: анализ возможных способов снижения жёсткости воды в условиях котельной санатория «Солнечный».
В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие задачи:
- проанализировать естественные причины жесткости воды и ее влияние на функционирование оборудования с водооборотным циклом;
- рассмотреть особенности системы функционирования котельной в санатории «Солнечный»;
- провести химический анализ воды, поступаемой в систему водоснабжения оборудования котельной санатория «Солнечный»;
- исследовать способы устранения возрастающей жесткости воды в процессе ее оборота, подготовить рекомендации по их применению.
Каждая система стремится к стабильности. Всегда важно учитывать, что удаление одного из компонентов приводит к смещению системы в ту или иную сторону, и она будет стремиться себя восстановить. Например, вода из скважины находится в равновесном состоянии, насытившись ионами пород, через которые она просачивается. Удаляя катионы жесткости, мы заведомо увеличиваем агрессивность воды. А индекс стабильности даст нам верную оценку в том случае, если в дальнейшем в системе с водой не будет происходить никаких изменений (например, в виде нагрева или охлаждения). И даже если при температуре 4 0 С вода стабильна, то при нагреве возникает риск накипеобразования.
Таким образом, после вмешательства в химический состав воды необходимо проводить стабилизационную обработку воды путем дозирования реагентов.
В результате проведенных исследований работы котельной установки и рассмотрения возможных способов снижения жесткости воды, можно сделать выводы:
- вода, поступающая в котельную по основным показателям, соответствует ГОСТу Р 55682.12-2013, однако общая жесткость воды находится в критическом значении, вплотную приближаясь к ПДК, что связано с природными свойствами воды данного района и устаревшим оборудованием водозабора;
- в результате химического анализа воды, поступаемой в котельную санатория «Солнечный», установлено, что оптимальной работе котельной установки мешает увеличение концентрации ионов кальция; увеличение общего солесодержания (более 1000 мг/дм3), возникающие в процессе водонагревания;
- для умягчения поступаемой в котельную воды от водозабора села Тенгинка, используется фильтр ФИПа 1-0,7-6, который снижает концентрацию ионов кальция до с 7,00 мг/дм3 до 0,002 мг-экв/дм3; уменьшает общее солесодержание в 3 раза (от 1000 мг/дм3 до 314,3 мг/дм3);
- химические анализы воды проводятся регулярно и при критических показателях (общая жесткость котловой воды превышает допустимые показатели в 13 раз (допустимый показатель <0,006 мг-экв/дм3); солесодержание превышает допустимые значения - допустимый показатель <600 мг/дм3), фильтр подвергается регенерации, что является длительным и трудоемким процессом.
Для решения обнаруженных проблем и для стабилизации работы котельной можно предложить следующие мероприятия:
- для защиты оборудования от углекислотной коррозии по нормам «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ» необходимо поддерживать уровень pH воды закрытых систем теплоснабжения в диапазоне 8,3-9,5. Для этих целей стоит применять коррекционную обработку подпиточной воды щелочным реагентом Аминат КО-5. Необходимость данной обработки обусловлена также тем фактом, что в результате окисления сульфита растворенным в воде кислородом происходит снижение pH среды. Контроль дозирования проводится нами по измерению pH обработанной воды. Практика применения реагента в наших условиях показала, что оптимальный удельный расход композиции составляет 0,023-0,027 кг/м3;
- опираясь на полученные результаты, нами сделан вывод, что химический метод обработки воды от коррозионно-активных газов может применяться как самостоятельный способ на котельных с небольшими величинами подпитки или как дообработка после вакуумной деаэрации. В особенности он будет очень удобен на полностью автоматизированных котельных малой мощности. Надо только не забывать о качественном инструментальном контроле воды и аккуратной, квалифицированной эксплуатации данных систем.
хотелось бы еще раз подчеркнуть, что вопросы по повышению эффективности производства тепловой энергии невозможно решить без усовершенствования одной из составляющих данного производства - химводоподготовки, и сегодняшние возможности производства материалов и оборудовании для ХВО способствуют этому.
для умягчения воду для гигиенических и медицинских процедур необходимо пропускать через фильтр ФИПа 1-0,7-6 (стоимость фильтра от 137 тыс. рублей, требует регенерации через 1000 м3 профильтрованной воды); для отопительных нужд экономичнее и эффективнее использовать химреагенты серии Аминат КО-5 (стоимость обработки 1000 м3 составит 100 рублей).
Таким образом, после вмешательства в химический состав воды необходимо проводить стабилизационную обработку воды путем дозирования реагентов.
В результате проведенных исследований работы котельной установки и рассмотрения возможных способов снижения жесткости воды, можно сделать выводы:
- вода, поступающая в котельную по основным показателям, соответствует ГОСТу Р 55682.12-2013, однако общая жесткость воды находится в критическом значении, вплотную приближаясь к ПДК, что связано с природными свойствами воды данного района и устаревшим оборудованием водозабора;
- в результате химического анализа воды, поступаемой в котельную санатория «Солнечный», установлено, что оптимальной работе котельной установки мешает увеличение концентрации ионов кальция; увеличение общего солесодержания (более 1000 мг/дм3), возникающие в процессе водонагревания;
- для умягчения поступаемой в котельную воды от водозабора села Тенгинка, используется фильтр ФИПа 1-0,7-6, который снижает концентрацию ионов кальция до с 7,00 мг/дм3 до 0,002 мг-экв/дм3; уменьшает общее солесодержание в 3 раза (от 1000 мг/дм3 до 314,3 мг/дм3);
- химические анализы воды проводятся регулярно и при критических показателях (общая жесткость котловой воды превышает допустимые показатели в 13 раз (допустимый показатель <0,006 мг-экв/дм3); солесодержание превышает допустимые значения - допустимый показатель <600 мг/дм3), фильтр подвергается регенерации, что является длительным и трудоемким процессом.
Для решения обнаруженных проблем и для стабилизации работы котельной можно предложить следующие мероприятия:
- для защиты оборудования от углекислотной коррозии по нормам «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ» необходимо поддерживать уровень pH воды закрытых систем теплоснабжения в диапазоне 8,3-9,5. Для этих целей стоит применять коррекционную обработку подпиточной воды щелочным реагентом Аминат КО-5. Необходимость данной обработки обусловлена также тем фактом, что в результате окисления сульфита растворенным в воде кислородом происходит снижение pH среды. Контроль дозирования проводится нами по измерению pH обработанной воды. Практика применения реагента в наших условиях показала, что оптимальный удельный расход композиции составляет 0,023-0,027 кг/м3;
- опираясь на полученные результаты, нами сделан вывод, что химический метод обработки воды от коррозионно-активных газов может применяться как самостоятельный способ на котельных с небольшими величинами подпитки или как дообработка после вакуумной деаэрации. В особенности он будет очень удобен на полностью автоматизированных котельных малой мощности. Надо только не забывать о качественном инструментальном контроле воды и аккуратной, квалифицированной эксплуатации данных систем.
хотелось бы еще раз подчеркнуть, что вопросы по повышению эффективности производства тепловой энергии невозможно решить без усовершенствования одной из составляющих данного производства - химводоподготовки, и сегодняшние возможности производства материалов и оборудовании для ХВО способствуют этому.
для умягчения воду для гигиенических и медицинских процедур необходимо пропускать через фильтр ФИПа 1-0,7-6 (стоимость фильтра от 137 тыс. рублей, требует регенерации через 1000 м3 профильтрованной воды); для отопительных нужд экономичнее и эффективнее использовать химреагенты серии Аминат КО-5 (стоимость обработки 1000 м3 составит 100 рублей).