ХВО для котельной 10 т/ч: схема и состав
Что требуют ФНП и СП 89.13330 от воды для парового котла 10 т/ч, как посчитать производительность ХВО и из каких ступеней её собрать под вашу исходную воду.
Какие нормы действуют на воду парового котла?
Обязательные требования — Федеральные нормы и правила «Правила промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением» (приказ Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536). Котлы паропроизводительностью 0,7 т/ч и более должны иметь установки докотловой обработки воды (п. 323). Подпитка сырой водой запрещена; линии сырой воды отсекают двумя запорными органами с контрольным краном между ними, каждый случай подпитки записывают в журнал по водоподготовке (п. 324). Барабанный котёл заполняют химически очищенной и деаэрированной водой (п. 279).
Инструкцию по водно-химическому режиму и режимные карты пишет наладочная организация, и они должны удерживать качество воды в пределах приложения № 9 (п. 325, п. 278). Периодичность химконтроля тоже задаёт наладчик (п. 327).
Учтите срок: действие приказа № 536 ограничено 1 января 2027 года. Если проект выходит позже, проверьте, какие правила пришли ему на смену.
Какой должна быть питательная вода?
Котёл 10 т/ч чаще всего водотрубный с естественной циркуляцией на давление до 1,4 МПа. Для него приложение № 9 к ФНП (п. 1, табл. «б») даёт такие нормы:
| Показатель | Котёл на газе |
|---|---|
| Прозрачность по шрифту, см, не менее | 40 |
| Общая жёсткость, мкг-экв/кг, не более | 20 |
| Соединения железа (на Fe), мкг/кг | не нормируется |
| Растворённый кислород, мкг/кг, не более (котлы от 2 т/ч) | 50 |
| pH при 25 °С | 8,5–10,5 |
| Нефтепродукты, мг/кг, не более | 3 |
На жидком топливе нормы жёстче: жёсткость до 15 мкг-экв/кг, железо до 300 мкг/кг, кислород до 30 мкг/кг.
Для котлов без экономайзера или с чугунным экономайзером допускается кислород до 100 мкг/кг. Для газотрубных (жаротрубных) котлов на газе нормы мягче: прозрачность не менее 20 см, жёсткость до 100 мкг-экв/кг, кислород до 100 мкг/кг (табл. «а»). Но СП 89.13330.2016 для жаротрубных котлов отсылает к требованиям завода-изготовителя (п. 12.10), и они могут оказаться строже ФНП. Режим котловой воды и продувки тоже задаёт инструкция изготовителя или теплохимические испытания (прил. № 9, п. 6).
Качество питательной воды и пара СП 89.13330.2016 связывает с ГОСТ 20995-75 (п. 12.7). РД 24.031.120-91 к паровым котлам не относится: он нормирует сетевую и подпиточную воду водогрейных котлов.
Сколько воды должна давать ХВО?
ХВО восполняет то, что не вернулось в котёл: пар, ушедший потребителю без возврата конденсата, продувку и потери. Баланс простой:
- питательная вода: Gпит = D + Gпр;
- добавочная вода с ХВО: Gхво = (D − Gк) + Gпр + Gпот + Gсн,
где D — паропроизводительность, Gк — возвращённый конденсат, Gпр — продувка, Gпот — потери пара и воды в цикле, Gсн — собственные нужды ХВО (взрыхление, регенерация, отмывка фильтров). СП 89.13330.2016 требует учитывать собственные нужды водоподготовки при выборе её производительности (пп. 12.15, 12.16).
Продувку ограничивает п. 12.12 СП 89.13330.2016: не менее 0,5 % и не более 10 % паропроизводительности для котлов до 1,4 МПа, не более 5 % — выше 1,4 МПа. При расчётной продувке меньше 2 % хватает периодической, больше 2 % — добавляют непрерывную (п. 12.11). Если продувка больше 500 кг/ч, ставят сепаратор непрерывной продувки (п. 12.13).
Пример с условными цифрами. Котёл 10 т/ч, возвращается половина конденсата, продувка 5 %. Тогда продувка — 0,5 т/ч, питательная вода — 10,5 т/ч, а ХВО должна дать 5 т/ч на восполнение пара плюс 0,5 т/ч продувки, плюс потери и собственные нужды. При той же продувке без возврата конденсата нагрузка на ХВО вырастает примерно вдвое. Возврат конденсата сильнее всего влияет на размер и стоимость установки.
Продувка в 5 % при 10 т/ч — это ровно 500 кг/ч, порог п. 12.13. Если исходная вода солёная и продувка растёт, сепаратор становится обязательным, а потери тепла с продувкой — заметной строкой расходов. Здесь появляется довод за обратный осмос.
Из каких ступеней собирают ХВО?
Метод обработки выбирают по технико-экономическому сравнению, а подбор оборудования СП 89.13330.2016 поручает специализированной организации (п. 12.3). Типовой состав для котла 10 т/ч:
| Ступень | Что делает | Когда нужна |
|---|---|---|
| Механическая фильтрация | задерживает песок, окалину, взвесь | всегда |
| Обезжелезивание | окисляет и задерживает железо и марганец | на скважинной воде с железом; на водопроводной часто не нужно |
| Натрий-катионитовое умягчение | снимает жёсткость до нормы питательной воды | основная ступень на пресной воде |
| Обратный осмос | снимает соли целиком | солёная вода, высокая щёлочность, плохой возврат конденсата, большая продувка |
| Деаэрация | удаляет кислород и углекислоту | для паровых котлов обязательно |
| Коррекционная обработка | связывает остаточный кислород, держит pH | по режимной карте наладчика |
| Химконтроль | пробоотбор, анализ жёсткости, кислорода, pH | всегда |
Для деаэрации питательной воды паровых котлов СП 89.13330.2016 предписывает атмосферные деаэраторы (п. 11.4), производительность считают по установленной мощности без резервных котлов (п. 11.6). Деаэрировать надо и добавочную воду, и конденсат — термически или химически (п. 11.2).
Запас фильтрующих материалов: 10 % для осветлительных и катионитовых фильтров, 25 % для анионитовых (п. 12.24). Контроль пара и воды ведут в специализированной лаборатории, а при её отсутствии — в лаборатории котельной (п. 12.34).
Натрий-катионирование или обратный осмос?
Натрий-катионитовый фильтр меняет кальций и магний на натрий. Жёсткость уходит, а солесодержание и щёлочность остаются. При высокой щёлочности исходной воды в котле образуется углекислота, она уходит с паром и разъедает конденсатопроводы. Котловая вода засоляется быстрее, растёт продувка.
Обратный осмос снимает большую часть солей. Продувка уменьшается, конденсат чище, соли на регенерацию нужно меньше. Взамен появляются мембраны, предочистка под них, концентрат в канализацию и электроэнергия насосов высокого давления. Обычно после осмоса всё равно ставят умягчение как страховку по жёсткости или ставят умягчение перед осмосом, чтобы защитить мембраны.
Выбор решает анализ исходной воды и доля возврата конденсата. Проверка простая: посчитайте продувку при умягчении. Если она упирается в 10 % по п. 12.12 СП 89.13330.2016 или близка к нему, сравните варианты по расходу тепла, соли, воды и стоков.
Какой химконтроль нужен небольшой котельной?
Задачи химического контроля перечисляет п. 326 ФНП, а периодичность отбора проб устанавливает наладочная организация (п. 327). Для котла 10 т/ч на практике контролируют:
- жёсткость умягчённой и питательной воды — по ней видно, когда фильтр пора регенерировать;
- растворённый кислород после деаэратора;
- pH и щёлочность питательной и котловой воды;
- солесодержание или электропроводность котловой воды — по ним настраивают продувку;
- качество конденсата, если он возвращается от потребителей, где может загрязниться.
Пробоотборные точки с холодильниками ставят после каждой ступени ХВО, после деаэратора, на питательной линии и на котловой воде. Результаты записывают в журнал по водоподготовке: инспектор котлонадзора смотрит именно его. Автоматические анализаторы жёсткости и кислорода сокращают ручные анализы и сигналят о проскоке раньше, чем накипь появится на трубах.
Какие ошибки встречаются чаще всего?
- ХВО считают по паропроизводительности, а не по балансу. Установка получается то избыточной, то слишком малой, если конденсат возвращается хуже, чем планировали.
- Не учитывают собственные нужды. Взрыхление, регенерация и отмывка фильтров тоже потребляют воду, и в часы регенерации производительности не хватает. Пункты 12.15 и 12.16 СП 89.13330.2016 требуют закладывать эти расходы.
- Обезжелезивание пропускают. Железо из скважинной воды оседает на катионите, ёмкость смолы падает, регенерации учащаются.
- Нет запаса умягчённой воды. Пока один фильтр на регенерации, котёл должен получать воду из другого фильтра или из бака. Без этого котельная сама толкает персонал к подпитке сырой водой, которую запрещает п. 324 ФНП.
- Режимная карта осталась от наладки старой установки. После замены оборудования или источника воды наладку проводят заново.
Что прислать для подбора ХВО?
Пришлите анализ исходной воды (жёсткость, щёлочность, железо, марганец, солесодержание, окисляемость, кремний), тип, давление и число котлов, долю возврата конденсата и требования завода-изготовителя к питательной воде. Инженер направления посчитает баланс, подберёт ступени и покажет, нужен ли осмос. Подробнее — на странице водоподготовки для котельных. ООО «ПЛАЗКАТ» работает с 2006 года полным циклом: проектирование, изготовление, строительно-монтажные и пусконаладочные работы.