В природе вода никогда не бывает совершенно чистой и всегда содержит то или иное количество различных примесей.
Основные примеси, содержащиеся в воде, можно разделить на четыре группы: 1) механические примеси, или взвешенные вещества (глина, песок, ил и пр.); 2) газы (кислород, углекислый газ); 3) соли, легко растворимые в воде; 4) соли, образующие накипь (накипеобразующие).
Все эти примеси являются вредными для котлов, особенно если они содержатся в воде в большом количестве.
Механические примеси не растворяются в воде, а находятся в ней во взвешенном состоянии, отчего она имеет мутный вид. Примеси эти можно удалить отстоем воды или пропусканием через фильтр. Все же химические примеси находятся в воде в растворенном виде. Обнаружить их на глаз нельзя, так как вода при этом сохраняет прозрачность.
Большинство растворенных кальциевых и магниевых солей при испарении или нагревании воды выше 100°С выделяется в виде накипи. Очистить воду от этих солей можно нагреванием и перегонкой или химическим путем, вводя в нее такие вещества, которые действуют на соли, способствуют их выделению в виде грязи (шлама).
Качество воды, употребляемой для питания паровых котлов, определяют по количеству находящихся в ней химических примесей.
Жесткостью воды называется содержание в ней растворимых солей магния и кальция. Вода с незначительным количеством кальциевых и магниевых солей называется мягкой, а с большим количеством указанных солей — жесткой. Различают общую, временную (карбонатную) и постоянную (некарбонатную) жесткость. Общая жесткость характеризуется содержанием в воде всех солей кальция и магния (хлоридов, сульфатов, бикарбонатов, нитратов и силикатов). Временная жесткость характеризуется содержанием в воде двууглекислых солей кальция и магния, выпадающих при кипячении воды б осадок в виде карбонатов. Постоянная жесткость характеризуется присутствием в воде прочих солей кальция и магния: хлоридов, сульфатов, нитратов, силикатов, фосфатов и т. д., не выделяющихся в осадок в процессе кипячения при атмосферном давлении.
Жесткость воды выражается в миллиграммах-эквивалентах на 1 литр (мг-экв/л) и микрограммах-эквивалентах на литр (мкг-экв/л). Один миллиграмм-эквивалент жесткости соответствует содержанию 20,04 мг иона кальция или 12, 16 мг иона магния в одном литре воды.
Очень мягкая вода имеет общую жесткость до 2 мг-экв/л, мягкая — от 2 до 4, средней жесткости — от 4 до 6, повышенной — от 6 до 8, жесткая — от 8 до 10, очень жесткая — от 10 до 12, весьма жесткая — больше 12 мг-экв/л.
При работе в паровом котле испаряется много воды, механические и химические тіримеси остаются и накопляются в котле.
Механические примеси, скопляясь, оседают на стенках, главным образом в нижней части котла, образуя шлам. Химические примеси выделяются из воды в виде твердой накипи. При питании котла жесткой и грязной водой толщина слоя накипи может достигнуть до 2-3 мм и более.
Стенки топки котла и дымогарных труб, покрытые накипью, очень плохо передают тепло. Теплопроводность накипи в 25 раз меньше теплопроводности металла, из которого сделан котел. На основании опытных данных установлено, что при толщине слоя накипи в 1,5 мм потери тепла составляют 11-13%, при 6 мм — до 35%, при 12 мм — до 60%.
Слой накипи препятствует передаче тепла воде, в результате чего стенки котла сильно перегреваются. Чем больше толщина накипи, тем сильнее перегрев, что ведет к быстрому прогоранию И износу стенок и труб и понижению их прочности.
Неравномерный нагрев стенок топки вызывает большие внутренние напряжения в листах и соединениях, что привЪдит к трещинам.
При скоплении накипи в местах Завалов происходит поджог стенок, образуются выпучины и трещины. Обычно это имеет место в нижних частях топки и в зоне шуровочного отверстия.
Образовавшаяся на трубах накипь затрудняет теплообмен, трубы перегреваются, сильно удлиняются и расширяются. Огневая решетка, в которой укреплены трубы, при большом слое накипи также перегревается, но в меньшей степени, чем трубы, так как она имеет большую толщину. Разная температура решетки и труб вызывает неодинаковое расширение отверстий в решетках и концов труб, что приводит к расстройству и течи последних. При небольшом слое накипи и нормальной работе котла этого не происходит. При резком охлаждении котла эти расстройства проявляются в значительной степени.
Борьба с коррозией котла, накипью, вспениванием и уносом воды ведется путем предварительной очистки воды до ее подачи в водяной бак крана; очисткой воды внутри котла, введением в котел антинакипинов; продувкой и промывкой котла.
Предварительную очистку воды производят в специальных устройствах — водоумягчителях, но этот способ распространен мало. Наибольшее распространение имеет очистка воды внутри котла антинакипинами, которые вводятся в водяной бак краиа в соответствующих дозах.
При выборе средств для внутрикотловой обработки воды и установлении норм дозировок учитывают качество воды, условия работы крана, состояние поверхности нагрева котла в отношении накипи и коррозии.
Важнейшими характеристиками качества котловой воды являются сухой остаток и щелочность.
Для приготовления антинакипинных смесей применяют фосфаты, щелочи и органические коллоиды. Из фосфатов употребляют тринатрийфосфат и динатрийфосфат; из щелочей — каустическую соду, едкий калий, кальцинированную соду; из органических коллоидов — дубовый экстракт, сульфит, целлюлозные щелочи.
Количество расходуемых антинакипинов (дозировка) устанавливается на 1 т воды, набираемой в водяной бак. На 1 мг-экв/л общей жесткости воды расходуется 7,5 г каустической соды и 5 г динатрийфосфата или тринатрийфосфата на 1 м3 воды. На 1 мг-экв/л некарбонатной жесткости расходуют 20 г кальцинированной соды на 1 м3 воды.
Для предотвращения вспенивания и уноса воды из котла применяют пеногаситель — высокомолекулярное, органическое, поверхностно-активное вещество — диамид. Его изготовляют в виде порошка и расфасовывают в специальную упаковку.
Пеногаситель применяют независимо от состава антинакипинных и противокоррозионных смесей. Первоначальная дозировка химического пеногасителя может быть установлена в количестве 0,2 г на 1 т набираемой воды. Окончательная дозировка устанавливается на основании опытных и эксплуатационных наблюдений.
Химический пеногаситель вводят при питании котла водой. Для этой цели на инжекторе предусмотрена воронка, в которую заливают необходимое количество пеногасителя, предварительно взболтанного в горячей воде. Для предупреждения потерь пено*
гасителя вестовой клапан инжектора должен быть закрыт. Пено-гаситель в котел можно также вводить в сухом виде. В этом случае установленное количество пеногасителя вводят в котел по частям в период работы крана и особенно перед интенсивной работой.
Для поддержания установленного качества котловой воды, кроме ввода антинакипинных веществ, котел систематически продувают. Режим продувок устанавливает лаборатория, но не менее двух раз в смену. На крановых котлах установлен специальный продувочный, он же спускной кран. Продувку котла выполняет бригада в установленном месте. Перед продувкой необходимо накачать в котел воду до верхнего уровня водомерного стекла, проверив нормальное давление пара, исправность продувочного крана, наличие воды в водяных баках, исправность и надежность работы инжекторов и водоуказательных приборов. При неисправности хотя бы одного из указанных устройств и недостатке воды в котле или в баках производить продувку нельзя. При продувке попеременно открывают и закрывают продувочный кран. Кран открывают на 2-3 с, а закрывают на 10-12 с. Заканчивают продувку при нижнем уровне воды в котле. В процессе продувки воду в котел не подкачивают.
⇐Обслуживание парового котла крановой бригадой | Грузоподъемные краны на железнодорожном ходу | Промывка крановых котлов⇒