Woda kotłowa – czym się cechuje?

W procesach przemysłowej produkcji energii cieplnej i pary wodnej do pracy kotłów, parownic, turbin, wież chłodniczych itp. oraz elementów ich instalacji pojawia się konieczność stosowania tzw. wody kotłowej. Jest to woda o ściśle określonych parametrach sprawiających, że możliwa jest bezpieczna i niezakłócona praca urządzeń i obiegów ciepłowniczych. W niniejszym artykule przybliżamy nieco charakterystykę wody kotłowej.

Woda surowa a kotłowa

Stosowanie surowej wody jako wody w procesach technologicznych jest w praktyce niemożliwe, a to ze względu na jej nieodpowiednie do tych celów parametry techniczne. Wskutek zbyt wysokiej zawartości związków mineralnych (m.in. wodorowęglanu wapnia, związków magnezu, sodu, potasu, żelaza, miedzi, krzemionki SiO₂, tlenu), zanieczyszczeń organicznych (różne formy węgla organicznego) i biologicznych wodę surową cechują zbyt niskie pH, twardość i zawartość gazów.

Jej zastosowanie prowadzić będzie do odkładania się kamienia kotłowego i korozji urządzeń i elementów ich instalacji, a w rezultacie nie tylko spadku wydajności tych urządzeń oraz ich uszkodzenia, ale i wzrostu kosztów zużycia energii – wzrośnie bowiem ilość paliwa niezbędna do wytworzenia takiej samej ilości pary. Dlatego wodę surową należy uzdatnić do zastosowań przemysłowych – informuje nas ekspert firmy GLOBAL CONCEPTS 2000 POLSKA, dostarczającej nowoczesne metody dezynfekcji wody przemysłowej.

Wymogi, które spełniać powinna woda kotłowa przed dopuszczeniem jej do pracy opisane są w normach PN EN 12952-12:2006 i PN-EN 12953-10.

Właściwości wody kotłowej

By podać wzorcowe właściwości wody kotłowej, należy zróżnicować ją na wodę obiegową (krążącą w obiegu ciepłowniczym), wodę zasilającą kocioł w sposób bezpośredni oraz wodę dodatkową (uzupełniającą straty powstałe w wyniku procesu) i wówczas określić niezbędne do wykonywania danego zadania parametry. Inne bowiem będą dla wymogów kotła, nieco inne dla instalacji zasilającej te kotły czy instalacji do wody uzupełniającej ubytki. Właściwości te dla wody kotłowej obiegowej wynoszą:

• Odczyn – pH 9-10
• Twardość ogólna - ≤ 0,02 mval/l
• Zasadowość ogólna - ≤ 1,4 mval/l
• Tlen rozpuszczony – ≤ 0,05 mg O₂/l
• Siarczyny – 3 – 5 mg SO₃ ^2-/l
• Fosforany – 5 - 15  mg PO₄ ^3-/l
• Żelazo ogólne – ≤ 0,1  mg Fe/l.

Jakość wody dodatkowej i zasilającej musi być tak wysoka, by nie tworzyć w trakcie procesu zanieczyszczeń w kondensacie powrotnym. W tym przypadku należy też znać specyfikację własnej instalacji i uwzględnić ją do zmodyfikowania granic parametrów  do specyficznych wymagań układu.

Uzdatnianie wody do celów przemysłowych

By w układzie stosować wodę kotłową zdemineralizowaną najwyższej jakości, niezbędne jest przeprowadzenie odpowiednich procesów likwidujących niewłaściwe pH, korozję elektrochemiczną, pienienie się wody i eliminujących powstawanie kamienia kotłowego w kotle i w instalacjach. Do tych celów używa się m.in. regulatorów pH, inhibitorów korozji, środków konserwujących i innych. Pomagają one w redukcji zasolenia wody zasilającej i dodatkowej, usuwają zgromadzony kamień i odczopowują niewydolną instalację, gwarantują wreszcie właściwości antykorozyjne wody. Ale korzyści z ich zastosowania odczuwalne są również dla działania całej instalacji: utrzymuje się sprawność kotła i instalacji towarzyszących, żywotność elementów narażonych na uszkodzenia mechaniczne i korozję jest wyższa, pasywne mechaniczne zabezpieczenia systemu (stacje odwróconej osmozy, demineralizacji, zmiękczania wody) otrzymują dodatkowe wsparcie, co obniża prawdopodobieństwo przedostania się drobin zanieczyszczeń do kotła lub kontaminacji pary. Ten ostatni problem jest szczególnie istotny w przypadku zastosowania tzw. żywej pary w przemyśle spożywczym czy mleczarstwie.