Kesselwasser
In diesem Artikel erörtern wir die Bedeutung der Wasseraufbereitung in Dampferzeugern und Dampfkesseln. Wir möchten darauf hinweisen, dass Speisewasser von Natur aus Verunreinigungen wie Gase, mineralische Verbindungen und anorganische Partikel enthält, die die Leistung und Lebensdauer von Dampfkesseln negativ beeinflussen können.
Diese Verunreinigungen können zu Kesselsteinbildung, Korrosion und Kriechen führen, was wiederum Effizienzverluste und einen Anstieg des Brennstoffverbrauchs zur Folge haben kann. Um diese Probleme zu vermeiden, schlägt der Artikel mehrere Maßnahmen vor, um die Lebensdauer von Dampferzeugern weiter zu verlängern.
1.1 Behandlung
Das Speisewasser ist entscheidend für die Lebensdauer und den Betrieb eines Dampferzeugers. Natürliche Wässer enthalten die folgenden Verunreinigungen:
- Gase in Lösung (Kohlendioxid, Sauerstoff, usw.).
- Mineralische Verbindungen (Kalzium-, Magnesium-, Kieselsäure- und Natriumsalze).
- Anorganische Schwebeteilchen.
- Organische Substanzen bei bestimmten Anlässen.
Diese Verunreinigungen können die folgenden Auswirkungen haben:
- Verkrustungen: Auf Heizflächen wie Herd, Platten, Rohren usw., die die Abkühlung des Stahls behindern und folglich zum Bruch einiger dieser Elemente führen. Außerdem verringert sich der Wärmeaustausch, was zu Leistungseinbußen und einem höheren Brennstoffverbrauch führt.
- Korrosion: Chemische Angriffe auf Wände, insbesondere an Orten mit geringer Wasserzirkulation, durch Sauerstoff, Säuren usw.
- Entrainments: Von Wasser mit dem aus dem Kessel austretenden Dampf.
Diese Vorfälle können auf folgende Weise verhindert werden:
- Beseitigung der im Wasser enthaltenen Schadstoffe.
- Indem Sie dem Wasser Reagenzien hinzufügen, die in der Lage sind, sie in lösliche und unschädliche Stoffe umzuwandeln. Achtung im Agrar- und Lebensmittelsektor!
- Die Qualität des Speisewassers und des Kesselwassers wird jeden Tag gründlich und detailliert überprüft.
1.2 Überwachung
Die Analyse des Speisewassers sollte uns bestimmen:
Hydrothymetrischer Titer (HT) oder Härtegrad.
Er zeigt die Härte des Wassers an. Wasser ist sehr hart, wenn es bei Siedetemperatur (50 bis 100ºC) Kalk- und Magnesiumsalze (in Form von Bikarbonat) enthält. Um diese Verkrustungen zu vermeiden, muss der hydrotymetrische Titel des Speisewassers unter 1 TH (französischer Grad) liegen, was 10 Gramm Calciumcarbonat (CO3Ca) pro Kubikmeter Wasser entspricht.
Alkalimetrischer Titer (TA) (p).
Zeigt den Grad der Alkalinität im Wasser in Form von Natriumcarbonat (CO2Na) oder Natronlauge (NaOH)an. Diese Analyse wird vorteilhaft durch die TAC ersetzt. ITA= 50ppm NaOH=5p
Vollständiger alkalimetrischer Titer (TAC) (m).
Er misst den Gesamtalkalitätswert des Kesselwassers und dessen Konzentration.
Der TAC-Wert bestimmt den Prozentsatz der Abschlämmungen, die durchgeführt werden müssen, um das Phänomen des Kriechens und der Korrosion zu vermeiden.
Bei einem Kessel mit einem Arbeitsdruck von 8 kg/cm² sollte der TAC-Wert 1.400 mg/l nicht überschreiten.
Je höher der Druck, desto niedriger muss die TAC sein.
EIN TAC = 50 PPM CO3Ca = 5m
Potenz des Wasserstoffs (pH).
Sie ist die Anzahl der freien Wasserstoffionen in der Lösung und gibt an, wie basisch oder sauer die Lösung ist. Also:
- – pH < 7, ist sauer
- – pH = 7, neutral
- – pH > 7, ist alkalisch
Bei einer Lösungstemperatur von 25°C ist das Kesselwasser sehr alkalisch (siehe Tabellen für genaue Werte).
Salzgehalt (T.S.D.).
Er drückt die Gesamtkonzentration der gelösten Salze im Wasser aus. Seine Einheit ist das Milligramm pro Liter, mg/l (1 mg/l = 1ppm).
Empfohlene Werte für Speisewasser.
Die Werte für die höchsten zulässigen Konzentrationen einer bestimmten Anzahl von Verunreinigungen sowie für die Höchst- und Mindestkonzentrationen von chemischen Mitteln, die zugesetzt werden müssen, um Korrosion, Schlammbildung und Ablagerungen zu minimieren, entsprechen den Tabellen 5-1 und 5-2 sowie den Abbildungen 5-1 und 5-2.
1.3 Andere Anforderungen
Die Betriebsbedingungen eines Kessels und/oder die Wahl bestimmter Materialien oder eine spezielle Konstruktion können zu einer zusätzlichen Einschränkung einiger der in den Tabellen angegebenen Parameter führen oder eine fachliche Beratung zur Anpassung der neuen Regelparameter erfordern. Solche besonderen Überlegungen umfassen:
- Risse und/oder Phasentrennungsgrenzen, die einem thermischen Fluss ausgesetzt sind;
- Betrieb bei Drücken, die weit unter dem Auslegungsdruck liegen;
- Andere Materialien als Kohlenstoffstähle, z.B. rostfreier Stahl.
Das Kühler-Sprühwasser, falls vorhanden, für die Dampftemperaturregelung muss demineralisiertes Wasser und/oder unbelastetes Kondensat sein, das nur mit flüchtigen Chemikalien versetzt ist. Die erforderliche Dampfqualität darf nicht beeinträchtigt werden.
Der Verwendungszweck des erhitzten Wassers oder Dampfes kann zusätzliche Qualitätsanforderungen erfordern. Wenn es z.B. in der Pharma- oder Lebensmittelindustrie oder zur Speisung von Dampfturbinen verwendet wird, können besondere Anforderungen an die Qualität des Dampfes erforderlich sein. Die strengeren Anforderungen der jeweiligen Anwendung müssen erfüllt werden.
Die eingestellten Werte müssen für den Dauerbetrieb angewendet werden. Beim An- und Abfahren oder bei größeren Betriebsänderungen können einige Werte je nach Betriebsparametern und Kesseltyp für kurze Zeit und in begrenztem Umfang vom Normalwert abweichen.
Der Hersteller muss das Ausmaß oder die Größenordnung einer möglichen Abweichung angeben. Die Werte sollten so schnell wie möglich an die Grenzen des Dauerbetriebs angepasst werden.
Wenn die angegebenen Werte im Dauerbetrieb abweichen, kann dies auf Folgendes zurückzuführen sein:
- Fehlerhafte Behandlung des Auffüllwassers
- Unzureichende Aufbereitung des Speisewassers
- Wasserverschmutzung durch das Austreten von Verunreinigungen aus anderen Systemen, z. B. Kondensatoren, Wärmetauschern usw.
- Korrosion von bestimmten Teilen der Anlage
Um einen ordnungsgemäßen Betrieb zu gewährleisten, müssen sofort entsprechende Änderungen vorgenommen werden. Zum Beispiel darf recyceltes Speisekondensat die Qualität des Speisewassers nicht beeinträchtigen und muss bei Bedarf gereinigt werden.
Die chemische Zusammensetzung des Kesselwassers in den „Boilern“ kann sowohl durch die Dosierung der Konditionierungschemikalien als auch durch kontinuierliches oder stetiges Abblasen gesteuert werden.
intermittierende Entnahme eines Teils des Wasservolumens, die so erfolgen muss, dass sowohl gelöste als auch suspendierte Verunreinigungen entfernt werden können.
1.4 Prüfung der chemischen Zusammensetzung
Allgemein
Um sicherzustellen, dass die richtigen chemischen Bedingungen herrschen, müssen die Qualitätsparameter regelmäßig und/oder kontinuierlich überprüft werden. Kühlspritzwasser, Speisewasser und Kesselwasser in Dampfkesseln und Kesselwasser in Heißwasserkesseln müssen auf die relevanten Parameter wie pH-Wert, direkte Leitfähigkeit, saure Leitfähigkeit, Härte und Sauerstoff oder Sauerstoffreduktion überprüft werden.
Der Kesselhersteller sollte die Häufigkeit solcher Tests in der Bedienungsanleitung angeben. HINWEIS – Wenn zuverlässige, kontinuierlich aufzeichnende Analysatoren verwendet werden, kann die Häufigkeit der manuellen Kontrollen der Wasserqualität reduziert werden.
Probenahme
Die Probenahme von Wasser und Dampf aus dem Kesselsystem wird gemäß ISO 5667-1 und die Probenvorbereitung und -handhabung gemäß ISO 5667-3 durchgeführt.
Probenahmestellen
Die Probenahmestellen sollten sich an repräsentativen Stellen im System befinden. Typische Standorte für Probenahmestellen sind:
- – Einlassventil Speisewasser;
- – Kesselwasser aus einem Fallrohr oder einer kontinuierlichen Abschlämmleitung;
- – Versatzwasser stromabwärts der Versatzwasseraufbereitungsanlage oder der Lagertanks;
- – Kondensat aus dem Kondensatorauslass, falls vorhanden; andernfalls muss das Kondensat an einer Stelle möglichst nahe am Einspeisebehälter entnommen werden.
1.5 Analyse
Allgemein
Der Nachweis der Einhaltung der in den Tabellen 5.1 bis 5.2 angegebenen Werte muss nach schriftlichen Verfahren erbracht werden, bei denen nach Möglichkeit die in Abschnitt 7.3 beschriebenen Analysemethoden angewandt werden. Wenn Analysen nach anderen Standards oder indirekten Methoden durchgeführt werden, müssen für diese Methoden Kalibrierungen vorgenommen werden.
ANMERKUNG 1 – Bei einigen Wassertypen kann die Menge der gelösten Stoffe anhand der Leitfähigkeit geschätzt werden. Bei vollständig entmineralisiertem Wasser ist es möglich, den Ph-Wert aus der Korrelation zwischen der direkten und der sauren Leitfähigkeit zu ermitteln.
ANMERKUNG 2 – Vorzugsweise sollten kontinuierliche Leistungsüberwachungen für die wichtigsten Parameter installiert werden. Regelmäßige Laborkontrollen sind unerlässlich und manchmal die einzig mögliche Prüfung.
Visuelle Kriterien
Veränderungen des Aussehens oder der Erscheinung des Wassers in Bezug auf Schwebstoffe, Farbe oder Schaum können darauf hinweisen, dass in der Anlage unkontrollierte Veränderungen stattgefunden haben oder stattfinden werden.
Methoden der Analyse
Sofern keine höhere Gewalt vorliegt, müssen die Parameter gemäß den folgenden Regeln überprüft werden:
1.6 Notwendigkeit, den Kessel abzublasen
Auch wenn der Kessel mit Wasser gespeist wird, das in einem Wasserenthärter enthärtet wurde, gelangt eine große Menge an Mineralsalzen in den Kessel, da im Wasserenthärter nur eine Ionenumwandlung stattfindet, die verhindert, dass die im Wasser gelösten Salze (Kalziumkarbonat und Natriumkarbonat) an den Wänden des Kessels haften bleiben.
Da sie nicht an den Wänden des Kessels haften, sammeln sich diese Mineralsalze am Boden an und bilden Schlamm, der durch Spülung entfernt werden muss. Diese Salze vermindern die Wärmeübertragung vom Stahl auf das Wasser, was wiederum zu einem Anstieg der Temperatur der Feuerung und der Kesselrohre führt, was zu einem Verlust ihrer mechanischen Widerstandsfähigkeit und zu einer erheblichen Verringerung der Effizienz der Anlage führen kann.
Diese Nachteile werden durch häufige Abblasvorgänge während des Arbeitstages (d.h. bei unter Druck stehendem Kessel) beseitigt, die im Allgemeinen wie folgt ablaufen:
- Zu Beginn des Tages eine 5-sekündige Spülung des Bodenventils und eine 2-sekündige Spülung des Zubehörs (Füllstände, Füllstandsflasche usw.).
- Wiederholen Sie den Vorgang alle zwei Stunden
- Am Ende des Arbeitstages wiederholen Sie den Vorgang.
Selbst wenn Sie diese Hinweise befolgen, könnte das Abschlämmregime unzureichend sein, da es in hohem Maße von der Qualität des Versorgungswassers und dem Dampfverbrauchsprofil abhängt. In diesem Fall müssen regelmäßig Proben aus dem Inneren des Kessels entnommen und der Salzgehalt gemessen werden, wobei die Häufigkeit der Abschlämmungen so angepasst werden muss, dass die in den geltenden Vorschriften festgelegten und in diesem Anhang angegebenen Werte eingehalten werden.
Es wird nicht empfohlen, den Kessel vollständig zu entleeren, wenn der Kessel vor kurzem in Betrieb war und noch über der Umgebungstemperatur liegt, da dies zu einer Aushärtung des Schlamms und inneren Verkrustungen führen könnte, die später nur schwer zu entfernen wären.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Speisewasseraufbereitung und -überwachung für den effizienten Betrieb und die Langlebigkeit von Dampferzeugern und Kesseln entscheidend sind.
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