Снижение потерь воды – лучший способ экономить энергию

27.07.2018

В России и в Дании были установлены показатели качества воды, которую следует подавать в систему централизованного теплоснабжения, а также циркуляционной воды, и рекомендации с точки зрения химии достаточно похожи. Однако, обнаруживается огромная разница по рекомендованному максимальному объему потерь воды. В России приемлимым считается уровень потерь воды до 0,25 % в час, в Дании допускаются потери до 0,15 % в день. Другими словами, станции централизованного теплоснабжения вновь наполняются водой в России каждые 17 дней, в Дании – один раз в год.

Разница между российской и датской системой централизованного теплоснабжения
Также существует большая разница в способе эксплуатации систем централизованного теплоснабжения: в России отопительный период составляет примерно 7 месяцев, поставки тепла и циркуляция воды прекращаются в летние месяцы. В Дании системы централизованного теплоснабжения работают 365 дней в году, что означает постоянную циркуляцию в системах. В России в некторых местах используются «открытые системы», несмотря на то, что современные проектировщики рекомендуют использование закрытых систем. В Дании все системы всегда закрытые.

Когда в системе прекращается циркуляция, вода охлаждается, происходит проникновение кислорода и оседание шлама на дне трубы, начинается коррозия, и после 4-7 лет, коррозия повреждает трубу. Толщина трубы не имеет большого значения, поскольку, когда имеет место такой тип коррозии, связанной с локальными элементами, она происходит очень быстро.

Такой тип коррозии является распространенным в российских системах централизованного теплоснабжения, в то время как он очень редко имеет место в датских системах ЦТ.

Датские стандарты водоподготовки
Самые последние рекомендации Датской ассоциации централизованного теплоснабжения были опубликованы в 2000 г., раньше пересмотр и уточнение осуществлялось примерно один раз в четрые года, но кажется, что существующие рекомендации достигли цели: создать относительно простое, но эффективное руководство для получения беспроблемного решения в отношении воды.

Подготовка воды, которая будет использована для подпитки систем централизованного теплоснабжения имеет поэтому огромное значение, вне зависимости от того, используется ли умягченнная или деминерализованная вода. Если превышаются какие-либо показатели жесткости или проводимости, это приведет к образованию твердого осадка и шлама в системе.

Рекомендуется снижать уровень содержания кислорода до 0,02 мг/л и ниже путем деаэрации перед добавлением воды в систему.

Если говорить о химических показателях, следующие имеют очень большое значение и должны контролироваться ежедневно или еще лучше, постоянно: жесткость и уровень pH. Жесткость воды приводит к образованию накипи и/или шлама. Накипь блокирует трубы, снижает эффективность работы станций, шлам оседает в насосах, теплообменниках, на дне радиаторов и труб и вызывает нарушения в работе и может привести к коррозии.

Основной результат поддержания правильного уровня pH (9,8 +/- 0,2) состоит в поддержании стабильного, устойчивого к коррозии защитного слоя, магнетита, на всех стальных поверхностях в системе. Причина низкой толерантности этого показателя объяснется тем, что если уровень pH ниже 9,5, слой магнетита начнет растворяться на кристаллизованные частицы, что приводит к появлению проблем в насосах, теплообменниках, температурных датчиках. Уровень pH около 10 способствует стабилизации слоя магнентита, но, начиная с уровня pH > 10, медные и латунные компоненты системы (цинковые детали) будут подвергаться коррозии.

Микробиологический риск
Исследования, проводимые в течение последних 20 лет, доказали, что микробиологическая коррозия в системах централизованного теплоснабжения является потенциальным риском. Основная угроза для такого вида коррозии появляется, когда система находится в стадии строительства или когда проводят замену труб.

Чрезвычайно важно очистить трубы от почвы и грязи перед тем, как наполнить систему централизованного теплоснабжения водой. Если этого не сделать, бактерии, снижающие содержание серы, начнут расти и могут вызвать коррозию как на стальных, так и на медных деталях, и даже на нержавеющей стали. Эти бактерии устойчивы к температуре до 160 градусов C и уровню pH вплоть до 10,0.

C чего начать?
C чего же начать улучшения? С обнаружения утечек с помощью ультразвукового, термофотографического оборудования или путем добавления химических красящих веществ, уранина (натрия флюоресцеина), которое даст представление о месте наибольших потерь, и если невозможно проведение полной проверки и обновления системы распределения, следует начать c ремонта и установки полного цикла водоподготовки, установить умягчитель воды, химический дозатор для регулирования уровня pH и фильтр.

Химические вещества для водоподготовки
Для водоподготовки можно использовать натрия гидроксид (sodium hydroxide) и тринатрий фосфат (trisodium phosphate (для корректировки уровня
pH и изменения жесткости для образования шлама), таннины (для снижения содержания кислорода). Красящим элементом, не представляющим риска, может быть уранин, флюоресцин, дающий ярко зеленую оркаску при добавлении всего 2 мг/1. Если в систему циркуляции централизованного теплоснабжения проникли бактерии, добавление продукта родалон (безалкония хлорид), в объеме 10 мг/л эффективно предупредит микробиологический рост, однако его следует добавлять до того, как сформируются колонии бактерий.

Шлам и продукты коррозии можно удалить только путем фильтрации сквозного потока, и сначала довольно сложно очистить фильтр, но спустя какое-то время, циркуляционная вода будет такой же чистой, как и питьевая. Фильтр сквозного потока удаляет обычный шлам на рукавном фильтре в 10-25 микрон и включает в себя магнит для удаления железных и магнетитовых частиц.

Предотвращение коррозии в системе централизованного теплоснабжения является лучшим способом экономить энергию. Выше были перечислены некоторые проблемы, и также сама идея оптимизации водоподготовки, но для определения наилучшей стратегии улучшения необходимо проводить детальное обследование станции.