Глава 3 ВОДНЫЕ РЕЖИМЫ ПАРОВЫХ КОТЛОВ И СИСТЕМ
ОХЛАЖДЕНИЯ ДВС
3.1. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ВОДЫ В СУДОВЫХ КОТЛАХ
Применяемая в судовых паровых котлах вода подразделяется [23, 79]: на
котловую - находится внутри котла при его работе или бездействии;
питательную — подается в котел (состоит из конденсата и добавочной
воды); конденсат (вода) - получается в результате конденсации пара;
добавочную — используется для восполнения утечек пара, конденсата и
котловой воды (добавочной водой служит принимаемая пресная вода и
дистиллят, вырабатываемый в судовых опреснителях); продувочную —
удаляется из котла при его верхнем и нижнем продувании; береговую
(пресная вода) — принимается с берега в танки судна; дистиллят — продукт
однократного испарения забортной или береговой воды в судовых
опреснителях с последующей конденсацией образовавшегося пара; умягченную
— получается в результате химической обработки воды для удаления
накипеобразующих солей; забортную (морская или речная вода) —
применяется для питания опреснительных установок и охлаждения
конденсаторов и теплообменных аппаратов.
Основные показатели качества воды следующие [ 23]:
Общее солесодержание — характеризует содержание в воде всех растворенных
веществ, измеряется в миллиграммах на литр (мг/л).
Сухой остаток — характеризует содержание в воде всех растворенных
веществ, кроме газов, не летучих при температуре 105 ... 110 °С,
измеряется в миллиграммах на литр (мг/л).
Взвешенные вещества — характеризуют содержание грубодисперсных примесей
в воде (размер частиц более 0,1 мм), измеряются в миллиграммах на литр
(мг/л).
Содержание ионов хлора — характеризует содержание ионов хлора в воде;
определяется содержанием хлористых солей (NaCl, MgCl2 и др.) и
оценивается по содержанию в воде хлор-иона СГ в миллиграммах на литр
(мг/л). Для оценки солености используются также градусы Брандта (°Бр); 1
°Бр примерно соответствует 6 мг/л.
Жесткость — содержание в воде растворенных солей кальция и магния,
выраженное в миллиграмм-эквивалентах на литр воды (мг-экв/л).
Соли жесткости являются веществами, непосредственно образующими накипь.
Установлены следующие виды жесткости воды:
карбонатная (временная) жесткость — соответствует содержанию в воде
бикарбонатов кальция и магния Са (НС03 )2 и Mg(HC03 )2;
некарбонатная (постоянная) жесткость —
соответствует содержанию в воде солей кальция и магния, не связанных с
угольной кислотой, т. е. CaS04, MgS04, СаС12, MgCl2;
общая жесткость — определяется суммарной концентрацией в воде всех ионов
Са2+ и Mg2+ временной и постоянной жесткости.
Щелочность воды — определяется суммарной концентрацией карбонатных СОГ,
бикарбонатных НС03', гидроксильных ОН и других анионов слабых кислот,
выражается в миллиграмм-эквивалентах на литр воды (мг-экв/л). Щелочность
природной воды характеризуется содержанием в ней бикарбонатов
щелочно-земельных металлов и численно равна ее карбонатной жесткости.
Щелочность котловой воды характеризуется содержанием в ней едкого натра
NaOH, соды, тринатрийфосфата и других щелочных веществ, выражается в
миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л) или в условных единицах,
называемых щелочным числом. Щелочное число (Ащ) котловой воды —
соответствует такому содержанию в ней щелочей, которое эквивалентно
содержанию едкого натра в миллиграммах на литр, т. е. оно численно равно
произведению щелочности котловой воды, определяемой по результатам
анализа, и переводного коэффициента к =40.
Фосфатное число — содержание растворимых в воде фосфорных кислот — иона
фосфата Р04” или окисла Р2О5, выражается в миллиграммах на литр (мг/л).
Нитратное число — содержание в котловой воде солей азотной кислоты
(нитратов), выраженное в миллиграммах нитрата натрия NaN03 на литр воды
(мг/л).
Содержание масла и нефтепродуктов — характеризует содержание в воде
масла и нефтепродуктов в растворенном, эмульгированном и взвешенном
виде, выражается в миллиграммах на литр воды (мг/л).
Содержание растворенного кислорода — характеризует содержание в воде
свободного кислорода в миллиграммах на литр (мг/л). Растворимость
кислорода в воде понижается с повышением температуры и практически равна
нулю в кипящей воде при атмосферном давлении.
Концентрация водородных ионов (показатель pH) — характеризует
кислотность или щелочность котловой воды. При pH = 7 вода имеет
нейтральные свойства, при pH > 7 — щелочную среду и при pH < 7 — кислую
(минимальная коррозия наблюдается при pH = 9,6). Необходимое значение pH
в воде достигается введением щелочи натрия, тринатрийфосфата и др.
Содержание железа — характеризует содержание соединений железа в воде в
пересчете на Fe3+, выражается в миллиграммах на литр (мг/л).
Содержание меди — характеризует содержание соединений меди в воде в
пересчете на СU2+, выражается в миллиграммах
на литр (мг/л).
Окислы железа и меди попадают в котел с питательной водой и являются
продуктом коррозии и эрозии трубопроводов, питательных насосов, теплых
ящиков, конденсаторов и теплообменников с медными и латунными трубками и
т. д. Окислы железа и меди являются основными компонентами внутренних
отложений на поверхностях нагрева
с большой тепловой нагрузкой и интенсивным
выпариванием при без-накипном режиме работы котла.
Морская забортная вода имеет высокое солесодержание (табл. 3.1).
Протечки морской воды через неплотности в теплообменных аппаратах могут
резко ухудшить качество питательной воды. Поэтому содержание ионов хлора
(хлоридов) в конденсате, дистилляте и других видах пресной воды
необходимо постоянно контролировать. Соотношение между содержанием
хлор-ионов и солей в морской воде является примерно постоянным, что
позволяет, контролируя хлориды, оценить общую соленость конденсата или
пресной воды. Часто береговая пресная вода используется в качестве
добавочной. Поэтому важно знать характеристики пресных вод, принимаемых
судами в различных морских портах (табл. 3.2).