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 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 вещества, действующие на соли и способствующие 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 в 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 литр {мг-экв/л) и микрограммах-эквивалентах на литр (мгк-экв/л).

Один миллиграмм-эквивалент жесткости соответствует содержанию 20,04 мг иона кальция, или 12,16 мг иона магния в одном литре.

Старые и новые единицы измерения жесткости имеют следующие соотношения: 1 мг-экв/л соответствует 2,804°; Г соответствует 0,357 мг-экв/л.

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 парового котла в нем испаряется много воды, но при превращении воды в пар ни механические, ни химические примеси не испаряются, а остаются и накопляются в котле.

Механические примеси, скопляясь, оседают на стенках, главным образом в нижних частях котла, образуя шлам. Химические примеси выделяются из воды в виде твердой накипи. По мере испарения воды выделяющиеся примеси оседают на стенках котла и труб, образуя постепенно слой накипи. При питании котла жесткой и грязной водой толщина слоя накипи может достигнуть 2—3 мм.

В крановых котлах накипь больше всего скопляется в нижней части котла и на огневой решетке. 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 приводит к трещинам. При скоплении накипи в местах завалов происходит поджог стенок, образуются выпучины и трещины. Обычно это наблюдается в нижних частях топки и в зоне шуровочного отверстия. Образовавшаяся на трубах накипь затрудняет теплообмен, вследствие чего они 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.

Борьба с коррозией котла, накипью, вспениванием и уносом воды ведется путем: предварительной очистки воды до ее подачи в водяной бак крана, очистки воды внутри котла введением в котел антинакипинов, продувки и промывки котла.

Предварительную очистку воды производят в специальных устрой-ствах-водоумягчителях, в которых жесткость воды доводится до 0—2°, но этот способ распространен мало. Наибольшее распространение имеет очистка воды внутри котла антинакипинами, которые вводятся в водяной бак крана 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. Количество растворимых в воде солей и содержание коллоидных веществ вместе со щелочами определяют величину и характер сухого остатка котловой воды.

Эти нормы рекомендуются для пунктов с водами наиболее распространенного среднего качества со средневзвешенной жесткостью 6,5 мг-экв/л и сухим остатком до 400 мг-экв/л. Для остальных вод нормы качества устанавливают лаборатории на основании наблюдений за работой кранов. При применении химического пеногасителя норма сухого остатка котловой воды может быть увеличена.

Установленный режим внутрикотловой обработки воды должен обеспечивать: – отсутствие на внутренних поверхностях котла накипи и шлама; – предотвращение коррозии котельного металла; – надлежащее качество пара (отсутствие вспенивания и бросания воды при нормальном уровне).

Для приготовления антинакипинных смесей применяют фосфаты, щелочи и органические коллоиды. Из фосфатов употребляют тринат-рийфосфат и динатрийфосфат; из щелочей — каустическую соду, едкое кали, кальцинированную соду; из органических коллоидов — дубовый экстракт, сульфит, целлюлозные щелоки.

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 т (1 м3) воды. На 1 мг-экв/л некарбонатной жесткости расходуют 20 г кальцинированной соды на 1 м3 воды.

Органические коллоиды применяют в количестве 5 г на 1 т воды для всех питательных вод, окисляемость которых не превышает 10 мг/л кислорода. При окисляемости воды выше 10 мг/л органические коллоиды не применяют.

Антинакипинные смеси могут применяться в виде брикетов. В этом случае дозировка устанавливается в соответствии с жесткостью воды с учетом состава брикетов, в которых содержание каустической соды должно быть не выше 12%, тринатрийфосфата не более 30% и органических коллоидов —не более 7%. Остальная часть брикетов дополняется кальцинированной содой. Указанный процент составных веществ, входящих в брикетированный антинакипин, рассчитан на сухое вещество. Содержание влаги в брикетах не должно быть более 30%. П р и м е р. Допустим, что жесткость воды в пункте набора: общая — 6,4 мг-экв/л, некарбонатная —2,1 мг-экв/л; количество воды, набираемой в водяной бак крана, 1,2 т.

Какое количество антинаки-пинов необходимо ввести в бак?

Дозировка антинакипинных веществ определится:
Каустической соды 7,5-6,4=48 г/м3
Тринатрийфосфата 5-6,4 =32
Кальцинированной соды 20-2,1 =42 »

Органических коллоидов …. 5 г/м3 При наборе 1,2 m воды потребуется ввести в водяной бак каустической соды 48 • 1,2=57,6 г, тринатрийфосфата 32 • 1,2=38,4 г, кальцинированной соды 42 • 1,2=50,4 г и органических коллоидов (например, дубового экстракта) 5 • 1,2=6 г.

Если при работе крана вода в течение суток набирается из разных источников и имеет различную жесткость, то дозировка уантинакипин-ных веществ устанавливается по средневзвешенной жесткости, определяемой следующим образом.

Допустим, что из первого источника, имеющего общую жесткость воды 6,4 мг-экв/л и некарбонатную 2,1 мг-экв/л, набирается 1,2 MS воды, а из второго 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 пеногасителя вестовой клапан инжектора должен быть закрыт. Пеногаситель 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 его интенсивной работой. Для уменьшения коррозионных свойств воды необходимо снизить содержание растворенных в ней солей, повысить щелочность и ввести противокоррозионные добавки.

Общее солесодержание ограничивают:
1) увеличением количества продувок (в течение суток выдувают до 15% котловой воды);
2) заменой кальцинированной соды в антинакипинной смеси тринатрийфосфатом из расчета 2 г тринатрийфосфата на 1 г соды и частично каустической содой.

Щелочность котловой воды повышается в пределах 10—12 мг-экв/л за счет увеличения дозировок антинакипинов.

В качестве противокоррозионных добавок применяют нитрит натрия и смесь нитрита натрия с хромпиком. Необходимое количество противокоррозионных добавок определяет лаборатория.

Для поддержания установленного качества котловой воды, кроме ввода антинакипинных веществ, котел систематически продувают. Режим продувок устанавливает лаборатория, но не менее двух раз в смену.