Какой котел лучше тэновый или электродный: В чём отличия тэновых котлов от электродных

В чём отличия тэновых котлов от электродных

    Представить себе систему отопления или нагрева воды без котла практически невозможно. Перед потребителями чаще всего встает выбор между тэновыми и электродными моделями. Однако далеко не каждому человеку, тем более далекому от технической сферы, известно о том, чем отличаются эти виды оборудования друг от друга. Между тем, разобраться в данном вопросе достаточно просто.

    Эти котлы характеризуются высоким КПД и производительностью. В этом нет ничего удивительного, учитывая принцип их работы. Дело в том, что нагрев теплоносителя происходит напрямую, без какого-либо посредника. Электрический ток воздействует на специальный состав, в основе которого лежит соляной раствор. В нем находится множество различно заряженных ионов. Под влиянием электричества создается электромагнитное поле. Ионы начинают перемещаться, нагревая раствор.

    Благодаря этому тепло начинает выделяться практически моментально, что выгодно отличает такие котлы. Обычно поступление горячей воды в систему происходит всего через 1-2 минуты. По показателю КПД электродные модели превосходят тэновые почти на 50%. Однако следует учитывать, что у них имеются свои особенности эксплуатации. Дело в том, что в процессе работы в системе неизбежно скапливается электролизный газ. Он может повлиять на качество работы оборудования, поэтому следует регулярно стравливать воздух из каналов.

    При выборе электродного котла обращайте особое внимание на стержень электрода. Он должен быть изготовлен из материала, устойчивого к накипи, а также имеющего долгий срок службы. Бюджетные модели оснащаются графитовыми и стальными деталями. А в более дорогих установлен титановый стержень.

    В отличие от электродных, они нагревают теплоноситель опосредованно. По принципу работы они схожи с чайниками и бойлерами. Внутри тэновых котлов установлена спираль, которая по мере нагрева повышает температуру теплоносителя. Поскольку прямого воздействия нет, этот процесс постепенный. В большинстве случаев поступление горячей воды в систему начинается не ранее, чем через 5-10 минут. Это зависит от мощности котла.

    ТЭНы различаются по материалу изготовления. Наиболее распространенными и доступными являются детали, произведенные из металла. Как правило, используются сплавы из нихрома и мельхиора. Но все большую популярность набирают керамические ТЭНы. Их главным достоинством является устойчивость к коррозии Благодаря этому они служат гораздо дольше металлических, которым требуется замена уже через 5-6 лет.

    Главным недостатком тэновых моделей является то, что из-за принципа опосредованного нагрева они имеют такого же КПД, как электродные. Зато маломощные котлы (до 8-10 кВт) не требуют специально выделенной сети напряжения, так как ничем не отличаются от обычных нагревательных приборов. Кроме того, им не нужен особый теплоноситель, как электродным: в таком качестве может выступать простая вода.

    Таким образом, эти виды котлов имеют существенные различия. Перед принятием решения о покупке следует учесть их ключевые особенности. Это позволит подобрать модель, удовлетворяющую вашим требованиям. При желании купить котлы можно на нашем сайте.

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.

Какой электрокотел выбрать – электродный и ТЭНовый

Современные электродные и ТЭНовые котлы, все чаще заменяют твердотопливные агрегаты. Преимущество электрокотлов – это полная автономность работы, высокая безопасность. Инновационные технологии, сократили расход электроэнергии, что сделало электрокотлы одним из наиболее экономичных видов котельного оборудования.

Для бытового применения, предусмотрено два типа электрокотлов: ТЭНовые и электродные. У каждого устройства, есть свои достоинства и недостатки. Отличается принцип работы, эксплуатационные и теплотехнические характеристики.

Электродный электрический котел

Электродные электрические отопительные котлы, отличаются высокой производительностью и экономичностью. Нагрев теплоносителя, происходит практически моментально. Горячая вода, в систему отопления, начинает поступать уже спустя несколько минут после включения электрокотла.

КПД электрокотлов электродного типа, практически на 50% больше, чем у ТЭНовых аналогов. Существуют и недостатки, связанные с внутренним устройством и принципом работы.

Устройство и принцип работы электродного котла

Принцип работы электродного электрокотла, связан с прямым воздействием электрического тока на теплоноситель. Нагревательные электроды, являются положительно и отрицательно заряженными. Создается электромагнитное поле, под воздействием которого, ионы начинают хаотичное движение, с интенсивностью не менее 50 колебаний в секунду.

В процессе нагрева теплоносителя, образуется электролизный газ, поэтому, время от времени, придется стравливать воздух из системы отопления.

Преимущество электродного котла, состоит в высокой экономичности нагрева теплоносителя, по причине отсутствия посредников в передаче тепла. Есть и свои ограничения. Теплоносители, на которых работают электродные электрокотлы, имеют высокое содержание соли. Сделать солевой раствор можно и самостоятельного, но, как показывает практика, лучше воспользоваться уже готовыми смесями.

Материал, из которого состоит электрод в котле, должен быть нейтральным к образованию накипи, иметь хорошую пропускную способность и длительный срок эксплуатации. Производители используют три типа материалов. Бюджетные электрокотлы, оснащены электродами из графита и нержавеющей стали. Котлы премиум класса, оснащены титановыми стержнями.

ТЭНовый электрический котел

Электрические ТЭНовые отопительные котлы, используют принцип косвенного нагрева. Таким же образом, происходит разогрев воды в электрочайнике или бойлере. Посредством замыкания, спираль электрокотла нагревается и передает тепло циркулирующему теплоносителю. Нагрев осуществляется постепенно. Горячая вода начинает поступать в систему отопления не быстрее, чем через десять минут после включения электрокотла.

ТЭНы изготавливаются из различных материалов, влияющих на срок эксплуатации электрокотла и его стоимость. Потребителю предлагают:

• Металлические сплавы, состоящие из мельхиора и нихрома.
• Керамические ТЭНы.
• Композитные нагреватели.

Дороже всего обойдется, электрокотел с керамическим трубчатым нагревателем, имеющим максимальный срок эксплуатации, за счет коррозионной устойчивости. Обычные металлические ТЭНы, быстро выходят из строя. В условиях отечественной эксплуатации, обслуживание электрокотла с заменой нагревательного элемента, понадобится уже через 5-6 лет.

Конструкция и принцип действия ТЭНового котла

Косвенный принцип нагрева в ТЭНовом котле, снижает теплоэффективность отопителя. Преимущество оборудования, это отсутствие необходимости в выделении отдельной сети напряжения, для отопителей с мощностью до 8 кВт. Электрокотел расценивается как обычный водонагревательный прибор. Заполнить систему отопления, можно любым видом доступных теплоносителей.

Недостаток – энергопотери, связанные с принципом работы. При нагреве теплоносителя, теряется от 15-30% тепловой энергии. ТЭНы подвергаются коррозии, что зачастую приводит к выходу нагревательного прибора из строя и, соответственно, к дорогостоящему ремонту.

Сравнение потребления электричества – ТЭНы и электроды

Сравнение электродных и ТЭНовых электрокотлов, показывает явное превосходство в сторону первых. Даже приблизительные расчеты покажут, что расход электроэнергии в электродных моделях, будет ниже, приблизительно на 40%. Но, при этом ТЭНовые котлы, выигрывают в других параметрах:

• При запуске электродного котла, наблюдается сильная нагрузка на проводку, что требует выделения отдельной линии электроснабжения, за счет хозяина дома или квартиры. Регистрация и монтажные работы, обойдутся в значительную сумму.
  В расчет энергопотребления ТЭНовым котлом, следует включить разницу в оформлении необходимых документов на установку и затраты на ввод в эксплуатацию.
• Котлы с непосредственным нагревом теплоносителя, не могут работать при подключении к низкотемпературным системам отопления или в энергосберегающем режиме, поэтому, не подходят для подключения к теплым полам (при установке узла подмеса, допускается подключение водяного пола), а предназначены исключительно для двухтрубных систем отопления классического типа.

Разница в потреблении электричества, между электродными и ТЭНовыми электрокотлами, очевидна. Но, первые, имеют ограничения в сфере применения, дороже обходятся при установке и требуют использования специального теплоносителя.

Какой котел лучше – с электродами или с ТЭНами

После перечисления плюсов и минусов электродных и ТЭНовых электрокотлов в автономном отоплении, связанных с особенностями их эксплуатации, напрашивается вывод о том, что каждый тип имеет право на существование. Подбор выполняется в каждом отдельном случае. Помощь в вопросе выбора, окажут реальные отзывы об электрических электродных и ТЭНовых котлах.

При подборе подходящей модели по принципу работы, ориентируются на следующие особенности эксплуатации:

• Условия установки – ТЭНовый котел не требует получения специальных разрешений на подключение. Электродный аналог однофазного и трехфазного типа, подключается к отдельной ветке напряжения.
• Электрическая и тепловая мощность – ТЭНовое отопительное оборудование, в этом отношении, существенно проигрывают электродным. Последние, выходят на рабочую мощность в течение нескольких секунд и эффективно поддерживают необходимую температуру теплоносителя.
• Технологические жидкости – систему отопления с электродным отопителем, заполняют исключительно специализированными составами. Время от времени, потребуется удалять газ из водяного контура. ТЭНовый нагреватель, работает при любом теплоносителе, включая антифриз.
• Простота обслуживания – при решении, какие электрокотлы лучше, электродные или ТЭНовые, легкость эксплуатации системы отопления, немаловажный момент. Чтобы создать необходимое при электродном нагреве электромагнитное поле, потребуется, чтобы в теплоносителе было определенное содержание солей, определяемое специальным инструментом.
  Время от времени, придется проверять состав и при необходимости, менять теплоноситель. В случае ТЭНового отопителя, для работы, оптимально подойдет любая дистиллированная вода.

Отзывы о котлах электродного и ТЭНового типа, показывают, что выбор зависит от условий эксплуатации, скорости, с которой необходимо запустить агрегат, а также, других теплотехнических характеристик здания. На данный момент, производители (в том числе и европейские), видя постоянный спрос, изготавливают теплогенераторы каждого типа.

• Электродные модели предлагаются следующими марками: Галан – серий ОЧАГ, ГЕЙЗЕР, ВУЛКАН.
• ТЭНовые аналоги, доступные отечественному потребителю:
  
  • Buderus Logamax E213,
  • Vaillant eloBLOCK VE,
  • MORA-TOP Electra,
  • Теплотех ЭВП.

Все электрокотлы, полностью соответствуют стандартам безопасности и имеют многоуровневую защиту, о чем свидетельствует сертификат качества и лицензия Ростехнадзора.

Выбираем электродный или индукционный электрокотел

Целесообразность использования оборудования данного типа в жидкостных системах отопления часто подвергается сомнению. Скепсис объясняется высокими тарифами на эл/энергию и их постоянным ростом. Насколько верны подобные суждения? Не говоря уже о ряде простых (и вполне законных) способах снизить уровень энергопотребления, есть и еще один, мало кем принимаемый во внимание – грамотный выбор разновидности отопительной установки. Кроме котлов с ТЭН, на рынок поставляются и иные модификации: электродные, индукционные. Зная специфику их функционирования, несложно определить, что лучше приобрести для своего дома.

Электродный котел

Устройство оборудования данной группы простое и мало чем отличается от аналогов с ТЭН. Основная разница – в виде нагревательных элементов. В таких котлах вместо привычной спирали в «колбе» установлен блок электродов, помещенный в теплоизолированный корпус (бак водогрейного котла).

Принцип действия основан на преобразовании кинетической энергии ионов солей, растворенных в жидкости, в тепловую; чем с большей скоростью они перемещаются, тем выше степень ее нагрева. Она зависит не только от постоянной смены полюсов (~U 50 Гц), но и регулирования процесса подаваемым на электроды котла напряжением; изменяя его значение, пользователь выбирает приемлемую температуру теплоносителя на выходе отопительной установки. Принципиальное отличие от работы ТЭНового котла в том, что вода является частью электрической схемы; ток проходит через нее.

Что это означает? Эл/сопротивление жидкости напрямую связано с температурой. Поднимая ее, удается достичь более рационального расходования эл/энергии (75 0С – оптимальный режим). А специфика процесса, протекающего в баке котла, исключает теплопотери.

Плюсы электродных моделей

• Большой сортамент. Выбор по способу подключения (1 или 3 фазы) и мощности (в диапазоне 2–50 кВт).
• Проект для установки электродного котла, в отличие от газового оборудования, не требуется.
• Высокий КПД – до 98%.
• Компактность.
• Инертность к перепадам пром/напряжения. Его нестабильность на работе установки не отражается.
• Инерционность электродного котла нулевая. Вся тепловая энергия тратится на повышение температуры воды, а не предварительный разогрев ТЭН.
• Универсальность эксплуатации. В схемах отопления с электродными котлами может использоваться вода или «незамерзайка».
• Надежность. Все устройство – бак + металлические штыри; ломаться нечему.
• Удобство монтажа. Электродному, как и любому иному эл/котлу, дымоход не нужен; ограничений по месту установки практически нет.
• Возможность автоматизации. Хотя дорогие модели изначально оснащены всем необходимым.
• Электродные котлы способны работать в каскадных схемах. А это увеличение мощности + резервирование.
• Для обслуживания, замены электродов вызывать специалиста не обязательно.
• Демократичные цены на оборудование.

Минусы

• Требования к режиму. При превышении температуры теплоносителя значения в 75 0С растет энергопотребление. Для отопительных систем с большой протяженностью труб сложно выбрать котел соответствующей мощности. Причины: лимит поставки эн/ресурса для частного сектора, повышенная нагрузка на линию.
• Чувствительность к качеству жидкости. Как и на ТЭН, на электродах постепенно откладываются солевые образования; необходима регулярная очистка.
• Неуклонное снижение мощности. Связано с естественным «истончением» электродов. Их нужно регулярно менять, как и ТЭН в традиционных моделях.
• Надежное заземление. В квартире организовать сложно, но это обязательное условие монтажа оборудования. Ток в баке проходит сквозь теплоноситель, и, эксплуатируя незаземленный электродный котел, пользователь рискует ощутить удар даже при легком прикосновении к радиатору отопления.
• Одно из условий экономичной эксплуатации – качественная автоматика. А она стоит дорого.

Как недостаток в ряде источников указывается, что электродные котлы подключаются только к сети переменного напряжения; при U= происходит ионизация теплоносителя. У каждого хорошего хозяина имеется резервный агрегат (дизельный или бензиновый), значит, данный минус неактуален.

Примечание. Для повышения эффективности электродного котла нужно грамотно готовить теплоноситель, добиваясь оптимального удельного сопротивления току. Используются вещества, имеющиеся в каждом доме (к примеру, пищевая сода) и дистиллированная вода. Но не все препараты пригодны для этого; некоторые инициируют коррозию металла. Нужно еще и грамотно определить концентрацию «раствора», иначе мощность отопительной установки резко снизится. Без консультации с профессионалом лучше не практиковать!

Индукционный котел

Устройство отопительной установки этой разновидности иное. Теплообменник является сердечником катушки индуктивности, на обмотку которой подается напряжение. Разогрев корпуса, а значит, и циркулирующей внутри воды, производится наведенными токами.

Принцип работы несложно понять, вспомнив школьные уроки физики. Кратко процесс описывается так: при протекании тока по обмотке образуется эл/магнитное поле, повышающее температуру теплообменника. В результате происходит нагрев воды контура ОВ.

Плюсы индукционных котлов

Практически все достоинства электродных аналогов относятся и к отопительным установкам этой группы. Но имеется и ряд характерных особенностей.

• Высочайшая степень надежности. Обмотка не контактирует с теплоносителем. Межвитковое замыкание исключено: намотка медной проволоки не плотная, а с шагом + дополнительная изоляция компаундом. Ни одной трущейся детали – ломаться в принципе нечему. Долговечность определяется лишь устойчивостью «сердечника» к жидкости. Но его разрушение столь мизерное, что лет 35–40 индукционному котлу ремонт не понадобится.

Регулярность определяется электрической схемой, в которой используются мощные полупроводники (транзисторы). Именно от них зависит, как долго проработает индукционный котел.

• Мощность не меняется в течение всего эксплуатационного периода. Объяснение простое – отсутствуют ТЭН или электроды, и накипи откладывать попросту негде. Внутренние стенки теплообменника также не зарастают по причине постоянной его вибрации в процессе работы; любые взвеси тотчас уносятся водой дальше, в магистраль.
• Компактность. Этим индукционные котлы выгодно отличаются от моделей иных групп.
• Полная безопасность. Но при условии качественной автоматики.

Минусы

• Самостоятельный ремонт невозможен; его стоимость высокая.
• Некоторые индукционные котлы (характерно для недорогих в своем классе моделей) шумят. Монтировать в доме нецелесообразно.
• Цены на индукционные отопительные установки превышают стоимость электродных аналогов примерно раза в два. При том, что сравнительный анализ основных параметров (экономичность, КПД) показывает – существенной разницы нет.

Не зная особенностей дальнейшей эксплуатации котла, утверждать, какая из модификаций (электродная или индукционная) лучше, нельзя. Выбор делать покупателю, но консультация профессионала лишней точно не будет. Только специалист способен оценить нюансы использования оборудования применительно к конкретному строению.

Совет. Если приобретать электрокотел, то только брендовый. Некоторые производители (дилеры), пользуясь неосведомленностью покупателя, позиционируют электродные, индукционные модели как очередной «прорыв», повышающий КПД до 100% и более. Этим и объясняют высокие цены.

В чем лукавство?

• Закон сохранения энергии действует независимо от чьих-то изобретений.
• Все, что реализовано в таких котлах, давно и успешно используется в различных сферах. Например, в металлургии (сталеплавильные печи).
• Индукционные, электродные модели действительно позволяют снизить расходы на отопление, но при условии их оснащенности качественной автоматикой. И вот здесь репутация производителя – фактор определяющий.

Не можете понять, какой электрический котел купить? Обратитесь в компанию «АЛЬФАТЭП»; вы не только сэкономите деньги и время, но и сделаете оптимальное приобретение. На сайте alfatep.ru отопительные установки всех типов, в большом сортаменте.

Мы гарантируем:

• Высокое качество котельного оборудования и приемлемые цены – прямые поставки от производителей с безупречной репутацией.
• Оперативность. Быстрая отгрузка, доставка товара по всем регионам.
• Профессиональное консультирование, помощь в выборе котла; телефон «горячей линии» 8 (495) 109 00 95.

Мы предлагаем:

• Взаимовыгодное сотрудничество, постоянным клиентам – существенные скидки и льготные условия.
• Жителям Подмосковья комплекс услуг: проектирование отопительных систем, монтаж оборудования с обвязкой котла, пуск в эксплуатацию, сервисная поддержка (обслуживание + ремонт).

Как выбрать тэновый котел для отопления частного дома?

Как работает электро котел

Электрические котлы бывают нескольких видов:

• ТЭНовые – работают по принципу электрического чайника. Проходящий сквозь резервуар теплоноситель (вода или антифриз), нагревается, находящимся внутри него ТЭНом. Нагретый теплоноситель идет по трубам к радиаторам отопления, которые отдают полученное тепло помещению, нагревая воздух.

  Обычно устанавливается от одного до трех ТЭНов. Их суммарная мощность и указывается на самом котле. Теплоноситель, используемый для отопления, например, частного дома, движется при помощи циркуляционных насосов.

  В ТЭНовых нагревателях не стоит использовать проточную воду, так как бороться с неминуемо образовывающейся накипью будет сложно. Поэтому, рекомендуется использовать один и тот же теплоноситель, а «гонять» его по системе отопления при помощи насосов.

• Электродные – в них вода нагревается за счет того, что сквозь нее проходит электрический ток. Электроды постепенно растворяются и их необходимо периодически менять. Кроме того, воду в таких котлах можно использовать только ту, которая подходит под «питьевую» по ГОСТу.
  

Электродный котел в системе отопления

Индукционные – диэлектрическая трубка, снаружи которой намотан провод, а внутри находится сердечник. Создаваемое, проходящим по проводу электрическим током электромагнитное поле, заставляет двигаться молекулы в сердечнике, нагревая его.

Какой котел лучше – тэновый или электродный?

Выбирая между котлами, основанными на разных принципах действия, стоит обратить внимание на следующие характеристики:

• Энергоэффективность;
• Долговечность;
• Процесс нагрева воды.

Нельзя не отметить, что КПД при использовании ТЭНа, зачастую достигает 95-98%. То есть, электроэнергия, используемая для нагрева воздуха в помещении, используется почти без потерь.

Долговечность же, выражается в том, что на ТЭНах и стенках бака со временем образуется слой накипи, который может привести к поломке прибора. В качестве профилактики нужно регулярно очищать его.

Нагревание воды тоже происходит по-разному. ТЭНовые греют воду скачкообразно, поэтому требуемое значение достигается за 10-15 минут. Электродные же справляются с этой задачей быстрее, около одной минуты.

При этом, ТЭНовые, потребляют в два раза больше электричества, чем электродные. Таким образом, выбирая, какой котел лучше, следует отметить преимущества каждого. Электродные работаю долго, имеют небольшие размеры, более экономичны, отличаются повышенной пожарной безопасностью.

Тэновый котел Вулкан-турбо

Ответ на вопрос о том, сколько стоит ТЭНовый котел, однозначный — намного дешевле, остальных, Они работают с различными теплоносителями, но в них образуется накипь, что приводит к повышению потребления электроэнергии и в итоге, к поломке.

Если стоит вопрос как выбрать ТЭНовый котел, то решающее значение имеет цена и эффективность. Поскольку электроэнергия довольно дорога, то в качестве аварийного нагревателя вполне можно приобрести электродный, если позволяют средства.

В качестве постоянного нагревателя, выгодней купить ТЭНовый, который обойдется гораздо дешевле, а ремонт и замена его все-таки не так ударит по бюджету, как покупка нового электродного. К тому же, его под силу сделать самостоятельно, что не повлечет значительных финансовых затрат.

Делаем тэновый котел своими руками

Материалы

Чтобы сделать ТЭНовый котел своими руками, потребуется приобрести:

• Листовую сталь – около 2мм толщиной
• Стальную трубу – тут вариантов много, толщина ее зависит от диаметров, используемых в доме труб отопления. Длинна трубы составляет около полуметра
• Переходники – для того, чтобы соединить ГВС или систему отопления с котлом
• ТЭНы – обычно используют две штуки. Один меньшей мощности и обязательно с терморегулятором.

Инструменты

Из инструментов понадобятся:

• Сварочный аппарат
• Угловая шлифовальная машина (болгарка)
• Мультиметр
• Шлифовальная машина

Инструкция по изготовлению котла

1. Из заранее подготовленных труб нарезаем два патрубка – диаметром 40-50 миллиметров.
2. Трубка большого диаметра будет служить непосредственно баком. На противоположных ее концах, сбоку, рядом с ее краями, необходимо вырезать по одному отверстию, а края аккуратно обработать УШМ, удалив заусенцы и неровности.
   Самодельный тэновый котел
3. Подготовленные патрубки привариваем к вырезанным отверстиям. К ним впоследствии будет подключен контур системы отопления.
4. Из листа стали вырезаем два круга, диаметром чуть больше внешнего диаметра бака-трубы.
5. Привариваем первый круг к верхнему торцу трубы, а второй — к нижней. Предварительно, в первом круге вырезаем отверстие и привариваем в него гайку.

   Ее размер должен соответствовать гайке ТЭНа с терморегулятором. После этого, ровно обрезаем болгаркой края кругов и тщательно шлифуем.

6. В днище делаем два отверстия, шлифуем и устанавливаем в них ТЭН.
7. Подключаем прибор к системе отопления через патрубки.
8. Монтируем второй ТЭН (у которого меньшая мощность), вкрутив его в гайку в верхнем торце котла.
9. Конструкция готова. Теперь осталось заполнить систему теплоносителем, подключить котел к электрической сети и ждать выхода на рабочую мощность.

После того, как нагреется система, нужно померить мультиметром температуру теплоносителя. Хорошо, если она будет около 70 градусов, не больше.

Мультиметр с функцией замера температуры

При необходимости, проведите регулировку, с помощью терморегулятора. Электрическую часть работы лучше поручить специалисту.

Но в любом случае, в электрическом щитке обязательно должны присутствовать:

• Автомат
• Пускатель магнитного типа
• Кнопки для управления котлом
• Реле и тумблер
• Предохранители
• Термодатчики

И конечно, электро котел необходимо обязательно заземлить. Подойдет металлический штырь, например, арматура и приваренный к нему железный болт. Эту конструкцию размещают под домом (или в другом удобном месте) и подключают к ней заземляющий провод, идущий от котла.

Уход за котлом и мелкий ремонт

За котлом, как и любым прибором, необходим уход и систематическая очистка. Периодически, при постоянном использовании, желательно один раз в год, вынимать ТЭН и очищать от образовавшейся накипи, как сам нагревательный элемент, так и бак изнутри.

Чтобы избежать частых ремонтов, рекомендуется использовать в системе отопления очищенную воду. Это достигается применением фильтров для воды. Регулярно следует проверять внешне прибор, на предмет наличия протекания.

При выходе из строя элемента нагревания – его следует заменить. Понять, что ТЭН испорчен легко, достаточно прозвонить ТЭН мультиметром. Испорченный нагревательный элемент крайне не рекомендуется использовать или пытаться починить самостоятельно.

Видео о выборе электрического котла:

Нужен ли вам электродный ионный котел?

Если перед вами стоит четкая задача выбрать экономное электрическое отопление, то я могу с уверенностью сказать, что электродный ионный котел вы встречали в сети неоднократно. А кому-то «повезло» и на себе почувствовать все прелести «рассекреченной оборонной технологии с атомных подводных лодок».

Принцип работы ионного котла

Уж и не знаю, с чего маркетологи решили назвать принцип работы ионного котла «новаторским». Как по мне — те же самые 2 бритвенных лезвия в огуречном рассоле))). А если по-научному: ионы воды проходят между анодом и катодом котла и проходящий между этими элементами ток ускоряет движение ионов, увеличивая температуру. Еще проще: нагрев воды за счет протекания тока через эту самую воду.

Прототип электродного котла

Гениальная простота или посредственная примитивность?

В теории работа электродного ионного котла сведена к бесхитростной схеме по известным каждому законам физики, но на практике… Эти агрегаты из «магазина на диване» подойдут фанату-электрику или любознательному сантехнику. Повесил и забыл — это не про ионные котлы. Не все так просто и гениально, как говорит нам вездесущая реклама. Самое интересное начинается с водоподготовки, а далее идет подбор радиаторов, особая разводка отопления и еще несколько занимательных моментов, о которых я расскажу ниже.

Миф о заоблачном КПД электродных котлов

Электроэнергия любого электрического котла преобразуется в тепловую с эффективностью, близкой к 100%. Способ преобразования энергии, к сожалению, никак не увеличивает энергию. Если моя квартира с учетом теплопотерь потребляет 6 кВт, то будь это электродный котел, ТЭНовый, газовый — она съест эти 6 кВт. А когда консультант уверяет, что 1 кВт электродного котла как 2 кВт от ТЭНа — я не знаю, плакать мне, или смеяться. Закон сохранения энергии все еще работает, и это тот потолок, о который бьются гениальные головы всех физиков мира.

Есть мнение, что за счет медленного электролиза, КПД ионного котла даже несколько ниже альтернативных электрических котлов (например, ТЭНового).

Водоподготовка и теплоноситель для электродных котлов

Для ионных котлов существуют жесткие нормы к минерализации воды. Нужна миллиграммная точность, самостоятельно подобрать кислотность крайне сложно, долго и трудозатратно.

Дистиллят работать просто так не будет, так как является диэлектриком: добавите много ионов (соли, соды, кислоты, щелочи) — «пробки выбьет», мало — котел не наберет мощности, не прогреет теплоноситель. Подгонку электролита до необходимой проводимости нужно делать с помощью кондуктометра. Кондуктометр вам понадобится неединожды. Да и вообще, на процедуру водоподготовки приезжает целая передвижная лаборатория.

Перечисленные выше ионизирующие добавки потихоньку съедают систему. На чугун ставить электродные котлы даже производители не рекомендуют, а алюминиевые радиаторы с добавкой вторичного алюминия окисляются и убивают теплоноситель буквально за сутки работы при 50-60 градусах.

Можно приобрести «родной» теплоноситель-антифриз, который продают производители котлов, средняя цена на который $23-25 за 10 литров. Но у антифриза, как у весьма текучей жидкости, есть очень неприятное свойство — находить малейшие огрехи в спайке труб и в разъемных соединениях, и подтекать.

Даже со специальным, родным теплоносителем необходима водоподготовка и межесезонный лабораторный контроль ($26 за вызов). И ингибитор прикупить не забудьте, который рекомендуется для промывки бывшей в эксплуатации системы или для подготовки новых алюминиевых радиаторов, для чугуна он не просто рекомендуется, а обязателен ($7).

Комплектующие для ионных котлов

Помимо привязки к теплоносителю, придется раскошеливаться на комплектующие для ионных котлов: насос, расширительный бак, терморегуляторы, группу безопасности, кондуктометр. Ну и электроды.

Электроды ионных котлов сверхчувствительны к накипи и всяческим налипаниям окисленного шлама. Практика показывает, что чистку электродов приходится проводить раз в 3-4 недели, например, наждаком. И в этот период котел потихоньку теряет мощность, а мотает больше.

Благодаря термоядерному горячему «рассолу» металл в системе подвергается коррозии, шлам в системе «садится» на электроды и снижает электропроводность. Это чревато перегревом системы и выбиванию автомата — теплоноситель не прогревается до 40 градусов и автоматика не срабатывает.

Электроды нередко выгорают, особенно при неточной водоподготовке (например, чуть больше соды или соли добавите) а купить электрод для ионного котла стоит не меньше $60.

Заземление

Принцип работы электродного котла подразумевает выработку статического электричества, поэтому необходимо заземление котла и всей системы отопления.

Система отопления под ионный котел

Электродные котлы лучше ставить в систему, спаянную специально под него, с другими видами котлов эта система работать не будет. Если планируется установка ионного котла в дом на несколько этажей, то придется ставить по котлу на этаж. Также, чтобы котел быстрее выходил на заданную мощность, контур должен быть теплоизолирован.

Запустится котел только на теплоносителе, температура которого не ниже 14 градусов.

Система с ионным котлом постепенно завоздушивается водородом, который медленно но верно выделяется при гидролизе. Завоздушивание провоцирует снижение эффективности и выгорают электроды. Кислород от гидролиза вызывает коррозию системы.

Делаем выводы

• Никакой заоблачной энергоэффективности и экономии от использования электродного котла нет. Ионы тоже подчиняются законам физики.
• Расходы на профессиональное обслуживание, комплектующие и теплоноситель превышают цену самого котла не в один раз.
• Система отопления под такие котлы не универсальна и накладывает ограничения в выборе радиаторов.
• Уровень электробезопасности не годится для такого оборудования.

Если нет альтернативы электрическому отоплению

Есть несколько хороших вариантов электрического отопления, среди них:

• Индивидуальные панельные обогреватели конвекторы.
• Маслонаполненные электрические радиаторы.
• ТЭНовые котлы.

По системе отопления на конвекторах написал отдельный материал.

Если не разводить систему отопления, то экономится куча денег, самоустраняется масса проблем с протечками, теплоносителями, сервисами на дому. О различных энергоэффективных видах электрических обогревателей поговорим в следующих статьях.

Поделиться с друзьями

Похожее

Похожие записи

Почему электродные котлы намного экономичнее в эксплуатации чем другие типы электрических отопительных котлов (ТЭНовые и др.)

Зачастую можно услышать довольно странные высказывания, что все электрические отопительные котлы не имеют преимуществ друг перед другом в вопросе экономичности при эксплуатации, то есть какой бы тип электрического котла Вы не установили, Ваши затраты на отопление будут одинаковы. При этом эти горе специалисты ссылаются на закон сохранения энергии. По их мнению, если взять два электрических котла одинаковых по мощности разного типа такие как, например, электродный котел и ТЭНовый котел, то и работать эти электрокотлы будут совершенно одинаково: будут равнозначные затраты на отопление помещения, одинаково быстро будет прогреваться жидкость в системе отопления ( теплоноситель ) и так далее. При этом они апеллируют таким понятием как КПД электрических котлов, то есть если он равнозначный у электрокотлов, то и котлы будут работать одинаково, независимо от их типа. Это большое заблуждение, поскольку данные люди путают два понятия, такие как КПД котла и его эффективность, это разные вещи. Давайте рассмотрим этот момент подробнее.

Действительно, физическое расчетное КПД у всех электрических котлов схожее и равно оно примерно до 95%-98%. И тут возникает резонный вопрос- так почему же в процессе эксплуатации затраты на отопление с электродным отопительным котлом по факты в разы меньше, нежели при использовании ТЭНовых котлов такой же мощности? Все дело в том, что не следует путать эффективность котла с его КПД. КПД отражает какая часть затраченной нами энергии участвует в полезном действии (работе). То есть фактически это подразумевает, что КПД не может превышать цифру в сто процентов, так как в создании полезной работы не может участвовать энергии больше чем мы дали. Если же на выходе мы получили больше энергии чем мы затратили, то это уже будет- ЭФФЕКТИВНОСТЬ. Именно эффективность говорит нам о результативности работы котла, так как она определяется соотношением полученного эффекта (результат нагрева теплоносителя в отопительной системе) и понесенных затрат. Именно поэтому даже при одинаковом КПД у электрических котлов, работать они будут по-разному, именно за счет разного уровня эффективности работы электрокотлов.

Так благодаря чему получается такая высокая эффективность работы электродных электрокотлов в сравнении с ТЭНовыми в отопительных системах? Рассмотрим это по порядку.

1. Большая экономичность электродного котла связана с принципом нагрева теплоносителя. С позиции физической химии в электродном котле происходит ионизация теплоносителя, при которой осуществляется расщепление молекул теплоносителя на положительные и отрицательные ионы, при этом высвобождается большое количество энергии, за счет этого происходит практически мгновенный нагрев теплоносителя, то есть теплоноситель нагревает сам себя «без посредника». Это и есть ЭФФЕКТИВНОСТЬ. Камера, в которой осуществляется нагрев теплоносителя, имеет небольшие размеры и, практически, мгновенный нагрев теплоносителя создают необходимую циркуляцию в системе отопления. Поэтому, в ряде случаев (в зависимости от вида отопительной системы) электродный котел можно использовать без циркуляционного насоса. При работе же ТЭНового котла нагрев теплоносителя происходит через «посредника» (косвенный нагрев), что, безусловно, экономически является более затратным. Так как вначале нагреется сам ТЭН, а только потом он будет передавать тепло теплоносителю, что является крайне неэффективным.
2. Во-вторых, самое большое преимущество у электродных котлов состоит в том, что они прогревают сразу и мгновенно весь объем теплоносителя, который поступает в камеру электрокотла. Это и есть ЭФФЕКТИВНОСТЬ. Крайняя малая эффективность работы ТЭНовых котлов связана с тем, что теплоноситель, поступающий в данный котел, осуществляет съем тепла только с поверхности ТЭНа. Эта поверхность ТЭНа по своей площади очень мала, в связи с чем реально нагревается только 7%-10% от всего объема теплоносителя поступающего в камеру ТЭНового электрокотла. Поскольку теплоноситель постоянно охлаждается в системе отопления за счет отдачи тепла радиаторами помещению, ТЭНовому котлу при такой низкой производительности необходимо сделать в 4-5 раз больше полных циркуляций теплоносителя по отопительной системе, чем электродному котлу. Именно поэтому при одинаковой мощности электродного и ТЭНового котла и их одинаковом КПД, затраты электроэнергии на отопление равнозначных помещений у этих электрокотлов абсолютно разные, отличаются в разы.
3. В-третьих, какую бы Вы не выставили температуру в отопительной системе ТЭНовый котел включится сразу всей своей номинальной мощностью. А электродный котел набирает свою номинальную мощность постепенно, по мере увеличения температуры теплоносителя в отопительной системе, это становится возможным благодаря высокой эффективности работы электродного котла, который не затрачивает лишней электроэнергии. При этом электродный котел достигнет заданных Вами параметров температуры в отопительной системе не только быстрее чем ТЭНовый котел, но и сделает это намного экономичнее по деньгам. Это происходит, как было сказано выше, за счет мгновенного нагрева теплоносителя в полном объеме в камере электродного котла, что и позволяет не затрачивать излишние мощности электроэнергии на прогрев теплоносителя. Допустим, для нагрева 50 литров теплоносителя в системе отопления ТЭНовому котлу потребуется около часа, при этом он будет все это время расходовать свою номинальную мощность, тогда как электродный котел такой же мощности достигнет тех же параметров температуры теплоносителя всего за 15 минут. Электродный котел достигает своей номинальной мощности при температуре теплоносителя в 60°С- 70°С (это считается зимнее отапливание: когда нормально утеплено отапливаемое помещение, а температура воздуха на улице -20°С мороза и в отапливаемом помещении температура воздуха при этом будет около 24°С- 25°С.). При меньших температурах теплоносителя (заданных Вами), потребляемая мощность электродного котла, за счет его эффективности, будет меньше, поэтому и расход электроэнергии выйдет значительно меньше в сравнении с ТЭНовыми котлами. Например, электродный котел мощностью 5 кВт при температуре теплоносителя в 60°С- 70°С будет потреблять мощность в 5 КВт, при понижении температуры теплоносителя в отопительной системе до 30°С- 35°С, он будет потреблять мощность в пределах 2,5 кВт, при этом не будет никакой потери эффективности в работе системы отопления.
4. Возможность удара электрическим током исключена в электродном котле полностью. Потому что:
   — в электродном котле электрический ток полностью преобразуется в тепловую энергию, поэтому на корпусе котла, на радиаторах и других элементах отопительной системы возникновение электрического тока невозможно;
   — единственное, что необходимо, так это правильно подключить фазу и ноль. Но это касается не только электродных котлов, это правило распространяется на любые электрические устройства;
   — показатель безопасности у электродного котла очень высокий, так как даже при утечке теплоносителя из системы отопления, происходит просто размыкание цепи и электродный котел выключается, так как функционирование котла при этом невозможно. Для ТЭНового котла утечка теплоносителя является аварийной ситуацией, при которой высока вероятность как возникновения пожара, так и поломки самого ТЭНового котла, а значит, как следствие, будет дорогостоящий ремонт. Притом, что, зачастую, рядовой ремонт ТЭНового котла по затратам гораздо превышает стоимость самого электродного котла. Утечка теплоносителя из системы отопления никак не повлияет на дальнейшее функционирование электродного котла и не потребуется никаких ремонтных работ.
5. Электродный котел очень прост в эксплуатации и не нуждается в никаком особом обслуживании и вызовах специалистов. Вы сами легко справитесь с обслуживанием котла. Электрокотел имеет очень простую конструкцию, неприхотлив в эксплуатации и легко переносит возможные перепады напряжения. Большой гарантийный срок — в 10 лет, это залог качества данного оборудования. Срок службы рассчитан на 30 лет. Плановое обслуживание электродного котла (проверить электрод на наличие загрязнений) делается один раз в четыре года и Вы это легко сделаете самостоятельно. займет это не более 30 минут. Как это сделать подробно описано в паспорте электродного котла.
6. Использование в качестве теплоносителя талой, дождевой или дистиллированной воды не является недостатком электродного котла. А, наоборот, является преимуществом данного электрокотла, так как исключаются все проблемы связанные с образованием накипи в отопительной системе, ржавчины и тому подобное. Так как в дистиллированной воде не содержится никаких посторонних примесей и поэтому отложение солей, закупоривание системы отопления, появление ржавчины и тому подобное, полностью исключено. Заливать в систему отопления водопроводную воду, воду из скважин, колодцев- это бездумное разрушение системы отопления, даже без привязки к типу установленного котла в отопительной системе. Для любой системы отопления нужна чистая вода без посторонних примесей, которые совершенно губительны для отопительных систем.

сравнение с другими и сколько потребляет

Уже давно стерлись четкие границы в разделении по эффективности и целесообразности электрических, газовых и твердотопливных котлов. Остановив свой выбор на электричестве, возникает еще ряд вопросов, ведь есть тэновые, электродные, индукционные вариации и сложно сказать без подробного разбора, какие электрические котлы для отопления частного дома лучше.

ТЭНовые

В качестве нагревательного элемента используются ТЭНы, способные преобразовать практически без потерь электричество в тепло. Представляют собой тугоплавкий проводник с низким омическим сопротивлением. Он способен выдержать большой ток и при этом не расплавиться. Для защиты проводника используется изолятор, чаще керамический, и металлическая оболочка, чаще медная, для защиты всего устройства от воздействия воды или другого теплоносителя.

Нагревательные элементы закрепляются внутри накопительного резервуара. Контакты для питания выводятся наружу, а места стыков корпуса резервуара и ТЭНов герметично запаиваются, исключая вытекание теплоносителя.

Основной процесс в котле – это непосредственный теплоперенос от нагревательного элемента к воде. Используется от одного до трех, иногда четырех, ТЭНов, способных обеспечить должную мощность.

Схема устройства тэнового электрического котла

Характеристики ТЭНовых котлов отопления для частного дома:

• КПД – 96-99%;
• Мощность от 1.5 кВт до 60;
• Питание однофазное(220), трехфазное (380), 50-60 Гц;
• Источник тепла – ТЭН с тугоплавким проводником, изолированным керамическим диэлектриком и медной оболочкой;
• Вариант исполнения теплообменника – с накопительной емкостью, проточный.

Особенности

Ступенчатая регулировка мощности 1/2, 1/3, 2/3 и полная мощность при задействовании различного числа ТЭНов.

Пожарная и электрическая безопасность. Полное изолирование электрической части от теплоносителя и окружающей среды.

Котел мощностью 10 кВт произведет 1 Гкал тепла за 116 часов, потратив на это в целом 1163 кВт/ч электроэнергии, при практически 100% КПД.

Доступная цена.

Исходя из стоимости одного киловатта энергии, можно подсчитать затраты на производство одной гигакалории тепла. Это важный показатель, который позволит в итоге сравнить эффективность электрических котлов   различной конструкции и работающих на других типах топлива.

Недостатки

Часто озвучивается проблема с накипью на ТЭНах. Однако сама по себе накипь даже не снижает КПД, только повышает риск выхода нагревательного элемента из строя. Снижает срок его службы. Тепло все равно будет поступать в теплоноситель, просто потому, что ему больше некуда деваться. В условиях автономного отопления частного дома эту проблему легко решает подготовка теплоносителя. Использование деминерализованной воды и специальных наполнителей для увеличения теплоотдачи защитит более чем полностью ТЭНЫ от появления накипи.

Электродные

Появились электродные котлы сравнительно недавно. В них используется новый способ непосредственного нагрева теплоносителя. Электрический ток пропускается через теплоноситель с выделением тепла. Такой подход призван решить две проблемы:

• Снизить инертность системы, повысить скорость нагрева теплоносителя.
• Устранить проблему накипи и отложений. Электроды не покрываются накипью, металлами или солями даже в ходе предполагаемого электролиза, он попросту невозможен за счет постоянной смены полярности на частоте питающей сети – 50 Гц.

С поставленными задачами конструкция справляется, однако появляется целый ряд нюансов и особенностей, без которых ожидать хорошую отдачу не стоит.

Схема устройства электродного котла

Электродные котлы всецело зависят от состава теплоносителя, он должен обладать хорошей проводимостью и при этом не вызывать образование агрессивных соединений под воздействием электрического тока. Потребляемая мощность зависит от удельного сопротивления теплоносителя (состава), его температуры, расстояния между электродами и их диаметром.

Все это приводит к нелинейной зависимости потребляемой мощности от температуры жидкости. При низких температурах потребляемая мощность и количество выделяемой теплоты ниже, при повышении температуры в системе отопления повышается потребление электричества и скорость дальнейшего нарастания температуры.

На номинальную мощность электродный котел выходит только при температуре теплоносителя в 75-90 оС.

Электродные котлы по определению только проточного типа. Нужно поддерживать постоянное движение теплоносителя, чтобы предупредить перегрев и закипание воды. Электродные котлы имеют самое компактное исполнение в сравнении с ТЭНовыми или индукционными конструкциями.

Характеристики:

• КПД – до 99%;
• Номинальная мощность – от 2 кВт до 36 кВт;
• Питание – однофазное (220В), трехфазное (380В), частота 50-60 Гц;
• Источник тепла – ток, пропускаемый через теплоноситель;
• Вариант исполнения теплообменника – проточный.

Особенности

Обязательная подготовка теплоносителя. Удельная теплоемкость при +15оС должна составлять не менее 1000-1200 Ом*см.

Обязательное наличие мощного заземления. Категорически запрещено использовать электродный котел без заземления.

При использовании УЗО (Устройство Защитного отключения) котел подключают строго перед ним. Работа в одной сети невозможна из-за наличия больших точек утечки.

При использовании алюминиевых радиаторов или любых других элементов с этим металлом требуется дополнительное повышение проводимости теплоносителя специальными составами.

При соблюдении всех прочих требований можно использовать параллельно с другими типами котлов в качестве резерва.

Недостатки

Собственно огромное количество обязательных эксплуатационных требований является основным недостатком электродных котлов отопления.

Далеко не всеми котлами можно управлять при помощи программатора, и устанавливать режимы работы отличные от поддерживания заданной температуры теплоносителя.

Добиться положенного КПД в 99% на практике очень сложно. Наличие токов утечки способно снизить эффективность до 10-15%, и к этому еще и создать проблемы с наличием существенных токов на металлических поверхностях системы отопления и заземлении.

Высокая стоимость.

Индукционные

Для нагрева воды используются электромагнитные волны и индукционные токи, наводимые ими на внутренней металлической поверхности теплообменника. В основе устройства индукционная катушка, которая является первичной обмоткой трансформатора, второй «обмоткой» является корпус теплообменника и трубчатый лабиринт, по которому течет теплоноситель. Вся мощность, приложенная к вторичной обмотке, переходит в тепловую энергию, ведь она является короткозамкнутой.

Питание катушки может выполняться на частоте от 50 Гц и до нескольких сот килогерц. С повышением частоты увеличивается и эффективность нагрева, однако требуются более дорогие схемы управления.

Схема устройства индукционного котла

Характеристики:

• КПД – до 90-98%;
• Номинальная мощность – от 3 кВт до 40 кВт;
• Питание – однофазное (220В), трехфазное (380В), частота 50-60 Гц;
• Источник тепла – индукционный нагрев;
• Вариант исполнения теплообменника – проточный.

Особенности

Нагревается вся внутренняя поверхность теплообменника, жидкость быстрее прогревается, при этом с меньшим перепадом температур.

Нет прямого контакта индукционной катушки с теплоносителем, залог долговечности системы и практически полная независимость от состава жидкости.

Возможна плавная регулировка мощности и запрограммированная работа котла.

Недостатки

Заявленный КПД можно ожидать только от качественных индукционных котлов известных производителей. Часть энергии попросту рассеивается в виде электромагнитных волн.

Размеры котла малой мощности на 3-5 кВт больше по габаритам ТЭНовых.

Высокая стоимость.

Сравнение с другими типами

Для наглядности важно сравнить параметры электрических котлов с газовыми, твердотопливными и работающими на жидком топливе.

Вид топлива	Низшая теплота сгорания		КПД котла, %	Количество топлива для выработки 1 Гкал системой отопления с учетом КПД
Каменный уголь	5 200	ккал/кг	85	164,05	кг
Природный газ (метан)	8 600	ккал/м3	93	107,88	м3
Пеллеты из дерева	3 800	ккал/кг	90	236,7	кг
Электрический котел			100	1163	кВт/ч
Сжиженный газ	10 700	ккал/кг	93	86,49	кг
Дизельное топливо	10 200 (8 568)	ккал/кг (ккал/л)	93	107,88	л

Зная стоимость конкретного типа топлива в своем регионе, можно определить затраты на выработку 1 Гкал тепла. Стоимость тепла, вырабатываемого электрическим котлом, существенно выше, чем у аналогов, работающих на газу или твердом топливе, практически для всех регионов страны. Однако следует учитывать, что стоимость самого котла и его установки наоборот существенно ниже.

Разница в комфорте эксплуатации, возможности автоматизировать процесс работы котла колоссальна. Электрический котел настраивают на работу по расписанию с выбором мощности, температуры теплоносителя и других важных параметров, что в сумме дает реальную экономию до нескольких раз. Для этого нужен весьма недорогой программатор, который подойдет для большинства моделей.

Газовые и твердотопливные котлы можно лишь вручную контролировать по мощности, что зачастую игнорируется, выставляя усредненное постоянное значение температуры воды. Аналогичная же система автоматизации для этих типов топлива обойдется в несколько раз дороже, чем сами котлы.

Как выбрать

Основной вопрос, на какой конструкции котла остановить свой выбор?

Два основных критерия, которые приводят к выбору электрического котла:

• Низкая стоимость оборудования и установки;
• Сложность или невозможность наладить поставку и хранение другого типа топлива.

Если ориентироваться только на эти два критерия и вспомнить о высокой стоимости электроэнергии, то оптимальным выбором будет простой ТЭНовый котел с программатором. Он долговечен и обладает наименьшим числом эксплуатационных особенностей. Как и с любым другим типом котла нужна подготовка теплоносителя, что в условиях частного дома легко решается, притом подготовка для ТЭНового отопления самая простая. Достаточно использовать деминерализованную воду.

Программатор позволит задать оптимальный режим работы. Учитывается даже разница в стоимости электроэнергии в дневное и ночное время, а также время нахождения людей в доме, когда требуется максимальный прогрев. Все это приводит к оптимизации трат электроэнергии и экономии.

Сравнив реальные затраты на установку и обслуживание ТЭНового котла за пять лет эксплуатации можно вовсе не увидеть разницу с газовым оборудованием и тем более с твердотопливным. В дополнение неизмеримо повышается комфорт.

У электродного котла есть одно неоспоримое преимущество – высокая скорость нагрева теплоносителя. К этому добавляется одно следствие: он отлично подходит для установки в систему отопления естественной циркуляции, ведь создает мощный поток на выходе за счет большого перепада температур.

Однако наличие огромного числа требований к качеству теплоносителя, способу подключения и т.п. в дополнение к высокой стоимости усложняют выбор именно электродной конструкции.

Индукционный котел отопления для частного дома можно назвать самым оптимальным вариантом, если есть возможность выложить сразу крупную сумму на приобретение оборудования. Естественно смысл в приобретении столь дорогого оборудования будет только при комплектации его нормальным программатором и выбором оптимального режима работы.

Сколько потребляет в месяц электричества

Расчет актуально проводить для котлов различной мощности, чтобы определить порядок чисел, которые предстоит увидеть в квитанции по оплате электричества, а возможно задуматься об утеплении дома. В утепленном доме потребуется оборудование меньшей мощности при том же конечном результате.

Мощность , кВт	3	4,5	6	8	12	15
Отапливаемая площадь, м2	< 25	26-35	40-50	51-75	90-110	111-140
Число часов работы котла при максимальной нагрузке и запасе мощности 20%	570*
Затраты электроэнергии при максимальной нагрузке, кВт/ч	1710	2565	3420	4560	6840	8550
Число часов работы в оптимальном режиме с программатором	290**
Затраты электроэнергии оптимального режима, кВт/ч	870	1305	1740	2320	3480	4350

* В максимальном режиме учитывается запас мощности, при котором нагревательный элемент работает периодически (число часов в месяц 720 * 20%).

** В оптимальном режиме учитывается время в будние дни, когда никого нет дома, и требуется только поддержать температуру, время активной работы утром и вечером, а также поддержка температуры в ночное время.

Данные в таблице рассчитаны и представлены, не отталкиваясь от поддержания конкретной температуры в помещении, и с оговоркой, что выбрано оптимальное по мощности оборудование. Это позволяет сравнить примерный порядок чисел при использовании электрического котла отопления для частного дома.

Учитывая цену на электричество, возможность разделения ночного и дневного потребления с различными тарифами, а также особенности теплоснабжения дома, в частном случае потребление может оказаться еще на 10-25% ниже.

Основное преимущество электрических котлов как раз и заключается в возможности максимальной оптимизации работы системы отопления с получением экономической выгоды и для повышения комфорта.

Электродные котлы и энергопереход

---

Электродный котел, котел с электрическим приводом, в котором вода, которая должна быть нагрета, сама используется в качестве электрического сопротивления, обеспечивает надежный и надежный способ преобразования энергии в тепло, способный напрямую использовать напряжения до 24 кВ без ступенек. понижающие трансформаторы и достижение очень высоких скоростей разгона (чему способствовало отсутствие поверхностей нагрева и трубопроводов котла). Эта технология существует уже несколько лет, но вновь вызвала интерес как средство, помогающее поддерживать стабильность в сетях с высоким процентом возобновляемых источников энергии, а также как экономичный вариант преобразования энергии в тепло.Мартин Лёвланд, технический директор, PARAT Halvorsen, Норвегия

---

В электродном котле переменный ток течет в воде между тремя или более электродами. Электрическое сопротивление воды напрямую генерирует тепло. Тепло можно использовать для обеспечения горячей водой системы отопления или для производства пара для промышленных процессов.

Электродный котел используется в Европе более 70 лет. Он был очень популярен в 1960-х годах, особенно в странах со значительными гидроэнергетическими ресурсами (например, в Норвегии).До того, как электрические сети в Европе были подключены, электродные котлы давали возможность использовать дешевую избыточную энергию, вырабатываемую гидроэлектростанциями в периоды перепроизводства, и использовать ее для производства горячей воды или пара.

В 1980-х годах с улучшением сетевых соединений между странами и ростом цен на электроэнергию накопление тепловой энергии стало менее привлекательным, а популярность электрических котлов снизилась даже в Норвегии.

Тем не менее, несмотря на спад на рынке, норвежская компания PARAT Halvorsen AS приняла решение продолжать предлагать эту технологию и поддерживать ее как можно более современную, предлагая ее для нишевых приложений, например, для больниц, которым требовалось электрическое оборудование. котел в качестве резервного для дополнения к масляному котлу.

Компания также поставила оффшорную версию для приложения FPSO (соответствует требованиям зоны опасности «EX»).

Появляются новые рынки

Впоследствии, примерно в 2010 году, появился новый рынок для электродных котлов: регулирование сетей, справляющееся с растущей долей непостоянной ветровой генерации. Первые запросы поступили от датских муниципальных ТЭЦ, от которых регулирующий орган Дании потребовал установить аккумуляторы тепла, чтобы помочь предотвратить потенциальную нестабильность сети, возникающую из-за значительной ветровой мощности в сети.

В Дании электродный котел PARAT Halvorsen использовался преимущественно для регулирования первичной сети. В этом приложении вся мощность котла выставлена ​​на отрицательное регулирование сети. Это означает, что когда в сети слишком много мощности, котел автоматически регулируется, достигая полной тепловой мощности за 30 секунд, помогая стабилизировать частоту сети. Электродный котел с минимальным количеством трубопроводов и без поверхностей нагрева особенно подходит для такого типа быстрого нарастания температуры.

В других странах, особенно в Германии, рынок электродных котлов развивался в приложениях с отрицательным вторичным регулированием, т. Е. С потреблением энергии из сети, но в течение более длительных периодов времени.

Другой рынок — ТЭЦ, которые сталкиваются с ситуацией, когда поставка тепла для централизованного теплоснабжения приносит больше доходов, чем продажа электроэнергии. Они могут использовать электродный котел для преобразования своей энергии в тепло вместо того, чтобы поставлять дешевую электроэнергию в сеть.

Электродный котел также может использоваться для регулирования внутренней нагрузки в многоблочных ТЭЦ при запуске или остановке агрегата, что позволяет поддерживать нагрузку на поршневые двигатели или газовые турбины на оптимальном уровне.

Кроме того, некоторые пользователи считают, что электродный котел может стать важной частью резервного плана на случай отказа газоснабжения или других частей инфраструктуры. В таких условиях электродный котел может подавать центральное отопление или пар критически важным клиентам. Электродный котел может выйти на полную нагрузку из холодных условий за 5-10 минут, что является преимуществом для резервного котла.

В Норвегии пользователи используют электродный котел, поскольку в качестве источника тепла электроэнергия может конкурировать с нефтью и газом.Использование электричества также улучшает экологические показатели.

Принцип действия и преимущества электродного котла

Электродный котел PARAT состоит из внешнего и внутреннего резервуаров. Электроды подвешены внутри внутреннего контейнера, который электрически изолирован от внешней оболочки.

Вода и внутренний контейнер образуют изолированную нулевую точку в звездообразном соединении между электродами.

Циркуляционный насос подает воду в емкость с электродом.Мощность котла пропорциональна уровню воды на электродах.

Для традиционного топочного котла необходима камера сгорания и секция трубы для передачи тепла от пламени воде. Это приводит к большому, тяжелому и дорогостоящему строительству. В электродном котле тепло генерируется непосредственно в компактном водяном объеме между электродами.

Электродный котел работает на среднее напряжение в диапазоне 6-24 кВ. В отличие от типичного низковольтного нагревателя, ему не нужен трансформатор низкого напряжения, что позволяет избежать затрат, связанных с трансформатором, кабелями и низковольтным распределительным устройством.

Технология электродного котла хорошо отработана и хорошо изучена на основе многолетнего опыта.

Используемая в настоящее время высоконадежная электродная система была разработана PARAT Halvorsen в 1993 году в сотрудничестве с Университетом Тронхейма. Ранее использовавшиеся электроды, как правило, изнашивались из-за сильноточных потоков, и их приходилось часто заменять. На основе практических экспериментов и компьютерного моделирования была разработана концепция симметричного электрода PARAT.Потоки тока были снижены до уровня, при котором электроды больше не изнашивались.

В ответ на рост возобновляемых источников энергии, которые становятся важной частью производства электроэнергии, электродные котлы постоянно совершенствуются. Вариант на 24 кВ был разработан в 2015 году и сейчас успешно эксплуатируется на четырех заводах. Система управления котлом также была улучшена, а время отклика уменьшено, чтобы котел мог выполнять сложную задачу первичного регулирования.

Диапазон мощности электродного котла ПАРАТ 5-60 МВт.

Опыт проекта

PARAT Halvorsen AS была первой компанией в мире, которая применила паровой электродный котел для регулирования сети. В настоящее время в Германии в этом приложении задействовано более 250 МВт паровых котлов PARAT.

Проект на площадке под управлением Currenta в Леверкузене, Германия (см. Рисунок слева вверху), является хорошим примером того, как электродный котел мощностью 7 МВт может быть интегрирован в паровую сеть промышленного парка.Котел претендует на вторичное регулирование, и когда он работает, для производства пара можно использовать меньше газа и угля. Электродный котел в Леверкузене подает насыщенный пар под давлением 32 бар, а пароперегреватель низкого напряжения обеспечивает температуру пара до 380 ° C.

Также на фото (вверху справа) электродный котел мощностью 15 МВт, используемый в проекте по преобразованию электроэнергии в тепло на электростанции ŠKO-ENERGO в Млада-Болеславе. В этом случае электродный котел PARAT соединен с теплообменником, который подает вырабатываемое тепло в существующую систему централизованного теплоснабжения, обеспечивая буфер во время пиковых нагрузок в электросети общего пользования.

Электростанция была спроектирована совместно компаниями ŠKO-ENERGO и E.ON Czech Republic.

Еще одна недавняя установка (см. Справа) — это высоковольтный электродный котел PARAT Halvorsen мощностью 10 МВт для A2A Calore e Servizi, крупнейшей компании централизованного теплоснабжения Италии. Котел был введен в эксплуатацию в начале 2018 года и будет использоваться для пиковых нагрузок и регулирования сети в Милане.

Мысли о будущем

PARAT Halvorsen всегда ищет инновационные пути развития электродных котлов.Недавняя награда от Statoil, например, предусматривает поставку системы отопления с электродными котлами мощностью 2 x 12 МВт 11 кВ (смонтированная на салазках) для месторождения Johan Sverdrup Phase 2. Морское месторождение будет полностью эксплуатироваться на возобновляемых источниках энергии, передаваемых с материковой части Норвегии, а не на обычных электростанциях, установленных на платформе.

Мы также считаем, что бизнес возобновляемых источников энергии в настоящее время сталкивается с проблемой, в решении которой могут помочь электродные котлы. С тех пор, как мы вышли на рынок регулирования энергосистем в 2010 году, мы стали свидетелями значительного роста использования возобновляемых источников энергии в европейской энергосистеме.Однако, путешествуя, мы замечаем, что многие ветряные турбины не работают даже в ветреную погоду. Причиной этого в основном являются устаревшие налоговые структуры, препятствующие использованию электроэнергии в качестве источника тепла, или высокие сетевые тарифы, даже если сеть не загружена. По этим причинам много ГВтч возобновляемой энергии теряется каждый день, поскольку она никогда не производится. Поэтому мы обращаемся к политикам с таким же вызовом, чтобы они работали над созданием подходящей основы для использования возобновляемой энергии так же усердно, как они делали это над внедрением технологий возобновляемой генерации.

Две разновидности электрических котлов с явными преимуществами | Lathrop Trotter

Электрические котлы обеспечивают надежную работу и эффективность, при этом они безопаснее и чище, чем другие типы котлов. Lathrop Trotter с гордостью предлагает электрические паровые и водогрейные котлы Precision Boilers.

Электрокотлы бывают двух разновидностей: котлы погружные стойкие и электродные котлы . Эти два типа электрических котлов редко пересекаются в размерах котлов из-за производственных затрат и необходимого уровня контроля.

Погружные котлы с водонепроницаемыми элементами

• Доступны агрегаты в конфигурациях на 208, 240, 380, 415, 480 и 600 вольт
• Все элементы полностью погружены в воду
• Традиционная конструкция 200PSI или ниже для паровых и водяных котлов

Наши котлы элементного типа с плотностью ниже 200 фунтов на квадратный дюйм имеют элементы с фланцами на 4 болта. Это означает, что они могут быть удалены обычными ручными инструментами, в отличие от петель элементов связки, используемых конкурирующими котлами.

Для наших электрических котлов мощностью более 200 фунтов на квадратный дюйм мы используем тип пучка, чтобы обеспечить номинальное давление до 1750 фунтов на квадратный дюйм.

Электрические бойлеры сопротивления мощностью от 1 до 500 л.с. (10–5 000 кВт) как в электрических, так и в паровых котлах. Бойлеры сопротивления управляются с помощью контроллера ступенчатой ​​карты с пропорциональной последовательностью, связанного с контроллером температуры (котел HW) или контроллером давления (паровой котел).

Каждый из этих электрических котлов имеет внутренние цепи, подключенные к контакторам элементов, которые включаются и отключаются с помощью платы ступенчатого управления, в зависимости от входа на контроллере котла.Шаговая карта будет задействовать выбранный банк элементов с равномерной загрузкой, давая при этом временную задержку, чтобы не перегружать отдельные элементы больше, чем другие. Наша технология «первого включения / выключения» означает, что пошаговая карта задействует следующий ступенчатый контур элемента, если котел отключен по порядку. Это обеспечивает равномерный износ элементов с течением времени.

Электрокотлы электродного типа

• Диапазон паропроизводительности 2,700–167,000 фунтов в час
• Рабочие условия 100-400 фунтов на квадратный дюйм
• Может использоваться только в условиях высокого напряжения, 4160 В, 6.9 кВ и 13,2 кВ
• Can 80HP-5,000HP (800Kw-50,000KW)

Электрокотлы электродного типа предлагаются только в качестве опции парового котла. Ассортимент этих котлов подходит для большинства паровых котлов высокого давления. В такой конструкции электроды свешиваются над уровнем воды котла. Когда системе требуется пар, один или несколько насосов с приводом от частотно-регулируемого привода нагнетают котловую воду из резервуара вверх через паровое сопло и распыляют на электроды под напряжением, немедленно превращаясь в пар.

При использовании частотно-регулируемого привода для управления мощностью электродные котлы настраиваются на 100% диапазон регулирования. (См. Диаграмму ниже.) Эти котлы не могут перейти в состояние низкого уровня воды — когда вода не достигает коллектора форсунки, она не производит пар, и, таким образом, котел и система защищены.

Готовы обсудить потребности вашего котла? Свяжитесь с Lathrop Trotter сегодня!

Вопросы? Ваш инженер по продажам Lathrop Trotter может помочь! Свяжитесь с нами

Котлы и системы управления котлами (Энергетика)

Аннотация

Многие коммерческие и промышленные предприятия используют котлы для производства пара или горячей воды для отопления помещений или для технологического отопления.Котлы, как правило, являются основными потребителями энергии, и любой человек, участвующий в управлении энергопотреблением, должен знать, как работает котел и как его производительность может быть сохранена или улучшена. В этой статье описаны типы котлов, используемых для обогрева объектов, а также дан обзор основных средств управления котлом и параметров, влияющих на энергоэффективность.

ВВЕДЕНИЕ

Котел — закрытый сосуд, предназначенный для нагрева воды и производства горячей воды или пара за счет сгорания топлива или действия электродов или элементов электрического сопротивления.Многие коммерческие и промышленные предприятия используют котлы для производства пара или горячей воды для отопления помещений или для технологического отопления. Котлы, как правило, являются основными потребителями энергии, и любой человек, участвующий в управлении энергопотреблением объекта, должен знать, как работает котел и как его производительность может быть сохранена или улучшена. В частности, важно знать, какие параметры котельной системы наиболее важны. Для котлов, работающих на ископаемом топливе, эффективность сгорания является основным параметром, представляющим интерес; Чаще всего это регулируется путем подачи оптимального количества воздуха для горения, смешанного с топливом.Таким образом, понимание систем управления котлом чрезвычайно важно. Паровые и водогрейные котлы доступны в стандартных размерах от очень маленьких котлов для квартир и жилых домов до очень больших котлов для коммерческого и промышленного использования.

ТИПЫ КОТЛА

Котлы классифицируются по температуре воды или давлению пара. Далее они классифицируются по типу металла, используемого в строительстве (чугун, сталь или медь), по типу топлива или теплового элемента (нефть, газ или электричество) или по взаимосвязи огня или воды с источником тепла. трубки (т.е., пожарная или водяная трубка).

— Котлы низкого давления предназначены для производства пара под давлением до 15 фунтов на кв. Дюйм или горячей воды до 250 ° F с давлением до 160 фунтов на квадратный дюйм.

— Котлы среднего и высокого давления производят пар с давлением выше 15 фунтов на квадратный дюйм или горячую воду с давлением выше 160 фунтов на квадратный дюйм, или 250 ° F, или и то, и другое.

Котлы обычно изготавливаются из чугуна или сварной стали. Чугунные котлы (рис. 1) изготавливаются из отдельных литых секций и соединяются между собой винтами или гайками и стяжными шпильками или резьбовыми заклепками.Количество секций можно варьировать, чтобы обеспечить диапазон производительности.

Стальные котлы бывают самых разных конфигураций. Они собираются на заводе, привариваются и отправляются как единое целое. На рис. 2 изображен дымовой котел. Огонь и дымовые газы практически окружены водой. Продукты сгорания проходят по трубам назад, затем вперед и еще раз назад, прежде чем, наконец, выйти вперед. Это делает его четырехходовым. Котлы Firetube производятся во многих других конфигурациях, таких как:

— Внешняя топка — топка не окружена водой.

— Сухая задняя часть — дымовые трубы доступны прямо через дверцы для чистки в задней части котла.

— Scotch-Marine — Использует небольшой объем воды и имеет быструю реакцию.

Водотрубные котлы — это котлы со стальным корпусом, которые используются для работы с высокой производительностью более 2 миллионов британских тепловых единиц в час (британских тепловых единиц в час). В водотрубных котлах используется топка с водяным охлаждением, которая продлевает срок службы стенок топки и огнеупоров.

Рис. 1 Типовой чугунный котел (водотрубный).

Модульные котлы малые, водогрейных котлов мощностью от 200 000 до 900 000 БТЕ / ч. Эти котлы доступны с общим КПД 85% и выше. На рис. 3 показаны особенности типового модульного котла. Эти котлы часто используются в тандеме для подачи горячей воды для отопления помещений и / или горячего водоснабжения. Например, если расчетная тепловая нагрузка составляла 2 миллиона БТЕ / ч, можно было бы использовать четыре модульных котла мощностью 600 000 БТЕ / ч (входная мощность). Если бы в конкретный день нагрузка составляла 25% или меньше, только один котел включился бы и выключился, чтобы обеспечить нагрузку.Остальные три котла останутся выключенными без подачи воды. Это снижает тепловые потери дымохода и рубашки (покрытия котла).

Некоторые модульные котлы имеют очень небольшую емкость и очень быструю теплопередачу , поэтому перед запуском горелки необходимо проверить расход воды.

Электрические котлы нагревают воду или производят пар путем преобразования электрической энергии в тепло с помощью элементов сопротивления или электродов. Электрические котлы считаются эффективными на 100%, поскольку вся потребляемая мощность напрямую производит горячую воду или пар.Потери тепла через рубашку и изоляцию незначительны, а дымоход отсутствует. [1]

Электродные котлы (как показано на рис. 4) имеют электроды, погруженные в воду . Электрический ток проходит через воду между электродами, и этот ток и сопротивление воды приводят к выделению тепла. Электродные котлы доступны мощностью до 11 000 кВт. Котлы сопротивления имеют резистивные (нагревательные) элементы, погруженные в воду, но электрически изолированные от воды, и производятся мощностью до 3000 кВт.Электрические элементы и электроды обычно сгруппированы, чтобы обеспечить четыре или более ступеней нагрева. Ступенчатый контроллер реагирует на давление пара или температуру горячей воды, активируя каждую ступень нагрева, необходимую для обогрева здания.

ХАРАКТЕРИСТИКИ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОТЛА

Котлы можно классифицировать по-разному. На рис. 5 показаны обычно используемые рейтинги и термины. Термины Btu / h (британские тепловые единицы в час) и MBtu / h или МБ / час (1000 BTU / час) указывают на производительность котла.Номинальные параметры потребляемой мощности обычно указаны на паспортной табличке котла (или горелки). Термины л.с. (мощность котла), EDR (эквивалент прямого излучения) и фунты в час (пара) указывают на производительность котла.

Рис. 2 Типовой дымогарный котел.

Рис. 3 Модульный высокоэффективный котел.

Общий КПД котла — это мощность (теплосодержание и объем пара или воды), деленная на расход топлива (измеренный топливным счетчиком в установившихся условиях горения).Эффективность сгорания, определяемая условиями дымовых газов, не учитывает потери в рубашке, трубопроводе и другие потери, поэтому она всегда выше, чем общий КПД.

Рис. 4 Электродный паровой котел.

Процедура тестирования, выпущенная Министерством энергетики США в 1978 году, измеряет потери как во время цикла, так и вне его, на основе лабораторной процедуры, включающей циклические условия. Результат называется рейтингом AFUE (Annual Fuel Utilization Efficiency) или сезонным КПД, который ниже, чем общий КПД.

ГОРЕНИЕ В КОТЛАХ

При сжигании газа, масла или другого топлива необходимо учитывать несколько факторов, чтобы процесс сжигания был безопасным, эффективным и не влиял на окружающую среду. Процесс записи должен соответствовать следующим правилам:

1. Обеспечьте достаточное количество воздуха, чтобы сгорание было полным и не образовывались нежелательные количества окиси углерода или других загрязняющих веществ.

2. Избегайте избытка воздуха в топливно-воздушной смеси, что приведет к низкой эффективности.

3. Перед подачей смеси в топку полностью перемешать воздух с топливом.

4. Обеспечьте меры безопасности, чтобы топливо не вводилось без наличия пламени зажигания или искры и чтобы пламя не возникало в присутствии несгоревшего топлива.

5. Избегайте температуры воды ниже точки росы дымовых газов, чтобы предотвратить конденсацию на поверхности топки котла.

Горение можно контролировать с помощью анализа дымовых газов. Для больших котлов с производительностью более 1 000 000 БТЕ / ч анализ обычно является непрерывным. Для небольших котлов дымовые газы периодически анализируются с помощью портативных приборов. При анализе состава дымовых газов обычно измеряется процентное содержание CO2 (двуокиси углерода) или 02 (кислорода), но обычно не обоих одновременно. Идеальная концентрация CO2 находится в диапазоне 10–12%. Оставшийся процент кислорода является наиболее надежным показателем полного сгорания. Идеальная концентрация 02 в дымовых газах находится в диапазоне от 3% до 5%.Более низкие концентрации непрактичны и часто небезопасны. Более высокие концентрации О2 означают, что в камеру сгорания попадает чрезмерное количество воздуха, который должен нагреваться топливом. Этот избыточный воздух проходит через котел слишком быстро, чтобы тепло могло быть эффективно передано воде или пару, и тем самым снижает эффективность сгорания. Измерители CO2 проще и стоят меньше, чем 02 измерителя.

Концентрация СО2 или О2, плюс температура дымовой трубы, обеспечивает эффективность сгорания горелки в процентах — либо напрямую, либо с помощью диаграмм.Эта эффективность сгорания указывает только на количество тепла, извлеченного из топлива. Он не учитывает, среди прочего, избыточный нагрев воздуха для горения или потери из-за утечек или рубашки котла.

Для котлов, работающих на жидком топливе, горелки на жидком топливе обычно бывают распылительными, то есть они обеспечивают мелкодисперсный разбрызгивание масла. Существуют несколько типов этих масляных горелок:

— Горелки пистолетного типа распыляют масло в поток закрученного воздуха.

— Горизонтальные ротационные горелки используют вращающуюся чашу для вихря масла и воздуха в печь.

— Горелки с паровым или воздушным распылением используют воздух под высоким давлением или пар 25 фунт / кв.дюйм для разделения масла на мелкие капли.

Для плавного регулирования или регулирования большого / малого пламени наиболее распространены роторные горелки или горелки с паровым / воздушным распылением.

Для котлов, работающих на природном газе, двумя типичными типами газовых горелок являются горелка с атмосферным впрыском и горелка силового типа. Горелка с атмосферным впрыском использует струю газа для аспирации воздуха для горения и обычно используется в домашних газовых печах и котлах.Кольцевая горелка для сырого газа (см. Рис. 6) представляет собой горелку с атмосферным впрыском. В мощных горелках (см. Рис. 7) используется нагнетательный вентилятор для тщательного перемешивания воздуха и газа при их поступлении в топку. Обычно электрические горелки применяются в коммерческом и промышленном секторах.

ОСНОВНЫЕ ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ КОТЛА

Котлы должны обеспечивать пар или горячую воду всякий раз, когда необходимо тепло. Обычная система управления котлом (BMCS) часто настраивается на обеспечение непрерывной подачи горячей воды или пара в период с октября по май в любое время, когда температура OA (наружного воздуха) падает до 60 ° F в течение более 30 минут и AHU (воздух единица обработки) требует тепла.BCMS должна включать программную функцию включения / выключения / автоматического включения. В отличие от чиллеров, котлы можно оставить включенными в режиме холостого хода, в течение которого температура воды будет поддерживаться на заданном уровне. Частый прогрев и отключение котлов вызывает накопление напряжения. Рекомендации производителей котлов содержат конкретные указания в этой области эксплуатации.

Рис. 5 Характеристики и КПД котла.

Рис. 6 Кольцевая горелка для неочищенного газа.

Рис. 7 Горелка газовая многопортовая тягодутьевая.

Если не используется нижний предел температуры воды, горелки водогрейных котлов не контролируются для обеспечения температуры воды на основе наружных температур, поскольку графики сброса требуют, чтобы температура подаваемой воды была ниже температуры точки росы дымовых газов. Некоторые котлы требуют, чтобы температура поступающей воды была выше 140 ° F перед тем, как перейти в режим сильного пожара. В этом случае, если в здании используется система горячего водоснабжения, а котел заблокирован в режиме слабого пламени из-за слишком холодной воды на входе, система может никогда не восстановиться.

Ниже приведены три способа управления мощностью коммерческого котла:

1. Включение / выключение (циклическое) управление

2. Управление большой / слабой нагрузкой

3. Плавное регулирование

Включение / выключение (циклическое) регулирование чаще всего используется для небольших котлов производительностью до 1 000 000 БТЕ / ч. Жидкотопливная или газовая горелка включается и выключается для поддержания давления пара или температуры воды. Циклическое управление приводит к снижению эффективности из-за охлаждения (что необходимо для безопасности) поверхностей камина естественной тягой из дымовой трубы во время циклов выключения, предварительной и последующей продувки.

Горелки

с большой / малой нагрузкой обеспечивают меньшие потери при остановке цикла, поскольку горелка отключается только тогда, когда нагрузка ниже минимальной мощности подаваемого топлива.

Плавное регулирование используется на большинстве больших котлов, поскольку регулирует выходную мощность в соответствии с нагрузкой всякий раз, когда нагрузка превышает предел слабого пламени, который обычно составляет не менее 15% от полной нагрузочной способности. Для определения объема газа или масла, поступающего в горелку, измеряется давление пара или температура горячей воды.

Устройства управления розжигом котла и предохранительные устройства поставляются изготовителем котла и соответствуют нормам. BMCS обычно позволяет котлу зажигаться, обеспечивает заданное значение, управляет насосами и смесительными клапанами, а также контролирует работу и аварийные сигналы.

Регулятор горения регулирует подачу воздуха в горелку для поддержания высокого общего КПД в процессе горения. Более сложные системы используют кислородный датчик в дымовой трубе для контроля количества подаваемого воздуха для горения. В дымовой трубе можно использовать устройства определения плотности дыма, чтобы ограничить уменьшение количества воздуха, чтобы дымовые газы оставались в пределах плотности дыма.Непрерывное считывание и / или запись условий дымовых газов — процентной концентрации O2, температуры дымовой трубы — обычно входит в пакет управления большими котлами.

Простая система управления сгоранием содержит рычаг, который регулирует подачу воздуха от того же модулирующего двигателя, который регулирует подачу топлива (см. Рис. 8). Может быть предусмотрена возможность остановки потока воздуха через дымоход во время простоя.

Контроль пламени

Устройства контроля пламени требуются на всех горелках. Контроль пламени для больших горелок может быть очень сложным, в то время как управление маленькими горелками, такими как бытовая печь, относительно простое. Органы управления должны обеспечивать надежную работу — т.е. они должны затруднять или делать невозможным обход каких-либо функций безопасности системы. Элементы управления также должны постоянно проверяться самостоятельно. Для коммерческих и промышленных горелок контроль защиты пламени обычно проходит через серию операций, аналогичных следующим.

— Очистить топку от несгоревших паров топлива (предварительная продувка).

— Зажечь пилота.

— Убедитесь, что пилот горит.

— Откройте главный топливный кран.

— Убедитесь, что пламя присутствует, как только заправлено топливо.

— Немедленно отключите подачу топлива, если пламя пропало.

— Очистите топку от несгоревшего топлива после каждого рабочего цикла (дополнительная продувка).

Рис. 8 Регулятор горения ротационной масляной горелки.

Рис. 9 Простая пламегаситель для газовой печи.

Ключ к любой системе защиты от пламени — это надежные и быстрые средства обнаружения наличия или отсутствия пламени. Методы обнаружения включают:

— Реакция биметаллического датчика на нагрев (медленный отклик).

— Реакция термопары на нагрев (медленная реакция).

— Проводимость пламени (быстрое, но ненадежное срабатывание)

— Исправление пламени (быстрое, надежное срабатывание).

— Ультрафиолетовое обнаружение пламени (быстрое и надежное срабатывание).

— Элементы сульфида свинца (фото) (быстрый, надежный отклик, если включена проверка частоты пламени).

Некоторые датчики могут потенциально выйти из строя из-за короткого замыкания, горячих огнеупоров или внешних источников света. Другие датчики, такие как выпрямление пламени и обнаружение ультрафиолета, реагируют только на пламя. Системы защиты от воспламенения должны быть одобрены лабораторией страховщика (UL) или Factory Mutual для конкретных применений. На рис. 9 показана система защиты от пламени, обычно применяемая в небольших газовых котлах или печах.Пламя газового пилотного клапана попадает на термопару, которая подает электрический ток, чтобы держать газовый клапан пилотного статора открытым. Если пилот выходит из строя или термопара выходит из строя, пилотный клапан закрывается или остается закрытым, предотвращая поступление газа к основной горелке и пилотной горелке. Pilotstat необходимо сбросить вручную.

На рис. 10 показано, как устройства контроля пламени объединены с органами управления горением небольшого парового котла, работающего на жидком топливе. Ультрафиолетовый (УФ) датчик пламени расположен там, где он может видеть пламя, и отключает горелку, когда пламя отсутствует.

В дополнение к средствам управления сгорания, безопасности и защиты от пламени, показанным на рис. 10, более крупные горелки часто снабжены дополнительными измерительными приборами, такими как:

— Процент O2 или CO2 в дымовых газах (для контроля эффективности сгорания)

— Температура дымовых газов

— Тяга печи (в дюймах водяного столба) в колонне

— Расход пара с сумматором или БТЕ горячей воды с сумматором

— Расход нефти и / или газа с сумматором

— Плотность дымовой трубы

УПРАВЛЕНИЕ НЕСКОЛЬКИМИ КОТЛАМИ

Основные подключения котла для трехзонной системы горячего водоснабжения показаны на рис.11. В этой системе два котла подключены параллельно. Горячая вода из верхней части котлов поступает в воздухоотделитель, который удаляет из воды весь захваченный воздух. Расширительный бак, подключенный к сепаратору, поддерживает давление в системе. При нормальных условиях эксплуатации бак наполовину заполнен водой. Давление воздуха в резервуаре поддерживает давление в системе и позволяет воде расширяться и сжиматься при изменении температуры воды в системе. Вода из котла проходит через сепаратор к трем зональным насосам, каждый из которых управляется собственным термостатом.В некоторых системах каждая зона может иметь центральный насос и клапан. Возвратная вода из каждой зоны возвращается в котел по обратной линии. В рамках этой системы типов возможно несколько вариантов, но процесс тот же. В этом примере нет ограничения минимального расхода котловой воды.

Пример управления двухкотельной установкой на рис. 12 представляет собой двухконтурную установку с регулируемыми котлами большой / малой нагрузки. Минимальная температура воды на входе 145 ° F требуется до сильного пожара, поток воды должен поддерживаться, когда котел включен, и график сброса вторичной горячей воды 110 ° F воды при температуре 55 ° F и 180 ° F вода при температуре 5 ° F OA.Эти концепции хорошо подходят для систем с одним или несколькими котлами.

Рис. 10 Регулятор горения со схемой защиты от пламени.

Примечание: Размер первичной / вторичной развязки рассчитан на полный вторичный поток и, как и развязка чиллера, должен иметь длину не менее 6 диаметров трубы. В отличие от развязки чиллера, нормальный поток может происходить в любом направлении.

Рис. 11 Типовой трубопровод для многозонной системы отопления.

Рис. 12 График управления двухконтурной установкой.

Функциональное описание

Арт.	Функция	Арт.	Функция
1	Включение / выключение / автоматическая функция для вторичной насосной системы	7, 8 9	Функция выключения / авто для котлов Точка остановки системы отопления (OA
2	Включение / выключение / автоматическая функция для системы отопления	10, 11	температура) Информация для оператора
3	Выбирает ведущий котел	12-14	Клапан регулируется для предотвращения
4	Точка запуска системы отопления (температура OA)		падение воды ниже нижнего предела уставки
5, 6	Включение / выключение / автоматическая функция для первичных насосов		(145 ° F)

Значок

Арт.	Функция
15–18	Сброс уставки вторичной воды из OA
19, 20	Клапан регулируется для предотвращения падения поступающей воды ниже нижнего предела уставки (145 ° F)
21-23	Информация для оператора
24	, выбирает котельную систему
	Управление динамическим отображением (как показано на рис.13)
25, 26	Функции выбора программного сигнала, позволяющие клапану регулировать температуру ГВС во вторичном контуре в зависимости от нижних пределов котла
27	OA управление клапаном сброса PID

Характеристики

1. Полнопроходные котлы работающие

2. Ограничение минимальной температуры поступающей воды в котел

3. Регулируемая вторичная система с полным потоком котла

4. Автоматическая ступенчатость котла

5. Удобный контроль и регулировка

Условия успешной работы

1. Сеть управления, программное обеспечение и программирование для информирования контроллера теплоцентрали о потребностях вторичного вентилятора и расхода воды.

2. Электропроводка блокировки и управления согласована с производителем котла.

3. Контроль в соответствии с рекомендациями производителя котла.

4. Правильная уставка и параметры, зависящие от проекта.

Спецификация

Отопительная установка должна работать под автоматическим управлением каждый раз, когда функция включения / выключения / автоматического включения вторичного насоса не находится в положении «ВЫКЛ», в зависимости от программной функции включения / выключения / автоматического режима системы отопления.Ведущий котел, как определено программной функцией выбора ведущего котла, должен быть включен в любое время между 1 октября и 1 мая, температура OA упадет ниже 60 ° F на более чем 30 минут, а AHU будет призывая к теплу. Первичный насос каждого котла должен иметь программную функцию включения / выключения / автоматического включения, а каждый котел должен иметь функцию программного автоматического / автоматического выключения. Отопительная установка должна быть отключена каждый раз, когда температура OA поднимается до 65 ° F в течение более 1 минуты и после 1 мая.

УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМОЙ КОТЛА

Фиг.13 Динамический дисплей управления котельной системой.

Рис. 14 Типовые трубопроводы первого и второго контура для модульных котлов.

Каждый раз, когда активируется котельная. , первичный насос ведущего котла должен запускаться, и, как подтверждается расход, котел должен срабатывать под заводским контролем для поддержания 180 ° F. Если состояние ведущего котла не меняется на «включен» или если поток не подтверждается в течение 5 минут, необходимо включить ведомый котел.

Во время работы котла, трехходовой смесительный клапан должен находиться в положении, чтобы перевести поток бойлера в режим рециркуляции до тех пор, пока вода, входящая в котел, не превысит нижнее предельное значение 145 ° F, при этом смесительный клапан должен переключиться на поддерживайте температуру вторичной воды от 110 до 180 ° F, так как температура OA варьируется от 55 до 5 ° F.

Отстающий котел должен быть заблокирован на 60 мин после пуска ведущего котла. После этого каждый раз, когда один регулирующий клапан котла получает команду на полное открытие от вторичного контура регулирования температуры в течение более 5 минут, а температура вторичной воды составляет менее чем на 5 ° F ниже уставки температуры вторичной воды, «выключено» (задержка) насос котла должен запуститься. И, после подтверждения расхода, отключенный котел должен иметь возможность работать под заводским контролем, чтобы поддерживать температуру 180 ° F.Смесительный клапан только что запущенного котла должен управляться датчиком нижнего предела температуры входящей воды 145 ° F и заданным значением, аналогичным датчику ведущего котла, а затем, в унисон с смесительным клапаном другого бойлера для поддержания сброса, вторичного горячего водоснабжения. температура.

Каждый раз, когда оба котла работают и их регулирующие клапаны открыты менее чем на 40% по отношению к вторичной обратной линии, котел и насос, проработавшие дольше всех, отключаются.

Котлы модульные

Модульные котлы обеспечивают тепло в большом диапазоне нагрузок и позволяют избежать потерь в режиме ожидания и других потерь, связанных с работой больших котлов при малых нагрузках.На рис. 14 показано расположение трубопроводов первичного и вторичного контура, в котором каждый модульный котел имеет свой собственный насос. Насос котла включен, когда котел включен.

Отключенные котлы не имеют потока и могут охлаждаться . Каждый включенный котел работает на полную мощность или почти на полную мощность. Предотвращение прерывистой работы предотвращает потери в дымовой трубе или в окружающую среду, когда котел выключен.

Нормальное управление модульными котлами включает один из включенных котлов для поддержания температуры воды в питающей магистрали в соответствии с требованиями нагрузки.Датчик управления питающей магистралью последовательно включает котлы. Если нагрузка превышает мощность работающих котлов, запускается дополнительный котел. Ведущий (циклический) котел можно менять ежедневно или еженедельно, чтобы уравнять износ всех котлов, или при использовании цифрового управления программа может запустить котел, который отключался дольше всех.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На многих предприятиях котлы представляют собой наиболее значительную часть энергопотребляющего оборудования.Понимание того, как работает котел и как им лучше всего управлять, может привести к значительной экономии энергии для жилых, коммерческих и промышленных комплексов.

Установка электродных (ионных) котлов

Котел электродный — один из современных представителей электронагревательного оборудования. Его отличительной особенностью является отсутствие нагревательного элемента (теплообменника), вместо него используется блок с электродами. Сравнительно недавно электродные котлы стали использовать для обогрева простых жителей.Раньше эти котлы отапливали военные объекты.

Как это работает?

Вода в электродном котле нагревается ионами, которые быстро перемещаются между электродами. После включения котла молекулы воды (теплоносителя) распадаются на положительные и отрицательные ионы, которые в свою очередь направляются на электроды с соответствующим полюсом. При этом выделяется тепло, которое забирает теплоноситель.

Что в нем особенного?

Вода в ионном бойлере требует специальной подготовки: для получения необходимого электрического сопротивления в нее добавляется пищевая соль.Причина кроется в том, что изначально эти котлы были рассчитаны на работу с морской водой. Кстати, нагреть дистиллированную воду с помощью этого бойлера не удастся.

Преимущества

• КПД электродного котла 100%
• Мощное и компактное устройство
• Автоматический контроллер поддерживает заданную температуру. Снижает потребление электроэнергии
• Устройство способно повышать давление в отопительном контуре
• Падение напряжения не останавливает работу ионного котла.Меняется только мощность
• Такой способ обогрева экологически чистый

Недостатки

• Электрокотел работает только на переменном токе. Постоянный ток приводит к электролизу теплоносителя.
• Падение напряжения приводит к износу электродов. Значит, им нужна регулярная замена.
• Необходимо контролировать электропроводность теплоносителя.
• Образование накипи на электродах снижает мощность котла
• Необходимо наличие заземления
• Желаемая температура котла не более 75 С
• Электродный котел более подвержен коррозии по сравнению с другими типами котлов.

Выбирая радиатор для системы с ионным котлом, необходимо уточнить, сколько он потребляет теплоносителя. Определив количество израсходованных литров с одного радиатора, нужно рассчитать общее количество литров, опираясь на необходимое количество радиаторов. Огромные объемные отопительные приборы потратят более 10 литров теплоносителя, поэтому нам они не подойдут. На киловатт мощности должно уйти примерно 8 литров охлаждающей жидкости.

Для запуска ионного котла требуется амперметр или токоизмерительные клещи.Но пустить оборудование в эксплуатацию у вас не получится. Причина кроется в этом. Только специалист знает, насколько снизить омическое сопротивление воды, чтобы проводимость жидкости поднялась до соответствующего уровня. Помимо прочего, под рукой должны быть необходимые приспособления для проверки проводимости теплоносителя, которая меняется в процессе эксплуатации.

Компания «Сервер Сервис» предлагает свои услуги по установке электродного котла. Специалисты нашей компании постоянно изучают и закрепляют свои знания на практике.Кроме того, они оснащены всеми необходимыми инструментами и инструментами. Все это в совокупности позволяет им выполнять свою работу качественно и в короткие сроки.

Если Вам необходим качественный монтаж ионного электрокотла — звоните нам по телефонам Ташкента:

+998 (71) 207-33-32

Запросы принимаются ежедневно с 9.00 до 18.00.

Мастер-класс: Увлажнение, часть 56

Сухой насыщенный пар может производиться только под давлением.Бойлеры открытого типа, еще одно название для этого типа атмосферных устройств, не обязаны подавать сухой насыщенный пар для увлажнения, поэтому они относительно низкотехнологичны. Сегодня на рынке представлен ряд устройств: электродные, резистивные и газовые котлы.

Электродный котел — самая распространенная система, принятая сегодня. Как правило, это самый дешевый вариант производства пара для увлажнения с минимальными затратами. Они имеют тенденцию быть дорогостоящими в эксплуатации и обслуживании, отчасти из-за того, что они наиболее эффективно работают с сырой водопроводной водой, которая ограничивает срок службы цилиндра.

Полипропиленовый цилиндр, являющийся сердцем этой системы, может быть одноразовым или разъемным для очистки. Срок службы баллона полностью зависит от качества воды на месте и продолжительности работы. Обычно вода на юге Англии богата минералами, а цилиндры электродных котлов служат от одного до трех месяцев. Напротив, в Ланкашире и Шотландии преобладает мягкая вода без минералов, и баллон может прослужить весь сезон.

Кальций, содержащийся в воде, откладывается на электроде или на дне цилиндра и слишком велик, чтобы его можно было смыть во время периодических сливов.Она остается и накапливается до тех пор, пока не заполнит цилиндр и не останется места для воды. Чем мягче вода, тем дольше срок службы баллона.

Обратной стороной этой мягкой воды или воды с низкой проводимостью является то, что для нагрева воды и выхода бойлера на полную мощность может потребоваться некоторое время.

Электропроводность должна увеличиваться в течение определенного периода времени, что происходит за счет кипячения воды и оставления осадка внутри цилиндра.
Может появиться осадок: многие инженеры предпочитают таблетки Alka-Seltzer.Это, безусловно, немедленно увеличит проводимость, но если система требует большого дренажа, который затем требует повторного заполнения новой неочищенной воды, мы возвращаемся к исходной точке.

Изменение конфигурации напряжения с однофазной на двухфазную с новым цилиндром, настроенным для этой схемы, является более постоянным решением. Владелец / оператор должен будет обратиться за советом и помощью к производителю оригинального оборудования, чтобы инициировать это решение.

В этом примере всегда будут исключения, поскольку необходимо учитывать ряд переменных:

• Фактический источник воды
• Фактическое качество воды
• Дальнейшая водоподготовка в зависимости от конкретного объекта
• Время работы цилиндра.
• Периоды технического обслуживания
• Тип и конструкция системы кондиционирования воздуха

В последние годы самой большой проблемой был непостоянный характер сырой воды, подаваемой на одно и то же место. Местные органы водоснабжения предоставят владельцу здания типовой анализ качества воды на участке. Знание ожидаемой твердости и проводимости поможет выбрать правильную установку для применения.

Выбор одноразовых или съемных баллонов ограничен временем доступности.Замена одноразового баллона, включая очистку насоса и клапанов, занимает 15-30 минут. Очистка элементов разъемного цилиндра в подходящем месте может занять час, прежде чем инженер возьмется за насос и клапаны. В регионах с жесткой водой это может потребоваться один или два раза в месяц. Время — деньги, и это выбор оператора / владельца завода.

Электродные котлы доступны с двухпозиционным, ступенчатым и / или полностью пропорциональным управлением в зависимости от типа применения. Все устройства управляют тремя основными принципами: подачей воды, кипячением и сливом.Вода подается в цилиндр в зависимости от объема и требований дренажа. Дренаж контролируется проводимостью воды.

При кипячении вода оставляет примеси, образуя суп или коктейль с высокой проводимостью. Как только проводимость достигнет предварительно установленного предела, будет инициирован цикл слива, и, поскольку все еще существует потребность в нагрузке, цилиндр заполнится свежей водой. Его нужно нагреть и вскипятить, чтобы снова образовался пар. Интеллектуальные импульсные циклы подачи и слива позволят устройству поддерживать кипение в течение более длительных периодов времени.

Регулировка производительности достигается либо путем выкипания воды без пополнения уровня, либо запуском цикла слива для уменьшения количества воды, контактирующей с электродом. Законодательство о защите от утечки на землю требует отключения питания в фазе дренажа. Водные нормы требуют наличия воздушного зазора между цилиндром или бойлером и линиями слива и подачи.

Блок резистивного нагревателя

Купить систему резистивного нагревателя дороже, чем ее альтернативу с открытым электродом, но поскольку они используют резистивный нагревательный элемент для кипячения воды, они не зависят от проводимости и, следовательно, могут работать с основанием. обменно очищенная вода или даже деминерализованная вода.Использование деминерализованной воды может обеспечить номинальную двухлетнюю работу без необходимости чего-либо, кроме визуального осмотра, что представляет собой гораздо более дешевый долгосрочный вариант, поскольку затраты на техническое обслуживание сравнительно низкие.

При подаче жесткой сырой водопроводной воды накопление кальция внутри цилиндра будет весьма значительным и потребует частой очистки. По этой причине большинство производителей рекомендуют заполнять это устройство очищенной водой. Базообменные смягчители воды будут заменять растворимые вещества с кальция на сульфит.Примесь все еще присутствует, но она не собирается сливаться и ее можно легко смыть.

Управление этими системами снова будет сосредоточено на кормлении, кипячении и сливе. Электроэнергия может поддерживаться на нагревателях во время циклов подачи и слива, так как нет опасности утечки на землю. Через воду не проходит ток; следовательно, можно добиться более точного управления производством пара. Это устройство очень полезно в приложениях строгого контроля.

Бойлер с резистивным элементом

В этих приложениях, как правило, используется деминерализованная вода, а это означает, что цикл слива для удаления растворенных твердых частиц практически не нужен.Материал баллона — нержавеющая сталь или подходящий полипропилен, поэтому агрессивный характер деминерализованной воды исключается.

Эти устройства доступны с двухпозиционным, ступенчатым и полностью пропорциональным управлением и могут получать питание от внешнего управляющего сигнала, скажем, от системы BMS или автономного датчика / преобразователя в воздуховоде или кондиционируемом помещении.

Газовый парогенератор

Газовый атмосферный парогенератор является относительно новым на рынке увлажнителей.Опять же, относительно дорого с точки зрения капитальных затрат, но поскольку он не зависит от проводимости, он может использовать воду, обработанную щелочным обменом, или деминерализованную.

В Европе существует несколько типов газа, и каждый прибор должен иметь соответствующие разрешения для соответствующей страны. В Великобритании мы можем позволить себе роскошь иметь доступный сетевой газ одинакового качества плюс калорийность и пропан в контейнерах.

Газовый котел

Наше законодательство требует наличия надлежащих разрешений сертифицированных испытательных лабораторий, прежде чем какое-либо устройство может быть предложено или установлено.

Помимо подачи газа, необходимого объема необходим дымоход для удаления дымовых газов сгорания. Простые одинарные дымоходы или несложные системы дымохода можно заказать у производителя увлажнителя или у специалиста по дымоходу. Если дымоход имеет какие-либо сложности, рекомендуется проконсультироваться со специалистом-изготовителем или поставщиком. Квалифицированный инженер-газовик, как предписано схемой регистрации Gas Safe, должен выполнять любые работы, выполняемые с устройством на месте.

Применяется тот же принцип работы и управления, то есть кормление, кипячение и слив, а оборудование доступно как включение / выключение, ступенчатое и полностью пропорциональное управление.

Все три устройства должны иметь противовспенивающее устройство в логике управления.

Вспенивание происходит в момент, когда химические загрязнения в цилиндре достигают такой высокой концентрации, что появляются пузыри мыльного типа. Если позволить продолжаться, внутри электродного котла возникнет дуга, что приведет к возможному уносу воды в воздушный тракт.Системы сопротивления и газовые системы будут испытывать унос воды или отказы нагревателя из-за низкого уровня воды. По сути, пена обманывает контрольный датчик, указывающий на то, что в баллоне есть вода, когда ее нет. Одним из способов преодоления пенообразования является измерение проводимости воды, и, когда она становится слишком высокой, инициировать слив и заливку для разбавления загрязнений. Эта стратегия управления и мониторинга содержится в архитектуре управления устройством.

Все три устройства могут конфигурироваться как главный / подчиненный для получения большой емкости в модульном формате.Обычно в качестве ведущего используется полностью пропорциональный блок, который имеет характеристики регулирования в диапазоне 8–100% для электрического и 20–100% для газового.

После подачи сигнала о требованиях к минимальной мощности, скажем, 20% для газовой установки, установка запустится и начнется цикл подачи, кипячения и слива.

По мере увеличения нагрузки мощность будет увеличиваться пропорционально, пока не будет достигнута 100%. Если нагрузка продолжает увеличиваться, первое ведомое устройство будет запущено на полную мощность.Обычно это устройство включения / выключения. Мастер снизится до минимума и снова начнет увеличивать мощность в ответ на нагрузку. Обычно в системе «главный-подчиненный» может быть до 10 устройств, настроенных для этой операции, что дает сценарий бесступенчатого управления производительностью.

Производство пара под давлением

Паровые котлы и генераторы, работающие под давлением, по-прежнему относятся к группе изотермических систем. Котлы, как правило, имеют кожухотрубную конструкцию, принцип которой за последние годы кардинально не изменился.Парогенераторы, как правило, имеют конструкцию «труба в трубе» и могут быть более эффективными, чем обычные котлы. На протяжении многих лет водяные и паровые клапаны развивались, чтобы все эти системы обеспечивали необходимый уровень качества пара и точку использования.

В типичной системе парогенератора используется вода, обработанная щелочным обменом, или деминерализованная вода. Они могут работать на газе или масле и производить качественный пар в течение нескольких минут после холодного пуска. Не считаясь сосудом высокого давления, система очень эффективна с точки зрения мощности и вырабатывает пар в диапазоне давлений в зависимости от области применения.Они подойдут для больших помещений с повышенной влажностью, где предусмотрены длинные паропроводы и может быть обеспечен дымоход. Они, как правило, имеют модульную конструкцию и следуют принципу «главный-подчиненный», описанному ранее.

Пар будет генерироваться при давлении 1-3 бара и проходить через редукционные клапаны для подачи пара в воздушный поток при расчетном давлении. В зависимости от качества необходимого пара будет зависеть потребность в сепараторах и продувочных устройствах.

Проектирование паропроводов — это специальная тема, и за помощью следует обращаться к соответствующим квалифицированным инженерам-проектировщикам.В этой статье давайте предположим, что для передачи продукта от генератора к диспергирующему устройству будет использоваться правильная паровая линия трубопроводов и клапанов.

Приложение может использовать сжатый пар от существующего котла с резервной мощностью, уже находящейся на месте, что значительно снизит первоначальные затраты. Специалист в области пара спроектирует правильные клапаны, элементы управления и обработки, чтобы обеспечить необходимое качество пара для воздушного потока.

Парораспределительные трубы

Использование пара атмосферного давления или пара под давлением требует от нас доставки влаги в воздушный поток.Это можно сделать при использовании одно- или многотрубной компоновки. Во-первых, давайте определим, что термин «труба» имеет то же значение и функцию, что и фурма или дисперсионная труба.

Паровая труба

Обычно это труба из нержавеющей стали с прорезанными по ее длине отверстиями, и в зависимости от того, находится ли под давлением или нет, в каждое отверстие можно вставить сопло. Они располагаются по всей ширине вентиляционной установки или воздуховода и обычно являются самонесущими на фланце, прикрепленном к внешней стороне корпуса кондиционера.Они вставляются через просверленное отверстие снаружи, и паропровод подключается либо напрямую, либо через паровой коллектор.

Атмосферное устройство обычно имеет отверстия, расположенные в верхней части трубы, так что пар выходит под углом 90 ° к воздушному потоку. У них может быть положительный или отрицательный наклон, чтобы конденсат мог стекать.

Трубы с положительным уклоном направлены вверх примерно на 8–10 ° от горизонтали и позволяют конденсату стекать обратно к наружной стороне воздухоподготовителя или воздуховода.Это очень полезно в простых схемах, где генератор находится ниже положения трубы, поэтому весь конденсат стекает обратно в цилиндр или камеру.

Трубы с отрицательным уклоном направлены вниз, а на конце имеется сливное соединение. Его либо направляют обратно наружу, либо в подходящий дренажный поддон внутри воздухообрабатывающего устройства. Нет лучшего решения, кроме конфигурации, которая лучше всего подходит для приложения.

Здесь следует отметить, что в атмосферной системе, если переходная труба от генератора к фурме следует по пути, заставляющему ловушку, необходимо будет использовать сепаратор конденсата в этом месте.Это позволит конденсату собираться и стекать без остановки движения пара. То же самое можно сказать и о системах под давлением, но там будет использоваться запатентованный конденсатоотводчик.

Расстояние всасывания

Влага в виде пара должна впитываться в воздушный поток. Если бы вы могли заглянуть в воздуховод, это было бы представлено медленным исчезновением струй пара. Длина этих пучков считается расстоянием поглощения.Это расстояние можно получить с помощью таблиц производителя, и инженеру-проектировщику необходимо знать:

• Содержание влаги до и после паропровода
• Температура по сухому термометру в той же точке, нормально приточный воздух
• Длина трубы и необходимая пропускная способность
• Скорость воздуха, проходящего по трубе.

На диаграмме будет указано значение, которое будет использоваться в качестве базового коэффициента для расчета расстояния, необходимого от положения трубы до первого элемента сужения в воздушном тракте.

Паровые трубы в воздуховоде

Допустим, этот коэффициент равен 600 (мм). Колено, переходник, ответвление, вентилятор или диффузор будет соответствовать уже полученному коэффициенту. Батарея фильтра или нагревателя потребует удвоения коэффициента. Итак, 600 x 2 = 1200 мм. Абсолютный фильтр потребует утроения. 600 x 3 = 1800 мм, датчик, будь то контрольный или верхний предел, должен в пять раз превышать наш коэффициент. 600 х 5 = 3500 мм. Можно экстраполировать две или, возможно, четыре трубы на один генератор, но это не означает, что мы уменьшаем расстояние на такое же количество труб.

В нашем теоретическом примере две трубы с одинаковой пропускной способностью, равномерно распределенные, покажут уменьшение нашего начального коэффициента на 20%, т.е. 480 мм, а четыре трубы будут означать сокращение на 40%, то есть 360 мм. Это все равно будет означать, что датчик должен находиться на 1800 мм ниже по потоку от паропровода без каких-либо изгибов в воздуховоде. Для нескольких труб потребуется коллектор для равномерного распределения пара по каждой трубе. Любая неравномерность потенциального падения давления приведет к неравномерному распределению пара.

Те же принципы применимы к системам, работающим под давлением, но отверстия в фурме должны быть снабжены соплом и обращены к воздушному потоку.Доступны два типа напорных трубок или трубок: с рубашкой и без нее. Та же самая информация требуется для расчета расстояния поглощения, и если обнаруживается, что требуется несколько труб, не менее важно использовать паровой коллектор для равномерного распределения нагрузки по всем трубам. Этот коллектор будет включать конденсатоотводчик и ловушку.

Могут быть применения, когда небольшая группа труб не удовлетворяет доступному расстоянию поглощения. Ограничивающими факторами могут быть размер производственного помещения или длина прямого воздуховода, доступного для размещения труб.Это может быть модернизация для замены старой системы распылительной мойки, которая больше не является жизнеспособной, и единственным доступным пространством является 500 мм между нагревательным и охлаждающим змеевиками.

Распылительные моечные машины были разработаны для использования охлаждающего змеевика в качестве защитного покрытия для увеличения потенциальной площади поверхности для абсорбции и устранения любого уноса. В этих обстоятельствах мы должны обеспечить полное поглощение до того, как пар попадет в охлаждающий змеевик, так как он отделяется, и вода стекает в дренаж. В этих ситуациях есть модуль, состоящий из нескольких труб, установленных на паровом коллекторе, каждая из которых имеет множество отверстий с соплами.

Идея состоит в том, чтобы покрыть паром всю площадь поперечного сечения воздушного тракта, тем самым уменьшая длину, необходимую для поглощения влаги в воздухе. Решающим фактором при проектировании и производстве является соотношение размеров отверстий, которые можно разместить в доступном пространстве.

Обычно эта концептуальная конструкция обеспечивает расстояние поглощения 500 мм или меньше, в зависимости от количества труб и форсунок. К сожалению, чем больше труб и сопел, тем больше используется материала и тем дороже он становится.Падение давления на таком устройстве не больше, чем можно было бы ожидать от змеевика со спиральными оребрениями, состоящего из одного ряда.

Эти многотрубные аппараты доступны в модульном или цельносварном исполнении, с рамой или без нее. Модульная форма может быть построена по частям внутри воздухообрабатывающего устройства, если сбоку недостаточно места для установки картриджа с рамой шириной 100 мм на место. Более популярной является полная конструкция, установленная в раме, поэтому ее можно расположить поперек воздушного тракта так же, как охлаждающую или нагревательную спираль.

Благодаря Майку Кримеру из Business Edge, который пересматривает серию статей своего мастер-класса, обновляя и дополняя информацию, которая оказалась столь полезной для читателей, когда серия была впервые опубликована более десяти лет назад. В этой реинкарнации серия будет охватывать как кондиционирование воздуха, так и охлаждение, и будет служить постоянным источником технической информации для опытного персонала, а также обеспечит прочную образовательную основу для новичков в нашей отрасли.

О компании ESG | Производитель паровых котлов

Корпорация ESG — мировой лидер в области проектирования, разработки и производства электродных парогенераторов

С 1946 года ESG Corporation (ESGC) является мировым лидером в проектировании, разработке и производстве парогенераторов электродного типа. Электродные парогенераторы ESGC Speedylectric, головные офисы и основные производственные мощности расположены в Бьюкенене, штат Мичиган, известны своей безупречной надежностью, безопасностью и простотой обслуживания.

Кроме того, ESGC предоставляет своим клиентам услуги поддержки и запасные части (в наличии), которые помогут поддерживать ваш паровой котел ESGC в работе с оптимальной эффективностью в течение многих лет.

Есть вопросы по вашему приложению? Позвоните в ESGC прямо сейчас, чтобы обсудить ваши требования. Звоните по бесплатному телефону 800-714-7741

Преимущества паровых котлов ESGC Speedylectric электродного типа

В обычных топливных котлах и электрических котлах с погружным резистивным нагревательным элементом должны использоваться поверхности теплопередачи при температуре, значительно превышающей заданную температуру пара.Эффективность таких агрегатов зависит от эффективности преобразования топлива в тепло и эффективности теплопередачи. Эти КПД сильно зависят от поверхностей теплопередачи. Минералы остаются и откладываются на горячих поверхностях теплопередачи (накипи), когда вода превращается в пар. Эти отложения могут значительно снизить эффективность теплопередачи. В электрокотле электродного типа тепло вырабатывается непосредственно в самой воде, ни одна часть котла не имеет температуру выше, чем производимый пар.Более низкая температура снижает склонность к образованию накипи и устраняет проблему теплового удара.

Меньшая занимаемая площадь: большая гибкость

В частности, по сравнению с обычными котлами, работающими на топливе, электрические парогенераторы электродного типа сконструированы с вертикальным резервуаром высокого давления, что приводит к относительно небольшой занимаемой площади и занимает менее ценную площадь пола. Благодаря малой занимаемой площади парогенераторы SPEEDYLECTRIC могут быть расположены рядом с нагрузкой, что сокращает длинные участки трубопровода с тепловыми потерями.Нет требований к помещению или оборудованию для обработки топлива. Поскольку электрический котел не имеет дымовой трубы, отсутствуют связанные с этим потери тепла и нет проблем с загрязнением воздуха из-за неполного сгорания топлива. Устранены опасности, связанные со сжиганием ископаемого топлива. Дополнительно:

• Электрокотел электродного типа охлаждается и перезапускается быстрее, чем котлы других типов, что сокращает время простоя при техническом обслуживании.

• Простота концепции парогенератора электродного типа сводит к минимуму количество необходимых органов управления, контакторов и предохранительных устройств.

• Электродные парогенераторы быстро реагируют на резкие изменения нагрузки, так как нет задержки в передаче тепла котловой воде для производства дополнительного пара.

• У электрокотлов электродной конструкции исключена опасность поражения электрическим током «холодная вода».

• Не колеблющееся давление пара, стабильная температура и автоматически сбалансированная электрическая мощность — это особенности, встроенные в парогенераторы и электрические котлы SPEEDYLECTRIC.

Поистине безопасная работа

Обычные топливные котлы и электрические котлы с погружным резистивным нагревательным элементом могут выйти из строя с потенциально катастрофическими последствиями, если уровень воды упадет ниже некоторой минимальной точки. В электрическом бойлере электродного типа SPEEDYLECTRIC от компании Electric Steam Generator Corp. нет опасного уровня воды, потому что, если по какой-либо причине подача воды прерывается, что приводит к падению уровня воды в сосуде под давлением ниже нормального уровня, наконечники электродов полностью становятся незащищенный.Между электродами не будет проходить ток, не будет выделяться пар и возникать опасные температуры.

КПД 100% — без тепловых потерь вверх по стеку

В парогенераторе электродного типа 100% электроэнергии преобразуется в тепло. Нет никаких стеков, и энергия не используется для обработки топлива или воздуха. Тепло теряется только двумя способами: из-за излучения и продувки.

В будущем у электричества есть одно очень важное преимущество перед ископаемым топливом — оно может вырабатываться из ряда экологически безопасных источников энергии, включая гидро, приливные, солнечные, геотермальные и ветровые.Много времени, усилий и денег тратится на разработку новых технологий и источников электроэнергии, чтобы помочь уменьшить наш углеродный след на планете Земля.

А как насчет водного накипи?

В областях, где для подпитки используется вода, образующая накипь, образование накипи с помощью электродного парогенератора представляет относительно небольшую проблему по сравнению с электрическими котлами, работающими на топливе и резистивными элементами, где чрезвычайно высокие температуры поверхности нагрева нагреваются на твердых частицах, выбрасываемых, когда вода превращается в пар.

В парогенераторах с электродом SPEEDYLECTRIC сопротивление воды прохождению электричества создает тепло и пар. Никакая часть генератора никогда не бывает горячее, чем сама вода или пар. Таким образом, не происходит запекания твердых частиц или остатков. Кроме того, когда концы электродов открываются, ток не может проходить, следовательно, не может произойти повреждение из-за недостатка воды.

Хотя накипь, если она образуется на концах электродов, увеличивает требования к техническому обслуживанию, она не снижает эффективность котла или не представляет опасности для персонала или оборудования.Из-за качества электроизоляции кальциевых отложений ток между электродами замедляется. В большинстве случаев эту окалину можно быстро и легко удалить с наконечников электродов с помощью металлической щетки.

Сводка

Со Speedylectric вы получаете все эти преимущества:
· ОТСУТСТВИЕ ВЫХЛОПНЫХ СИСТЕМ · ОТСУТСТВИЕ ПЛАМЕНИ · ОТСУТСТВИЕ НАСОСА · ОТСУТСТВИЕ ВОЗДУХОВОДОВ · ОТСУТСТВИЕ ЗАЖИМОВ
· ОТСУТСТВИЕ ОПАСНОСТИ ПОЖАРА · ОТСУТСТВИЕ ГОРЕЛКИ ИЛИ КАТУШКИ В МАСШТАБЕ
· НЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ВЫГОРАНИЯ · МЕНЬШЕ КРИТИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ В ВОДЕ

Есть вопросы по вашему приложению? Позвоните в ESGC прямо сейчас, чтобы обсудить ваши требования.Звоните по бесплатному телефону 800-714-7741

Справочник по воде — Предварительный котел и контроль коррозии промышленных котлов

Коррозия — одна из основных причин снижения надежности паропроизводящих систем. Подсчитано, что проблемы, связанные с коррозией котельной системы, обходятся промышленности в миллиарды долларов в год.

Многие проблемы коррозии возникают в самых горячих частях котла — водяной стене, сетке и трубах пароперегревателя. К другим распространенным проблемным областям относятся деаэраторы, нагреватели питательной воды и экономайзеры.

Методы контроля коррозии различаются в зависимости от типа коррозии. Наиболее частыми причинами коррозии являются растворенные газы (в первую очередь кислород и углекислый газ), атака под отложениями, низкий pH и атака на участки, ослабленные механическими нагрузками, что приводит к растрескиванию под напряжением и усталостному растрескиванию.

Эти условия можно контролировать с помощью следующих процедур:

• поддержание надлежащего уровня pH и щелочности
• Контроль загрязнения кислорода и питательной воды котлов
• снижение механических напряжений
• работа в рамках проектных спецификаций, особенно для температуры и давления
• надлежащие меры предосторожности при запуске и отключении
• эффективный мониторинг и контроль

КОРРОЗИОННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ КОМПОНЕНТОВ КОТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Большинство промышленных котлов и систем питательной воды построены из углеродистой стали.Многие из них оснащены нагревателями и конденсаторами питательной воды из медного сплава и / или нержавеющей стали. Некоторые из них имеют элементы перегревателя из нержавеющей стали.

Правильная очистка питательной воды котла эффективно защищает от коррозии нагреватели питательной воды, экономайзеры и деаэраторы. Консенсус ASME для промышленных котлов (см. Главу 13) определяет максимальные уровни загрязняющих веществ для контроля коррозии и отложений в котельных системах.

По общему мнению, содержание кислорода, железа и меди в питательной воде должно быть очень низким (например,g., менее 7 частей на миллиард кислорода, 20 частей на миллиард железа и 15 частей на миллиард меди для котла на 900 фунтов на кв.

Чтобы свести к минимуму коррозию котельной системы, необходимо понимание эксплуатационных требований для всех критических компонентов системы.

Подогреватели питательной воды

Подогреватели питательной воды котла предназначены для повышения эффективности котла за счет отбора тепла из потоков, таких как продувка котловой воды и отбор турбины или избыточный отработанный пар.Подогреватели питательной воды обычно подразделяются на нагреватели низкого давления (перед деаэратором), высокого давления (после деаэратора) или деаэрационные нагреватели.

Независимо от конструкции нагревателя питательной воды, основные проблемы одинаковы для всех типов. Основными проблемами являются коррозия из-за кислорода и неправильного pH, а также эрозия со стороны трубы или оболочки. Из-за повышения температуры в нагревателе поступающие оксиды металлов откладываются в нагревателе, а затем высвобождаются при изменении паровой нагрузки и химического баланса.Растрескивание сварных деталей под напряжением также может быть проблемой. Эрозия является обычным явлением со стороны кожуха из-за удара пара с высокой скоростью о трубы и перегородки.

Коррозию можно минимизировать за счет надлежащей конструкции (для минимизации эрозии), периодической очистки, контроля кислорода, надлежащего контроля pH и использования высококачественной питательной воды (для содействия пассивации металлических поверхностей).

Деаэраторы

Деаэраторы используются для нагрева питательной воды и снижения содержания кислорода и других растворенных газов до приемлемых уровней.Коррозионная усталость на сварных швах или вблизи них является серьезной проблемой деаэраторов. Сообщается, что в большинстве случаев коррозионно-усталостное растрескивание является результатом механических факторов, таких как производственные процессы, плохие сварные швы и отсутствие сварных швов со снятым напряжением. Рабочие проблемы, такие как гидравлический / паровой молот, также могут быть фактором.

Для эффективного контроля коррозии необходимы следующие методы:

• регулярный контроль работы
• Минимизация напряжений при пуске
• поддержание стабильного уровня температуры и давления
• Контроль растворенного кислорода и pH в питательной воде
• Регулярный осмотр при выходе из строя с использованием установленных методов неразрушающего контроля

Другие формы коррозионного воздействия в деаэраторах включают коррозионное растрескивание под напряжением камеры тарелки из нержавеющей стали, растрескивание пружины впускного распылительного клапана, коррозию выпускных конденсаторов из-за точечной коррозии кислорода и эрозию перегородок вблизи впускного патрубка для пара.

Экономайзеры

Контроль коррозии экономайзера включает процедуры, аналогичные тем, которые используются для защиты нагревателей питательной воды.

Экономайзеры помогают повысить эффективность котла за счет извлечения тепла из дымовых газов, выходящих из топки котла. Экономайзеры можно разделить на непаровые или запаривающие. В паровом экономайзере 5-20% поступающей питательной воды становится паром. Экономайзеры с пропаркой особенно чувствительны к отложению загрязняющих веществ в питательной воде и, как следствие, к коррозии под отложениями.Эрозия на изгибах труб также является проблемой при пропаривании экономайзеров.

Кислородная коррозия, вызванная присутствием кислорода и повышением температуры, является серьезной проблемой для экономайзеров; поэтому в этих установках необходимо поддерживать практически бескислородную воду. Входное отверстие подвержено сильной точечной коррозии, поскольку часто это первая область после деаэратора, которая подвергается повышенному нагреву. По возможности следует внимательно осматривать трубы в этой области на предмет коррозии.

Поверхности теплопередачи экономайзера подвержены накоплению продуктов коррозии и отложению поступающих оксидов металлов.Эти отложения могут исчезнуть во время рабочих нагрузок и химических изменений.

Коррозия также может возникать на газовой стороне экономайзера из-за загрязнений в дымовых газах, образующих соединения с низким pH. Обычно экономайзеры предназначены для нисходящего потока газа и восходящего потока воды. Трубки, образующие поверхность нагрева, могут быть гладкими или иметь удлиненные поверхности.

Пароперегреватели

Коррозия перегревателя вызывается рядом механических и химических условий.Одной из основных проблем является окисление металла перегревателя из-за высоких температур газа, обычно происходящее в переходные периоды, такие как запуск и останов. Депозиты из-за переходящего остатка могут усугубить проблему. В результате отказы обычно происходят в нижних контурах — наиболее горячих участках трубок пароперегревателя.

Кислородная коррозия, особенно в области подвесного контура, является еще одной серьезной проблемой коррозии в пароперегревателях. Это происходит, когда вода подвергается воздействию кислорода во время простоя. Тщательный контроль температуры помогает свести к минимуму эту проблему.Кроме того, для поддержания условий отсутствия кислорода во время простоя можно использовать азотную подушку и химический поглотитель кислорода.

Системы парового и водяного отопления низкого давления

Водогрейные котлы нагревают и циркулируют воду при температуре примерно 200 ° F. Паровые отопительные котлы используются для выработки пара при низком давлении, например 15 фунтов на кв. Дюйм. Обычно эти две основные системы отопления рассматриваются как закрытые системы, поскольку требования к подпитке обычно очень низкие.

Высокотемпературные водогрейные котлы работают при давлении до 500 фунтов на квадратный дюйм, хотя обычно диапазон составляет 35-350 фунтов на квадратный дюйм.Давление в системе должно поддерживаться выше давления насыщения нагретой воды для поддержания жидкого состояния. Наиболее распространенный способ сделать это — накачать систему азотом. Обычно макияж хорошего качества (например, деионизированная вода или вода, умягченная цеолитом натрия). Химическая обработка состоит из сульфита натрия (для удаления кислорода), регулирования pH и синтетического полимерного диспергатора для контроля возможного отложения железа.

Основной проблемой в системах отопления низкого давления является коррозия, вызванная растворенным кислородом и низким pH.Эти системы обычно обрабатываются ингибитором (например, молибдатом или нитритом) или поглотителем кислорода (например, сульфитом натрия) вместе с синтетическим полимером для контроля отложений. Вода должна обрабатываться в достаточном количестве, чтобы компенсировать потери в системе, которые обычно возникают в результате утечки циркуляционного насоса. Обычно в воде поддерживается Р-щелочность 200-400 ppm для эффективного контроля pH. Требования к ингибиторам различаются в зависимости от системы.

Электрокотлы также используются для отопления.Электрокотлы бывают двух основных типов: резистивные и электродные. Бойлеры сопротивления вырабатывают тепло с помощью спирального нагревательного элемента. Необходима качественная подпиточная вода, и обычно добавляют сульфит натрия, чтобы удалить все следы растворенного кислорода. Для контроля отложений использовались синтетические полимеры. Из-за высокой скорости теплопередачи в катушке сопротивления не следует использовать обработку, которая увеличивает твердость.

Электродные котлы работают при высоком или низком напряжении и могут использовать погружные или водоструйные электроды.Требуется подпиточная вода высокой чистоты. В зависимости от типа системы сульфит натрия обычно используется для контроля кислорода и регулирования pH. Некоторые системы разработаны с использованием медных сплавов, поэтому химическая добавка должна быть правильного типа, а контроль pH должен находиться в диапазоне, подходящем для защиты меди.

ВИДЫ КОРРОЗИИ

Методы контроля коррозии различаются в зависимости от типа коррозии. Основные методы борьбы с коррозией включают поддержание надлежащего pH, контроль кислорода, контроль отложений и снижение напряжений за счет проектирования и эксплуатации.

Гальваническая коррозия

Гальваническая коррозия возникает, когда металл или сплав электрически соединяется с другим металлом или сплавом.

Самый распространенный тип гальванической коррозии в котельной системе вызван контактом разнородных металлов, таких как железо и медь. Эти дифференциальные ячейки также могут образовываться при наличии отложений. Гальваническая коррозия может возникать в сварных швах из-за напряжений в зонах термического влияния или использования различных сплавов в сварных швах.Все, что приводит к разнице электрического потенциала в отдельных участках поверхности, может вызвать гальваническую реакцию. Причины включают:

• Царапины на металлической поверхности
• перепады напряжений в металле
• разницы температур
• токопроводящие отложения

Общая иллюстрация ячейки для коррозии железа в присутствии кислорода показана на Рисунке 11-1. Из-за отложений металлической меди встречается точечная коррозия трубных труб котлов.Такие отложения могут образовываться во время процедур кислотной очистки, если процедуры не полностью компенсируют количество оксидов меди в отложениях или если этап удаления меди не включен. Растворенную медь можно наносить на свежеочищенные поверхности, создавая области анодной коррозии и образуя ямки, которые очень похожи на кислородные ямы по форме и внешнему виду. Этот процесс иллюстрируется следующими реакциями с использованием соляной кислоты в качестве очищающего растворителя.

Магнетит растворяется и дает кислотный раствор, содержащий хлориды железа (Fe² +) и железа (Fe³ +) (хлориды трехвалентного железа очень коррозийны по отношению к стали и меди)

Fe 3 O 4	+	8HCl	®	FeCl 2	+	2FeCl 3	+	4H 2 O
магнетит		кислота соляная		хлористое железо		хлорное железо		вода

Металлическая или элементарная медь в котловых отложениях растворяется в растворе соляной кислоты по следующей реакции:

FeCl 3	+	Cu	®	CuCl	+	FeCl 2
хлорид железа		медь		хлорид меди		хлористое железо

Как только хлорид меди находится в растворе, он немедленно переотлагается в виде металлической меди на стальной поверхности в соответствии со следующей реакцией:

2CuCl	+	Fe	®	FeCl 2	+	2Cu0
хлорид меди		утюг		хлористое железо		оксид меди

Таким образом, очистка соляной кислотой может вызвать гальваническую коррозию, если не предотвратить нанесение медного покрытия на стальную поверхность.Для предотвращения повторного осаждения меди добавляется комплексообразователь. Следующие результаты химической реакции:

FeCl 3	+	Cu	+	Комплексообразующий агент	®	FeCl 2	+	CuCl
хлорид железа		медь				хлористое железо		Комплекс хлористой меди

Это может происходить как отдельный этап или во время кислотной очистки.И железо, и медь удаляются из котла, после чего поверхности котла могут быть пассивированы.

В большинстве случаев медь локализуется в определенных рядах трубок и вызывает случайную точечную коррозию. Если отложения содержат большое количество оксида меди или металлической меди, требуются особые меры предосторожности, чтобы предотвратить отслоение меди во время операций по очистке.

Каустическая коррозия

Концентрация каустика (NaOH) может происходить либо в результате паровой подушки (которая позволяет солям концентрироваться на металлических поверхностях котла), либо в результате локального кипения под пористыми отложениями на поверхностях труб.

Едкая коррозия (строжка) происходит, когда щелочь концентрируется и растворяет защитный слой магнетита (Fe3O4). Железо при контакте с котловой водой образует магнетит, и защитный слой постоянно восстанавливается. Однако, пока существует высокая концентрация каустической соды, магнетит постоянно растворяется, вызывая потерю основного металла и возможный выход из строя (см. Рисунок 11-2).

Паровая подушка — это состояние, которое возникает, когда между котловой водой и стенкой трубы образуется слой пара.В этом случае на поверхность трубы попадает недостаточно воды для эффективной теплопередачи. Вода, попадающая на перегретую стенку котла, быстро испаряется, оставляя после себя концентрированный щелочной раствор, который вызывает коррозию.

Отложения пористого оксида металла также способствуют образованию высоких концентраций котловой воды. Вода поступает в осадок, и тепло, прикладываемое к трубке, вызывает испарение воды, оставляя очень концентрированный раствор. Опять же, может возникнуть коррозия.

Едкая атака создает неправильные узоры, часто называемые выемками. Отложения могут быть, а могут и не быть в пораженной области.

Системы питательной воды котла, в которых используется деминерализованная или испаренная подпитка или чистый конденсат, могут быть защищены от воздействия щелочи за счет скоординированного контроля фосфат / pH. Фосфат служит буфером для котловой воды, снижая вероятность значительных изменений pH из-за образования высоких концентраций щелочи. Избыток каустика соединяется с динатрийфосфатом и образует тринатрийфосфат.Достаточное количество динатрийфосфата должно быть доступно для соединения со всей свободной щелочью с образованием тринатрийфосфата.

Динатрийфосфат нейтрализует щелочь по следующей реакции:

Na 2 HPO 4	+	NaOH	®	Na 3 PO 4	+	H 2 O
динатрийфосфат		натрия гидроксид		тринатрийфосфат		вода

Это приводит к предотвращению накопления щелочи под отложениями или в щели, где происходит утечка.Едкая коррозия (и щелочное охрупчивание, обсуждаемое ниже) не происходит, потому что не возникают высокие концентрации щелочи (см. Рисунок 11-3).

На рис. 11-4 показано соотношение фосфат / pH, рекомендованное для контроля коррозии котла. Различные формы фосфата потребляют или добавляют каустик по мере того, как фосфат принимает правильную форму. Например, добавление мононатрийфосфата приводит к расходу каустика, поскольку он реагирует с каустиком с образованием динатрийфосфата в котловой воде в соответствии со следующей реакцией:

NaH 2 PO 4	+	NaOH	®	Na 2 HPO 4	+	H 2 O
мононатрий фосфат		натрия гидроксид		динатрий фосфат		вода

И наоборот, добавление тринатрийфосфата приводит к увеличению щелочи, повышая pH котловой воды:

Na 3 PO 4	+	H 2 O	®	Na 2 HPO 4	+	NaOH
тринатрийфосфат		вода		динатрий фосфат		натрия гидроксид

Контроль достигается за счет подачи соответствующего типа фосфата для повышения или понижения pH при поддержании надлежащего уровня фосфата.Увеличение продувки снижает уровень фосфатов и pH. Поэтому для поддержания надлежащих уровней фосфата / pH используются различные комбинации и скорости подачи фосфата, регулировки продувки и добавления щелочи.

Повышенные температуры на стенке трубы котла или отложения могут привести к некоторому осаждению фосфатов. Этот эффект, называемый «убежищем от фосфатов», обычно возникает при увеличении нагрузки. При уменьшении нагрузки фосфат снова появляется.

Чистые поверхности котловой воды снижают потенциальные места концентрации щелочи.Программы обработки отложений, например программы на основе хелатирующих агентов и синтетических полимеров, могут помочь обеспечить чистоту поверхностей.

В случае образования паровой подушки коррозия может иметь место даже в отсутствие щелочи из-за реакции пар / магнетит и растворения магнетита. В таких случаях могут потребоваться эксплуатационные изменения или модификации конструкции для устранения причины проблемы.

Кислотная коррозия

Низкий уровень pH подпиточной или питательной воды может вызвать серьезное кислотное воздействие на металлические поверхности предварительного котла и системы котла.Даже если исходный pH подпиточной или питательной воды не является низким, питательная вода может стать кислой из-за загрязнения системы. К распространенным причинам относятся следующие:

• ненадлежащая работа или контроль катионных установок деминерализатора
• технологическое загрязнение конденсата (например, загрязнение сахаром на предприятиях пищевой промышленности)
• Загрязнение охлаждающей воды из конденсаторов

Кислотная коррозия также может быть вызвана операциями химической очистки. Перегрев чистящего раствора может вызвать разрушение используемого ингибитора, чрезмерное воздействие чистящего средства на металл и высокую концентрацию чистящего средства.Неспособность полностью нейтрализовать кислотные растворители перед запуском также вызвала проблемы.

В котле и системе питательной воды кислотное воздействие может принимать форму общего разжижения или локализоваться в областях с высоким напряжением, таких как перегородки барабана, U-образные болты, гайки желудь и концы труб.

Водородное охрупчивание

Водородное охрупчивание редко встречается на промышленных предприятиях. Проблема обычно возникает только в устройствах, работающих при давлении 1500 фунтов на квадратный дюйм или выше.

Водородное охрупчивание труб котла из мягкой стали происходит в котлах высокого давления, когда атомарный водород образуется на поверхности трубы котла в результате коррозии. Водород проникает в металл трубки, где он может реагировать с карбидами железа с образованием газообразного метана или с другими атомами водорода с образованием газообразного водорода. Эти газы выделяются преимущественно по границам зерен металла. Возникающее в результате повышение давления приводит к разрушению металла.

Первоначальная коррозия поверхности, приводящая к образованию водорода, обычно происходит под твердой плотной окалиной.Кислотное загрязнение или локальные скачки с низким pH обычно требуются для образования атомарного водорода. В системах высокой чистоты просачивание сырой воды (например, утечка конденсатора) снижает pH котловой воды, когда выпадает гидроксид магния, что приводит к коррозии, образованию атомарного водорода и инициированию атаки водорода.

Скоординированный контроль фосфатов / pH может использоваться для минимизации снижения pH котловой воды в результате утечки конденсатора. Уход за чистыми поверхностями и использование соответствующих процедур кислотной очистки также снижает вероятность воздействия водорода.

Кислородная атака

Без надлежащей механической и химической деаэрации кислород из питательной воды попадет в котел. Многое вспыхивает с паром; остаток может повредить котельный металл. Суть атаки зависит от конструкции котла и распределения питательной воды. Точечная коррозия часто видна в распределительных отверстиях питающей воды, на ватерлинии парового барабана и в сливных трубках.

Кислород в горячей воде вызывает сильную коррозию. Даже небольшие концентрации могут вызвать серьезные проблемы.Поскольку ямы могут проникать глубоко в металл, кислородная коррозия может привести к быстрому выходу из строя трубопроводов питательной воды, экономайзеров, труб котла и трубопроводов конденсата. Кроме того, оксид железа, образующийся в результате коррозии, может вызывать отложения железа в котле.

Кислородная коррозия может быть сильно локализованной или может охватывать обширную область. Его можно отличить по хорошо выраженным ямкам или по очень рябой поверхности. Ямки различаются по форме, но имеют острые края на поверхности. Ямки активного кислорода отличаются красновато-коричневым оксидным колпачком (бугорком).Снятие этой крышки обнажает черный оксид железа внутри ямы (см. Рисунок 11-5).

Кислородная атака — это электрохимический процесс, который можно описать следующими реакциями: Анод:

Fe ® Fe ²⁺ + 2e ^¯

Катод:

½O 2 + H 2 O + 2e ¯ ® 2OH ¯

Всего:

Fe + ½O ₂ + H ₂ O ® Fe (OH) ₂

Влияние температуры особенно важно в нагревателях питательной воды и экономайзерах.Повышение температуры дает достаточно дополнительной энергии для ускорения реакций на металлических поверхностях, что приводит к быстрой и серьезной коррозии.

При 60 ° F и атмосферном давлении растворимость кислорода в воде составляет примерно 8 частей на миллион. Эффективная механическая деаэрация снижает содержание растворенного кислорода до 7 частей на миллиард или меньше. Для полной защиты от кислородной коррозии после механической деаэрации требуется химический поглотитель.

Основными источниками кислорода в операционной системе являются плохая работа деаэратора, утечка воздуха на стороне всасывания насосов, дыхание приемных резервуаров и утечка неаэрированной воды, используемой для уплотнений насосов.

Допустимый уровень растворенного кислорода для любой системы зависит от многих факторов, таких как температура питательной воды, pH, скорость потока, содержание растворенных твердых частиц, а также металлургия и физическое состояние системы. Основываясь на опыте работы с тысячами систем, 3-10 частей на миллиард кислорода в питательной воде не наносят значительного вреда экономайзерам. Это отражено в отраслевых рекомендациях.

консенсус ASME составляет менее 7 частей на миллиард (ASME рекомендует химическую очистку до «практически нулевой» части на миллиард)

Технические рекомендации TAPPI — менее 7 частей на миллиард Рекомендации по ископаемым растениям EPRI — менее 5 частей на миллиард растворенного кислорода

МЕХАНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КОРРОЗИЮ

Многие проблемы с коррозией являются результатом механических и эксплуатационных проблем.Следующие методы помогают свести к минимуму эти проблемы коррозии:

• Выбор коррозионно-стойких металлов
• снижение механического напряжения там, где это возможно (например, использование надлежащих процедур сварки и сварных швов, снимающих напряжение)
• Минимизация термических и механических напряжений при эксплуатации
• работа в пределах проектных нагрузок, без перегорания, наряду с надлежащими процедурами запуска и останова
• Техническое обслуживание чистых систем, включая использование питательной воды высокой чистоты, эффективную и строго контролируемую химическую обработку и кислотную очистку при необходимости

Там, где трубы котла выходят из строя в результате каустической хрупкости, могут быть видны окружные трещины.В других компонентах трещины проходят по линиям наибольшего напряжения. Исследование под микроскопом должным образом подготовленного участка охрупченного металла показывает характерный узор с прогрессирующим растрескиванием по определенным траекториям или границам зерен в кристаллической структуре металла (см. Рис. 11-6). Трещины не проникают внутрь самих кристаллов, а перемещаются между ними; поэтому используется термин «межкристаллитное растрескивание».

Согласно надлежащей инженерной практике, котловая вода должна быть оценена по характеристикам охрупчивания.Для этого используется детектор охрупчивания (описанный в главе 14).

Если котловая вода обладает хрупкими характеристиками, необходимо принять меры для предотвращения коррозии металла котла. Нитрат натрия — это стандартная обработка для предотвращения охрупчивания в котельных системах низкого давления. Ингибирование охрупчивания требует определенного отношения нитрата к щелочности щелочности, присутствующей в котловой воде. В котельных системах высокого давления, где используется деминерализованная подпиточная вода, характеристики охрупчивания котловой воды можно предотвратить за счет использования скоординированного контроля обработки фосфатом / pH, описанного ранее в разделе «Едкая коррозия».«Этот метод предотвращает образование высоких концентраций свободного гидроксида натрия в котле, устраняя тенденцию к охрупчиванию.

Едкое охрупчивание

Едкое охрупчивание (коррозионное растрескивание под действием едкого натяжения) или межкристаллитное растрескивание давно признано серьезной формой разрушения металла котла. Поскольку химическое воздействие на металл обычно невозможно обнаружить, отказ происходит внезапно — часто с катастрофическими последствиями.

Для возникновения щелочного охрупчивания должны соблюдаться три условия:

• Металл котла должен иметь повышенную нагрузку
• Должен присутствовать механизм концентрирования котловой воды
• котловая вода должна иметь характеристики охрупчивания

Там, где трубы котла выходят из строя в результате каустической хрупкости, могут быть видны окружные трещины.В других компонентах трещины проходят по линиям наибольшего напряжения. Исследование под микроскопом должным образом подготовленного участка охрупченного металла показывает характерный узор с прогрессирующим растрескиванием по определенным траекториям или границам зерен в кристаллической структуре металла (см. Рис. 11-6). Трещины не проникают внутрь самих кристаллов, а перемещаются между ними; поэтому используется термин «межкристаллитное растрескивание».

Согласно надлежащей инженерной практике, котловая вода должна быть оценена по характеристикам охрупчивания.Для этого используется детектор охрупчивания (описанный в главе 14).

Если котловая вода обладает хрупкими характеристиками, необходимо принять меры для предотвращения коррозии металла котла. Нитрат натрия — это стандартная обработка для предотвращения охрупчивания в котельных системах низкого давления. Ингибирование охрупчивания требует определенного отношения нитрата к щелочности щелочности, присутствующей в котловой воде. В котельных системах высокого давления, где используется деминерализованная подпиточная вода, характеристики охрупчивания котловой воды можно предотвратить за счет использования скоординированного контроля обработки фосфатом / pH, описанного ранее в разделе «Едкая коррозия».«Этот метод предотвращает образование высоких концентраций свободного гидроксида натрия в котле, устраняя тенденцию к охрупчиванию.

Усталостное растрескивание

Усталостное растрескивание (из-за повторяющихся циклических нагрузок) может привести к разрушению металла. Разрушение металла происходит в точке наибольшей концентрации циклического напряжения. Примеры этого типа отказа включают трещины в компонентах котла на опорных кронштейнах или скрученные трубы, когда котел подвергается термической усталости из-за многократных пусков и остановов.

Термическая усталость возникает в горизонтальных участках трубопровода из-за образования паровой подушки и в трубах с водяными стенками из-за частой и продолжительной продувки нижнего коллектора.

Разрушение вследствие коррозионной усталости возникает в результате циклического воздействия на металл в коррозионной среде. Это состояние вызывает более быстрый выход из строя, чем тот, который вызван либо только циклическими нагрузками, либо только коррозией. В котлах коррозионно-усталостное растрескивание может быть результатом продолжающегося разрушения защитной магнетитовой пленки из-за циклических нагрузок.

Коррозионно-усталостное растрескивание происходит в деаэраторах вблизи сварных швов и зон термического влияния. Правильная эксплуатация, тщательный мониторинг и подробные проверки при отключении (в соответствии с опубликованными рекомендациями) сводят к минимуму проблемы в деаэраторах.

Паровое горение

Горение на стороне пара — это химическая реакция между паром и металлом трубы. Это вызвано чрезмерным подводом тепла или плохой циркуляцией, что приводит к недостаточному потоку для охлаждения трубок.В таких условиях образуется изолирующая пленка перегретого пара. Как только температура металла трубы достигает 750 ° F в трубах котла или 950-1000 ° F в трубах пароперегревателя (при условии конструкции из низколегированной стали), скорость окисления резко возрастает; это окисление происходит многократно и расходует основной металл. Проблема чаще всего встречается в пароперегревателях и в горизонтальных генераторных трубах, нагреваемых сверху.

Эрозия

Эрозия обычно возникает из-за чрезмерных скоростей.Там, где существует двухфазный поток (пар и вода), сбои из-за эрозии вызваны ударами жидкости о поверхность. К оборудованию, подверженному эрозии, относятся лопатки турбин, паропроводы низкого давления и теплообменники, которые подвергаются воздействию влажного пара. Трубопроводы питательной воды и конденсата, подверженные высокоскоростному потоку воды, также подвержены этому типу атак. Повреждение обычно происходит при изменении направления потока.

ОКСИДЫ МЕТАЛЛОВ В КОТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

Поверхности железа и меди подвержены коррозии, что приводит к образованию оксидов металлов.Это состояние можно контролировать путем тщательного выбора металлов и поддержания надлежащих условий эксплуатации.

Образование оксида железа

Оксиды железа, присутствующие в работающих котлах, можно разделить на два основных типа. Первым и наиболее важным является магнетит толщиной 0,0002-0,0007 дюймов (0,2-0,7 мил), образованный реакцией железа и воды в бескислородной среде. Этот магнетит образует защитный барьер от дальнейшей коррозии.

Магнетит образуется на металлических поверхностях котельной системы в результате следующей общей реакции:

3Fe	+	4H 2 O	®	Fe 3 O 4	+	4H 2
утюг		вода		магнетит		водород

Магнетит, который обеспечивает защитный барьер от дальнейшей коррозии, состоит из двух слоев.Внутренний слой относительно толстый, компактный и непрерывный. Внешний слой более тонкий, пористый и рыхлый по структуре. Оба этих слоя продолжают расти за счет диффузии воды (через пористый внешний слой) и решеточной диффузии (через внутренний слой). Пока слои магнетита остаются нетронутыми, скорость их роста быстро уменьшается.

Второй тип оксида железа в котле — это продукты коррозии, которые могут попасть в котельную систему с питательной водой. Их часто называют «мигрирующими» оксидами, потому что они обычно не образуются в котле.Оксиды образуют внешний слой на поверхности металла. Этот слой очень пористый и легко проникает водой и ионами.

Железо может поступать в котел в виде растворимых ионов двухвалентного железа и нерастворимых гидроксидов или оксидов двухвалентного и трехвалентного железа. Бескислородная щелочная котловая вода превращает железо в магнетит, Fe ₃ O ₄ . Перелетный магнетит откладывается на защитном слое и обычно имеет цвет от серого до черного.

Образование оксида меди

По-настоящему пассивная оксидная пленка не образуется на меди или ее сплавах.В воде преобладающим продуктом коррозии меди является закись меди (Cu ₂ O). Типичная реакция коррозии:

8Cu	+	О 2	+	2H 2 O	®	4Cu 2 O	+	2H 2
медь		кислород		вода		закись меди		водород

Как показано на рисунке 11-7, оксид, образующийся на медных поверхностях, состоит из двух слоев.Внутренний слой очень тонкий, липкий, непористый и состоит в основном из оксида меди (CuO). Внешний слой толстый, прочный, пористый и состоит в основном из закиси меди (Cu ₂ O). Внешний слой образуется путем разрушения внутреннего слоя. При определенной толщине внешнего слоя существует равновесие, при котором оксид непрерывно образуется и выделяется в воду.

Поддержание надлежащего pH, удаление кислорода и применение средств для ухода за металлами может минимизировать коррозию медных сплавов.

Пассивация металла

Создание защитных слоев оксидов металлов с использованием восстановителей (таких как гидразин, гидрохинон и другие поглотители кислорода) известно как пассивация металлов или кондиционирование металлов. Хотя «пассивация металла» относится к прямой реакции соединения с оксидом металла, а «кондиционирование металла» в более широком смысле относится к усилению защитной поверхности, эти два термина часто используются взаимозаменяемо.

Реакция гидразина и гидрохинона, приводящая к пассивации металлов на основе железа, протекает по следующим реакциям:

N 2 H 4	+	6Fe 2 O 3	®	4Fe 3 O 4	+	2H 2 O	+	№ 2
гидразин		гематит		магнетит		вода		азот

C 6 H 4 (OH) 2	+	3Fe 2 O 3	®	2Fe 3 O 4	+	C 6 H 4 O 2	+	H 2 O
гидрохинон		гематит		магнетит		бензохинон		вода

Подобные реакции происходят с металлами на основе меди:

N 2 H 4	+	4CuO	®	2Cu 2 O	+	2H 2 O	+	№ 2
гидразин		оксид меди		закись меди		вода		азот

C 6 H 6 O 2	+	2CuO	®	Cu 2 O	+	C 6 H 4 O 2	+	H 2 O
гидрохинон		оксид меди		закись меди		бензохинон		вода

Магнетит и закись меди образуют защитные пленки на поверхности металла.Поскольку эти оксиды образуются в восстановительных условиях, удаление растворенного кислорода из питательной воды котла и конденсата способствует их образованию. Эффективное применение поглотителей кислорода косвенно приводит к пассивированию металлических поверхностей и меньшему переносу оксидов металлов в котел независимо от того, взаимодействует ли поглотитель непосредственно с поверхностью металла.

Значительное снижение содержания кислорода в питательной воде и оксидов металлов может произойти при правильном применении поглотителей кислорода (см. Рисунок 11-8).

ФАКТОРЫ КОНТРОЛЯ КОРРОЗИИ Сталь и стальные сплавы

Защита стали в котельной системе зависит от температуры, pH и содержания кислорода. Как правило, более высокие температуры, высокие или низкие уровни pH и более высокие концентрации кислорода увеличивают скорость коррозии стали.

Механические и эксплуатационные факторы, такие как скорости, напряжения металла и жесткость эксплуатации, могут сильно повлиять на скорость коррозии. Системы различаются по склонности к коррозии, и их следует оценивать индивидуально.

Медь и медные сплавы На скорость коррозии медных сплавов влияют многие факторы:

• температура
• pH
• концентрация кислорода
• концентрация амина
• концентрация аммиака
• расход

Влияние каждого из этих факторов зависит от характеристик каждой системы. Температурная зависимость является следствием более быстрого времени реакции и большей растворимости оксидов меди при повышенных температурах.Максимальные температуры, указанные для различных сплавов, находятся в диапазоне от 200 до 300 ° F.

Методы минимизации коррозии меди и медных сплавов включают:

• замена на более прочный металл
• удаление кислорода
• поддержание состояния особо чистой воды
• работа при надлежащем уровне pH
• снижение скорости воды
• Применение материалов, пассивирующих металлические поверхности

Контроль pH

Поддержание надлежащего pH во всех системах питательной воды котла, котла и конденсата имеет важное значение для контроля коррозии.Большинство операторов котельных систем низкого давления контролируют щелочность котловой воды, поскольку она очень тесно коррелирует с pH, в то время как большая часть питательной воды, конденсата и котловой воды высокого давления требует прямого контроля pH. Контроль pH важен по следующим причинам:

• Скорость коррозии металлов, используемых в котельных системах, чувствительна к изменениям pH.
• Низкий уровень pH или недостаточная щелочность могут привести к коррозионному воздействию кислоты
• Высокий pH или избыточная щелочность могут привести к образованию щелочей / растрескиванию и вспениванию с последующим уносом
• Скорость реакций поглощения кислорода сильно зависит от уровня pH.

Уровень pH или щелочности, поддерживаемый в системе котла, зависит от многих факторов, таких как давление в системе, металлы в системе, качество питательной воды и тип применяемой химической обработки.

Скорость коррозии углеродистой стали при температурах питательной воды приближается к минимальному значению в диапазоне pH 9,2–9,6 (см. Рисунок 11-9). Важно контролировать систему питательной воды на предмет коррозии с помощью испытаний на железо и медь. Для систем с цеолитом натрия или составом, размягченным горячей известью, корректировка pH может не потребоваться. В системах, в которых используется подпитка деионизированной водой, можно использовать небольшие количества каустической соды или нейтрализующих аминов, таких как морфолин и циклогексиламин.

В котле высокий или низкий pH увеличивает скорость коррозии мягкой стали (см. Рисунок 11-10).Поддерживаемый pH или щелочность зависит от давления, характеристик подпиточной воды, химической обработки и других факторов, специфичных для системы.

Оптимальный уровень pH для защиты медных сплавов несколько ниже оптимального уровня для углеродистой стали. Для систем, содержащих оба металла, pH конденсата и питательной воды часто поддерживается между 8,8 и 9,2 для защиты обоих металлов от коррозии. Оптимальный pH варьируется от системы к системе и зависит от многих факторов, включая используемый сплав (см. Рисунок 11-11).

Для повышения pH следует использовать нейтрализующие амины вместо аммиака, который (особенно в присутствии кислорода) увеличивает скорость коррозии медных сплавов. Кроме того, амины образуют защитные пленки на поверхностях из оксида меди, препятствующие коррозии.

Контроль кислорода

Химические поглотители кислорода. Поглотителями кислорода, наиболее часто используемыми в котельных системах, являются сульфит натрия, бисульфит натрия, гидразин, катализированные версии сульфитов и гидразина, а также органические поглотители кислорода, такие как гидрохинон и аскорбат.

Крайне важно выбрать и правильно использовать лучший химический поглотитель кислорода для данной системы. Основные факторы, определяющие наилучший поглотитель кислорода для конкретного применения, включают скорость реакции, время пребывания в системе, рабочую температуру и давление, а также pH питательной воды. Вмешательство в реакцию поглотитель / кислород, продукты разложения и реакции с металлами в системе также являются важными факторами. Другие способствующие факторы включают использование питательной воды для работы, наличие экономайзеров в системе и конечное использование пара.Следует использовать химические поглотители кислорода, чтобы дать достаточно времени для прохождения реакции поглотитель / кислород. Система хранения деаэратора и резервуар для хранения питательной воды являются обычно используемыми точками подачи.

В котлах, работающих при давлении ниже 1000 фунтов на квадратный дюйм, сульфит натрия и концентрированный жидкий раствор катализированного бисульфита натрия являются наиболее часто используемыми материалами для химической деаэрации из-за низкой стоимости и простоты обращения и испытаний. Свойство сульфита натрия поглощать кислород иллюстрируется следующей реакцией:

2Na 2 SO 3	+	О 2	®	2Na 2 SO 4
сульфит натрия		кислород		натрия сульфат

Теоретически 7.88 частей на миллион химически чистого сульфита натрия требуется для удаления 1,0 частей на миллион растворенного кислорода. Однако из-за использования сульфита натрия технических сортов в сочетании с потерями при транспортировке и продувке во время нормальной работы установки обычно требуется примерно 10 фунтов сульфита натрия на фунт кислорода. Концентрация избыточного сульфита, поддерживаемая в питательной или котловой воде, также влияет на потребность в сульфите.

Сульфит натрия необходимо подавать непрерывно для максимального удаления кислорода.Обычно наиболее подходящей точкой приложения является опора между деаэратором и отсеком для хранения. Если за пластификаторами горячего процесса следует установка горячего цеолита, рекомендуется дополнительная подача на выходе фильтра из узлов горячего процесса (перед установкой пластификатора на основе цеолита) для защиты ионообменной смолы и оболочки пластификатора.

Как и в случае любой реакции поглощения кислорода, на скорость реакции сульфит-кислород влияет множество факторов. Эти факторы включают температуру, pH, начальную концентрацию поглотителя кислорода, начальную концентрацию растворенного кислорода и каталитические или ингибирующие эффекты.Самый важный фактор — это температура. По мере увеличения температуры время реакции уменьшается; как правило, каждые 18 ° F повышения температуры удваивают скорость реакции. При температуре 212 ° F и выше реакция идет быстро. Избыточная подача сульфита натрия также увеличивает скорость реакции. Наиболее быстро реакция протекает при значениях pH в диапазоне 8,5-10,0.

Некоторые материалы катализируют кислородно-сульфитную реакцию. Наиболее эффективными катализаторами являются катионы тяжелых металлов с валентностью две или более.Железо, медь, кобальт, никель и марганец являются одними из наиболее эффективных катализаторов.

На рис. 11-12 сравнивается удаление кислорода с использованием промышленного сульфита натрия и катализированного сульфита натрия. После 25 секунд контакта катализированный сульфит натрия полностью удалил кислород. Некатализированный сульфит натрия удалил менее 50% кислорода за тот же период времени. В системе питательной воды котла это может привести к сильной коррозии.

Следующие рабочие условия требуют использования катализированного сульфита натрия:

• низкая температура питательной воды
• Неполная механическая деаэрация
• Быстрая реакция, необходимая для предотвращения точечной коррозии в системе
• короткое время пребывания
• использование экономайзеров

Высокие остаточные содержания сульфитов в питательной воде и значения pH выше 8.5 следует поддерживать в питательной воде, чтобы защитить экономайзер от воздействия кислорода.

Некоторые природные воды содержат вещества, которые могут ингибировать реакцию кислород / сульфит. Например, следы органических материалов в поверхностном источнике, используемом для подпиточной воды, могут снизить скорость реакции поглотитель / кислород. Та же проблема может возникнуть, если загрязненный конденсат используется как часть питательной воды котла. Органические материалы представляют собой комплекс металлов (природные катализаторы или разработанные катализаторы) и не позволяют им увеличивать скорость реакции.

Сульфит натрия следует подавать туда, где он не будет загрязнять питательную воду, которая будет использоваться для пароохладителей или пароохладителей. Это предотвращает добавление твердых частиц в пар.

При рабочем давлении 1000 фунтов на квадратный дюйм и выше вместо сульфита обычно используются гидразин или органические поглотители кислорода. В этих применениях повышенное содержание растворенных твердых веществ, вносимых сульфатом натрия (продуктом реакции сульфит натрия с кислородом), может стать серьезной проблемой. Также сульфит разлагается в котлах высокого давления с образованием диоксида серы (SO ₂ ) и сероводорода (H ₂ S).Оба эти газа могут вызвать коррозию в системе возвратного конденсата и, как сообщается, способствуют коррозионному растрескиванию под напряжением в турбинах. Гидразин в течение многих лет использовался в качестве поглотителя кислорода в системах высокого давления и других системах, в которых нельзя использовать сульфитные материалы. Гидразин — это восстановитель, который удаляет растворенный кислород по следующей реакции:

N 2 H 4	+	О 2	®	2H 2 O	+	№ 2
гидразин		кислород		вода		азот

Поскольку продуктами этой реакции являются вода и азот, в котловую воду не добавляются твердые вещества.Продуктами разложения гидразина являются аммиак и азот. Разложение начинается примерно при 400 ° F и быстро при 600 ° F. Щелочной аммиак не разрушает сталь. Однако, если вместе присутствует достаточное количество аммиака и кислорода, коррозия медного сплава увеличивается. Тщательный контроль скорости подачи гидразина может ограничить концентрацию аммиака в паре и минимизировать опасность повреждения медьсодержащих сплавов. Аммиак также нейтрализует диоксид углерода и снижает коррозию возвратной линии, вызванную диоксидом углерода.

Гидразин — токсичный материал, с которым необходимо обращаться с особой осторожностью. Поскольку материал предположительно канцероген, необходимо соблюдать опубликованные на федеральном уровне инструкции по обращению и отчетности. Поскольку чистый гидразин имеет низкую температуру вспышки, обычно используется 35% раствор с температурой вспышки более 200 ° F. Теоретически требуется 1,0 ppm гидразина для взаимодействия с 1,0 ppm растворенного кислорода. Однако на практике требуется 1,5–2,0 части гидразина на часть кислорода.

Факторы, влияющие на время реакции сульфита натрия, также применимы к другим поглотителям кислорода.На рис. 11-13 показана зависимость скорости реакции от температуры и концентрации гидразина. Реакция также зависит от pH (оптимальный диапазон pH 9,0-10,0).

Помимо реакции с кислородом, гидразин может также способствовать образованию магнетита и оксида меди (более защитная форма оксида меди), как показано в следующих реакциях:

N 2 H 4	+	6Fe 2 O 3	®	4Fe 3 O 4	+	№ 2	+	2H 2 O
гидразин		гематит		магнетит		азот		вода

и

N 2 H 4	+	4CuO	®	2Cu 2 O	+	№ 2	+	2H 2 O
гидразин		оксид меди		закись меди		азот		вода

Поскольку гидразин и органические поглотители не добавляют твердых частиц в пар, питательная вода, содержащая эти материалы, обычно подходит для использования в качестве воды для охлаждения или охлаждения.

Основными ограничивающими факторами использования гидразина являются его медленное время реакции (особенно при низких температурах), образование аммиака, воздействие на медьсодержащие сплавы и проблемы с обращением.

Органические поглотители кислорода. Некоторые органические соединения используются для удаления растворенного кислорода из питательной воды котла и конденсата. Среди наиболее часто используемых соединений — гидрохинон и аскорбат. Эти материалы менее токсичны, чем гидразин, и с ними можно обращаться более безопасно. Как и в случае с другими поглотителями кислорода, температура, pH, начальная концентрация растворенного кислорода, каталитические эффекты и концентрация поглотителей влияют на скорость реакции с растворенным кислородом.При подаче в питательную воду сверх потребности в кислороде или при подаче непосредственно в конденсат некоторые органические поглотители кислорода уносятся вперед для защиты паровых и конденсатных систем.

Гидрохинон уникален своей способностью быстро реагировать с растворенным кислородом даже при температуре окружающей среды. Благодаря этому свойству, помимо эффективности в операционных системах, гидрохинон особенно эффективен для использования в хранилищах котлов, а также во время пусков и остановов системы. Он также широко используется в конденсатных системах.

Гидрохинон реагирует с растворенным кислородом, как показано в следующих реакциях:

C 6 H 4 (OH) 2	+	О 2	®	C 6 H 4 O 2	+	H 2 O
гидрохинон		кислород		бензохинон		вода

Бензохинон далее реагирует с кислородом с образованием полихинонов:

C 6 H 4 O 2	+	О 2	®	полихиноны
бензохинон		кислород

Эти реакции не обратимы в щелочных условиях, характерных для питательной воды котлов и конденсатных систем.Фактически, дальнейшее окисление и термическое разложение (в системах с более высоким давлением) приводит к конечному продукту — диоксиду углерода. Промежуточные продукты представляют собой низкомолекулярные органические соединения, такие как ацетаты.

Контроль уровня кислорода. Мониторинг кислорода является наиболее эффективным средством контроля скорости подачи поглотителя кислорода. Обычно кормят небольшим избытком мусорщика. Остатки питательной и котловой воды указывают на избыточную подачу поглотителя и подтверждают скорость подачи химической обработки.Также необходимо провести анализ на оксиды железа и меди, чтобы оценить эффективность лечебной программы. При отборе проб на оксиды металлов необходимо соблюдать соответствующие меры предосторожности, чтобы обеспечить репрезентативность проб.

Из-за летучести и разложения измерение остатков в котле не является надежным средством контроля. Количество подаваемого химиката следует регистрировать и сравнивать с уровнями кислорода в питательной воде, чтобы обеспечить контроль над контролем растворенного кислорода в системе. При использовании сульфита натрия уменьшение остаточного количества химикатов в котловой воде или необходимость увеличения количества химикатов может указывать на проблему.Необходимо принять меры для определения причины, чтобы проблему можно было исправить.

Пределы остаточного содержания сульфита зависят от рабочего давления котла. Для большинства систем низкого и среднего давления остаточное содержание сульфита должно превышать 20 ppm. Контроль гидразина обычно основан на избытке питательной воды 0,05-0,1 частей на миллион. Для разных органических поглотителей остатки и тесты различаются.

МОНИТОРИНГ И ТЕСТИРОВАНИЕ

Эффективный мониторинг контроля коррозии необходим для обеспечения надежности котла.Хорошо спланированная программа мониторинга должна включать следующее:

• надлежащий отбор проб и мониторинг в критических точках системы
• полностью репрезентативная выборка
• Использование правильных процедур испытаний
• Проверка результатов испытаний на соответствие установленным лимитам
• план действий, который должен выполняться незамедлительно, когда результаты испытаний выходят за установленные пределы
• план действий в чрезвычайных ситуациях на случай серьезных аварий
• Система повышения качества и оценки результатов на основе испытаний и проверок

Методы мониторинга

Соответствующие методы мониторинга различаются в зависимости от системы.Тестирование следует проводить не реже одного раза в смену. Частоту испытаний, возможно, придется увеличить для некоторых систем, где управление затруднено, или в периоды более изменчивых рабочих условий. Все данные мониторинга, будь то точечный или непрерывный отбор проб, должны регистрироваться.

Необходимо измерить жесткость питательной воды котла, содержание железа, меди, кислорода и pH. Как железо, так и медь, а также кислород можно измерять ежедневно. По возможности рекомендуется установить кислородный измеритель непрерывного действия в системе питательной воды для обнаружения проникновения кислорода.В частности, следует с осторожностью измерять железо и медь из-за возможных проблем, связанных с загрязнением пробы.

Если кислородный измеритель непрерывного действия не установлен, следует использовать периодические испытания с использованием ампул для точечного отбора проб для оценки характеристик деаэратора и возможности загрязнения кислородом из уплотнительной воды насоса и других источников.

Для котловой воды необходимо провести следующие испытания:

• фосфат (если используется)
• P-щелочность или pH
• сульфит (если использовался)
• проводимость

Отбор проб

Очень важно получить репрезентативные пробы для надлежащего мониторинга условий в системе питательной воды котла.Требуются линии отбора проб, непрерывно протекающие с нужной скоростью и объемом. Обычно скорость 5-6 футов / сек и поток 800-1000 мл / мин являются удовлетворительными. Следует избегать использования длинных линий отбора проб. К отбору проб железа и меди следует подходить с особой осторожностью из-за сложности получения репрезентативных проб и правильной интерпретации результатов. Для оценки результатов следует использовать тенденции, а не отдельные образцы. Отбор проб меди требует особых мер предосторожности, таких как подкисление потока.Композитный отбор проб, а не точечный отбор, также может быть ценным инструментом для определения средних концентраций в системе.

Отбор проб кислорода следует проводить как можно ближе к линии, поскольку длительное время пребывания в линиях отбора проб может позволить поглотителю кислорода продолжить реакцию и снизить показания кислорода. Кроме того, если происходит утечка, могут быть получены ложно высокие данные. Отбор проб кислорода также следует проводить как на выходе из деаэратора, так и на выходе насоса питательной воды котла, чтобы убедиться, что проникновение кислорода не происходит.

Результаты и необходимые действия

Все проверки оборудования должны быть тщательными и документированными.

Отмеченные условия необходимо сравнить с данными предыдущих проверок. Аналитические результаты и процедуры должны оцениваться, чтобы гарантировать соблюдение стандартов качества и принятие мер для постоянного улучшения. Диаграммы причинно-следственных связей (см. Рисунок 11-14) могут использоваться либо для проверки того, что рассмотрены все потенциальные причины проблем, либо для устранения конкретной проблемы, связанной с коррозией.

ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ ВО ВРЕМЯ ИНФОРМАЦИИ И ХРАНЕНИЯ

Кислородная коррозия в системах питательной воды котла может произойти во время пуска и останова, а также когда котельная система находится в режиме ожидания или на хранении, если не соблюдаются надлежащие процедуры. Системы должны храниться должным образом, чтобы предотвратить повреждение от коррозии, которое может произойти в течение нескольких часов при отсутствии надлежащих процедур укладки. Как сторона воды / пара, так и сторона возгорания подвержены коррозии во время простоя и должны быть защищены.

Коррозия автономного котла обычно вызывается утечкой кислорода. Низкий pH вызывает дальнейшую коррозию. Низкий pH может быть результатом реакции кислорода с железом с образованием соляной кислоты. Этот продукт коррозии, кислотная форма железа, образуется на границе раздела вода-воздух.

Коррозия также встречается в системах питания котлов и конденсата. Продукты коррозии, образующиеся как в секции предварительного котла, так и в котле, могут откладываться на критических поверхностях теплопередачи котла во время работы и увеличивать вероятность локальной коррозии или перегрева.

Степень и скорость поверхностной коррозии зависят от состояния металла. Если на поверхности котла имеется легкое покрытие из котельного шлама, поверхности менее подвержены атакам, поскольку они не полностью подвергаются воздействию воды, содержащей кислород. Опыт показал, что с улучшением чистоты внутренних поверхностей котла необходимо уделять больше внимания защите от воздействия кислорода во время хранения. Котлы, которые простаивают даже на короткое время (например, в выходные), подвержены атакам.

Котлы, использующие неаэрированную воду при запуске и выводе из эксплуатации, могут быть серьезно повреждены. Повреждение представляет собой точечную коррозию, беспорядочно разбросанную по металлическим поверхностям. Повреждения, вызванные подобными действиями, можно не заметить в течение многих лет после установки устройства.

Выбор метода хранения зависит от продолжительности ожидаемого простоя и сложности котла. Если котел не будет эксплуатироваться в течение месяца или более, может быть предпочтительнее хранить в сухом виде.Влажное хранение обычно подходит для более коротких периодов простоя или если может потребоваться быстрое переключение агрегата в оперативный режим. Большие котлы со сложной схемой сложно сушить, поэтому их следует хранить одним из способов влажного хранения.

Сухое хранение

Для сухого хранения котел опорожняют, очищают и полностью сушат. Все горизонтальные и не дренируемые трубы котла и пароперегревателя необходимо продуть сжатым газом. Особое внимание следует уделять удалению воды из длинных горизонтальных трубок, особенно если они слегка изогнуты.

Тепло применяется для оптимизации сушки. После высыхания блок закрывают, чтобы свести к минимуму циркуляцию воздуха. Обогреватели следует устанавливать по мере необходимости, чтобы поддерживать температуру всех поверхностей выше точки росы.

Сразу после высыхания поверхностей на водонепроницаемые деревянные или устойчивые к коррозии поддоны наносят один из следующих трех влагопоглотителей:

• Используется негашеная известь из расчета 6 фунтов / 100 фут³ объема котла
• Используется силикагель из расчета 17 фунтов / 100 фут3 объема котла
• Активированный оксид алюминия израсходован из расчета 27 фунтов / 100 фут³ объема котла
№

Поддоны размещаются в каждом барабане водотрубного котла или на верхних дымоходах дымогарного агрегата.Все люки, люки, вентиляционные отверстия и соединения заглушены и плотно закрыты. Котел следует открывать каждый месяц для проверки осушителя. При необходимости замените осушитель.

Влажное хранилище

При влажном хранении агрегат проверяется, при необходимости очищается и заполняется до нормального уровня деаэрированной питательной водой.

Сульфит натрия, гидразин, гидрохинон или другой поглотитель добавляется для контроля растворенного кислорода в соответствии со следующими требованиями:

• Натрия сульфит.3 фунта сульфита натрия и 3 фунта каустической соды следует добавить на 1000 галлонов воды, содержащейся в бойлере (минимум 400 ppm щелочности P для CaCO3 и 200 ppm сульфита для SO3).
• Гидразин. 5 фунтов 35% раствора гидразина и 0,1 фунта аммиака или 2-3 фунта 40% раствора нейтрализующего амина можно добавить на 1000 галлонов (минимум 200 ч / млн гидразина и 10,0 pH). Из-за проблем с гидразином обычно рекомендуются органические поглотители кислорода.
• Гидрохинон.Материалы на основе гидрохинона добавляются для достижения примерно 200 ppm гидрохинона в ранее пассивированных онлайн-системах. В новых системах или системах с плохо сформированной пленкой магнетита минимальная скорость подачи гидрохинона составляет 400 частей на миллион. pH следует поддерживать на уровне 10,0.

Независимо от того, какая обработка используется, требуется доведение pH или щелочности до минимального уровня.

После добавления химикатов с открытыми вентиляционными отверстиями нагревают воду для кипячения в течение приблизительно 1 часа.Необходимо как можно скорее проверить котел на предмет надлежащей концентрации химикатов и произвести регулировки.

Если котел оборудован недренируемым пароперегревателем, пароперегреватель заполняется высококачественным конденсатом или деминерализованной водой и обрабатывается летучим поглотителем кислорода и агентом для регулирования pH. Обычный метод заполнения недренируемых пароперегревателей — заправка и слив в котел. После заполнения пароперегревателя котел следует полностью заполнить деаэрированной питательной водой.Морфолин, циклогексиламин или аналогичные амины используются для поддержания надлежащего pH.

Если пароперегреватель дренируемый или котел не имеет пароперегревателя, котлу дают немного остыть после розжига. Затем перед созданием вакуума установка полностью заполняется деаэрированной питательной водой.

Расширительный бак (например, барабан на 55 галлонов), содержащий раствор химикатов для обработки, или резервуар с азотом под давлением 5 фунтов на кв. Дюйм, подсоединен к вентиляционному отверстию парового барабана для компенсации изменений объема из-за колебаний температуры.

Слив между обратным клапаном и главным запорным клапаном пара остается открытым. Все остальные стоки и форточки плотно закрываются.

Котловую воду следует проверять еженедельно с добавлением очистки по мере необходимости для поддержания уровня очистки. При добавлении химикатов их следует смешать одним из следующих способов:

• Циркуляция котловой воды с помощью внешнего насоса
• понизить уровень воды до нормального рабочего уровня и пропарить котел на короткое время

Если используется метод пропаривания, котел следует в дальнейшем полностью заполнить в соответствии с приведенными выше рекомендациями.

Хотя никакой другой обработки не требуется, могут присутствовать стандартные уровни химической обработки, применяемой при работе котла.

Котлы можно защитить азотом или другим инертным газом. Слегка положительное давление азота (или другого инертного газа) должно поддерживаться после того, как котел будет заполнен до рабочего уровня деаэрированной питательной водой.

Хранение подогревателей и деаэраторов питательной воды

Сторона трубы нагревателя питательной воды обрабатывается так же, как котел при хранении.Кожух может быть покрыт паром или залит обработанным конденсатом.

Во всех стальных системах можно использовать химические вещества в одинаковых концентрациях, рекомендованных для влажного хранения. Системы из медных сплавов можно обрабатывать вдвое меньшим количеством поглотителей кислорода, при этом pH регулируется на уровне 9,5.

Деаэраторы обычно закрыты паром или азотом; однако их можно залить раствором для укладки, как это рекомендуется для мокрой укладки котлов. Если используется влажный метод, в деаэратор необходимо создать давление азота 5 фунтов на квадратный дюйм, чтобы предотвратить проникновение кислорода.

Каскадная продувка

Для эффективного, но простого хранения котла чистая, теплая, непрерывная продувка может быть распределена в удобное нижнее соединение на неработающем котле. Избыточная вода может перетекать в соответствующее место для захоронения через открытые вентиляционные отверстия. Этот метод снижает вероятность проникновения кислорода и обеспечивает поступление в котел правильно очищенной воды. Этот метод нельзя использовать для котлов, оборудованных бездренажными пароперегревателями.

Хранение в холодную погоду

В холодную погоду необходимо принять меры для предотвращения замерзания.Для предотвращения проблем с замерзанием можно использовать дополнительное тепло, легкий розжиг котла, каскадную укладку или сухое хранение. Иногда для защиты от замерзания используется смесь 50/50 воды и этиленгликоля. Однако этот метод требует, чтобы котел был опорожнен, промыт и заполнен свежей питательной водой перед запуском.

Утилизация растворов для укладки

Утилизация складских химикатов должна производиться в соответствии с применимыми федеральными, государственными и местными правилами.

Кладовая у камина

Когда котлы снимаются с линии на длительное время, зоны возгорания также должны быть защищены от коррозии.

Отложения у камина, особенно в секциях конвекции, экономайзера и воздухонагревателя, гигроскопичны по своей природе. Когда температура поверхности металла опускается ниже точки росы, происходит конденсация, а при наличии кислых гигроскопических отложений может возникнуть коррозия.

Зоны у камина (особенно секции конвекции, экономайзера и воздухонагревателя) перед хранением следует очистить.

Щелочная вода под высоким давлением — эффективное средство очистки очагов пожара. Перед использованием щелочной воды для этой цели следует промыть пресной водой с нейтральным pH, чтобы предотвратить образование гидроксидных гелей в отложениях (эти отложения могут быть очень трудно удалить).

После химической очистки водным раствором поверхность очага должна быть просушена теплым воздухом или небольшим огнем. Если котел необходимо полностью закрыть, можно использовать силикагель или известь для поглощения конденсата.В качестве альтернативы металлические поверхности можно покрыть распылением или протереть легким маслом.

Если камин остается открытым, металлические поверхности должны поддерживаться выше точки росы за счет циркуляции теплого воздуха.

Узнайте больше об очистке котловой воды SUEZ и о том, как с ее помощью можно избежать коррозии котельной системы.

Рисунок 11-1. Упрощенная коррозионная ячейка для железа в воде.

Икс

Рисунок 11-2. Трубка котельной системы показывает строжку с высоким pH.

Икс

Рисунок 11-3.Коррозию щелочных отложений можно контролировать с помощью скоординированной программы фосфат / pH.

Икс

Рисунок 11-4. Скоординированная программа фосфатов / pH предотвращает образование щелочи и возникающую в результате коррозию.

Икс

Рисунок 11-5. Кислородная ямка трубы питательной воды котла.

Икс

Рисунок 11-6. Едкое коррозионное растрескивание (охрупчивание) трубы котла под напряжением. На микрофотографии видно межкристаллитное растрескивание.

Икс

Рисунок 11-7.Модель оксидных слоев на меди показывает толщину внешнего оксидного слоя.

Икс

Рисунок 11-8. Уровни кислорода, железа и меди в питательной воде резко снижаются при использовании материалов на основе гидрохинона вместо гидразина (данные получены во время пусков и экскурсий).

Икс

Рисунок 11-9. Выделение продуктов коррозии железа из углеродистой стали в питательную воду котлов.

Икс

Рисунок 11-10. Высокий или низкий pH котловой воды вызывает коррозию стали котла.

Икс

Рисунок 11-11. Среднее выделение меди как функция pH показывает оптимальное значение pH в диапазоне от 8,8 до 9,2 для различных сплавов на основе меди.