Для качественной и долговечной работы требуется специальная подготовка воды и ежегодный ее замер по окончанию отопительного сезона.

Но есть возможность использования специальной низкозамерзающей жидкости, что предотвращает размораживание системы в зимнее время. В этом случае профилактику и ремонт оборудования производят в межсезонье через каждые 3 г. При этом не требуется регулярное проведение промывки.

Электроды, входящие в состав ионного котла, являются расходным материалом и требуют замены через 3-5 лет. Но при соблюдении требований, что изложены в паспорте на аппарат, срок службы достигает 10 лет.

Электрокотлы нуждаются в заземлении, но такие же требования приводятся и к другим электроприборам высокой мощности. Создание единой системы заземления позволяет избежать множества проблем, особенно если в доме есть маленькие дети.

Обзор лучших моделей электрических электродных котлов

Серийное производство ионных отопительных котлов ЗАО фирмой Галан началось в 1994 г.

За прошедшие годы было разработано и запущено в производство несколько модификаций:

• Очаг;
• Гейзер;
• Вулкан;
• Галакс;
• Очаг-Турбо;
• Гейзер-Турбо;
• Вулкан-Турбо.

Используя инновационные технологии, компания Галан постоянно совершенствует свою продукцию.

Очаг – предусматривают удельную потребляемую мощность от 2 до 6 кВт и предназначены для отопления помещений объемом от 80 до 200 м3. Это однофазные котлы, рассчитанные на напряжение в 220 В. Для них рекомендуются системы с объемом теплоносителя от 20 до 70 л. Они имеют компактные размеры: длина – 31,5 см и вес – не более 1,65 кг.

Источник фото: cenam.net

Гейзер – удельная потребляемая мощность – 9 и 15 кВт, предназначены для отопления помещений объемом от 340 до 550 м3. Это трехфазные котлы, рассчитанные на напряжение в 380 В. Для них рекомендуются системы с объемом теплоносителя от 50 до 200 л. Размеры: длина – 36 и 41 см и вес – не более 5,3 кг.

Вулкан – более мощные котлы, потребляемая мощность которых составляет от 15 до 50 кВт. Эти аппараты питаются от трехфазного тока и, нагревая от 150 до 500 л теплоносителя, могут обогревать помещения с объемом от 850 до 1650 м3. Их длина колеблется от 46 до 57 см. Эти котлы выпускаются в модульной конструкции.

Следующий трехфазный аппарат Галакс производится в корпусном исполнении: котел и управляющая автоматика выполнены в одном корпусе с размерами 45х60х20 см. В комплекте может быть предусмотрен и циркуляционный насос. Потребляемая мощность – от 9 до 30 кВт при напряжении 380 В; объем обогреваемого помещения – от 225 до 750 м3. Данный вид аппарата имеет больший вес – до 28 кг.

Котлы линии Турбо выпускаются больших размеров, Очаг-Турбо может работать от сети с напряжением 380 В. Гейзер-Турбо и Вулкан-Турбо предназначены для трехфазного тока.

ООО Тюмень ТеплоЛюкс производит 3 вида аппаратов для отопления помещений, срок работы которых составляет 30 лет; на них предоставляется гарантия 10 лет:

1. Однофазный котел ЭОУ, работающий от сети с напряжением 220/380 В. В конструкции предусмотрен 1 электрод. Предназначен для обогрева помещений площадью от 20 до 250 м2; максимальная температурой теплоносителя на выходе – до +95°С. Допустима установка параллельно с котлами другого типа.
2. Трехфазный ЭОУ выпускается мощностью от 6 до 36 кВт и предназначен для отопления помещений площадью от 40 до 120 м2. Нагревательный аппарат имеет 3 электрода.
3. Миникотельная ЭОУ с 9 электродами рассчитана на трехфазный ток и имеет мощность от 60 до 120 кВт. Аппарат предназначен для отопления жилых и производственных помещений площадью от 400 до 1200 м2.

Компания SIA Beril, расположенная в Риге, с 2007 г. производит электродные котлы. В 2012 г. компания зарегистрировала свой собственный аппарат BERIL На котлы распространяется гарантия на весь срок службы: 10 лет. В качестве теплоносителя используется только BERIL или BERIL V.I.Р.

Виды и типы электрических котлов для отопления дома, ТЭНовые, электродные и индукционные модели

Электрические котлы отопления для дома используются исключительно в системах с жидким теплоносителем. Их основная классификация производится по способу нагрева:

• ТЭНовые – используют трубчатые электронагреватели с основой из нихромового или феррохромового токопроводящего элемента;
• электродные (другие распространенные названия электролизные или ионные) – используется специальный теплоноситель с определенным уровнем солей, который нагревается при прохождении через жидкость переменного напряжения;
• индукционные – в качестве термического элемента выступает в ферромагнетик, который нагревается под влиянием индукционного тока.

ТЭНОВЫЕ ЭЛЕКТРОКОТЛЫ

Их конструкция практически тождественна стандартным газовым отопителям. Они имеют теплообменную камеру, внутри которой расположены несколько нагревательных элементов ТЭНов. Блок автоматики осуществляет регулировку в широком диапазоне величин по нескольким параметрам – давление внутри системы, температура теплоносителя, температура окружающей среды и т.п.

Имеется группа безопасности, куда входит предохранительный срывной клапан, манометр, автоматический воздухоотводчик, расширительная емкость и циркуляционный насос. В зависимости от мощности ТЭНовые котлы бывают однофазными (220В) или трехфазными (380В). Однофазные – имеют небольшую мощность (до 6кВт). Они используются как дополнительный источник обогрева.

При установке электрокотлов мощностью более 3 кВт существенно перегружается электрическая сеть. Для их монтажа необходима специальная техническая документация, разрешения и согласования энергоснабжающей организации. Нужно иметь заземление, соответствующее ПУЭ.

Достоинства :

1. Невысокая стоимость.
2. Простота монтажа и подключения, особенно однофазных моделей.
3. В качестве теплоносителя может применяться как обычная вода так и любой тип незамерзающей жидкости.
4. Регулировка мощности возможна с высокой точностью вручную или в автоматическом режиме по всему рабочему диапазону.

Недостатки:

На ТЭНах может образоваться накипь, они выходят из строя. Поэтому лучше выбирать модели, где замену нагревательного элемента можно выполнить самостоятельно.

ЭЛЕКТРОДНЫЕ КОТЛЫ ОТОПЛЕНИЯ

Электродные котлы наиболее компактные из всего семейства систем электрического водяного отопления. Они надежны, по причине простой конструкции. Принцип их работы отличается от всех остальных классических электронагревателей. Нагрев теплоносителя реализуется при помощи двух электродов, через которые протекает переменный ток.

В качестве теплоносителя применяется электролит, отвечающий ряду требований. Теплоноситель должен иметь определенную плотность (количество солей) от которой зависит содержание ионов, последовательное сопротивление электролита. Сам раствор солей должен быть чистым – свободным от механических примесей.

Производители рекомендуют использовать “фирменные” жидкости со строго определенными характеристиками. Иногда пользователи покупают концентрат, который разводят до необходимой консистенции. Электродные электрокотлы бывают как одно так и трехфазными, их мощность не превышает 16 кВт.

Достоинства электродных технологий:

Компактность – внешний диаметр корпуса не намного превосходит диаметр основной магистральной трубы теплосистемы дома.

1. Доступная стоимость – наиболее дешевые из всех электрокотлов.
2. Имеют простую конструкцию и высокую надежность.
3. В случае утечки теплоносителя и критического снижения его уровня электродный котел сохраняет работоспособность.
4. При применении электролита с неоптимальными эксплуатационными значениями на электродах появляется накипь. Она ведет к небольшому снижению мощности, но не приводит к выходу из строя.
5. Система отопления имеет низкую инертность. Это позволяет обогревать помещение более интенсивно, эффективно выполнять регулирование в автоматическом режиме.
6. Оборудование имеет высокую устойчивость к изменениям напряжения в сети электроснабжения. Падение напряжения на величину критическую для других типов котлов приводит к незначительному снижению мощности.

Недостатки электродных котлов:

Этот тип электрических отопителей невозможно подключить через устройство защитного отключения (УЗО) так как в результате эксплуатации возникают значительные токи утечки. Поэтому вероятность поражения электричеством более высокая, чем у ТЭНовых и индукционных котлов.

Необходимо контролировать уровень сопротивления жидкости. По этой же причине невозможно применять антифризы. Цена специального электролита или его концентрата высока.

В результате эксплуатации происходит износ электродов, изменяются характеристики теплоносителя. Это требует периодической замены расходных материалов, примерно, один раз на три четыре сезона. В процессе электролиза образуется небольшое количество газов, которые выходят через автоматический воздухоотводчик.

Некоторые из этих газов токсичны, поэтому в месте установки нагревателя необходимо организовать тщательную вентиляцию.

Потребление электроэнергии такого котла зависит от электропроводности жидкости. При повышении температуры увеличивается электропроводность, поэтому температура теплоносителя должна составлять 55°С-65°С. При ее превышении расход электроэнергии многократно возрастет. Это оборудование трудно контролировать по параметрам нагрева. Управление производится путем регулировки потребляемого тока.

ИНДУКЦИОННЫЕ КОТЛЫ

Индукционный – наиболее экономичный котел для отопления дома. Принцип действия основан на нагреве металлического сердечника из ферромагнетика при помощи индукционного тока. Сам сердечник располагается в среде теплоносителе.

Конструкция индукционного электрического котла напоминает трансформатор, где первичная обмотка является индуктором, на который подается напряжение, а вторичную обмотку представляет сердечник. Теплоноситель может циркулировать как внутри, так и с внешней стороны нагревательного элемента, имеющего форму змеевика. За счет этого увеличивается площадь контакта стенок с теплоносителем, что увеличивает величину теплоотдачи.

Достоинства:

1. Интенсивный нагрев теплоносителя, в качестве которого может быть использована любая жидкость.
2. Такая технология предотвращает образования накипи. Таким образом, даже длительная работа отопителя не приводит к снижению КПД.
3. Не требуется замена нагревательного элемента весь период эксплуатации (более 30 лет).

1. Высокая стоимость – они дороже ТЭНовых и электродных.
2. Имеют большие габариты и вес. Средняя модель весит 30-40 кг. Как правило, имеют напольное исполнение.

Индукционные котлы могут эксплуатироваться только в системах закрытого типа, имеющих избыточное давление, где теплоноситель перегоняется в принудительном порядке при помощи циркуляционного насоса.

ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ ВЫБОРА

Мощность.

Основным параметром является требуемая мощность. Она прямо пропорционально зависит от площади сооружения, которое необходимо обогреть. Следует учитывать интенсивность теплопотерь здания, то есть качество теплоизоляции. Для примерной оценки, используют следующее правило: для обогрева 10м² сооружения необходимо 1 кВт мощности котла.

При этом следует помнить, что при снижении напряжения в электросетях снижается и мощность нагревателя. Поэтому необходимо предусмотреть несколько больший запас производительности нагревательного оборудования, как правило, до 15%.

Если используется двухконтурный электрический котел, который применяется в системе ГВС (горячее водоснабжение), то нужно предусмотреть больший запас мощности, до 25%.

Напряжение питания.

Вторым критерием выбора является вид питающего напряжения. Обычно электрический котел для квартиры имеет небольшую мощность, и питается от стандартной однофазной бытовой электросети в 220В. При прокладке отдельной линии подключения и возможно подключение более мощного оборудования – до 10 кВт.

Во всех остальных случаях устанавливаются трехфазные (380В) электрокотлы.

Комплектация.

Следует отдавать предпочтение тем моделям, которые в базовой конструкции имеют следующие элементы: циркуляционный насос, расширительный бачок, группу безопасности, программатор, выносные температурные датчики.

Безопасность.

Кроме стандартной группы безопасности системы отопления требуются дополнительные защитные устройства. Это механизмы отключения оборудования при выходе за пределы рабочего диапазона давления. Желательно иметь предохранители, срабатывающие при перегреве нагревательного блока, замерзании теплоносителя, критическом изменении параметров электроэнергии и т.п.

Водяные электрические котлы отопления являются менее экономичными, чем газовые. При их выборе нужно придерживаться двух основных правил:

• установка двухтарифного электрического счётчика;
• применение теплового аккумулятора.

Таким образом, нагрев за счет электричества будет производится в ночное время при дешевом тарифе, а днём будет использоваться энергия теплоаккумулятора.

  *  *  *

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Паспорт “КОТЛЫ ЭЛЕКТРОДНЫЕ ВОДОГРЕЙНЫЕ ТРЕХФАЗНЫЕ”

1.Назначение

Электродные котлы «ГАЗДА» предназначены для:

– обустройства индивидуальных систем отопления замкнутого типа

– построения комбинированных систем отопления замкнутого типа путем параллельного подключения электродного котла в существующую систему газового (твердотопливного и др.) котла

– обустройства систем теплого пола

– построения системы горячего водоснабжения – при условии работы котла на теплообменник

2. Устройство и принцип работы

Трехфазный электродный котел состоит из металлического корпуса с входным и выходным патрубками, штыревых электродов, установленных в корпус через герметичные изоляторы, и клемм в защитных кожухах для подключения проводов питания.

Принцип работы электродного котла – прямое преобразование электрической энергии в тепловую при прохождении переменного тока через теплоноситель от одного электрода к другому.

Функцию нулевого электрода выполняет металлический корпус котла, поэтому к корпусу подключаются провода «ноль» и «земля», а к штыревым электродам – провода фаз.

Нагревательным элементом в электродном котле служит теплоноситель, поэтому от его электропроводимости (удельного сопротивления) напрямую зависит мощность котла.

Отличительной особенностью работы электродных котлов есть плавное увеличение потребляемого тока и, соответственно, увеличение мощности, отдаваемой в систему, пропорционально росту температуры теплоносителя.

3. Основные технические характеристики

4. Указание мер безопасности

         Котел использует опасное для жизни напряжение!

Монтаж электрической схемы питания и управления котлом должны производить электрики, изучившие настоящее руководство по эксплуатации и имеющие соответствующие квалификацию и допуск.

При эксплуатации и техническом обслуживании котлов необходимо соблюдать требования «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правил техники  безопасности при  эксплуатации електроустановок потребителей».

Котел должен эксплуатироваться во взрывобезопасном помещении при относительной влажности до 80%.

Атмосфера не должна содержать кислоты, щелочи и другие агрессивные элементы.

Корпус котла и открытые электропроводящие части системы отопления должны быть заземлены. Конструкция заземлителя должна соответствовать требованиям ПУЭ. Сопротивление заземления котла – не более 4 Ом.

Провода питания и заземления котла должны иметь сечение, не меньшее указанных в п.7 таблицы 1.

Коммутационная и управляющая котлом электроаппаратура должна быть рассчитана на токи, не менее указанных в п.5 таблицы 1.

Система отопления, в которую монтируется котел, не должна содержать какой-либо запорной или регулирующей арматуры на участке от выходного патрубка котла до Группы безопасности или расширительного бака.

Перед входным патрубком котла должен быть установлен фильтр грубой очистки теплоносителя (фильтр-грязевик).

Теплоноситель (вода или низкозамерзающая жидкость) должен иметь электропроводность, не превышающую значение п. 6 таблицы 1.

5. Монтаж в систему отопления

Перед установкой котла снимите защитные заглушки и произведите осмотр на предмет отсутствия видимых повреждений и наличия посторонних предметов внутри котла после транспортировки и хранения.

Котел должен устанавливаться строго вертикально, на негорючей стене (кирпич, бетон, пенобетон и т.д.).

Котел должен крепиться к стене хомутами, поставляемыми в комплекте с котлом (п.10). При этом трубы, присоединяемые к котлу, должны иметь свое крепление к стене.

В системе без циркуляционного насоса котел должен быть закреплен таким образом, чтобы его входной патрубок располагался  ниже оси нижнего патрубка ближайшего радиатора.

Для всех систем – от нижней точки котла до пола должно остаться расстояние, не меньше высоты котла – для возможности извлечения электрода при его замене или очистке.

Если котел устанавливается в систему без циркуляционного насоса, высота вертикального стояка над котлом должна соответствовать проекту.

Если котел устанавливается в систему с циркуляционным насосом, высота вертикального стояка над котлом – не менее 0,4м (для работы котла на ближайший радиатор при выходе из строя насоса).

Система отопления должна иметь фильтр грубой очистки теплоносителя (фильтр-грязевик), установленный перед входным патрубком котла.

Система отопления закрытого типа обязательно должна содержать Группу безопасности (клапан избыточного давления, манометр и автоматический воздухоотводчик) на горизонтальном участке – как можно ближе к вертикальному стояку выхода котла.

Участок системы отопления от выхода котла до Группы безопасности должен быть выполнен из металлических труб и соединительной арматуры.

6. Приготовление теплоносителя

Главный и определяющий параметр теплоносителя для электродного котла – его электропроводность. Электропроводность – это численное выражение способности раствора проводить электрический ток. Единица измерения электропроводности – S/sm (S -«Сименс»). Чем выше числовое значение электропроводности теплоносителя – тем выше ток и, соответственно, мощность нагревателя. Прибор для измерения электропроводности растворов – кондуктометр.

Числовое выражение электропроводности обратно пропорционально числовому выражению удельного сопротивления теплоносителя, которое измеряется в Ом/см. Т.е., чем ниже числовое значение удельного сопротивления – тем выше ток (и мощность) нагревателя.

Наиболее эффективная работа всех электродных нагревателей достигается при электропроводности теплоносителя на уровне 300…500 µS/sm (удельное сопротивление 1600…1300 Ом/см) при температуре 20°С (при изменении температуры теплоносителя значение тоже изменяется).

Если для управления работой электродного котла используется полупроводниковая автоматика с функцией регулирования мощности («КРОС-25/50» и аналогичные) электропроводность теплоносителя может быть в пределах 300…1500 µS/sm. Т.е., в качестве теплоносителя можно использовать водопроводную воду.

При использовании механической автоматики («БАК-3-15/25» и аналогичные)  – электропроводность теплоносителя должна составлять 350…450 µS/sm. В таком случае в качестве теплоносителя могут использоваться либо специализированная низкозамерзающая жидкость (для построения незамерзающих отопительных систем), либо приготовленный на основе воды раствор, имеющие указанный уровень электропроводности.

Для самостоятельного приготовления теплоносителя рекомендуется применять очищенную от всех примесей (дистиллированную, дождевую, талую) воду, в которой растворяется активатор АТ-400 (поставляется в бутылках на 10/25/50/100 литров воды). Такой теплоноситель будет иметь электропроводность 400 µS/sm и обладать рядом полезных качеств для всей системы (см. в описании АТ-400).

Для приготовления теплоносителя можно также использовать пищевую соду (натрий двууглекислый) – из расчета 30 гр. на 100 л воды.

Теплоноситель необходимо готовить в чистой стеклянной или пластиковой емкости. Через 15…20 минут после полного растворения соды измерить кондуктометром электропроводность полученного теплоносителя. Если значение не равно 350…450 µS/sm, его необходимо изменить корректировкой до нужного, то есть добавлением пищевой соды (электропроводность увеличивается) или дистиллированной воды (электропроводность уменьшается).

 Если нет кондуктометра – залить в систему первично приготовленный раствор (30 гр. соды на 100 л воды) и выполнить корректировку в процессе первичного пуска котла. Заключается она в измерении по амперметру или токоизмерительными клещами минимального тока в начале запуска  и/или максимального тока  при достижении максимальной (заданной) температуры воды, и подгонки тока к паспортным значениям (указаны в разделе 8 “Запуск системы, эксплуатация и техническое обслуживание”). Подгонку тока производить  добавлением в теплоноситель пищевой соды (ток возрастает) или дистиллированной воды (ток уменьшается) путем замещения порций теплоносителя порциями корректирующей жидкости.

7.  Варианты и монтаж автоматики  управления котлом

Для управления системами отопления с трехфазными котлами «Газда» компания  «IS-TOK» поставляет три варианта автоматики: «Эконом», «Классика» и «Люкс».

7.1. Автоматика «Эконом»  управляет котлом и насосом по команде от комнатного термостата, автоматически удерживая заданную пользователем температуру в помещении. Несмотря на простоту, предусмотрен режим «экономный» – снижение температуры на 3°C на 6 часов. При активации этого режима, заданное понижение температуры будет циклически повторяться (цикл – 24 часа), пока режим не будет деактивирован.

Кроме этого, автоматика имеет второй коммутационный вход для подключения второго термостата или иного управляющего аппарата.

1 – автоматический выключатель С25/С40/С100

2 – коммутатор нагрузки КН-40, осуществляющий включение/выключение насоса и котла с

фиксированной задержкой включения котла  после включения насоса

3 – контактор 3 х 25/40/100А

4 – комнатный термостат «AURATON-3003»

(или аналогичный)

5 – бокс, в котором смонтированы автоматический выключатель 1, коммутатор нагрузки 2 и контактор 3

7. 2. Автоматика «Классика»   управляет котлом и насосом по командам от двух термостатов: комнатного, и термостата температуры теплоносителя, автоматически удерживая заданную пользователем температуру в помещении при постоянной (установленной пользователем) температуре теплоносителя.

Температура теплоносителя поддерживается в заданном пользователем диапазоне одноканальным терморегулятором, выносной датчик которого прикреплен к выходному патрубку котла.

      В комплект автоматики входят (см. Рис.2):

1 – автоматический выключатель С25/С40/С100

2 – коммутатор нагрузки КН-40, осуществляющий включение/выключение насоса и котла с фиксированной задержкой включения котла после включения насоса

3 – контактор 3 х 25/40/100А

4 – терморегулятор одноканальный

PT16/D01

5 -комнатный термостат «AURATON-3003»

(или аналогичный)

6 – цифровой датчик температуры DS18B20

7 – бокс, в котором смонтированы автоматический выключатель 1,  коммутатор нагрузки 2 и терморегулятор 3

7. 3. Автоматика «Люкс»   – это контроллер-регулятор отопительной системы «КРОС». Данная автоматика значительно упрощает запуск и эксплуатацию системы с электродным котлом, имеет широкие функциональные возможности и наивысшую степень защиты от всех известных рисков эксплуатации электрических отопительных систем:

– коммутация силовых цепей котла и насоса производится полупроводниковыми приборами, чем достигнута бесшумность (отсутствие щелчков контакторов), надежность (нет износа контактов), безопасность (невозможно «залипание» и пригорание контактов)

– плавная регулировка и стабилизация мощности котла – пользователь может устанавливать (стабилизировать) мощность на уровне 5…100%, что позволяет выбрать наиболее экономичный режим работы (особенно – при слабых электрических сетях)

– встроенный кондуктометр с выводом показаний текущей электропроводимости теплоносителя в µS/sm на цифровое табло

– применение в качестве теплоносителя водопроводной воды с электропроводимостью до 1000 µS/sm

– возможность эксплуатации отопительной системы при отключении электроэнергии, установив потребляемую мощность котла под имеющийся источник бесперебойного питания или бензиновый генератор

– система полностью работоспособна и сохраняет параметры при колебаниях напряжения сети ± 30%

– управление двумя системами циркуляции теплоносителя – отдельный канал (датчик температуры и управляющая группа контактов трехходового клапана) для обустройства системы горячего водоснабжения (в летнее время – без нагрева отопительной системы) или теплого пола, с установкой независимых температур в системах

    Полнофункциональная схема системы представлена на Рис.3, где:

1 – контроллер-регулятор КРОС

2 –  цифровой датчик температуры теплоносителя  

3 – трехходовой клапан

4 – цифровой датчик температуры отдельного канала

5 -комнатный термостат «AURATON» (или аналогичный)

В стандартном комплекте поставки – контроллер-регулятор КРОС (1) и один цифровой датчик температуры DS18B20 (2).

Конкретный комплект поставки, как и модели оборудования, выбирает заказчик.

     Допускается работа котлов «Газда» с автоматикой других производителей при условии соответствия ее технических характеристик требованиям настоящего Руководства

Монтаж электрической схемы должны производить специалисты-электрики (п.4), строго соблюдая требования настоящего Руководства и монтажных схем на конкретную автоматику.

Для монтажа необходимо использовать медный провод, сечение и марка которого соответствуют требованиям п.7 таблицы 1 и требованиям нормативных документов на устанавливаемую автоматику и дополнительное оборудование.

При подключении проводов к клеммникам необходимо строго соблюдать места подключения «фазы» (L) и «ноля» (N) – в соответствии с информационными табличками клеммников электрооборудования.

8. Запуск системы, эксплуатация и техническое обслуживание

Независимо от состояния трубопроводов и радиаторов отопительной системы (новые или б/у), всю систему перед закачкой приготовленного теплоносителя необходимо тщательно промыть, для чего закачать чистую воду в систему, подключить циркуляционный насос на 3…6 часов. Если система старая, промывку необходимо производить с применением ингибитора коррозии – согласно инструкции на его применение. Одновременно с промывкой устранить все течи в системе.

После этого промывочную воду надо полностью слить и очистить фильтр-грязевик.

Закачать приготовленный теплоноситель в систему.

Перед первым запуском системы необходимо убедиться в завершенности монтажа электротехнической и сантехнической частей системы, проверить правильность и надежность крепления проводов и оборудования.

Запустите систему – включите питание автоматики и установите желаемые параметры работы. Контролируйте показания температуры теплоносителя на выходе из котла и тока котла, и сверяйте их с приведенными в таблице 2.

При запуске системы отопления в охлажденном помещении большой площади и длительном росте температуры воды в системе рекомендуется на время выхода котла на режим отключить 30-50% радиаторов. Это позволит сократить время нагрева воды в «укороченной» системе отопления и уменьшить общее время корректировки электропроводимости теплоносителя, если такое будет необходимо.

Если после выхода на максимальную температуру воды ток не соответствует значению таблицы 2, то есть возникает необходимость корректировки электропроводимости теплоносителя,  то на время добавления очередной порции соды или дистиллированной воды необходимо открыть все радиаторы и дождаться полного перемешивания воды во всей системе.

Если после выхода «укороченной» системы на заданный режим ток соответствует паспортному –  включить все радиаторы и дождаться установившегося режима для всей системы отопления, после чего снова замерить ток нагрузки. Если при температуре 65°С  ток потребления котла находится в пределах, указанных в таблице 2 –  настройку системы можно считать завершенной.

Через 7…10 дней эксплуатации системы (особенно актуально для систем со старыми трубопроводами и радиаторами) произвести замеры тока и, при необходимости, снова произвести корректировку электропроводимости теплоносителя.

Дальнейшая эксплуатация котла не предусматривает какого-либо вмешательства пользователя, кроме корректировки настроек параметров автоматики для наиболее комфортного и экономичного обогрева помещения.

Следует понимать, что экономичность отопительной системы – это, прежде всего, хорошая теплоизоляция обогреваемого помещения.

Если система работает корректно – котел не предусматривает его техническое обслуживание, кроме проверки затяжки гаек крепления проводов – один раз в год, перед началом отопительного сезона.

В отопительной системе необходимо по окончанию каждого отопительного сезона очищать фильтр-грязевик.

В период эксплуатации системы с открытым расширительным баком доливать в него до нормального уровня:

дистиллированную (дождевую, талую) воду – если уменьшение уровня происходит из-за испарения;

«базовый» (см. п.6) теплоноситель, если уменьшение уровня происходит из-за появившейся течи

9. Возможные неисправности и способы их устранения   

10. Комплект поставки

  Котел «Газда» КЕ-3-6/10/18/25/50                                         1 шт

  Крепление (хомут 1 1/4”)                                                     2 шт

  Руководство по эксплуатации / Паспорт                           1 экз.

  Индивидуальная упаковка                                                  1 комплект

11. Правила хранения                                                                              

Котлы «Газда» должны храниться в упаковке изготовителя в отапливаемых помещениях при температуре от +1 до +25 С при относительной влажности до 80%.

Штабелирование – не более 10 штук.

12. Гарантийные обязательства

Гарантийный срок эксплуатации – 24 месяца со дня продажи.

В течение гарантийного срока изготовитель безвозмездно производит ремонт котла при соблюдении пользователем требований данного Руководства.

Для произведения гарантийного ремонта предоставление данного Паспорта обязательно!

Котел «Газда» не подлежит гарантийному ремонту (обслуживанию) в следующих случаях:

1. Условия эксплуатации не соответствуют требованиям Руководства по эксплуатации.

2. Котел используется не по назначению или в комплектации, не соответствующей Руководству по эксплуатации.

3. Корпус котла или его части имеют следы механических повреждений или коррозии от агрессивных веществ.

4. Наличие грязи и/или посторонних предметов внутри котла.

Котлы Галан — электродные и ТЭНовые электрокотлы Галан, обзор моделей

Большинство населенных пунктов нашей страны подключено к линиям электропередач. Фактически электричество — это энергия, доступ к которой есть всегда, если исключить случаи локальных аварий. Поэтому идея использовать ее для отопления частного дома весьма продуктивна. Среди множества моделей обогревательных агрегатов этого типа электрические котлы «Галан» выглядят наиболее привлекательно. Но вот с причиной этого феномена, то есть, что в нем больше — грамотно построенной агрессивной маркетинговой политики или реальных технических преимуществ, стоит разобраться особо.

Принцип работы электродного котла Галан

Большинству служивших в армии или учившихся в ВУЗах известно, как из двух лезвий безопасной бритвы сделать нагреватель. И то, насколько это устройство эффективно — вода закипает в разы быстрее, чем со штатным водонагревателем. Именно он является электродным котлом простейшего типа.

Принцип его работы в следующем: если к двум металлическим пластинам-электродам подключить источник ЭДС, то в результате пробоя среды возникает ток короткого замыкания, который возбуждает электроны ее атомной структуры (ионизация). При использовании переменного тока процесс протекает интенсивнее, поскольку раскачка заряженных частиц идет в обе стороны. Он вызывает нагрев, свечение, если пробивается газ (воздух), или разложение жидкости на составные части (электролиз).

По физической природе электродный котел и сварочный аппарат — это одно и то же устройство, но работающее в разных средах. Котел отличается тем, что в нем нет балластного трансформатора, его роль играет вода.

Модельный ряд

Компания «Галан» выпускает электрические котлы двух типов — электродные и ТЭНовые. Они отличаются мощностью и типом питающего напряжения — одно- и трехфазные. Ими можно отапливать жилые и производственные помещения.

Для удобства покупателей модельный ряд поделен на серии.

• Очаг. Однофазные бытовые устройства мощностью от 2 до 6 кВт.
• Гейзер. Подключаются к трехфазной сети. Мощность 6, 9 и 15 кВт.
• Вулкан. Питание трехфазное, 380 вольт. Мощность 25, 36 и 50 кВт.

К модельным наименованиям серий ТЭНовых котлов добавлено определение «Турбо».

Кроме того, котлы отопления опционально оснащаются набором приборов управления.

• Эконом. Прилагается электромеханический регулятор температуры.
• Стандарт. Электронный регулятор температуры.
• Комфорт. Добавлен еще и электронный программатор температуры.

Котлы электродного типа

Котел «Галан» — это труба, по оси которой установлен электрод из нержавеющей стали, подключаемый к фазной линии. На ней два патрубка — один входящий, для поступления холодной воды, другой выходящий, через который в систему отопления выбрасывается нагретый теплоноситель. Она же играет роль второго электрода, подключаемого к контуру заземления здания.

Поскольку процесс нагрева идет очень интенсивно, а труба довольно узка, нагретая жидкость может двигаться только в одну сторону. Естественные нисходящие конвекционные потоки в ней отсутствуют. Поэтому конструкторы котла назвали его проточным, хотя правильнее применить определение «насос с пульсирующей подачей среды». Именно из-за пульсации давления к выходному патрубку рекомендуется подключать металлическую, а не металлопластиковую трубу, которая в таких условиях расслаивается.

Таблица. Технические характеристики крайних по производительности устройств сведены в таблицу.

Степенью нагрева управляет электронный блок. Он монтируется отдельно и может быть заменен более совершенным устройством. Основной датчик установлен в «обратке». В прямой магистрали — аварийный, не допускающий повышение температуры свыше 85°С. Схема подключения тепловых магистралей и электрических линий приведена на рисунке ниже. Обратите внимание, что в состав дополнительного оборудования, кроме автоматического выключателя, включено УЗО. Это обязательное требование техники безопасности, поскольку корпус котла является частью электрической цепи.

Котлы на ТЭНах

ТЭНовые отопительные котлы «Галан» изготавливаются в тех же корпусах, что и электродные. Модельный ряд делится на серии по тому же принципу. Водонагреватели «Очаг» внешне отличаются лишь количеством подведенных проводов. У «Гейзера» и «Вулкана» корпус перевернут, а оба патрубка выведены на боковую сторону.

Особенностью их устройства является наличие нескольких ТЭНов, что позволяет ступенчато управлять мощностью (производителем не предусмотрено, но переделка возможна). Они оснащаются теми же блоками управления, что и котлы электродного типа.

Технические характеристики приведены в таблице

Недостатки и преимущества котлов Галан

Главным достоинством электрокотла Галан является его малый внутренний объем. Вода нагревается действительно быстро — при электродной конструкции практически мгновенно, а с ТЭНами — лишь немногим дольше.

Малые габариты привлекательны и тем, что это устройство проще устанавливать, ему не надо выделять отдельного помещения. Конструкция проста, в них нечему ломаться. На фоне котлов других брендов у них самая привлекательная цена. К сожалению, это практически все, что можно сказать хорошего об этом бренде.

Да, действительно, непосредственное участие воды в процессе нагрева — через нее проходит электрический ток — повышает КПД устройства до 98%, что дало основание производителю использовать определение «Отопительные энергосберегающие котлы Галан». Именно это, вкупе с пресловутой ионизацией, о которой пишут многие источники в Сети, является основой агрессивной маркетинговой политики компании. На самом же деле устройство, работающее в режиме близком к короткому замыканию, не может беречь энергию, это противоречит законам физики.

Малый внутренний объем является не только плюсом, но и минусом. Дело в том, что электрокотлы для отопления будут экономичными только в том случае, если есть возможность использовать тепловую инерцию воды или другого теплоносителя.

Для этого сначала доводят температуру до оптимального значения, используя пиковые значения потребляемой мощности, а потом снижают ее до минимума, потребного для поддержания заданного режима работы. Если воды мало и ее естественная циркуляция в объеме теплового генератора невозможна, использовать этот прием не удастся.

Но изменение количества подаваемой к котлу энергии — другая проблема. Это можно сделать, например, закрыв часть поверхности электрода фторопластовой пластиной — решение, использующееся во многих электрических водонагревателях. Снижается сила тока, уменьшается и количество «наматываемых» киловатт-часов.

Электродные котлы «Галан» регулируются путем рассеивания мощности в блоке регулировки температуры. Фактически количество потребляемого им электричества остается неизменным, подает он в систему теплоноситель температурой в 85 или 60 градусов.

ТЭНовые отопительные котлы «Галан» регулируются так же, а ступенчатая регулировка возможна лишь при самостоятельном вмешательстве в конструкцию. Решением может быть параллельная установка нескольких маломощных котлов, благо, что размеры позволяют это делать без труда. Однако сомнительно, что устройство, постоянно работающее на пике мощности, может быть экономным.

Большие опасения вызывает и то, что по трубам и радиаторам будет течь жидкость, через которую пропускали электрический ток немалой силы. Правила эксплуатации электроустановок прямо запрещают подключать заземляющий контур прибора к водопроводным и канализационным магистралям.

Можно сколько угодно спорить о том, что «здесь не тот случай», но на практике лучше исключить всякую возможность прямого контакта с электричеством. Не зря электрокотел такого типа не рекомендуют подключать к системам «теплый пол» с медными трубами, а также использовать для обогрева теплиц.

Нельзя не похвалить производителя за «предприимчивость»: для этих котлов рекомендуется использовать только фирменный теплоноситель, продаваемый им же. Для него дело оказывается беспроигрышным, а насколько это удобно пользователю электрокотла «Галан» выяснится только после нескольких месяцев эксплуатации. По крайней мере, отбирать воду для технических нужд из стояков отопления точно не получится.

Требования к системам отопления

При установке электродного котла следует учитывать два фактора:

1. На его выходе наблюдается пульсация среды (незначительные скачки давления).
2. На частоте 50 Гц электролиз воды — разложение ее на кислород и водород идет довольно активно.

Система отопления строится открытой и на основе двух труб — верхней раздающей магистрали и нижней сборной. В противном случае электролизный газ наглухо ее запечатает.

Труба, соединяющая котел и расширительный бак, должна быть металлической, без цинкового покрытия. Металлопластик от перепадов давления расслаивается, а цинк «съедается» в результате электрохимической коррозии при осаждении на поверхности кислорода.

При монтаже разборных магистралей, установке радиаторов и арматуры особое внимание должно быть уделено тому, чтобы стыкующиеся материалы имели примерно одинаковую электрохимическую активность (например, алюминиевая металлопластиковая труба и такой же теплообменник) или надежно изолировались друг от друга. Использование чугунных радиаторов и оцинкованных труб исключается.

Используется теплоноситель, который имеет малое электрическое сопротивление. Лучше применять фирменный состав Galan, обладающий антифризными свойствами. Это обусловлено тем, что параметры котла строго определены при его конструировании, а расположение фазного электрода относительно заземления рассчитано на определенную электрическую проницаемость среды.

При больших значениях короткое замыкание не возникает, а при меньших — происходит перегрев и разрушение электрода. Поэтому заполнять отопительные системы обычной водопроводной водой или автомобильным тосолом нельзя, это приводит к некорректной работе устройства. Большинство отрицательных отзывов о котлах «Галан» написано именно по этой причине.

Котлы на ТЭНах менее требовательны. Они работают с системами отопления любого типа — одно- или двухтрубными, с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя. В его качестве можно использовать обычную водопроводную воду, но производитель рекомендует фирменный.

Заключение

Основой конструкции электродных котлов «Галан» явились аварийные водонагреватели, которые использовались на подводных лодках в экстренных случаях, когда ценность тепла неизмеримо выше, чем возможные негативные последствия. Поэтому их применение оправдано для отопления помещений, использующихся периодически и кратковременно. А также при использовании в качестве резервных обогревателей. Например, при выходе из строя газового котла.

Видео по теме:

Электродные (ионные) котлы марки Галан от 2 до 50 кВт по низким ценам.

Знаете ли вы, что электродные котлы можно использовать для отопления частного дома? В последнее время проблема энергосбережения привлекает большое внимание во всем мире. Энергия постепенно дорожает, а окружающая среда загрязняется продуктами ее распада и переработки. По этой причине производители и ученые внедряют новые технологии, чтобы снизить затраты и максимизировать отдачу.Разработка электрокотла – одна из таких идей централизованной системы отопления жилых домов.

1. Автоматический контроль температуры.

2. Надежность.

3. Очень высокий КПД.

4. Доступность.

5. Высокое тепловыделение при относительно низкой мощности.

6. Без затрат на дополнительное оборудование, его установку и эксплуатацию.

7. Электроды сменные, их стоимость 50% от стоимости котла.

плохая совместимость с различными типами радиаторов и труб, особенно с чугунными радиаторами, проблемы могут возникнуть из-за:

• большой объем воды (2,5 л) в радиаторе.

Дополнительные отказы могут произойти, если в системе присутствуют стально-пластиковые трубы. Оптимальный вариант – полипропиленовые, медные или железные трубы.

Несмотря на все недостатки электродных котлов, они являются отличной заменой существующим системам отопления, которые, вполне возможно, в ближайшее время будут полностью заменены.

Стоимость электродного котла от 180 евро. Однако с учетом дополнительного оборудования (системы автоматического управления), которое может различаться по техническим характеристикам и цене, цена котла может увеличиться.

Электрод котла ГВС

(57) Реферат:

Электрокотловая установка всех марок

Server Service Company – это команда специально обученных инженеров с большим опытом, оснащенными автомобилями, наличием необходимого для работы инструмента и запчастей, оперативным ответом на звонок. Специалисты компании «Сервер Сервис» в короткие сроки обеспечат качественный монтаж отопительного оборудования.

Котлы бытового отопления нагревают теплоноситель и поступают в отопительную магистраль, поэтому обеспечивают нагрев до заданной температуры.

Чтобы выбрать котел подходящего производителя, мощности и типа, специалисту и хозяину дома необходимо объединить усилия. При этом необходимо учитывать множество нюансов, которые помогут котлу создать комфортные бытовые условия.

Конструкция электрокотлов проще тех, что работают за счет газа. Они не нуждаются в регулярном уходе, а главное безопасны и не наносят вреда окружающей среде.

Первое, на что стоит обратить внимание при выборе котла, – это на каком топливе он будет работать. Конечно, если в дом подведен газ, желательно выбрать котел с атмосферной газовой горелкой, либо подключить и запитать его от автономного газового баллона.

Электрокотлы подключаются к однофазной или трехфазной электросети, в зависимости от объема потребляемой мощности. Также следует учитывать, что такой котел потребляет много электроэнергии и, вероятно, будет плохо работать в сетях с малой мощностью.

Отопительные электрические котлы могут обогревать помещения любого назначения – от домов до гаражей, независимо от того, в качестве источника тепла или типа резерва.

Типы электрокотлов

Электрокотел (электронагреватель) – Довольно простое устройство. Его основных элементов:

– внутри установлен теплообменник, состоящий из бака внутреннего нагревателя.

– Блок управления и регулирования.

Основным преимуществом электрокотла является возможность автоматической работы котла и простого поддержания заданной температуры.К тому же электрокотлы недорогие, их просто устанавливают и не нужно выделять отдельное помещение. Главный недостаток использования электрокотлов – дорогое электричество.

Котлы отапливают здания любого назначения, когда централизованное отопление отсутствует или неэффективно.

Электродный котел (ионный котел) – лучший представитель энергосберегающих отопительных приборов, который широко применяется и в то же время прост, надежен и безопасен в эксплуатации.Он появился в результате использования оборонной промышленности в мирных целях. КПД электродных котлов может составлять 98%.

Устройство электрокотла

Однофазные котлы состоят из следующих частей:

– Корпус металлический с патрубками входа и выхода охлаждающей жидкости. Другое тело действует как второй электрод и ионизационная камера.

– Электрод стержневой с токоподводом и герметичной проходной изолятором

– 2 клеммные группы с защитными крышками.

Нижняя часть однофазных котлов занята клеммой-фазой, сторона – проводом клемма-ноль, клеммным проводом заземления.

Котлы трехфазные состоят из таких частей как:

– корпус металлический с патрубками, в которые входит и выходит теплоноситель. Корпус также выполняет роль ионизационной камеры

– основания с размещенными на них 3-мя электродами с токоподводами и герметичными проходными изоляторами

– клеммная группа с защитной крышкой.

Установить электрокотлы, автоматику, подключить к электросети, подключить и испытать специалисты, неоднократно сталкивавшиеся с этим на практике и имеющие все необходимые сертификаты. Компания Server Service предлагает свои услуги, и они будут выполнены этими специалистами.

Котел электродный и изолятор для него

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к электродному котлу и к изолятору для него.Более конкретно, это изобретение относится к электродному котлу для производства пара или горячей воды.

До сих пор были известны различные типы электродных котлов для производства пара или горячей воды. Обычно такие электродные котлы имеют емкость, частично заполненную водой и содержащую по меньшей мере один электрод, который может быть подключен к источнику переменного тока для нагрева воды внутри емкости. Кроме того, электрод был установлен внутри сосуда с помощью электрического изолятора из керамического материала, который расположен над уровнем воды.

Обычно котлы вышеуказанного типа имеют противоэлектрод, связанный с электродом, который также электрически соединен с емкостью. В таких случаях вода, попадающая между электродом и противоэлектродом, образует путь электрического тока. Однако во время работы было замечено, что вещества, содержащиеся в воде, переносятся паром, который образует и / или брызгами воды, в область изолятора и осаждаются на поверхности изолятора в виде кристаллов.В результате может возникнуть опасное состояние, если отложения сливаются с образованием электропроводящих слоев, которые могут вызвать короткое замыкание.Кроме того, отложения химически воздействуют на керамический изолятор, так что поверхность изолятора постепенно становится шероховатой, что способствует образованию отложений и, таким образом, увеличивают риск коротких замыканий. В результате изоляторы необходимо часто менять, что приводит к нежелательным перебоям в работе.

Соответственно, цель изобретения состоит в том, чтобы уменьшить или полностью избежать отложения водяных отложений на изоляторе электродного котла.

Другой целью изобретения является предотвращение накопления водяных отложений на изоляторе электродного котла.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вкратце, изобретение обеспечивает изолятор для электродного котла, который состоит из керамического электрического изолятора, имеющего на нем слой фторопласта толщиной, достаточной для предотвращения образования на нем отложений воды. При этом слой фторопласта может иметь толщину от 20 до 50 мкм.

Изолятор подходит для использования в электродном котле, имеющем емкость для приема воды, по меньшей мере, один электрод в емкости для нагрева воды и средства для подключения электрода к источнику питания переменного тока. В этом отношении электрический изолятор служит для крепления электрода в сосуде.

Покрытие, по крайней мере, той части поверхности изолятора, которая подвергается воздействию пара и / или брызг воды, может существенно снизить, если не устранить, образование водяных отложений на изоляторе. В этом отношении длительные испытания показали, что на чрезвычайно гладком фторопластовом слое изолятора практически не возникает отложений. Таким образом, исключается коррозия изолятора и последующая необходимость замены изолятора, а также риск короткого замыкания. В результате электродный котел, использующий такой изолятор, может работать более экономично.

Фторопласт, используемый для покрытия, может представлять собой политетрафторэтилен, который особенно выгоден при высоких температурах, которые имеют место в парогенерирующих электродных котлах.

Эти и другие цели и преимущества изобретения станут более очевидными из следующего подробного описания, взятого вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показано поперечное сечение электродного котла водоструйного типа, в котором используется изолятор в соответствии с изобретением;

РИС. 2а – вид в разрезе изолятора, сконструированного в соответствии с изобретением;

РИС. 2b показан вид в разрезе увеличенной детали изолятора, показанного на фиг. 2а; и

ФИГ. 3 показан электродный котел, который работает по принципу водопада с использованием изолятора в соответствии с изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Как показано на фиг. 1, электродный котел является водоструйным и включает цилиндрический вертикально расположенный сосуд 2, закрытый с обоих концов и заполненный водой 3 примерно наполовину.Как показано, бойлер имеет электрод 4 для нагрева воды, который поддерживается керамическим электрическим изолятором 6, который зависит от верхнего конца емкости 2. Этот изолятор 6 электрически изолирует электрод 4 от емкости 2, в то время как другой керамический изолятор 7 поддерживает электрод 4 у вертикальной стенки сосуда 2, чтобы предотвратить горизонтальный прогиб электрода 4, например, в случае землетрясений.

Насос 10, который приводится в действие электродвигателем 11 и который погружен в воду 3, подает воду через центральный стояк 12 к сопловому узлу 13 и в соседний корпус 15, снабженный переливным каналом 16, через который вода течет обратно. в нижнюю часть сосуда 2.

Узел 13 сопел имеет ряд сопел 14, которые расположены вертикально одно над другим для образования параллельных водяных струй, направленных на электрод 4. Вода, попадающая на электрод 4, падает на пластину 18 сопел, которая находится в корпусе. форме перфорированного листа, который прикреплен к нижнему концу электрода 4.

Противоэлектрод 5 расположен между пластиной 18 с соплами и уровнем воды в емкости 2. Этот противоэлектрод 5 имеет форму металлическая пластина с вертикально расположенными отверстиями, прикрепленная к емкости 2 с электропроводностью, как известно.

Ссылаясь на фиг. 2а, верхний изолятор 6 является, по существу, трубчатым и жестко соединен снизу с электродом 4, а сверху с проходным каналом 8 с помощью крепежных средств (не показаны). Кроме того, предусмотрено средство в виде проводника 9 для подключения электрода 4 к источнику питания переменного тока 19. Как указано, проводник 9 проходит от электрода 4 через отверстие изолятора 6 и через канал. 8 электрически изолированным от источника питания 19.

Изолятор 7, конструкция которого аналогична изолятору 6, имеет один конец, жестко соединенный со стенкой резервуара 2, а противоположный конец шарнирно соединен с электродом 4. Резервуар 2 также снабжен заземляющим проводом 9 ‘, поэтому что водяные струи между пластиной 18 с соплами и противоэлектродом 5 образуют путь для переменного тока. Из-за электрического сопротивления водяных форсунок вода в форсунках нагревается и частично испаряется. Образующийся пар выходит через выпускной патрубок 30 в емкости 2 к потребляющим устройствам (не показаны).Подходящий входной патрубок 31 также предусмотрен в стенке емкости 2 для подачи воды в емкость 2.

Мощность электродного котла регулируется с помощью цилиндрического, вертикально перемещаемого регулирующего кожуха 20, который размещен вокруг стояка 12 и узла форсунки 13. Этот кожух 20 несет на верхнем конце грязесъемное кольцо 21, которое скользит по узлу форсунки 13. Для обеспечения осевого движения кожуха 20 к кожуху присоединена вертикальная коаксиальная рейка 23. 20 и зацепляет шестерню, которая приводится в движение посредством вала 26 через реверсивный мотор-редуктор 27.Чем больше поднимается регулирующий кожух 20, тем больше сопел 14 покрывается грязесъемным кольцом 21 и меньше водяных струй попадает на электрод 4, так что количество воды, достигающей противоэлектрода 5, уменьшается, как и количество пара. .

Электропроводность воды можно оптимизировать путем добавления электролитов (солей или оснований). Однако эти и другие вещества, содержащиеся в воде, имеют тенденцию осаждаться в кристаллической форме внутри емкости 2. Поскольку это влияет на изоляторы 6, 7 над уровнем воды, отложения могут иметь серьезные последствия.Чтобы предотвратить такие отложения на изоляторах 6, 7, каждый изолятор 6, 7 покрыт слоем 6 ‘фторопласта, например политетрафторэтилена, который настолько гладкий и устойчивый к химическому воздействию, что заметных отложений не происходит. Как показано на фиг. 2а, защитный слой 6 ‘проходит по всей внешней поверхности изолятора 6.

Для нанесения слоя 6′ поверхность обожженного керамического элемента делают шероховатой, например, с помощью пескоструйной обработки и покрывают базовым покрытием. приблизительно 10 мкм фторопласта, которому затем дают полностью высохнуть.Затем базовое покрытие обжигают, после чего наносят по крайней мере один покровный слой из фторопласта толщиной от 10 до 20 мкм и тщательно сушат. Каждое покровное покрытие впоследствии выпекается индивидуально.

Ссылаясь на фиг. 3 электродный котел может быть выполнен по принципу перелива или водопада. В этом отношении котел имеет емкость 42, в которой размещены три электрода в виде кольцевых тарелок 44, расположенных вертикально один над другим вокруг стояка 52 и над уровнем воды.Каждая кольцевая тарелка 44 поддерживается радиальным стержнем, который проходит через внутренний изолятор 46 и внешний изолятор 47 и проходит через вертикальную стенку емкости 42. Три стержня также соединены с соответствующими фазами R, S, T, трехфазного источника переменного тока.

Корпус котла 42 стоит на земле с электрической изоляцией и подключен к нейтральной фазе N источника питания переменного тока. Кроме того, насос 50 подает воду через стояк 52, который содержит регулирующий клапан 51, в чашу 53, снабженную горизонтальным переливным краем 53 ‘.

Три кольцевые тарелки 45 прикреплены к стояку 52 с помощью хомутов 55 посредством трех соответствующих рычагов 54 таким образом, чтобы их можно было регулировать по высоте. Эти тарелки 45 действуют как противоэлектроды и чередуются с тарелками 44.

Как показано, поперечное сечение каждой из кольцевых тарелок 44, 45 имеет форму наклонной буквы «S». Кроме того, каждая тарелка 44 имеет внутренний закругленный край, который образует переливную кромку 44 ‘, параллельную переливной кромке 53’ тарелки 53, и внешний край заканчивается на более высоком уровне, чем переливной край 44 ‘.S-образные поперечные сечения тарелок 45 расположены в зеркальном отображении, так что внешний закругленный край каждой образует переливную кромку 45 ‘, параллельную переливной кромке 53’ тарелки 53.

Во время работы вода течет через переливной край 53 ‘тарелки 53 на кольцевую тарелку 44 непосредственно под ней. После этого вода перетекает через внутренний переливной край 44 ‘в следующую кольцевую тарелку 45 и так далее до уровня воды 3 на дне сосуда 42. Электрический ток протекает через переливающуюся воду между тарелками 44, функционирующими. в качестве электродов и тарелок 45, функционирующих как противоэлектроды, которые электрически соединены с сосудом 42.При нагревании переливающейся воды образуется пар, который выходит через патрубок выхода пара 49 в верхнем конце емкости 42. Впускной патрубок 56 также предусмотрен в емкости 42 для подачи воды.

Регулируя высоту тарелок 45, которые функционируют как противоэлектроды, можно настроить высоту водопада так, чтобы сопротивления в трех фазах оставались равными, хотя количество воды уменьшается сверху вниз из-за испарения воды. Таким образом предотвращается неравномерная загрузка трех фаз.

Мощность бойлера с водопадными электродами регулируется с помощью регулирующих клапанов 51 для регулирования количества циркулирующей воды и, возможно, путем изменения скорости насоса 50.

Как и в варианте осуществления, показанном на фиг. 1, внутренние изоляторы 46 внутри сосуда 42 подвержены отложению солей из-за брызг и пара. Соответственно, эти изоляторы 46 покрыты фторопластом, предпочтительно политетрафторэтиленом, как описано выше.

В бойлере с водоструйным электродом, показанном на фиг. 1, и бойлер с водопадными электродами, показанный на фиг. 3, мощность можно отрегулировать так, чтобы производилась только горячая вода. В таком случае температура может быть настолько низкой, что вместо политетрафторэтилена можно использовать эластомерный фторопласт, например, формулы ## STR1 ## в качестве покрытия 6 ‘для изоляторов 6, 7 или 46. Этот эластомер фторопласт обладает большей эластичностью, чем политетрафторэтилен, что может быть выгодным по отношению к механическим напряжениям.

Изоляторы с покрытием могут также использоваться в других типах электродных котлов, например, в тех, в которых электрод и противоэлектрод расположены коаксиально один внутри другого и полностью погружены в воду.

Толщина фторопластового слоя 6 ‘на изоляторах настолько мала, что электроизоляционные свойства слоя незначительны. В этом отношении слой 6 ‘имеет толщину, достаточную для предотвращения накопления на нем водяных отложений, и предпочтительно имеет толщину от 20 до 50 мкм.

Таким образом, изобретение обеспечивает изолятор для использования в электродном котле, который препятствует накоплению на нем водяных отложений. Таким образом, изолятор снижает риск возникновения коротких замыканий, а также защищает изолятор от поверхностной коррозии.

Изобретение, кроме того, обеспечивает изолятор, который можно использовать в электродном котле для продления срока службы котла.

Патент США на электродный котел Патент (Патент № 4092519 от 30 мая 1978 г.)

Настоящее изобретение в целом относится к паровым котлам, а более конкретно к электродным котлам, которые часто используются в качестве увлажнителей для подачи пара по существу при атмосферном давлении для использования в установках для кондиционирования воздуха, хотя они могут использоваться для других целей.

В электродном котле электроды, которые могут состоять из сплошных стержней, пластин, листов или трубок, сделанных из металла или другого электропроводящего материала, или роликов или подушек из проволочного сетчатого материала, размещаются непосредственно в воде на расстоянии друг от друга. нагревательный ток протекает через воду между электродами, из которых может быть два для подключения к однофазному источнику питания или большее количество для подключения к многофазному источнику питания. Ток нагрева зависит от глубины погружения электродов в воду и от электропроводности воды.Электропроводность воды варьируется в зависимости от количества растворенных в ней минеральных солей и количества мелких частиц минерального вещества, таких как оксид кальция или известь, переносимых водой. Кроме извести, вода может содержать много минеральных элементов.

Электродный котел обычно питается от городского водопровода, и предусмотрен автоматический механизм управления, позволяющий свежей воде поступать в котел, обычно снизу, для замены выкипевшей воды. Очевидно, что если котел изначально заполнен водой с определенным уровнем загрязнения и вода кипятится непрерывно, то количество, потерянное за счет испарения, компенсируется подачей новой городской воды в котел, количество загрязнения воды будет постепенно увеличиваться, так как загрязняющие вещества не выводятся с паром.Степень загрязнения воды будет постепенно увеличиваться, пока не достигнет неприемлемого уровня, при котором известь и другие вещества очень быстро откладываются на электродах в виде накипи. Несмотря на шаги, предпринятые для уменьшения количества отложений накипи на электродах, в конечном итоге достигается стадия, на которой котел перестает нормально функционировать, поскольку электроды полностью покрываются толстым слоем извести и других отложений.

Котел такого типа может быть выполнен в виде закрытой снизу емкости с крышкой, которая привинчивается с помощью фланца, охватывающего открытый конец емкости.Это позволяет снять крышку, чтобы можно было установить новые электроды и очистить контейнер. Чтобы снизить первоначальную стоимость таких котлов, они были изготовлены в виде синтетических пластмассовых отливок из двух разных частей, которые были соединены вместе и сварены после установки электродов. сравнительно дешево его выбросят, когда он станет непригодным для использования, и новый будет приспособлен к кондиционированию воздуха или другой системе.В связи с ростом стоимости и дефицитом сырья, особенно синтетических пластмассовых материалов, а также с необходимостью экономии материалов, возникает потребность в бойлере, который в первую очередь может быть изготовлен довольно дешево, но который, тем не менее, может быть открыт при необходимости, чтобы позволить удаление накипи или замена электродов и очистка контейнера, который затем может быть повторно собран для дальнейшего использования.

Котлы, в которых крышка, несущая электроды, прикреплена болтами к фланцу на корпусе контейнера, или корпус контейнера состоит из двух разных частей, удерживаемых вместе гайками и болтами или металлическими зажимами, не только дороги в производстве, но и часто обнаруживается, что гайки и болты или зажимы корродированы и их трудно удалить, когда необходимо открыть котел для обслуживания.Это особенно верно, когда контейнер изготовлен из синтетического пластика, который легче повредить при приложении больших усилий при освобождении деталей.

Основной целью изобретения является создание конструкции электродного котла, которая является недорогой в производстве, легко адаптируется для различных применений и очень проста в обслуживании.

Изобретение представляет собой электродный котел для работы по существу при атмосферном давлении, содержащий по существу цилиндрический контейнер, состоящий из идентичных полых верхней и нижней частей, каждая из которых закрыта с одного конца и открыта с другого конца и отлита из синтетического пластика, причем части являются размещены так, чтобы их открытые концы находились рядом, каждая часть имеет центральное соединение на своем закрытом конце, чтобы образовать выпускное отверстие для пара в верхней части и соединение для воды в нижней части, причем каждая часть образована выступами, которые в верхней части имеют просверленные насквозь, множество электродов, установленных в просверленных выступах, периферийное увеличение, образующее бортик вокруг открытого конца каждой части, причем каждый валик ограничен плоской кольцевой поверхностью на открытом конце, цилиндрической частью, отходящей от плоской поверхности, и коническая часть, отходящая от цилиндрической части, средства индексации на кольцевых плоских поверхностях, чтобы расположить две части против относительного вращения или t поперечное движение и бесконечный упругий элемент вокруг двух буртиков, упругий элемент имеет две кольцеобразные части, которые плотно охватывают две части, и промежуточную приподнятую часть, содержащую внутреннюю канавку с коническими сторонами, соответствующими скошенным частям буртиков, упругий элемент служащий для стягивания двух частей вместе в их относительно расположенных положениях и обеспечения жидкостного уплотнения.

Наличие плоских кольцевых поверхностей на двух частях контейнера и упругой ленте позволяет сделать дальнейшее продвижение, поскольку контейнер может содержать верхнюю и нижнюю части, которые отлиты из синтетического пластика и идентичны, каждая часть, имеющая центральную трубку на ее закрытом конце, которая образует выпускное отверстие для пара в верхней части и соединение для воды в нижней части, причем каждая часть образована бобышками, которые в верхней части просверлены для образования опор для электродов и в нижней половине не просверлены.

Пример парового котла или увлажнителя в соответствии с изобретением теперь будет описан со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых

РИС. 1 представляет собой вид сверху электродного парового котла или увлажнителя согласно изобретению;

РИС. 2 – вид котла фиг. 1 с верхней частью в разрезе по линии X-X на фиг. 1;

РИС. 3 – разрез одной из бобышек, образованных в части контейнера, в увеличенном масштабе;

РИС.4 – разрез части контейнера, показывающий выступ с установленным в нем межэлектродным экраном, в том же масштабе, что и на фиг. 3;

РИС. 5 – разрез части центра котла, также взятый по линии X-X на фиг. 1, подробно показывающий соединение и упругую ленту в том же масштабе, что и на фиг. 3 и 4; и

РИС. 6 – вид снизу на нижнюю часть контейнера.

На чертежах фиг. На фиг.1, 2 и 6 показан вид в плане, частичный вид в вертикальном разрезе и вид изнутри соответственно одной формы котла в соответствии с изобретением.Типичный размер такого бойлера, который находит широкое применение, – это общий диаметр около 91/2 дюйма (240 миллиметров) и общая высота 16 дюймов (400 миллиметров), и он рассчитан на содержание около 6 литров. (около 11/4 галлона) воды с «местом кипения» вверху.

Котел, показанный на чертежах, представляет собой емкость, состоящую из двух частей, соответственно 11 и 11а, причем обе части выполнены в виде синтетических пластмассовых деталей. На чертежах две части идентичны и имеют форму полых отливок, каждая из которых закрыта с одного конца и открыта с другого конца, при этом контейнер формируется путем размещения открытых концов двух отливок вместе.

К закрытому концу каждой части контейнера прикреплена труба 12. Форма закрытого конца представляет собой очень неглубокий ступенчатый конус, а ступенчатая часть обеспечивает внутренний диаметр 13, позволяющий вставлять фильтр (показан пунктирной точкой 13а) в отливку, используемую в качестве нижней части 11а. На закрытом конце каждой части также сформировано кольцо из шести выступов 14, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга. Эти выступы отформованы с глухими отверстиями 15, как показано на фиг. 3, и когда половина контейнера используется в качестве нижней части 11a, эти выступы остаются отформованными, но когда половина контейнера должна образовывать верхнюю часть котла, отверстие просверливается прямо насквозь, по меньшей мере, в некоторых выступах.В показанном примере установлены два электрода, соответственно 16 и 17, каждый электрод снабжен штоком, который проходит через отверстие в соответствующей выступе 14, а шайба 17 и гайка 18 используются для фиксации штока электрод, имеющий резьбовой конец. За резьбовой конец каждого электрода выступает цельный штифт 19, к которому может быть прикреплен соединительный элемент, состоящий из пружинного гнезда (не показано), покрытого изоляционным материалом, для обеспечения очень быстрого электрического соединения.

В дополнение к шести выступам 14 есть еще два выступа 20, размещенных за пределами кольца выступов 14. Эти выступы также являются полыми на части своей длины, но они не просверливаются в любом случае, поскольку они используются для определения местоположения и поддерживайте котел в корпусе, таком как шкаф, в котором также находятся автоматические регуляторы котла. Все выступы сделаны полыми для экономии материалов.

Другой выступ 21 имеет форму, аналогичную выступам 14, и в верхней части просверлено отверстие для размещения дополнительного электрода 22, который также фиксируется гайкой и шайбой и также снабжен соединительным штифтом 19.Этот электрод представляет собой электрод «бойлер заполнен», который подключен к управляющему устройству, чтобы подавать сигнал, когда вода в бойлере достигает уровня электрода «бойлер заполнен» и вступает в контакт с ним. Этот электрод предназначен для конкретной системы управления и, как и выступы 20, является дополнительным, в зависимости от типа используемого механизма управления и способа поддержки котла. Втулка 21 в нижней части не просверливается.

При наличии шести выступов 14 можно использовать два для размещения пары электродов, которые должны быть подключены к однофазному источнику питания, как показано на чертежах, или использовать три электрода, образующие точки равностороннего треугольника, для поддержки трех электроды для трехфазного питания.При использовании однофазного источника питания электроды разнесены на максимальное расстояние, которое позволяет размер котла. Там, где должен использоваться соответствующий трехфазный источник питания, межэлектродное напряжение будет выше, а расстояние между электродами гораздо ближе, и может быть желательно уменьшить величину тока, просверлив запасные выступы и установив экраны, как показано на фиг. 4. На этой фигуре в выступе 14 просверлено отверстие, а экран 23 состоит из плоской пластины из изоляционного материала, имеющей шток 24, который проходит через выступ и закреплен гайкой 25 с шайбой 26 под ним.Экран заставляет ток проходить на большее расстояние от одного электрода к соседнему электроду и, таким образом, уменьшает величину тока. Однако экран 23 может быть снабжен отверстиями 27. Хотя эти отверстия частично препятствуют установке экрана, пропуская через них некоторый ток, они служат еще одной чрезвычайно полезной цели, позволяя пропускать часть тока через щит, экран заставляет собирать большое количество вещества, такого как известь, которая в противном случае образовала бы накипь на электродах.Литой синтетический пластиковый экран дешев в производстве и легко заменяется. Более того, экран может быть достаточно гибким, чтобы можно было оторвать от него шкалу, чтобы экран можно было использовать повторно. Отверстия могут иметь любой желаемый размер и количество и любую желаемую форму.

Внутри каждой половины контейнера имеются тонкие ребра жесткости 28, три из которых показаны в верхней части фиг. 2, при этом ребра расположены так, что в окружном направлении они лежат между выступами 14.

Выступы 14 и 21 части контейнера 11a, которая используется в качестве нижней части котла или увлажнителя, не просверлены. Втулки 20 могут использоваться для крепления и поддержки котла, а открытая труба 12 – для подачи воды. Паровой шланг можно надеть на трубку 12 половины контейнера 11, а упругий фитинг, который может быть концом шланга или специально сделанным фитингом, содержащим уплотнительное кольцо, можно надеть на трубку 12. нижней части 11а контейнера.В котлах такого типа обычно используется нижний патрубок в качестве входа, через который вода подается в котел, а также в качестве дренажа, через который время от времени некоторое количество воды может стекать для уноса. часть загрязняющего материала, который постоянно накапливается в котле, при этом впускное и сливное соединение контролируется электромагнитными клапанами, которые через определенные промежутки времени активируются автоматическим механизмом управления.

Важной особенностью настоящего изобретения являются средства, используемые для зажима двух частей 11 и 11а контейнера вместе.Как показано на фиг. 5, каждая часть контейнера снабжена периферическим расширением, образующим бортик 29 вокруг ее открытого конца рядом с плоской кольцевой поверхностью 30. Каждый выступ 29 ограничен плоской кольцевой поверхностью 30 на открытом конце части контейнера, при этом цилиндрическая часть продолжается от плоской кольцевой части и резко сужающейся части, отходящей от цилиндрической части. Предусмотрены средства индексации для фиксации двух частей контейнера от вращения или поперечного движения относительно друг друга, и они обычно состоят из установочных штифтов 31, входящих в отверстия 32.Если вокруг одной половины поверхности 30 отформовано множество установочных штифтов, а на другой половине поверхности 30 отформовано такое же количество равноотстоящих и равных по размеру отверстий под штифты, тогда, поворачивая одну часть контейнера на 180 °. по отношению к другому, две части будут расположены вместе. При другом расположении отверстия и штифты могут чередоваться вокруг круглой поверхности, и при условии, что общее количество штифтов и отверстий является четным числом, а штифты и отверстия расположены на одинаковом расстоянии и одинакового размера, две части могут быть расположены в нескольких разных позиции по отношению друг к другу.На фиг. 1 нижняя часть 11а контейнера повернута на 180 °. относительно верхней части контейнера 11.

В устройстве, показанном на фиг. 5 две части контейнера очень просто удерживаются вместе с помощью ленты, обычно обозначенной позицией 33. Лента состоит из двух кольцевых частей 34 с промежуточной выступающей частью 35, содержащей внутреннюю канавку с коническими сторонами, соответствующими с заостренными частями бусинок. Лента сформована из подходящего упругого материала, такого как резина или синтетический пластик, и, соединив две половинки контейнера вместе и правильно расположив их, необходимо только растянуть ленту 33, наложить ее на стык и позволить он расслабляется, когда две кольцевидные части 34 будут захватывать соответствующие половины контейнера, а приподнятая часть 35 растянется над двумя бусинами и потянет их друг к другу.Этот способ удержания двух частей контейнера вместе чрезвычайно прост и удивительно эффективен. Форма полосы не обязательно должна быть такой, как показано на чертежах; Фактически, в ранних экспериментах использовались простые ленты, вырезанные из камеры автомобильной шины.

Следует помнить, что котел работает практически при атмосферном давлении, и давление поднимется лишь на очень небольшую величину выше атмосферного из-за сопротивления паропровода прохождению пара и, возможно, небольшого давления в системе кондиционирования воздуха. ствол, в который подается пар.Следовательно, упругая лента обеспечивает полностью адекватное жидкостное уплотнение между двумя частями контейнера. Из вышеприведенного описания будет очевидно, что изобретение обеспечивает простой, высокоэффективный и очень недорогой способ удерживания двух частей контейнера вместе, и что сборка и разборка контейнера являются быстрыми и очень легкими.

Принципы и практика очистки котловой воды Том 1 и 2 – Máquinas Térmicas

 the
продуктивности, тем больше и сложнее они становятся, с увеличением
количество цепей, предохранителей, контакторов и другого электрооборудования,
до тех пор, пока не будет достигнута точка, при которой электродные котлы станут более практичными.
калорийность и рентабельность.(Хотя на рынке есть низковольтные
доступны электродные котлы, предназначенные для непосредственной конкуренции
с небольшими недорогими котлами с электрическим сопротивлением.)
Электродные котлы производят горячую воду или пар (обычно насыщенный
пара), проводя ток через BW. Вода обеспечивает
сопротивление, которое вызывает выделение тепла, когда электрический ток
течет от одного электрода к другому. Как следствие, электрическая
проводимость воды является основным фактором удовлетворительной работы.
ция этих котлов.Другие аспекты контроля очистки воды (например,
уровни щелочности, содержание кислорода и контроль пенообразования) и техническое обслуживание
также необходимо учитывать, если мы хотим получить оптимальную эффективность.
Электродные котлы на горячую воду и пар выпускаются в нескольких исполнениях.
поколения, каждое со специально разработанными механизмами для производства
и управление производительностью HW или пара, и каждый со своим
особые требования к очистке воды. Несоблюдение этих требований
Это быстро приведет к остановке котла и, возможно, к перегоранию предохранителей.
Однако в этих условиях ни котел, ни эл.
троды обычно страдают необратимым повреждением, и это состояние обычно может
Быстро исправить.
Различные конструкции можно удобно разделить на следующие категории:
котлы с комбинированными электродами или котлы с напыленными электродами (водоструйные
электродные котлы).
Электродные котлы изготавливаются в заводской готовности и поэтому
примеры «комплектных» котлов. Меньшие блоки обычно размещаются в
квадратные шкафы из листового металла, но большие блоки обычно круглые.
обязательно сосуды с изоляцией, повторяющей форму сосуда.
Самые большие электродные котлы могут иметь диаметр от 8 до 10 футов.
(2,43,0 м) и может быть обеспечен электричеством 16000 В.
2.1.2.1 Котлы с погружными электродами
Котлы с погружными электродами работают с трехфазным (четырехпроводным) переключателем.
управляющий ток, протекающий от фазы к фазе в водном электролите.
28 Очистка котельной воды: принципы и практика
Пар или горячая вода генерируются в соответствии с проектом, поскольку ток течет от каждого
трех электродов к нейтральным стенкам экранов или цилиндрической балке
отсеки, которые содержат и контролируют электроды.
Водогрейные котлы с погружными электродами работают в полностью затопленном
состояние, а изолирующие экраны электродов механически регулируются
с помощью автоматической системы управления для обеспечения требуемой температуры HW
ture. Поскольку изоляционные экраны регулируются между электродами и
нейтральные стены, поэтому путь тока удлиняется и выделяется тепло
(и, следовательно, выпуск) уменьшается.
2.1.2.1.1 Котлы с фиксированным уровнем воды, погружные электродные котлы Эти
котлы работают по тому же принципу, что и котлы HW, за исключением того, что
судно не затоплено, а удерживается на фиксированном уровне воды.Пар производится
в пространстве между электродами и нейтралью и улетучивается на
ватерлиния.
2.1.2.1.2 Переменный уровень воды, котлы с погружными электродами.
котлы бывают как низкого, так и высокого напряжения и регулируют пар с помощью
варьируя количество воды, контактирующей с электродами. Как вода
количество увеличивается, больше тока течет и больше тепла (и пара)
сгенерировано. Когда уровень воды опускается ниже дна электр.
троды, ток не течет и пар не производится.
Электропроводность воды имеет решающее значение для правильной работы.
Этот тип котла, точный уровень зависит от конструкции и
Требования к питанию. Однако проводимость всегда относительно низкая.
(часто в спецификациях требуется уровень ниже 1550, поэтому
FW качества нерализованного или обратного осмоса (RO) обычно указывается.
2.1.2.2 Котлы с распылительными электродами (водоструйные электродные котлы)
Котел с напыленным электродом снабжен насосом,
BW от нижней части сосуда высокого давления и обеспечивает его циркуляцию
обратно в верхнюю часть сосуда в цилиндр для впрыска.Оттуда
вода распыляется через несколько форсунок прямо на электроды,
Устанавливается токопровод, и производится пар. Однако вода
расход значительно превышает скорость испарения пара, а
излишки воды снова рециркулируют вокруг котла
Доступны различные конструкции, которые ограничивают доступ воды.
электродов, что приводит к изменению скорости подачи пара
производится при сохранении давления.Это достигается либо
подъем или опускание регулирующей втулки для отклонения струй воды или путем
напрямую регулируя объем воды, протекающей через форсунки.
Типы котлов и их применение 29
Электропроводность должна строго контролироваться, как и в случае с субстратом.
объединенный электродный котел, но пределы выше (обычно около
= 3500 максимум).
Также требуются различные химические ингибиторы, особенно
для контроля коррозии.
2.2 ПОЖАРНЫЕ КОТЛЫ (КОЛПАЧКИ)
Жаротрубные котлы (кожухотрубные котлы или кожухотрубные котлы) преобразуют тепло
от сжигания топлива в топке (камере сгорания, топке или
труба печи) для выработки горячей воды или пара. Жаротрубные котлы бывают
предназначен для направления дымовых газов через трубы (удерживаемые внутри трубы
листы), которые окружены BW, обеспечивая тем самым больший нагрев
площадь поверхности переноса и повышенная эффективность.
Жаропрочные трубы в кожухотрубном котле удерживаются на месте путем скатывания и развальцовки
прижимая концы труб к плоской круглой трубной решетке спереди
и задняя часть пароблочного отсека.Этот процесс эффективно запечатывает
трубки от утечки из BW, которая окружает трубки и
обеспечивает структурное усиление (вместе с подпорками) против
давление, создаваемое внутри котла.
Стяжные болты также используются во многих конструкциях котлов FT. Обычно эти
болты снабжены просверленным дренажным отверстием, которое протекает в случае износа
стопорный болт возникает из-за коррозии со стороны воды, что обеспечивает раннее
предупреждение оператору.1,3 м) максимальный диаметр корпуса и давление от 300 до 350 фунтов на кв.
(20,724,2 бар изб., 2,072,42 МПа) максимальное давление. (Некоторые коды
ограничить котлы HP FT давлением только 250 фунтов на квадратный дюйм).
Эти ограничения номинального давления относят котлы FT к водяному отоплению.
и менее сложные коммерческие и промышленные процессы производства пара,
но поскольку в эту категорию входит от 70 до 80% всех коммерческих
и промышленного применения, это не представляет особой трудности! На самом деле FT кипятят
Они очень популярны во всем мире, потому что 

Справочник по воде – Предварительный котел и контроль коррозии промышленных котлов

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

Многие проблемы с коррозией возникают в самых горячих частях котла – водяной стене, экране и трубках пароперегревателя. К другим распространенным проблемным областям относятся деаэраторы, нагреватели питательной воды и экономайзеры.

Методы борьбы с коррозией различаются в зависимости от типа встречающейся 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 усталостным трещинам.

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 имеют нагреватели и конденсаторы 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 процедуры, плохие сварные швы и отсутствие сварных швов со снятием напряжений. 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
• Регулярная проверка после прекращения эксплуатации с использованием установленных методов неразрушающего контроля

Другие формы коррозионного воздействия в деаэраторах включают коррозионное растрескивание под напряжением камеры лотка из нержавеющей стали, растрескивание пружины впускного распылительного клапана, коррозию выпускных конденсаторов из-за точечной коррозии кислорода и эрозию перегородок вблизи впускного патрубка 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, трубы в этой области следует тщательно осматривать 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 около 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. Добавляемая вода должна обрабатываться в достаточной степени, 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 борьбы с коррозией различаются в зависимости от типа коррозии. Основные методы борьбы с коррозией включают поддержание надлежащего pH, контроль кислорода, контроль отложений и снижение напряжений посредством 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 вызывается 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
• дифференциальные напряжения 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. Растворенная медь может быть нанесена 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 вызывают сильную коррозию стали и меди)

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

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

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:

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 каустика, магнетит постоянно растворяется, вызывая потерю основного металла и, в конечном итоге, 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 пористых оксидов металлов 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:

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:

И наоборот, добавление тринатрийфосфата добавляет щелочь, увеличивая pH котловой воды:

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 «фосфатным укрытием», 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 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 фосфата / 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 территорию. Его можно отличить по хорошо выраженным ямкам или по очень рябистой 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 рабочей 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 питающей 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 с коррозией:

• выбор коррозионно-стойких металлов
• снижение механических напряжений, где это возможно (например, использование надлежащих процедур сварки и сварных швов, снимающих напряжение)
• минимизация термических и механических напряжений при эксплуатации
• Эксплуатация в пределах проектных нагрузок, без перегорания, наряду с надлежащими процедурами запуска и останова
• 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 охрупчивания щелочью, могут наблюдаться периферийные 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 на предмет охрупчивания.Для этого используется детектор охрупчивания (описанный в главе 14).

Если котловая вода обладает хрупкими характеристиками, необходимо принять меры для предотвращения повреждения 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 согласованного 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.

Каустическая хрупкость

Каустическое 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 высокий уровень напряжений
• должен присутствовать механизм концентрирования котловой воды
• котловая вода должна иметь характеристики охрупчивания

Там, где трубы котла выходят из строя в результате охрупчивания щелочью, могут наблюдаться периферийные 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 на предмет охрупчивания.Для этого используется детектор охрупчивания (описанный в главе 14).

Если котловая вода обладает хрупкими характеристиками, необходимо принять меры для предотвращения повреждения 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 согласованного 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 отказа этого типа включают трещины в компонентах котла на опорных кронштейнах или скручивание труб, когда котел подвергается термической усталости из-за многократных пусков и остановов.

Термическая усталость возникает в горизонтальных участках трубопровода в результате 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 отказ, чем тот, который вызван только циклическими нагрузками или 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, на которые воздействует влажный пар. Трубопроводы питательной воды и конденсата, подверженные высокоскоростному потоку воды, также подвержены этому типу атак. Повреждение обычно происходит, когда поток меняет направление.

ОКСИДЫ МЕТАЛЛОВ В КОТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

Железные и медные поверхности 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:

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:

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 за счет 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:

Подобные реакции происходят с металлами на основе меди:

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).

КОЭФФИЦИЕНТЫ 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 результатом 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 всей системе 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 кислотному воздействию
• 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.

Поддерживаемый уровень pH или щелочности в котельной системе зависит от многих факторов, таких как системное давление, 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. Обычно используются системы хранения деаэратора и резервуар для хранения питательной воды.

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:

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 загрязняет 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, вносимое сульфатом натрия (продукт реакции сульфита 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 вызывать 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:

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 происходит 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:

и

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:

Бензохинон далее реагирует с кислородом с образованием полихинонов:

Эти реакции не обратимы в щелочных условиях, которые присутствуют в системах питательной воды котлов и конденсатных системах.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 проверку контроля растворенного кислорода в системе. В случае сульфита натрия уменьшение количества химического остатка 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 пределам
• 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 (при наличии)
• P-щелочность или pH
• сульфит (если использовался)
• проводимость

Отбор проб

Очень важно получить репрезентативные образцы 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, насыщенной кислородом. 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 во время запуска и вывода 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 бойлер опорожняют, очищают и полностью сушат. Все горизонтальные и не дренируемые трубы котла и пароперегревателя должны быть высушены сжатым газом. Особое внимание следует уделять удалению воды из длинных горизонтальных трубок, особенно если они немного 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 один из следующих трех влагопоглотителей наносится на водонепроницаемые деревянные или устойчивые к коррозии поддоны:

• Известь негашеная используется 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 емкостью 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 поддерживается на уровне 9,5.

Деаэраторы обычно закрываются паром или азотом; однако их можно залить раствором для укладки, как это рекомендуется для мокрой укладки котлов. Если используется мокрый метод, в деаэратор необходимо создать давление азота 5 фунтов на кв. 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 решений для укладки

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

Хранилище 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.

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

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

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

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

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

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

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).

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

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

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.