Chemická úprava vody pre hospodárnu a bezpečnú prevádzku kotlov

Pri hospodárnosti prevádzky kotlov sa vyžaduje dosiahnuť čo najvyššiu účinnosť a najmenšie tepelné straty. Zvýšenie hospodárnosti kotlových zariadení závisí aj od ich samotnej obsluhy a od hospodárneho využívania energie, ktorá už bola odovzdaná pracovnej látke - vode alebo pare. To je možné dosiahnuť okrem iného aj dodržiavaním predpísanej kvality napájacej a kotlovej vody.

Voda patrí medzi najzákladnejšie prvky životného prostredia, ktoré sú nevyhnutné pre náš život. Má široké využitie - od pitnej cez dažďovú až po technologickú. Sama o sebe má veľa premenlivých vlastností, ktoré sú dané obsahom minerálov a plynov vo vode rozpustných úplne alebo čiastočne. Pre svoje mimoriadne vlastnosti je ideálnym médiom na kúrenie, chladenie, rôzne technologické procesy, pre úžitkové účely a pod. Pri prirodzenom kolobehu sa do nej priechodom cez vrstvy hornín dostávajú rozpustené soli minerálnych látok. Tie môžu spôsobovať problémy pri využívaní vody na konkrétne účely, najviac tam, kde je vystavená teplotným alebo tlakovým zmenám.

Voda len málokedy vyhovie našim požiadavkám bez toho aby bola nutná jej ďalšia úprava. Treba ju filtrovať, zmäkčovať, chlórovať, odsoľovať a inak upravovať. Jej úprava sa využíva v energetike, priemysle, gastronómii, ale aj v domácnostiach.

Z hľadiska technológie úpravy vody pre tepelné energetické zariadenia možno látky vyskytujúce sa v prírodnej vode rozdeliť do troch základných skupín:

Voda za priaznivých podmienok pohlcuje plyny, s ktorými sa dostáva do styku a tie sa v nej rozpúšťajú. Množstvo plynov rozpustených vo vode závisí od ich tlaku nad hladinou vody a od teploty vody. Množstvo jednotlivých, vo vode rozpustených plynov je tým väčšie, čím je väčší ich podielový (parciálny) tlak na celkovom tlaku nad hladinou.

Vo vode sú rozpustné dusík, kyslík a oxid uhličitý.

Dusík - napriek tomu, že je dobre rozpustný vo vode, na prevádzku tepelných zariadení nevplýva.

Oxid uhličitý - má schopnosť prenikať do pary. V miestach kondenzácie vodnej pary ho kondenzát opätovne pohlcuje a pri väčších obsahoch môže spôsobiť veľmi rozsiahlu koróziu kovových stien.

Kyslík - rozpustený vo vode vplýva na prevádzku kotlov najnepriaznivejšie. Vyvoláva bodové a jamkové korózie stien tlakových častí. Prienik koróznej jamky cez stenu spôsobuje miestnu netesnosť.

Vo vode sa vyskytujú kaly a rozličné ílovité látky veľkosti 0,001 mm do asi 1 mm. Látky, nachádzajúce sa v koloidnom stave tvoria ešte menšie čiastočky, veľkosti okolo 10-5 mm. Hrubšie čiastočky v malých množstvách v kotloch s nízkymi parametrami nemajú nepriaznivé účinky, pretože po usadení ich možno z kotla odstrániť odkaľovaním.

V kotloch s vysokými parametrami, veľkých výkonov a s vysokými tepelnými tokmi, v oblasti ohniska sú hrubšie čiastočky vo vode neprípustné lebo vytvárajú nánosy v komorách, môžu zhoršovať podmienky obehu vody a parovodnej zmesi, rozkladať sa a prípadne aj tvoriť usadeniny na tepelne zaťažených výhrevných plochách.

Koloidné nečistoty môžu byť organického a anorganického pôvodu. Produkty rozkladu rastlín, ako aj priemyselné odpady a odpady z miest sú organického pôvodu. Koloidné roztoky organického pôvodu sa v kotloch rozkladajú na neškodné látky, alebo na slabé organické kyseliny, niektoré podporujú penenie vody a znečisťovanie vyrobenej pary, ďalšie sa môžu priškvarovať k stenám. Ich prítomnosť je nepriaznivá pri zložitých úpravách vody pre zariadenia s vysokými parametrami, pretože môžu znehodnocovať tzv. ionexové hmoty. Koloidné roztoky anorganického pôvodu tvoria vo vodách napr. zlúčeniny kremíka a jemnejšie ílovité látky.

V tepelných okruhoch sa vyskytujú v koloidnej forme aj produkty korózie železa, ktoré môžu mať veľmi nepriaznivý vplyv na prevádzku svojou schopnosťou usadzovať sa v komorách, prípadne na tepelne zaťažených plochách tlakových častí.

Soli nachádzajúce sa vo vode možno rozdeliť do dvoch skupín:

Soli vápnika a horčíka sa vyskytujú najčastejšie vo forme hydrogénuhličitanu vápenatého a horečnatého a vápenatých a horečnatých síranov a chloridov (CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2).

Soli sodíka sa vyskytujú najmä vo for