Вопросы рационального использования топливно-энергетических ресурсов являются на нынешнем этапе одними из наиболее актуальных как в нашей стране, так и за рубежом. Известно, что накипь и отложения (инкрустации) в теплообменном (паровые и водяные котлы, теплообменники и др.) и технологическом оборудовании (системы охлаждения, насосы и др.), водопроводных сетях горячей и холодной воды приводит к значительному перерасходу энергетических ресурсов (тепловая и электрическая энергия, вода) и, как следствие, денежных средств предприятия. На рисунке показана зависимость величины потерь тепловой энергии от толщины накипи на теплообменных элементах (по данным компании ACV International n.v. Бельгия).
Одним из эффективных способов защиты от накипи являются методы безреагентной электромагнитной обработки воды (БОВ) с использованием электромагнитного и радиочастотного методов. Технология БОВ апробирована в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ) в течение нескольких десятков лет в США, Канаде, России и странах Западной Европы.
С каждым годом растет популярность применения БОВ на базе радиочастотных методов – электронные преобразователи солей жесткости (ЭПСЖ). В России ЭПСЖ выпускаются такие приборы как Шторм (ООО «МПК Техпром ВНТ»), Термит (ООО «Экосервис Технохим-М»), Термоплюс-М (ООО «Экостандарт»), Рапресол (ООО «АНН»). Эти приборы уже в течении многих лет успешно внедряются в ЖКХ и на промышленных предприятиях.
В общем случае при принятии решения о применении ЭПСЖ необходимо провести ряд работ:
- оценить целесообразность (путем оценки возможного ущерба от накипи) внедрения ЭПСЖ;
- разработать технико-экономическое обоснование внедрения ЭПСЖ;
- внедрить ЭПСЖ (покупка, доставка, установка);
- произвести оценку эффективности работы ЭПСЖ.
|
Наименование показателя |
Фактическое значение, Иф |
Критическое значение, Ик |
Сравнение Иф с Ик |
Результат |
|
Индекс Ланжелье* |
0,626/0,952 |
0 |
↑ |
Вода инкрустабельна |
|
Индекс Ризнера* |
6,45/5,8 |
7 |
↓ |
Вода инкрустабельна |
|
Индекс Ларсена* |
0,0122/0,0122 |
0,2 |
↓ |
Вода инкрустабельна |
|
Индекс агрессивности* |
12,347/12,347 |
12 |
↑ |
Вода инкрустабельна |
|
Индекс Кессил* |
2,3/2,3 |
0,1 |
↑ |
Вода инкрустабельна |
|
Индекс Ларсона-Скольда* |
0,432/0,432 |
0,8 |
↓ |
Вода инкрустабельна |
|
Коэффициент насыщения СО2** |
-49,47/-170 |
0 |
Вода нестабильна/ нестабильна |
При нестабильной воде эффективна электромагнитная обработка |
|
Толщина накипи, мм/мес (числитель – при температуре 36,5 ºС, знаменатель – при температуре 56 ºС) 0,38/0,61 |
||||
|
Толщина накипи, мм/год (числитель – при температуре 36,5 ºС, знаменатель – при температуре 56 ºС) 4,57/7,32 |
||||
|
Величина перерасхода теплоносителя, % 42,41 |
||||
Чичеров АА. Моделирование химических реакций на стадии предочистки на ТЭС / Чичеров АА, Филимонов А.Г., Филиппов И.Е. // Тез. докл. Междунар. н.-т. конф, посвященной памяти проф. Л.А.Бровкина «Вопросы тепломассообмена, энергосбережения и экологии в теплотехнологических процессах». – Иваново: ИГЭУ, 2003. – С.44 – 49.
Справочник термодинамических величин/Под ред. Тугаринова А.И. – М: Атомиздат, 1971.
Если со вторым и третьим пунктами особых сложностей не возникает, то с определением целесообразности внедрения и оперативной оценкой эффективности могут быть проблемы.
В данной статье будет рассмотрен вопрос оценки возможного ущерба от накипи.
Известно, что для оценки влияния качества воды на процессы коррозии и инкрустации в настоящее время имеется несколько расчетных индексов – индексы Ланжелье, Ризнера, Ларсена, Кесила, Ларсона-Скольда и коэффициент насыщения СО2, также показывающий целесообразность установки ЭПСЖ. Для их расчета необходимо иметь физико-химический анализ воды.То есть исходными данными являются химический и технологический составы воды (Ca, Mg, Fe, Cl, Na, K, SiO3, SO4 и др.), щелочность, общее солесодержание, рН и температура воды. Обычно для целей проведения анализа воды привлекаются испытательные лаборатории (ИЛ) СЭС, отделения Водоканала и Тепловых сетей, экологических организаций. При этом очень важно, чтобы ИЛ были аккредитованы Госстандартом РФ.
С целью ускорения процесса расчета требуемых показателей и потерь тепловой энергии была разработана Exсel-программа, скриншот которой приведен ниже. В период с 2006-2010 гг. программа успешно использовалась ТОО «Eurasia Technologies» (Казахстан) при внедрении ЭПСЖ на промышленных предприятиях и ЖКХ Казахстана и Узбекистана. Программа является зарегистрированным объектом интеллектуальной собственности.
Для примера приведена также результирующая таблица сравнения индексов, рассчитанных по программе, с их критическими значениями. Пример взят из технико-экономического обоснования внедрения ЭПСЖ для защиты теплообменников жилого комплекса в Алматы.
* Методика расчета принята согласно:
Алексеев Л.С. Контроль качества воды. — М.: ИНФРА-М, 2004.
Тебенихин Е.Ф. Безреагентные методы обработки воды в энергоустановках. — М.: Энергоиздат, 1985,
СП 41-101-95. Проектирование тепловых пунктов. — М.: ГУП ЦПП, 1997.
** Методика расчета принята согласно:
Тебенихин Е.Ф. Безреагентные методы обработки воды в энергоустановках. — М.: Энергоиздат, 1985.
Тебенихин Е.Ф, Гусев Б.Т. Обработка воды магнитным полем в теплоэнергетике. – М: Энергия, 1970.
Зная потери тепла далее можно легко оценить эффективность внедрения того или иного варианта оборудования (ЭПСЖ, грязевики и др.) применительно к конкретному объекту.
Программа может быть полезна организациям, занимающимся энергоаудитом, энергосервисным компаниям и энергетикам промышленных предприятий и предприятий ЖКХ.
Сысоев В.В.