TRATAREA APEI PENTRU CAZANE DE ABUR - STATII DE DEDURIZARE
TRATAREA APEI DE ALIMENTARE PENTRU CAZANE DE ABUR – STATII DE DEDURIZARE
In Romania, regimul chimic al apei pentru cazane de abur, apa calda si apa fierbinte este reglementat de catre Prescriptiile Tehnice ISCIR, care stabilesc cerintele tehnice minime obligatorii pentru asigurarea functionarii in siguranta a acestor echipamente. Intre acestea, este obligatorie alimentarea cu apa avand indici de calitate specifici, ce se pot obtine prin instalarea unei statii de dedurizare (sau, in cazul cazanelor acvatubulare sau cu temperaturi de functionare ridicate, a unei instalatii de demineralizare – cu rasini schimbatoare de ioni sau prin osmoza inversa).
Tratarea apei destinate alimentarii unui cazan de abur de incalzire include in general doua etape:
- un tratament extern (filtrare si dedurizare), cu rol de impiedicare a depunerilor
- tratamentele de conditionare chimica (conditionare chimica, aditivare produse peliculizante, reglare pH), cu scopul de a preveni coroziunea
TRATAMENTE EXTERNE (FILTRARE SI DEDURIZARE)
Recomandarea NOBEL este in primul rand ca echipamentele sa fie dimensionate in asa fel incat sa garanteze ca apa de alimentare a cazanului este intotdeauna dedurizata.
Inainte de toate, pentru a retine eventualele impuritati solide, ca si pentru protectia statiei de dedurizare si prelungirea duratei de viata a masei cationice, in amonte de aceasta se va prevedea un filtru mecanic de siguranta. Acesta poate fi ales dintre diferitele modele disponibile de la NOBEL, si anume:
- FTA, filtre autocuratitoare pentru impuritati mecanice, cu cartus filtrant din plasa de otel inoxidabil;
- FCP, filtre de sedimente disponibile in diferite variante de echipare cu cartus filtrant (de unica folosinta, din fir de polipropilena, sau lavabil, din plasa de nylon sau plasa de otel inoxidabil);
- FCR, filtre de sedimente cu cartus lavabil din plasa de nylon.
Gradul de filtrare sugerat este de 50 de microni, iar filtrul potrivit se va alege tinand cont atat de debitul ce trebuie asigurat cat si de diametrul conductei pe care se instaleaza.
Trecand acum la alegerea statiei de dedurizare, vom tine cont de cerinta de a garanta furnizarea permanenta de apa de alimentare dedurizata. In consecinta, statia de dedurizare se va dimensiona in primul rand pe baza capacitatii ciclice necesare si abia apoi in functie de debitul maxim.
Capacitatea ciclica reprezinta cantitatea de apa dedurizata pe care o poate produce statia de dedurizare intre doua regenerari succesive.
Debitul maxim indica volumul de apa ce poate fi furnizat instantaneu, masurat in m3/h, fara a aparea pierderi mari de presiune.
Daca pentru valoarea debitului maxim este suficient sa se ia in considerare cantitatea orara de apa necesara generatorului de abur, pentru calculul capacitatii ciclice necesare este nevoie de o atentie deosebita.
Formula de calcul a capacitatii ciclice este:
cc [m3 x °Fr] = m3 x °Fr
unde: m3 = continutul de apa al instalatiei, in metri cubi
°Fr = duritatea apei, exprimata in grade Franceze
cc = capacitatea ciclica necesara pentru statia de dedurizare, exprimata in m3x°Fr
In cazul nostru, pentru apa de alimentare a unui generator de abur, formula capacitatii ciclice se va corecta dupa cum urmeaza:
cc [m3 x °Fr] = (Q + A) x h x ºFr x (100 - %)
100
unde Q = Productia orara de abur a generatorului (in tone/h)
A = Purja (tone/h)
h = Ore de functionare zilnica a generatorului
ºFr = Duritatea exprimata in grade Franceze
% = Condensul recuperat, exprimat in % din productia orara
Productia de abur a generatorului Q in t/h poate fi obtinuta impartind puterea sa termica exprimata in kcal/h la 600.000, sau puterea sa termica exprimata in kW la 697.
Purja se calculeaza cu formula:
A = Q x S1
S2 - S1
unde: A = Cantitatea de apa ce trebuie purjata (tone/h)
S1 = Conductivitatea apei de alimentare (mS/cm)
S2 = Conductivitatea maxima admisa pentru apa din cazan (mS/cm)
Q = Productia de abur a cazanului (tone/h)
Exemplu de calcul
Sa presupunem ca trebuie dimensionata o statie de dedurizare pentru un generator de abur saturat cu o productie de 4 t/h la 12 bar, functionand 8 ore pe zi, cu o recuperare a condensului in proportie de cca. 60%. Duritatea apei brute este de 30ºFr, iar conductivitatea sa de 470 mS/cm.
Conform EN 12953 – 10, conductivitatea maxima admisa pentru apa din cazan este de maximum 6000 μS/cm, deci cantitatea de apa ce trebuie purjata va fi:
A = 4 x 470 = 1.880 = 0,34 t/h ≈ 0,34 m3/h
6.000 – 470 5.530
Introducand toate valorile de mai sus in formula corectata rezulta:
cc [m3 x °Fr] = (4 + 0,34) x 8 x 30 x (100 - 60) = 416,64
100
Deci statia de dedurizare ce trebuie instalata va trebui sa aiba o capacitate ciclica de minimum 417 m³ x ºFr pentru a garanta productia de apa de adaos dedurizata pentru o zi de functionare.
O data identificata statia de dedurizare cu capacitatea ciclica corespunzatoare, care este modelul AS 450 de la NOBEL, se verifica daca aceasta are un debit maxim suficient, care sa fie mai mare sau cel putin egal cu debitul de apa de adaos necesar. In cazul nostru, debitul maxim al unei statii AS 450 este de 4,1 m3/h, deci aceasta conditie se verifica, debitul necesar de apa de adaos fiind de
(4 + 0,34) t/h x 100 – 60 (condens returnat) = 1,74 m3/h
100
Dorim sa subliniem insa faptul ca se recomanda ca statia de dedurizare sa aiba o capacitate ciclica si un debit mai mari decat cele rezultate din calcule. Aceasta in scopul prevenirii aparitiei in timp a unor probleme datorate cresterii numarului de ore de functionare a generatorului de abur, modificarii in timp a duritatii apei sau modificarii destinatiei aburului, cu posibila reducere a cantitatii de condens recuperat.
In particular, odata incheiata productia cantitatii prestabilite de apa (corespunzatoare capacitatii ciclice a statiei), statia de dedurizare va intra automat in regenerare si, in acelasi timp, va inchide vana cu membrana de pe linia de iesire, pentru a nu furniza apa dura.
Bineinteles ca pentru perioada de regenerare (de cca. 60 de minute) va trebui prevazut un rezervor de stocare a apei dedurizate, pentru a asigura furnizarea continua a acesteia.
In cazul in care generatorul de abur este prevazut sa functioneze continuu 24 de ore/zi, este recomandat sa se instaleze o statie de dedurizare din seria AS/V DUPLEX, care permite furnizarea continua de apa dedurizata, fara intreruperi. In acest caz, fiecare coloana cu masa cationica va trebui sa aiba o capacitate ciclica suficienta pentru cel putin 12 ore de functionare (vom detalia motivul in alt articol).
Modificand conditiile din exemplul de mai sus, respectiv acelasi generator de abur saturat cu o productie de 4 t/h la 12 bar, cu o recuperare a condensului in proportie de cca. 60%, duritatea apei brute de 30ºFr, conductivitate 470 mS/cm, dar functionand 24 ore pe zi, rezulta:
cc [m3 x °Fr] = (4 + 0,34) x 12 x 30 x (100 - 60) = 625
100
Deci statia de dedurizare sistem DUPLEX instalata va trebui sa aiba o capacitate ciclica de minimum 625 m³ x ºFr pentru fiecare coloana. Modelul recomandat in aceasta situatie ar fi AS 800/V DUPLEX, cu o capacitate ciclica totala de 800 + 800 m³ x ºFr, acoperind inclusiv eventualele modificari ce pot aparea in timp pentru duritatea apei brute.
CONDITIONAREA CHIMICA
Tratamentul prevede introducerea unui conditionant chimic adecvat, eventual din gama NOBEL seria KN. Acesta va fi determinat si reevaluat din timp in timp in functie de caracteristicile apei de alimentare, de caracteristicile specifice ale generatorului de abur si de destinatia aburului.
INTRODUCERE
Introducerea produsului in instalatie se poate face:
- Proportional cu debitul de apa de alimentare, cu ajutorul unei pompe dozatoare proportionale volummetrice, comandata de un debitmetru cu emitator de impulsuri instalat pe conducta prin care cazanul este alimentat cu apa rece. Echipamentele necesare sunt:
- CD debitmetru cu emitator de impulsuri (modelul se va alege in functie de diametrul conductei)
- TPZ pompa dozatoare proportionala (modelul se va alege in functie de debitul cerut; modelul TPZ 603 se potriveste insa in majoritatea cazurilor)
- SL rezervor stocare aditiv (capacitatea sa se va defini in functie de consumurile prevazute)
- LEV4 intrerupator magnetic de nivel, pentru oprirea pompei la lipsa aditivului
- Cu ajutorul unei pompe dozatoare cu debit constant, ON-OFF, care va fi alimentata electric impreuna cu pompa de alimentare a cazanului si va incepe sa dozeze (atat cat se stabileste ca este necesar) in mod constant atat timp cat pompa de alimentare introduce apa in cazan.
Echipamentele necesare sunt:
- AKL pompa dozatoare (modelul se va alege in functie de debitul cerut; modelul AKL 603 se potriveste insa in majoritatea cazurilor)
- SL rezervor stocare aditiv (capacitatea sa se va defini in functie de consumurile prevazute)
- LEV4 intrerupator magnetic de nivel, pentru oprirea pompei la lipsa aditivului
DOZARE
Dozarea se va face in functie de recomandarile din fisele tehnice ale aditivilor adoptati.
