ВТОРИЧНОЕ НАКИПЕОБРАЗОВАНИЕ
ПРИ ОЧИСТКЕ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
И ЕГО ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГРЯЗЕВИКОВ-ШЛАМООТДЕЛИТЕЛЕЙ

   При очистке теплотехнических систем от застарелых отложений накипи и продуктов коррозии с использованием различных методов физической обработки воды наблюдается вторичное накипеобразование. Этот эффект проявляется в том, что в наиболее теплонапряжённых участках котла толщина слоя накипи увеличивается, что может повлечь за собой нарушение режимов работы котла и повреждение теплопередающих поверхностей.
Вторичное накипеобразование обусловлено следующими факторами:
  1) особым механизмом воздействия физических методов обработки воды на накипно-коррозионные отложения, в результате которого эти отложения превращаются во взвешенные частицы (шлам);
  2) убывающей зависимостью растворимости большинства солей, входящих в состав отложений (карбонатов кальция и магния, сульфата кальция) от температуры.
  Рассмотрим сперва на примере простейшей теплотехнической системы основные физико-химические закономерности накипеобразования (в упрощённом виде). Допустим, что основной солью, образующей накипные отложения, является карбонат кальция. Карбонат кальция присутствует в воде-теплоносителе в виде раствора, состоящего из положительно заряженных ионов кальция и отрицательно заряженных карбонат-ионов. Из-за небольшой растворимости карбоната кальция в воде часть растворённого вещества выпадает в осадок в виде кристаллов карбоната кальция:

  В теплотехнической системе присутствует перепад температуры, за счёт которого и осуществляется передача теплоты от её источника к потребителю.
  Примем наибольшее значение температуры за t2, а наименьшее за t1, таким образом, t2 > t1. В зоне повышенной температуры (в котле) процесс смещается вправо, то есть в сторону образования осадка:

что и приводит к образованию отложений накипи на поверхностях нагрева котла (рис. 1).

  При физическом воздействии на воду-теплоноситель с целью разрушения накипно-коррозионных отложений эти отложения постепенно разрушаются, однако не подвергаются истинному растворению, а переходят во взвешенное состояние с размером частиц 10…500 мкм. Эти частицы легко переносятся течением воды по всей системе, в том числе и в область пониженной температуры — приборы потребителей теплоты и обратный трубопровод. В области пониженной температуры растворимость карбоната кальция возрастает, и часть шлама переходит в истинный раствор:

  Этот раствор вместе с частицами шлама поступает в котёл, где вновь подвергается нагреванию до более высокой температуры. При этом растворимость карбоната кальция снижается, и растворённый карбонат кальция выпадает в осадок, прихватывая частицы шлама к наиболее теплонапряжённым участкам поверхности теплопередачи (рис. 2).

  Для предотвращения вторичного накипеобразования необходимо исключить попадание частиц шлама в котёл. Для этой цели в систему включается грязевик-шламоотделитель. Задерживая и выводя из системы частицы шлама, грязевик-шламоотделитель позволяет предотвратить вторичное накипеобразование (рис. 3).

  Заведующий Инженерно-химической лабораторией ГОУ ВПО «УдГУ», кандидат химических наук Ф.Ф.Чаусов