Лекции по "Водоснабжению"

 

Подключение системы  ГВ к паровой тепловой сети обычно осуществляется через поверхностный пароводяной водонагреватель. Отличие от параллельной схемы подключения в водяной сети (см. рис. 1.24) заключается только в устройствах для сбора и возврата конденсата: конденсатоотводчик, бак для сбора конденсата и конденсатный насос (рис. 1.29).Конденсатоотводчик представляет собой устройство, не пускающее прорыва неотработавшего пара в конденсатопровод.

 

 

Простейшей является поплавковая конструкция конденсатоотводчика с шаровым клапаном.

При давлении пара не более 0,03 Мпа (0,3 кгс/см²) роль конденсатоотводчика может выполнять гидрозатвор. Бак для сбора конденсата - открытого типа, что делает необходимым наличие конденсатного насоса. Насос может быть как отдельным для системы ГВ, так и общим для всей системы теплоснабжения данного здания.

Возможна и условно «открытая» схема при подключении к паровой сети с использованием смесительного водонагревателя (рис. 1.30). Таким нагревателем является эжектор-смеситель, аналогичный водоструйному насосу систем отопления (элеватору). В нем используется как давление пара для создания необходимого напора в системе ГВ, так и его энергия в форме скрытой теплоты парообразования, идущая на нагрев холодной водопроводной воды. Приведенная на рисунке двухступенчатая схема позволяет рационально организовать работу системы в режимах водоразбора и циркуляции.

 

 

 

1.12. Общие требования  к системам централизованного  ГВ

 

Системы ЦГВ следует  предусматривать как правило  с нижней разводкой. Верхняя разводка возможная не достаточном обосновании, например при совместной прокладке с трубопроводами системы отопления.

Трубопроводы систем ГВ прокладываются с уклоном не менее 2%% (2 мм на погонный метр) для опорожнения системы в случае необходимости. Конфигурация трубопроводов должна предусматривать компенсацию их температурного удлинения. Все трубопроводы должны иметь свободный доступ и необходимые монтажные просветы для осмотра и ремонта.

Трубопроводы ГВ обязательно  теплоизолируются. Разрешается не изолировать стояки в отапливаемых помещениях. В помещениях с улучшенной отделкой допускается скрытая прокладка труб (подводка к водоразборным приборам за облицовкой стен или в полу).

Для систем ГВ применяются  стальные оцинкованные или полимерные трубы. При диаметрах более 150 мм и в системах с непосредственным водоразбором допускается применение не оцинкованных труб. Соединение трубопроводов - сварное, резьбовое и  фланцевое (с фланцевой арматурой).

В ванных и душевых  комнатах предусматриваются постоянно  действующие полотенцесушители. Полотенцесушители могут быть совмещены с циркуляционными трубопроводами. В системах с непосредственным водоразбором полотенцесушители могут подключаться к постоянно действующим системам отопления этих помещений.

В верхних точках системы  предусматривается воздуховыпускная арматура, а в нижних устройства для опорожнения системы. В качестве воздуховыпускных устройств разрешается использовать водоразборную арматуру верхних этажей.

Запорная и регулирующая арматура предусматривается общего типа. Арматура диаметром до 50 мм включительно должна быть латунной, бронзовой или из термостойких пластмасс. Диафрагмы должны быть полимерными, латунными или из нержавеющей стали.

В местах водоразбора  устанавливаются смесители с  раздельной подводкой холодной и  горячей воды. Смесители не устанавливаются  в случае использования горячей воды без подмешивания холодной.

Запорная арматура устанавливается:

1. В квартальных или промышленных системах ГВ - на ответвлениях к каждому зданию.
2. На ответвлениях к секционным узлам.
3. В основании водоразборных и циркуляционных стояков в зданиях от трех этажей и более.
4. На ответвлении в каждую квартиру или помещение с водоразборными приборами.
5. На входе и выходе из водонагревателя.

Обратные клапаны  устанавливаются:

1. На подводе горячей воды к смесителям групповых душей.
2. В закрытых системах - на подводке холодной воды к водонагревателю и на подключении циркуляционного трубопровода к водонагревателю.
3. В открытых системах - на ответвлении от обратного трубопровода тепловой сети к смесителю (регулятору температуры) и на подключении циркуляционного трубопровода к обратному трубопроводу тепловой сети.

Счетчики расхода  воды (водомеры) устанавливаются:

1. В закрытых системах - на трубопроводе, подводящем холодную воду к водонагревателю.
2. В открытых системах - на общем подающем трубопроводе после регулятора температуры и на циркуляционном трубопроводе перед его подключением к обратному трубопроводу теплосети. При наличии счетчиков воды на подающем и обратном трубопроводах тепловой сети счетчик воды в открытой системе ГВ может не ставиться
3. Во всех случаях, когда в общей системе ГВ производится раздельный учет и оплата за потребление горячей воды. Счетчик ставится на головном участке каждого такого элемента системы.

Правила установки и  обвязки баков-аккумуляторов изложены в парагр. 1.9.

 

1.13. Обработка  воды в системах горячего водоснабжения

 

1.13-1. Показатели коррозионной  активности горячей воды

 

Коррозионная активность горячей воды составляет основное отличие  в условиях эксплуатации систем ГВ от систем холодного водоснабжения. Рассмотрим основные показатели этой активности.

Индекс насыщения  воды CaCO₃ («индекс Ланжелье»). Индекс определяется как

 

J = pH-pH_s,

 

где   pH   - водородный показатель воды;

pH_s   - водородный показатель воды при ее равновесном насыщении CaCO₃.

  Если индекс насыщения  положительный, это означает коррозионную пассивность воды, поскольку на поверхности трубопроводов будет образовываться карбонатная пленка. Если J<0,  то защитная пленка не образуется.

Концентрация  растворенного в воде кислорода (мг/кг). Чем больше в воде кислорода, тем выше ее коррозионная активность. Значительно возрастает активность воды в присутствии углекислоты. Чисто углекислотная коррозия протекает медленно: одна молекула НСО₃ связывает только 0,5 молекулы железа. Чисто кислородная коррозия требует 3 молекулы О₂ на окисление 4 молекул железа. При наличии же углекислоты одна молекула кислорода связывает сразу 4 молекулы железа.

Суммарная концентрация хлоридов и сульфатов  в воде (мг/кг). Хотя сами хлориды и сульфаты в коррозии участвуют слабо, они препятствуют образованию защитной карбонатной пленки. Это влияние не проявляет себя до суммарной концентрации 50 (мг/кг).

 

1.13-2. Требования к качеству  горячей воды

 

Вода, используемая для  горячего водоснабжения должна соответствовать  требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Поэтому в систему ГВ должна поступать вода только из питьевого водопровода. Приготовление воды питьевого качества на источнике теплоты или на объектах потребления запрещается.

Кроме того для предотвращения коррозии и и зарастания трубопроводов  отложениями солей вода, подаваемая в системы ЦГВ должна отвечать следующим требованиям:

 концентрация растворенного  кислорода £ 0,1 мг/кг;

 содержание взвешенных  веществ £ 5 мг/кг;

 карбонатная жесткость  (временная) £ 1,5 мг-экв/кг;

 водородный показатель  8,3-8,5;

 содержание железа £ 0,3 мг/кг;

 окисляемость воды £ 6 мг(О₂)/кг(Н₂О);

 свободная углекислота  должна отсутствовать.

 

1.13-3. Способы обработки  воды для систем ГВ

 

В открытых системах вода отбираемая на ГВ из теплосети полностью  подготовлена на источнике теплоты и дополнительной обработки не требует. Водопроводная вода, используемая для ГВ в закрытых системах, в зависимости от ее  исходного качества должна подвергаться противокоррозионной и противонакипной обработке. Разрешается не обрабатывать водопроводную воду только в системах ГВ, охватывающих одно здание.

Противокоррозионная обработка производится в виде деаэрации (дегазации), обескислороживания или обработки ингибиторами коррозии.

Деаэрация - выделение из воды растворенных газов путем доведения до температуры кипения. По давлению в рабочем объеме различают деаэраторы повышенного давления (до 6 кгс/см²), атмосферного типа и вакуумные. В системах ЦГВ применяются деаэраторы двух последних типов.

В атмосферные деаэраторы подаются вода с температурой на 2-3 °С ниже температуры насыщения при рабочем давлении. Доведение воды до кипения производится путем прямого смешения с паром в головке деаэратора. Выделяемые газы удаляются вместе с выпаром.

В вакуумном деаэраторе вода имеет температуру около 70 °С. В результате вакуумирования вскипание воды и деаэрация происходят при этой температуре. Деаэрацию разрешается не производить при суммарном расходе воды на ГВ до 50 т/ч.

Обескислороживание ставит целью удаление из воды только О₂. Для этого используются вещества, легко связывающие кислород в воде. Возможно электрохимическое и химическое (реагентное) обескислороживание но последнее в системах ГВ не применяется.

1. Электрохимическое обескислороживание в аппаратах с железоалюминиевыми электродами. Анодами являются перфорированные алюминиевые пластины , а катодами - железные пластины. На электродах поддерживается постоянное напряжение 8-12 В. На анодах протекает электрохимический процесс окисления алюминия, связывающий кислород. Последовательное соединение аппаратов позволяет получить высокую степень обескислороживания. Эксплуатация заключается в поддержании требуемых электрических параметров и удалении образующегося Al(OH)₃. Недостаток метода - расход дорогого алюминия (1,12 мг Al на 1 мг О₂).

2. Электрохимическое обескислороживание в сталестружечных фильтрах. Вода при температуре 50-60 °С пропускается через засыпку стальных или чугунных стружек. Поверхность стружек должна быть чистой. С этой целью их предварительно промывают раствором NaOH, а при сильном загрязнении - слабыми растворами HCl или H₂SO₄ с последующей промывкой горячей водой. На поверхности стружек протекает электрохимическое окисление железа, что выражается в связывании 1 мг кислорода за счет 2,4 мг Fe. Срабатывание стружек допускается до 50%, поэтому загружаются  фильтры из расчета 5 мг стружек на 1 мг кислорода. Недостаток метода - загрязнение воды окислами железа. После сталестружечных фильтров обязательно устанавливаются фильтры-осветлители.

Обработка воды ингибиторами коррозии.  Наиболее распространено использование в качестве ингибиторов трисиликата натрия Na₂O×3SiO₂ (техническое жидкое стекло) или магномассы CaMg(CO₃)₂ (доломит; двойная углекислая соль кальция и магния). Эти реагенты связывают углекислоту, повышая тем самым показатель рН воды и снижая ее агрессивность по отношению к металлу. Кроме того на внутренней поверхности трубопроводов образуется защитная пленка - соответственно силикатная или карбонатная.

Противонакипная обработка воды в системах ЦГВ используется преимущественно магнитная. Вода пропускается через аппарат, создающий магнитное поле в напряженностью 95-120 кА/м. Скорость воды »1 м/с, время обработки -  2-3 с. Магнитное поле может создаваться как постоянными магнитами, так и электромагнитами.

Хотя сама жесткость  воды при магнитной обработке не уменьшается, проявление этой жесткости коренным образом изменяется. Нагревание воды перестает сопровождаться выпадением солей на стенках  трубопроводов. Более того, ранее образовавшиеся отложения постепенно разрушаются. Магнитные свойства постепенно ослабевают. Однако системы ГВ характерны именно постоянным расходованием воды и контуры релаксации в них не требуются.