Rodzaje osadów do usunięcia

W zależności od jakości wody kotłowej i stopnia jej odgazowania (który ma wpływ na korozję stali kotłowej) wyróżnia się kilka rodzajów kamienia kotłowego, a do usunięcia każdego z nich stosuje się inną technologię czyszczenia.

Na podstawie publikacji: Leszek Ziółkowski „Chemiczne czyszczenie kotłów – metodologia przygotowania i sposoby realizacji (cz. I), Chemiczne czyszczenie kotłów – metodologia przygotowania i sposoby realizacji (cz. II), Piece Przemysłowe Kotły VII-VIII/2012. Copyright © Marek Ziółkowski 2021.

Pierwszy typ – kamień węglanowy [1] – występuje w przypadku nieprawidłowej pracy stacji zmiękczania wody, gdy obok węglanów, których złoże jonitowe nie absorbuje, do kotła przedostają się także jony wapnia i magnezu. Kamień taki jest beżowy (lub jak w tym przypadku brązowy, co spowodowały produkty korozji), o charakterystycznej strukturze przypominającej pumeks, co powoduje że ma małą gęstość. Może zawierać nawet do 50% węglanu wapnia CaCO₃, z dodatkiem węglanu magnezu MgCO₃ i Mg(OH)₂, a także tlenków żelaza, będących produktami korozji. Powstaje on w wyniku zachwiania równowagi wapniowo-węglanowej. Wapień w wodzie łączy się z rozpuszczonym dwutlenkiem węgla, aby poprzez reakcję chemiczną wspólnie z nim odłożyć osad.

Na tworzenie się drugiego typu osadu żelazistego [2] zasadniczy wpływ ma skład wody. Zjawisko to występuje głównie w przypadku, gdy zamiast odżelazionej wody wodociągowej, do uzdatniania, bądź bezpośredniego uzupełniania zładu, stosowana jest woda studzienna (np. ze studni głębinowej). Wówczas w zażelazionych instalacjach powstaje kamień węglanowy, który jest przerośnięty osadem żelaza dwuwartościowego Fe²⁺ oraz produktami korozji. Kamień ten ma kolor brązowy. Na zdjęciu przedstawiono przykład osadu, w którym zawartość żelaza przekroczyła 60%.

Trzeci typ – kamień siarczanowy [3] – jest koloru szarego i zawiera ponad 50% CaSO₄. Jest dużo twardy, ściślejszy i trudniejszy do usunięcia niż kamień węglanowy. Najczęściej powstaje na płomienicy kotła. Jest trudnorozpuszczalny i posiada trzy razy mniejszą przewodność cieplną.

Nieusunięty z płomienicy kamień siarczanowy, w wyniku coraz wyższej temperatury, ulega dalszemu wypalaniu i utwardzeniu. Z czasem przechodzi w biały gips przypominający szklisty i wyjątkowo twardy arcoroc [4].

Ostatni rodzaj osadu – krzemionka SiO₂ – [5] , najczęściej jest koloru ceglastego lub bordowego. Powstaje w różnych miejscach np. na ścianie sitowej w okolicy pierwszego nawrotu spalin, dolnej części płomienicy i na płomieniówkach. Składa się z krzemianów wapnia CaSiO₃ i magnezu MgSiO₃ oraz z glinokrzemianów. Odznacza się dużą twardością i najmniejszym przewodnictwem cieplnym. Krzemionka jest nieusuwalna w kwasie, co ilustruje zdjęcie [6] które przedstawia „odkryte” dwie warstwy krzemionki po usunięciu związków rozpuszczalnych w kwasie.

Usuwanie krzemionki jest trudne i skomplikowane, ponieważ po rozpuszczeniu zalega na dnie kotła i szybko przyjmuje postać gęstego szlamu [7]. Przy małej średnicy rury odmulającej, jej całkowite usunięcie z kotła jest możliwe dopiero po otwarciu dolnych włazów wyczystkowych.

Inny typ kamienia występuje w kotłach wysokotemperaturowych podgrzewających wodę w instalacjach CO

W instalacjach wykonanych ze stali czarnej jakie zasilają kotły wodne powstaje czarny osad, charakteryzujący się dużą zawartością tlenków żelaza tzw. magnetytu Fe₂O₃ – [8] . Przyczyną powstawania magnetytu jest reagowanie elementów żelaznych z tlenem rozpuszczonym w wodzie. Właśnie tlen, który dostał się wraz z wodą do instalacji c.o. przy obniżonym pH np. wskutek zawartości w niej agresywnego CO₂, jest odpowiedzialny za korozję stali w myśl reakcji: Fe + ½ O₂ + H₂O = Fe+2 + 2 OH- Powstające jony żelaza dwuwartościowego Fe⁺² są następnie utleniane tlenem z wody do związków żelaza trójwartościowego Fe⁺³, przez co wytrącają się z wody na wewnętrznych powietrznikach rur, grzejników i wymienników ciepła c.o.

W kotłach pracujących w energetyce zawodowej, ze względu na znacznie wyższą jakość wody kotłowej oraz wykorzystanie kondensatu z turbin, spotykane są odmienne osady, głównie żelaza, miedzi i organiki. Ponadto na powierzchniach łopatek turbin występują tlenki miedzi, tlenki żelaza, fosforany, siarczany oraz krzemionka. Osady te porywane są przez parę i po jej skropleniu, wraz z kondensatem zawracane są do kotła.

Podobne niekorzystne zjawisko zachodzi w kotłach pracujących w cegielniach silikatowych, gdzie ma miejsce duży powrót kondensatu z autoklawów do kotła. Wysokie koszty przygotowania wody kotłowej powodują, że ten zanieczyszczony kondensat często w ogóle nie jest kierowany do basenów, w których nastąpi naturalna separacja zanieczyszczeń mineralnych (głównie krzemionki i siarczanów), ale zawracany jest bezpośrednio do kotła mieszając się ze świeżą wodą z odgazowywacza termicznego. Wówczas na powierzchni grzewczej kotła parowego bardzo szybko tworzy się – obok innych frakcji osadów – warstwa wypalonego gipsu, który jest wyjątkowo twardy i trudny do usunięcia.

Na podstawie wyników wyczyszczenia kotłów parowych w zakładzie produkcji silikatów oraz zakładzie produkcji styropianu, w których powstał tego typu osad wypalonego gipsu [9], mogę zapewnić, że jesteśmy w stanie usunąć i taki twardy typ kamienia kotłowego.

Czarny osad, charakteryzujący się dużą zawartością magnetytu [8]

Gips wypalony na powierzchni grzewczej [9]

Może zainteresuje Cię również:

Posiadamy zdolności technologiczne i techniczne oraz umiejętności i bogate doświadczenie zawodowe do wykonania profesjonalnej usługi!

Zapraszamy do kontaktu