Vízminõségi elõírások. Fûtéstechnikai rendszerek szállítója

Átírás

1 Vízminõségi elõírások Fûtéstechnikai rendszerek szállítója

2 Melegvíz-kazánok számára fûtõvízre vonatkozó követelményei Valamennyi fûtõberendezés üzemeltetõjének számolnia kell azzal a ténynyel, hogy hõhordozó anyagként nem vegytiszta vizet használ. Ezért minden szokásos ellenõrzés közben különös gondot kell fordítani a víz minõségére, elõkészítésére, hogy a fûtõberendezés gazdaságos és zavarmentes üzeme fenntartható legyen. A kazánok számára szükséges víz elõkészítése nem csak a zavarmentes üzem súlyponti kérdése, hanem kihatással van az egész rendszer energiatakarékos voltára, és tervezési jellemzõk folyamatos biztosításra is. A berendezés számára megfelelõ tápvíz biztosítása jelentõs befolyásoló tényezõje a gazdaságosságnak, az üzembiztonságnak, az élettartamnak, és nem utolsó sorban a fûtõberendezés folyamatos üzemképessége fenntartásának. Fogalmak Korróziónak nevezzük fémes anyagoknak és azok környezetének olyan egymásra hatását, amely az anyagok tulajdonságainak mérhetõ megváltozásával jár, és egy fémes alkatrész vagy a teljes rendszer mûködésére hatással van. A legtöbb esetben ezek a reakciók elektrokémiai természetûek, de egyes esetekben lehetnek kémiai (nem elektrokémiai) természetûek, vagy eredhetnek a fém fizikai jellemzõibõl is. A korróziós jelenségek fellépése függ: - az alapanyag milyenségétõl - a károsító anyagok tulajdonságaitól - a készülék üzemmódjától Korróziótechnikailag zárt rendszer az, amelybe említésre méltó oxigén bejutás nincs. Vízkõ lerakódás a melegvíz-kazánok vízzel körüláramlott felületein képzõdõ, szilárdan megtapadó bevonat, ami a vízben lévõ anyagokból, fõképpen kalcium-karbonátból áll. Feltöltési víz az a vízmennyiség, amivel az egész fûtési rendszert elõször feltöltjük, majd fel is fûtjük. Pótvíz valamennyi, az elsõ vízfeltöltés után betöltött vízmennyiség. Üzemi hõmérséklet a kazán elõremenõ csonkján, zavarmentes üzemben kilépõ fûtõvíz hõmérséklete. Vmax vízmennyiség az a víztérfogat, ami a víz Ca(HCO3)2 koncentrációjának és a kazán teljesítményének függvényében a rendszerbe a hõtermelõ károsodása nélkül betölthetõ. Minél kisebb a víz Ca(HCO3)2 koncentrációja, annál nagyobbra adódik a Vmax vízmennyiség. A víz tulajdonságai A fûtõ- és klímaberendezéseket leggyakrabban károsító anyag maga a hõhordozó víz. Itt nem vegytiszta, az ismert H2O kémiai formában lévõ vízrõl beszélünk, hanem több, gáz és szilárd halmazállapotú anyag híg oldatáról. A természetben található vizek a körforgás során veszik fel ezeket az alkotóelemeket. A teljesség igénye nélkül ezek a következõk: - oxigén - nitrogén - széndioxid -. A keménység A víz egyik, a mûszaki felhasználhatóság szempontjából legfontosabb jellemzõje az úgynevezett keménység, ami a Ca 2+ és Mg 2+ ionok mennyiségét mutatja. Lényegében a keménységet használjuk a víz általános jellemzésére, a víz korrozivitása csak alárendelt jelentõséggel bír. A vízben oldott sók között azért érdemelnek különös figyelmet a kalcium és a magnézium sói, mert ezek egy része a melegítés hatására kiválik, és ezek a vízkõ alkotóelemei, ezért ezeket keménység-okozó sóknak nevezzük. Többféle keménységrõl beszélhetünk. Megkülönböztethetjük a keménységet aszerint, hogy melyik fém sói okozzák, beszélhetünk kalcium-keménységrõl és beszélhetünk magnézium-keménységrõl. Karbonát-keménység A fûtés- és klímatechnikában kevéssé érdekes a víz kalcium-keménysége, azonban sokkal érdekesebb a keménységnek az a hányada, ami hidrogénkarbonátként van jelen. A számunkra veszélyes, vízkõ- lerakódásokat alkotó kalcium- és magnézium-karbonátok csak nehezen oldódnak a vízben, viszont széndioxid jelenlétében vízben jól oldódó hidrogén-karbonátokká alakulnak: CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2, illetve MgCO3 + CO2 + H2O Mg(HCO3)2, Ezek egyensúlyra vezetõ folyamatok, azaz a jelenlévõ alkotóelemek függvényében oda-vissza végbemennek. Amikor a vizet felmelegítjük az oldott széndioxid eltávozik, és megindul a hidrogén-karbonátok visszaalakulása karbonátokká. Ez a magyarázata annak, hogy a legintenzívebb vízkövesedést a melegítés helyén, a kazánban találjuk. Nemkarbonát-keménység A kalcium és magnézium összes többi, a vízben oldódó sója által okozott keménység. Ezek melegítés hatására nem eredményeznek kiválásokat, ezért ezt állandó keménységnek nevezzük. Összes keménység A karbonát- és nemkarbonát-keménység összege. A kazán alapanyagok tulajdonságai A korszerû kazánokat alapanyaguk szerint két részre oszthatjuk: az ötvözetlen vagy kevésbé ötvözött vas (acéllemez, illetve öntvénykazánok), és az alumínium, illetve alumíniumötvözetbõl készült kazánok. Acéllemez és öntöttvas Ezekre az anyagokra jellemzõ, hogy oxigéntartalmú vízben a felületeken rozsda képzõdik. Ez az oka annak, hogy a korábbi nyitott fûtési rendszereknél valamilyen korrózióvédelemre volt szükség. Egy olyan hõhordozónál, ami nem tartalmaz oxigént, a korrózió annyira elhanyagolható, hogy ebbõl károsodások nem keletkeznek. A zárt rendszerek feltöltésekor a vízzel bejutó oxigén igen hamar megkötõdik, és mivel a rendszer jellegébõl adódóan nem történik folyamatos oxigénbejutás, ezért nem szükséges kiegészítõ védelem. A másik veszélyt erre az anyagcsoportra a savak jelentik. A savas környezet, pl. a szénsavtartalmú kondenzátum önmagában, még oxigénhiány mellett is korróziót okoz. Lúgos közegben viszont az ötvözetlen vagy gyengén ötvözött vasak messzemenõen korrózióállóak. Alumínium és alumínium-ötvözetek Az alumínium alapanyagú kazánok számára elõírt ph-érték követelmény 7-8,5. Még oxigéntartalmú közegben is csak klorid-ionok jelenlétében áll fenn a lyukadásos korrózió veszélye. Vízminõség/2

3 A korróziós károk elkerülése Minden ismert szabály szerint a fûtési rendszereknél a korrózió csak alárendelt szerepet játszik. Ennek oka, hogy a fûtési rendszer általánosságban korróziótechnikailag zártnak tekinthetõ: nem lép fel folyamatos oxigén bejutás, ami átrozsdásodáshoz vagy rozsdaiszapképzõdéshez vezetne. Az eliszaposodás pedig eltömõdésekhez vezet, ami a hõszolgáltatás elégtelenségét, a hõcserélõ forró felületein vízkövesedéshez hasonló lerakódások képzõdését okozza. A feltöltési és a pótvízzel bejutó oxigénmennyiség normál esetben alacsony és ezért hatása elhanyagolható. Az oxigénbetörés vonatkozásában a tágulási tartálynak van kiemelkedõ jelentõsége és szerepe, ezért fontos a helyes kiválasztás és az elõnyomás beállítása. A mûködõképességet és a beállítást évente célszerû ellenõrizni. Abban az esetben, amikor a folyamatos oxigénbejutás nem akadályozható meg (például a nem diffúzió tömör mûanyag csövek miatt), vagy, mert a berendezés valamilyen ok miatt nem tehetõ zárt rendszerré, megfelelõ korrózióvédelmet, például a gyártó által engedélyezett kémiai adalékokat kell adagolni, vagy a hõtermelõket hõcserélõvel le kell választani. Az alumínium hõcserélõvel készült kazánok kizárólag zárt fûtési rendszerben üzemeltethetõk. Régi rendszer felújításakor azt vagy zárt rendszerré kell átalakítani, vagy a kazánokat hõcserélõvel le kell választani. Régi rendszerbe való beépítéskor meg kell azt is vizsgálni, hogy az nem tartalmaz-e valamilyen olyan adalékanyagot, amely az alumínium hõcserélõjû kazánra veszélyt jelent. Esetenként szükséges lehet a rendszer alapos átmosása. A kezeletlen víz ph értéke 8,2-9,5 között kell, hogy legyen. Figyelembe kell venni, hogy a ph-érték a beüzemelés után, az oxigén leépülése és a vízkõkiválás hatására megváltozik. Ezért ajánlott, hogy a ph értéket néhány hónapos fûtési üzem után felülvizsgálni. A vas alapanyagú kazánoknál az esetenként szükséges lúgosítást segédanyagok, például trinátriumfoszfát hozzáadásával érhetjük el. Alumínium alapanyagú kazánoknál a vegyszeres lúgosítás nem alkalmazható! A gyártó által engedélyezett vegyszerek vagy fagyálló adalékok alkalmazásakor a gyártó fûtõvízre vonatkozó elõírásait mindenkor be kell tartani, és ha szükséges, a megfelelõ korrekciókat meg kell tenni. A vízkõképzõdés miatti károsodások elkerülése A vízkõképzõdés, ami a vízoldali, kalcium-karbonátból álló szilárdan tapadó bevonatot jelenti, helyi túlhevülésekhez, és ez által biztosan repedéshez vezet. Emellett gátolja a hõátadást is, csökkenti a hõteljesítményt, amivel a füstgáz-veszteségek emelkedését o- kozza. Ilyen körülmények között akár forrási zajok is felléphetnek. A vízkõképzõdést általánosságban a fûtési rendszerbe jutó Ca(HCO3)2 mennyiségének korlátozásával kerülhetjük el. Minden fûtési rendszer esetében meghatározható az a kalciumhidrogén-karbonát mennyiség, amit a berendezés még károsodás nélkül elvisel. Amennyiben ezt a mennyiséget már elértük, a továbbiakban a bejutást meg kell gátolni. A fentiek alapján a vízkövet képezõ anyagok megengedett mennyiségét a kazán teljesítménye alapján célszerû meghatározni. A meghatározás széleskörû gyakorlati tapasztalatokon alapul, figyelembe véve a vízkõképzõdés okozta károsodásokat az összteljesítmény, a rendszertérfogat, a kazán élettartama alatti feltöltési és pótvíz összmennyisége, valamint a kazánkonstrukció ismeretében. Az alábbiakban ismertetett módszerek és eljárások a saját berendezéseinkre vonatkoznak, azok, hosszú távú tapasztalataink alapján elõírásokat tartalmaznak az összteljesítmény, a vízkeménység és a kazán alapanyagának figyelembe vételével a feltöltési és pótvíz megengedett összes mennyiségére. Valamennyi fûtõkészülékünk vonatkozásában csak akkor vállalunk jótállási és szavatossági kötelezettséget, ha teljesülnek az itt leírt feltételek, valamint rendelkezésre áll a berendezés naprakészen vezetett feltöltési naplója. A fûtõberendezések feltöltési és pótvízre vonatkozó követelményei Ahhoz, hogy a berendezés teljes élettartama alatt a vízkõképzõdés okozta károsodásokat el tudjuk kerülni, és a zavarmentes üzemet biztosíthassuk, a feltöltési és pótvízzel bejutó keménységképzõ anyagok mennyiségét korlátozni kell. A kazán teljesítményének és az ebbõl adódó rendszer-víztartalom függvényében kell meghatározni a feltöltési és pótvízre vonatkozó követelményeket. A megengedett összes vízmennyiség a rendelkezésre álló tápvíz minõségének függvényében az itt közölt diagramok segítségével, vagy számítással határozható meg. Az egyes diagramokról a megengedett értékek közvetlenül leolvashatók. A diagramok használatát az 5-ös és 6- os grafikonok feliratai szemléltetik. Vízminõség/3

4 Alumínium alapanyagú kazánok követelményei Összteljesítmény A vízkeménységre és a Vmax-ra vonatkozó követelmények =< 50 Vmax meghatározása a 3. diagram szerint (Logamax plus) Vmax meghatározása a 1. vagy 2, illetve a 3. vagy 4. diagram szerint >600 Minden esetben szükséges a vízelõkészítés Teljesítménytõl függetlenül Nagy víztartalmú rendszereknél (>50l/kW) minden esetben szükséges a vízelõkészítés Logano plus GB312 állókazánok esetén alkalmazható eljárások (a felsorolás nem teljeskörû): Részleges lágyítás legalább 5 dh kalcium-keménységig Teljesen sótalanított, 10 microsiemens/cm, vagy ennél alacsonyabb elektromos vezetõképességû víz használata Teljes lágyítás a gyártó által engedélyezett adalékanyagok alkalmazásával Tudnivaló: Ikerkazánok esetében a szabályozó gyári alapbeállítása naponta változtatja a vezér-kazánt. Ennek következtében az egyes készülékek közel azonos üzemórákat teljesítenek, ezért a feltöltési és a pótvízben található alkáli földfémek sói egyenletesen válnak ki az egyes berendezésekben. Vízminõség/4

5 Alumínium alapanyagú kazánok követelményei Logamax plus falikazánok esetén alkalmazható eljárások: Tudnivaló: A kaszkádrendszerek szabályozóinak gyári alapbeállítása naponta változtatja a vezér-kazánt. Ennek következtében az egyes készülékek közel azonos üzemórákat teljesítenek, ezért a feltöltési és a pótvízben található alkáli földfémek sói egyenletesen válnak ki az egyes berendezésekben. Tudnivaló: A feltöltés és pótvíz teljes sótalanításakor, ellentétben a teljes lágyítással, a keménységképzõ anyagok (Ca, Mg) mellett valamennyi egyéb ásványi anyagot is eltávolítva a víz vezetõképessége jelentõsen csökken. Vízminõség/5

6 Vas alapanyagú kazánok követelményei Összteljesítmény A vízkeménységre és a Vmax-ra vonatkozó követelmények =< 50 Nincs elõírás Vmax meghatározása az 5. vagy 6. diagram szerint, vagy számítással >600 Minden esetben szükséges a vízelõkészítés Teljesítménytõl függetlenül Nagy víztartalmú rendszereknél (>50l/kW) minden esetben szükséges a vízelõkészítés Vas alapanyagú kazánok esetén alkalmazható eljárások (a felsorolás nem teljeskörû): Teljes lágyítás Esetenként teljesen sótalanított víz alkalmazása Vízminõség/6

7 A feltöltési és pótvíz adatainak folyamatos regisztrálása 50 kw feletti teljesítményû fûtési rendszereknél erõsen ajánlott vízmennyiségmérõ beépítése a rendszer feltöltési pontjára. A rendszerbe betöltött víz mennyiségét és minõségét, Ca(HCO3)2 tartalmát a feltöltési naplóba be kell vezetni. Valamennyi fûtõkészülékünk vonatkozásában csak akkor vállalunk jótállási és szavatossági kötelezettséget, ha teljesülnek az itt leírt feltételek, valamint rendelkezésre áll a berendezés naprakészen vezetett feltöltési naplója. A megengedett feltöltési és pótvízmennyiség összegének (Vmax) meghatározása számítással Számítási alapok: A teljes kazánteljesítmény függvényében meghatározható az az összes vízmennyiség, amelyet kezeletlen állapotban a berendezésbe be szabad tölteni. A számításhoz használható képletek: Alumínium alapanyagú kazánok esetén, kw összteljesítménynél: Vmax =0,0235 Q (kw) Ca(HCO3)2 (mol/m 3 ) Vas alapanyagú kazánok esetén, kw összteljesítménynél: Q (kw) Vmax =0,0626 Ca(HCO3)2 (mol/m 3 ) ahol Vmax Q Ca(HCO3)2 - a kazán teljes élettartama alatt betölthetõ kezeletlen víz mennyisége, a feltöltési és pótvizek összege - a kazánok összteljesítménye (több, vas alapanyagú kazán esetén a legkisebb kazánt, mint önálló kazánt kell figyelembe venni) - a kálcium-hidrogénkarbonát koncentrációja mol/m 3 -ben Példa: Határozzuk meg a legfeljebb megengedhetõ feltöltési- és pótvíz Vmax mennyiségét egy 560 kw összteljesítményû, alumínium alapanyagú kazánnal rendelkezõ berendezésnél. A vízanalízis eredményei a karbonát- és kalcium-keménységre vonatkozóan, német keménységi fokban: Karbonát-keménység: 15,7 dh Kalcium-keménység: 11,9 dh A számítható koncentrációk: A karbonát-keménységbõl: Ca(HCO3)2 = 15,7 dh 0,179 = 2,81 mol/m 3 A kalcium-keménységbõl: Ca(HCO3)2 = 11,9 dh 0,179 = 2,13 mol/m 3 Az alacsonyabb érték adja meg a legfeljebb megengedhetõ feltöltési- és pótvíz Vmax mennyiségét: Vmax =0, (kw) 2,13 (mol/m 3 ) = 6,2m 3 Vízminõség/7

8 A feltöltési adatok rögzítése Az 50 kw feletti összteljesítményû fûtõberendezéseknél a bevezetett feltöltésiés pótvíz mennyiségét, valamint annak kalcium-hidrogénkarbonát koncentrációját üzemnaplóban kell rögzíteni. Ahhoz, hogy a ténylegesen betöltött víz Ca(HCO3)2 koncentrációját a számított Vmax Ca(HCO3)2 koncentrációjával öszsze lehessen vetni, az üzemnaplóba korrekciós tényezõ alkalmazásával kell bejegyezni. Üzemnapló Fûtõberendezés megnevezése (típus/teljesítmény): Üzembe helyezés idõpontja: Legfeljebb megengedhetõ feltöltési- és pótvíz Vmax mennyiség mol/m 3 Ca(HCO3)2 koncentráció mellett: m 3 Dátum Mért betöltött Ca(HCO3)2 Korrigált Összes Aláírás vízmennyiség, koncentráció 1), vízmennyiség, vízmennyiség m 3 mol/m 3 m 3 Feltöltési víz Pótvíz 1) A mindenkori bevezetett vízre vonatkozó érték Figyelem! Ha az összes vízmennyiség meghaladja a számított megengedhetõ feltöltési- és pótvíz Vmax mennyiségét, az a kazán károsodásához vezethet! A számított megengedhetõ feltöltési- és pótvíz Vmax mennyiség elérése után már csak teljesen lágyított, illetve teljesen sótalanított víz tölthetõ a rendszerbe, vagy a kazán vízkövesedése be fog következni! Korrekciós tényezõ A korrekciós tényezõ az alábbi táblázatból vehetõ. Az elsõ függõleges oszlop a Vmax meghatározásához használt Ca(HCO3)2 koncentrációt, az elsõ vízszintes sor pedig a feltöltési- és pótvíz Ca(HCO3)2 koncentrációját tartalmazza. Ezek metszéspontjában található a szükséges korrekciós tényezõ. Mért betöltött vízmennyiség korrekciós tényezõ = korrigált vízmennyiség Összes vízmennyiség + korrigált vízmennyiség = új összes vízmennyiség Vmax meghatározásához használt A feltöltési- és pótvíz Ca(HCO3)2 koncentrációja Ca(HCO3)2 koncentrációja mol/m3 0,3 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 0,3 1,0 1,7 3,3 5,0 6,7 8,3 10,0 11,7 13,3 15,0 16,7 0,5 0,6 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 1,0 0,3 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 1,5 0,2 0,3 0,7 1,0 1,3 1,7 2,0 2,3 2,7 3,0 3,3 2,0 0,1 0,3 0,5 0,7 1,0 1,3 1,5 1,7 2,0 2,3 2,5 2,5 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 3,0 0,1 0,2 0,3 0,5 0,7 0,8 1,0 1,2 1,3 1,5 1,7 3,6 0,1 0,1 0,3 0,4 0,6 0,7 0,9 1,0 1,1 1,3 1,4 4,0 0,1 0,1 0,2 0,4 0,5 0,6 0,8 0,9 1,0 1,1 1,3 4,5 0,1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 0,9 1,0 1,1 5,0 0,1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 8