Антикальc >
advertisement
НАКИПЕЛО! или СКАЗ О НЕСТАНДАРТНЫХ МЕТОДАХ ОБРАБОТКИ ВОДЫ "…именно вода, эта древнейшая из всех стихий, вечно ставила в тупик физиков". Дж. Бернал Сколько неприятностей доставляет накипь? А толстый слой осадка в водопроводных и прочих трубах? Решаешь попить чая, а тут тебе в любимую чашку с душистой заваркой вдруг - плюх! Здоровенный такой кусок накипи (и как он только через носик чайника проскочил?) А ведь вроде совсем недавно новый чайник приобрел. Модный такой! Закипал первое время всего за 3-4 минуты, теперь он на тот же процесс тратит уже почему-то 5 минут? Интересно, а почему? И почему это из крана горячей воды она еле течь стала? А ведь слесарь-водопроводчик совсем недавно был - заверил, что все с краном в порядке. И почему это радиатор центрального отопления зимой стал еле-еле теплым? Приходится в морозы электрообогреватель включать. А почему, собственно, надо за дополнительный расход электроэнергии платить, если платишь за отопление? И почему в самую жару, когда без душа никак не обойдешься, приходится, чтобы ополоснуться, воду в кастрюльке греть? Профилактический ремонт у них, понимаешь! А деньги за горячее водоснабжение не забывают регулярно взимать! И, вообще, почему это все происходит? И когда это кончится? Думаем, что перечисленные "ПОЧЕМУ?" не дают спокойно спать многим из нас. И мы решили получить на них ответ. Если не на все, то хотя бы на большинство. Поискали в Интернете, в справочниках и технической документации, где подробно описывались способы умягчения воды. Но нас этим не удивишь - наш журнал, как может быть никакой другой, посвятил этому вопросу и вопросам водоподготовки просто огромное количество обзорных статей (желающие убедиться в справедливости этого утверждения могут заглянуть на сайт журнала remontinfo.ru, где все эти материалы бережно хранятся). Но во время этих поисков мы обнаружили, что существует еще и такое понятие как "нестандартные методы обработки воды". И одной из разновидностей "нестандартной" обработки является магнитная обработка воды. Кто её видел в действии или хотя бы слышал о ней? Согласитесь, совсем не многие. А ведь любопытно! Причем, во время поисков на эту тему обнаружился один, так скажем, парадокс. Открываем СНиП II-35-76 "Котельные установки" и смотрим п.10.19: "Магнитную обработку следует применять при использовании воды хозяйственно питьевого водопровода или воды из поверхностных источников … при жесткости исходной воды Ј10 мг-экв./л и содержании железа Ј03 мг/л, при этом соли жесткости присутствуют в виде карбонатов. При магнитной обработке воды должно предусматриваться непрерывное выведение шлама из котлов". Открываем еще один документ - СП 41-101-95 "Проектирование тепловых пунктов" п. 5.8: "Магнитную обработку воды надлежит осуществлять в электромагнитных аппаратах или в аппаратах с постоянными магнитами". Этому же вопросу посвящены пункты 5.9.и 5.10, в которых оговаривается все, вплоть до напряженности магнитного поля в зазоре аппарата для магнитной обработки воды. То есть, магнитная обработка воды не только упоминается, но даже регламентируется вышеперечисленными документами, и в то же время о ней, почему-то, мало кто слышал. Это ли не парадокс? Так что же такое магнитная обработка воды? И почему она широко не применяется на практике? Получить ответ на эти вопросы мы решили в какой-нибудь из московских фирм. Порывшись в Интернете, выбрали фирму, уже само название которой говорило о том, что там-то ответ на наш вопрос знают наверняка - "Магнитные водные системы". Туда-то мы и отправиться с дружественным визитом. Обзор, написанный по материалам нашей беседы с директором фирмы Олегом Игоревичем Левит и его сотрудниками, мы и хотим предложить сегодня Вашему вниманию. Хотелось бы начать нашу беседу с того главного вопроса, ради которого мы пришли - "Что такое магнитна обработка воды и какие проблемы с водой она позволяет решить?" Отвечать на ваш вопрос придется с его конца, то есть с проблем. Не секрет, что просачивание воды через почву приводит к изменению ее солевого состава. Так, жесткость воды обусловлена наличием в ней солей кальция и магния, которые поступают в подземную воду из омываемых ею грунтов. И первая проблема, которую помогает решить магнитна обработка воды, стара почти как мир. Точнее стара, как первый в мире водопровод, ибо появилась она сразу же вслед за постройкой этого самого водопровода. Проблема эта - отложение солей кальция и подобных ей солей на стенках трубопроводов. При этом происходит так называемое "обрастание" трубы и, соответственно, уменьшение её проточного сечения. Отложения, образующиеся в трубах, принято называть "инкрустациями". Вторая проблемы возникла несколько позже - с появление нагревательных элементов и теплообменников. Причем проблемы тут начались с такой водой, с которой в "холодном" водопроводе и проблем-то не было. Например, вода с жесткостью менее 7 мг-эквивалент на литр считается абсолютно нормальной для использования в системах водоснабжения и в том числе питьевых. Но если в этой "абсолютно нормальной" воде (те самые 4-6 мгэквивалент на литр) находятся в виде карбонатной жесткости, то стоит её нагреть, как в трубах горячего водоснабжения появится осадок, а теплообменники, в которых происходит нагрев, начнут "зарастать" просто с поразительной скоростью. Почему так происходит? Исследования показали, что вовсе необязательно нагревать воду до высокой температуры, чтобы вызвать образование накипи. Любое повышение температуры, превышающее пороговое значение, способно вызвать образование накипи (котельного камня). При этом не происходит какой-либо химической реакции, вызывающей выделение кальция в виде осадка. Просто этот минерал довольно необычен - он лучше растворяется в холодной воде, чем в горячей. А то, что происходит с домашними агрегатами и электроприборами, в которых есть нагревательные элементы, иначе как "бедой" вообще не назовешь. Вроде бы самое обычное и безобидное явление - на нагревательных элементах осаждается кальций. Подумаешь! Вот только явление это совсем не безобидное. Чем больше толщина слоя его солей (накипи), осевших на нагревательном элементе, тем ниже КПД прибора. Подсчитано, что трехмиллиметровый слой накипи снижает мощность, например, котла на 25%. И чем толще этот слой, тем больше процент потерь. С электронагревательными приборами происходит практически то же самое. Возникает перерасход энергии - пользы получаем меньше, а платим больше. Но беда не в перерасходе (это еще не беда, а только пол беды), а в том, что эта "лишняя" энергия (та энергия, которую нагревательный элемент выделил, а потребитель не получил) тратится на перегрев самого нагревательного элемента. И, естественно, кончается это тем, что он сгорает. Вот эти-то две проблемы, а на самом деле одну большую проблему, проявляющуюся в двух плоскостях (необходимость защиты трубопроводов, а так же нагревательных элементов приборов и теплообменников от образования отложений солей жесткости) и позволяет решить так заинтересовавший Вас и Ваших читателей нетрадиционный метод обработки воды - магнитная обработка. Ну, хорошо, "технике" повышенная жесткость воды явно вредит. А на нашей с Вами повседневной жизни и быте она как-то сказывается? Жесткость природных вод вредной для здоровья не является. Скорее наоборот, тот же кальций способствует выводу из организма кадмия, отрицательно влияющего на сердечнососудистую систему. Однако повышенная жесткость делает воду непригодной для хозяйственно-бытовых нужд, поэтому норма общей жесткости (Ca + Mg) составляет 7 мг-экв./л, а допустимая величина - 10 мг-экв./л. Использование жесткой воды в хозяйственно-бытовых и промышленных нуждах приводит к весьма нежелательным последствиям: возрастание расхода моющих средств при стирке; преждевременному износу тканей при стирке в жесткой воде; некоторые продукты (например, мясо и бобовые) плохо развариваются, при этом понижается их питательность; на нагревательных элементах бытовых приборов и теплообменниках не только выпадает накипь, но и вследствие гидролиза (взаимодействия с водой) магниевых солей и повышения рН воды усиливается их коррозия. Существование нетрадиционных способов обработки подразумевает наличие традиционных способов. Давайте уж рассказывать о способах борьбы со всеми этими неприятностями по порядку. Начнем с традиционных способов борьбы. Самым эффективным способом борьбы с "зарастанием" трубопроводов во все времена был один - механическая чистка, а при её невозможности - замена трубопровода. Исторически первым способом борьбы с жесткостью воды стала её дистилляция - способ практически не прижился из-за дороговизны процесса. Позднее появились более дешевые способ уменьшения жесткости - так называемое умягчение воды. Бойлер системы отопления забитый накипью Накипь во входах теплообменников Одним из наиболее новых и прогрессивных способов умягчения является использование ионообменных смол. В процессе умягчения происходит замещение ионов натрия, находящихся в смоле, на ионы кальция и магния, растворенные в воде. С течением времени смола "вырабатывается" и её восстанавливают солевым раствором проще говоря, вновь насыщают натрием. В результате процесс регенерации сопровождается, так скажем, побочным эффектом - повышенным содержанием в "сбросовой" воде таких элементов как Са, Мg, Na. Бутылкомоечная машина. Накипь Барабан котла с отложениями накипи Следующий способ умягчения (и наиболее современный) - использование обратноосмотических мембранных установок, которые снижают содержание всех примесей сразу. Оба эти метода довольно дорогие (хотя их регулярное применение обходится дешевле, чем регулярная замена труб), ведь при использовании любого из них мы самым натуральным образом вмешиваемся в состав воды и меняем его. Есть еще один способ борьбы с накипеобразованием применение различных ингибиторов, и в частности полифосфатов. Принцип их действия основан на том, что нарастание солей происходит не на стенках, а на молекулах ингибитора, то есть, внутри объема воды. В систему устанавливаются фильтры (шламоуловители), которые и отлавливают образовавшиеся частички Очистка бойлеров шарошкой Теперь о нетрадиционных способах. Первый из них - обработка воды магнитным полем. Она в основном применяется для борьбы с накипеобразованием. Сущность метода состоит в том, что при пересечении водой магнитных силовых линий катионы солей жесткости выделяются не на поверхности нагрева, а в массе воды. В сравнении с распространенными методами умягчения воды магнитную обработку отличают простота, дешевизна, безопасность, экологичность, низкие эксплутационные расходы. Обработанная магнитным способом вода не приобретает никаких побочных, а тем более вредных для здоровья человека свойств и не меняет солевой состав, сохраняя вкусовые качества питьевой воды. Следующий нетрадиционный способ - радиочастотная обработка воды. Не далее как в конце прошлого тысячелетия появились зарубежные и отечественные аппараты для радиочастотной обработки воды. О принципе их действия, и о самих аппаратах для радиочастотной обработки воды мы поговорим отдельно, но чуть позже. А пока только скажем, что эффект обработки с их помощью воды сродни описанной нами подробно магнитной обработке. Дело это настолько новое, что не только рекомендаций по их применению, но даже упоминания о них на сегодняшний день нет ни в одном ГОСТе, СНиПе или СП. И последний нетрадиционный способ - ультразвуковая обработка воды. О ней мы, пожалуй, подробно рассказывать не будем, т.к. это выходит за рамки темы сегодняшнего разговора - магнитной обработке воды. С разницей между традиционными и нетрадиционными способами мы в общих чертах разобрались. Давайте более подробный разговор о каждом из нетрадиционных способов начнем с магнитной обработки воды. Что лежит в основе этого метода, и каков механизм его воздействия на воду? Существует несколько гипотез воздействия электромагнитного поля на ионы солей, растворенных в воде. Лично мне ближе теория, согласно которой в упрощенном виде процесс, происходящий при магнитной обработке воды, выглядит примерно так. Молекулу воды можно представить как элементарный диполь - частицу с положительно и отрицательно заряженным полюсами. Под действием сил взаимного притяжения и отталкивания молекулы воды - диполи образуют так называемые кластеры. Кластеры могут образовываться вокруг примесей присутствующих в воде, то есть, ионы растворенных в воде солей (в нашем случае - ионы кальция) постоянно окружены молекулами воды. При нагревании кластерная структура становится нестабильной, молекулы воды больше не обволакивают примеси, и растворенные ионы могут свободно вступать в соединение друг с другом. Так ионы кальция при нагревании образуют карбонат кальция CaCO3, который и высаживается на нагревательных поверхностях в виде накипи. Что происходит при магнитной обработке? Когда диполи воды проходят через магнитное поле, на них действует так называемая сила Лоренца. Под действием этой силы молекулы воды начинают совершать колебательные движения магниты располагают так, чтобы вызвать резонанс диполей воды и сделать её структуру нестабильной. Другими словами, происходит отделению диполей воды от микровключений, и они становятся как бы заряженными частицами. При наложении нескольких таких частиц формируется центр кристаллизации, и молекулы кальция предпочитают выпадать именно на нём, а не на теплопередающей поверхности. Далее процесс идет лавинообразно - новые ионы кальция прикрепляются к уже высадившимся на поверхности микрокристаллов. Таким образом, кристаллизация CaCO3 происходит в объеме воды, и в результате вместо твердой накипи в воде появляется мигрирующий тонкодисперсный шлам, который смывается с поверхности теплообменников и трубопроводов потоком воды. Затем эти частицы легко удаляется из воды обычным фильтром. Но этим процесс не заканчивается. Ионы кальция из уже выпавшей накипи начинают отрываться и присоединяются ко вновь образованным плавающим в воде микрокристаллам. Таким образом, со временем старая накипь разрыхляется и полностью вымывается с поверхности труб и нагревательных элементов. Если же устройство для магнитной обработки воды устанавливается на новое оборудование или на оборудование после очистки, то оно не только предотвращает выпадение накипи, но и способствует тому, чтобы с течением времени на поверхности труб и теплообменников образовалась тонкая оксидная пленка, защищающая оборудование от коррозии. Несмотря на все достоинства аппаратов для магнитной обработки воды, на практике эффект обработки зачастую проявлялся только в первый период эксплуатации, затем результат пропадал (явление потери магнитных свойств называется релаксацией). Свои свойства омагниченная вода действительно сохраняет в течение определенного периода времени - в зависимости от ее химического состава и условий эксплуатации от 8 часов до 5 суток, и потому, в тепловых сетях кроме омагничивания подпиточной воды необходимо обрабатывать и воду, циркулирующую в системе (создание так называемого антирелаксационного контура). Какие типы агрегатов для магнитной выпускаются в настоящее время? обработки воды Аппараты с постоянными магнитами. Эти аппараты имеют ряд преимуществ: сравнительно простую конструкцию; отсутствие какой-либо электропроводки; возможность применения в пожаровзрывоопасных местах. Для магнитных аппаратов применяются постоянные магниты из различных магнитожестких материалов: Магнитофоры - смесь полимерных или минеральных вяжущих (каучук, смолы, цемент) и порошкообразных магнитных наполнителей. Из этой смеси формуются изделия необходимой формы и размеров и потом намагничиваются. Ферромагнетики. Широкое применение для изготовления магнитов нашел феррит бария. К сожалению, этот материал имеет ряд недостатков. При нагреве выше определенного предела он начинают быстро терять свои магнитные свойства. Теряют он свои свойства и со временем - через 4-5 лет наступает потеря 30-40% магнитных свойств. Магниты на основе редкоземельных металлов (РЗМ). Наиболее "сильными" являются магниты на основе системы неодим-железо-бор. Они не теряют своих свойств при нагреве до 135°С. Во времени, потеря магнитных свойств составляет всего - 2-3% за 100 лет. То есть, эти приборы как минимум "пожизненные" (почти вечные) (стальные трубы и те приходится заменять через 25-30 лет эксплуатации - В.К.). Запад преимущества магнитов такого типа понял очень быстро и применил их на практике. В России их применение для устройств магнитной обработки только началось. Каждый из перечисленных нами магнитных материалов обладает своим уровнем коэрцетивной силы. Следовательно, для того, чтобы создать магнитное поле одной и той же величины сами магниты будут иметь разные размеры. Разные размеры будут иметь и устройства, созданные на их основе. На рисунке показан сравнительный объем постоянных магнитов из различных материалов, создающих одинаковое магнитное поле в некоторой точке пространства. Из данных рисунка понятно, что применение магнитов на основе РЗМ позволяет создавать наиболее компактные приборы. Аппараты с электромагнитами. В аппаратах этого типа электромагниты могут быть расположены как внутри корпуса прибора, так и вне его. Как правило, электромагниты питаются постоянным током (в основном, используется безопасное напряжения), а выпрямитель для регулирования напряженности магнитного поля снабжается специальным устройством. Сами электромагнитные катушки защищают от воды диамагнитной рубашкой. Если сравнивать устройства для электромагнитной обработки воды с устройствами на постоянных магнитах, то следует отметить, что электромагнитные сложнее в изготовлении и по стоимости выше. Необходимость увеличения силы электромагнитного поля, как правило, приводит к резкому увеличению габаритов устройства и энергопотребления. Где и как используются устройства для магнитной обработки воды? В большинстве случаев магнитная обработка эффективна при определенном солевом составе воды, т. е. когда вода содержит значительное количество карбонатов (так называемая "временная жесткость), а не сульфатов и хлоридов ("постоянная жесткость"). Обработка воды, характеризующейся высокой сульфатной жесткостью, не дает хороших результатов. Временная (карбонатная) жесткость воды - это как раз наиболее типичный случай и в бытовых и промышленных условиях, практически для всех стран. И, значит, магнитная обработка подходит тут как нельзя лучше. Её применяют для уменьшения образования накипи в конденсаторах паровых турбин, в парогенераторах и котлах низкого давления, в тепловых сетях и системах горячего водоснабжения- в различных теплообменных аппаратах, бойлерах, а так же в выпарных установках и дистилляторах. Пример монтажа устройства в котельной перед бойлерами системы отопления Устройство на входе отопительного и водогрейного котла в мини отеле Через полтора месяца после установки устройства с водопроводных труб стали отваливаться кусочки ранее отложившейся накипи Входы теплообменника до и после начала применения магнитной обработки воды Мы сказали, что взвешенные частицы накипи из воды могут быть удалены с помощью фильтров. Какие фильтры лучше использовать для этого? На наш взгляд для этой цели лучше всего использовать сетчатые фильтры механической очистки. Например, фильтр тонкой очистки с обратной промывкой. Эти фильтры надежно предохраняет бытовые приборы от проникновения инородных тел, например, частиц ржавчины, волокон пеньки и песчинок, а так же взвесей накипи. Замены фильтрующий элемент (сетка) не требует - его регенерация (очистка) осуществляется путем переключения в режим обратной промывки. Повернул рычаг, слил "результаты" промывки в ведро, и опять включил рабочий режим. ЧТО ПРЕДЛАГАЕТ РЫНОК. Аппараты на постоянных магнитах Решение по удалению накипи Экономит до 30% затрат на энергоносители Водопроводная труба перед применением оборудование ANTICALC Через 3 месяца с устройством ANTICALC ПЕРЕД ОРАБОТКОЙ ОБРАБОТАННЫЕ В неочищенной воде явно видны кристаллы CaCO33, крепко налипшие на стенки труб, батарей, котлов и тому подобное Под воздействием магнитного поля в объёме воды образуются тонкое дисперсионный кристаллы Teхнические данные Tип Рабочее давление Максимальная температура воды Винтовое соединение Монтаж в трубы, mm. Размеры : диаметр длина Производительность, м3 в час W –M.H.D. 436 3. P20 MM 3,30 MPa при 23°C 0,72 MPa при 60°C 60°C G 3/4“ внешний 12.50 - 25.00 80 mm 316 mm 4
