Особенности эксплуатации контрольно-измерительного оборудования в водах с повышенной карбонатной жёсткостью
Опубликовано: 08 сентября 2010 г.
94
Б. Медков
Вопрос контроля качества воды в бассейнах продолжает оставаться одной из самых актуальных тем в профессиональном сообществе. Хотя, как казалось, с появлением на рынке современных систем дозирования дезинфектантов и контроля параметров воды основные задачи (неточность и несвоевременность ввода реагентов) должны быть решены, эксплуатационные организации по-прежнему могут столкнуться с другой проблемой – внезапным и «необъяснимым» выходом из строя контрольно-измерительной аппаратуры.
Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.
Поскольку подобные эксцессы напрямую касаются производителей сложного дозирующего оборудования, интерес специалистов таких компаний к проблеме закономерно высок. Исследования, проведенные экспертной группой при рассмотрении гарантийного случая, показали: недочеты в проектировании, ошибки в оценке возможных негативных факторов способны приводить (и приводят) к поломкам даже самой надежной техники.
С подобным случаем, представители службы сервиса компании Grundfos столкнулись в одном из городских бассейнов в Белгородской области. К специализированному сервисному партнеру службы сервиса ООО «Грундфос» обратилось руководство этого бассейна с жалобой, что сразу четыре измерительные ячейки AQC-D1 системы измерения остаточного свободного хлора DIP-A (рис.1) вышли из строя. Поскольку реконструкцию системы очистки и обеззараживания воды бассейна, а также ее монтаж и ввод в эксплуатацию проводили опытные специалисты, можно было предполагать, что ошибки установки вряд ли возможны.
В связи с тем, что поломки такого рода крайне нехарактерны для дозирующего оборудования компании, на объект выехали специалисты сервисного партнера и службы сервиса ООО «Грундфос».
При вскрытии измерительной ячейки было обнаружено следующее:
– пластина измерительного электрода полностью покрыта осадком белого цвета (рис. 2);
– противоэлектрод подвергся коррозии и практически полностью разрушился.
Для выяснения состава отложений был проведен их химический анализ с привлечением местной лаборатории, принадлежащей клиенту. По результатам анализа, представленным в таблице 1, можно сказать, что на пластине измерительного электрода откладывается карбонат кальция. Содержание кальция (Са) и углерода (С) в карбонате кальция СаСО3 составляет 40 и 12 % соответственно, что близко к табличным данным.
Таблица 1
|
Вещество |
Содержание, % |
|
Са |
48 |
|
Mg |
Состав осадка |
|
С |
10,9 |
|
Al |
0,1 |
|
S |
0,25 |
|
Fe |
0,2 |
|
TiO2 |
0,1 |
Неисправный электрод на одной из измерительных ячеек сразу же заменили на новый (рис. 3), тем не менее, после 12 часов тестирования на платиновой пластине (1) измерительного электрода (2) стали видны новые отложения (3) и следы коррозии (4) противоэлектрода (5).
Специалистами службы сервиса ООО «Грундфос» было проведено обследование оборудования бассейна и выявлен ряд несоответствий нормативам (в том числе п. 3.8.5 СанПиН 2.1.2.1188-03 «Плавательные бассейны. Гигиенические требования к устройству, эксплуатации и качеству воды. Контроль качества» – введение рабочей дозы обеззараживающего реагента), однако они не могли явиться причиной выхода из строя измерительных электродов.
Было также обнаружено, что состав воды бассейна характеризуется высокой жесткостью (6,34 ммоль/л) и щелочностью (2,6 ммоль/л), значение рН на момент обследования поддерживалось в «большой ванне» бассейна ≈ 7,75 (что соответствует СанПиН 2.1.2.1188-03 и 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»).
Как известно [1; 2], подобные воды обладают повышенной коррозионной активностью, или способствуют отложению карбоната кальция на поверхностях трубопроводов и оборудования. Эти свойства определяются индексом насыщения карбонатом кальция J (индекс стабильности Ланжелье):
J = pHизм – pHS,
где рНизм – измеренное значение; pHS – значение рН равновесного раствора, насыщенного карбонатом кальция, определяемое расчетным путем или по номограмме [3] Приложения 5 СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».
Отрицательный индекс Ланжелье указывает на то, что вода является коррозионно-активной. Если индекс J положителен, то это демонстрирует, что в воде существуют условия для формирования твердого осадка. Очевидно, что не учитывать этот фактор при проектировании или вводе оборудования в эксплуатацию – большая ошибка.
Для определения индекса стабильности были проведены соответствующие измерения и расчеты. Результаты анализа воды «большой ванны» и ее индекс стабильности представлены в таблице 2.
Таблица 2
|
Параметр |
Т °С |
рН |
Щелочность, ммоль/л |
Солесодержание, мг/л |
Са2+, мг/л |
Индекс стабильности J |
|
Значение |
23,6 |
7,75 |
3,3 |
554 |
105 |
0,51 |
По согласованию с руководством бассейна было принято решение о снижении индекса стабильности до 0 < J < 0,1. Для этого по методике, рекомендованной Приложением 5, СНиП 2.04.02-84, рассчитали необходимое количество серной кислоты для снижения значения рН и, соответственно, индекса стабильности:
Дкис = 100 •αкис • Щ • екис/Скис,
где Дкис – доза кислоты, мг/л (в расчете на товарный продукт);
αкис – коэффициент, определяемый по номограмме 3 Приложения 5 СНиП 2.04.02-84;
Щ – щелочность воды до стабилизационной обработки, ммоль/л (мг-экв/л);
екис – эквивалентная масса кислоты мг/мг-экв (для серной кислоты = 49);
Скис – содержание активной части в товарной кислоте, %.
Расчеты проверялись экспериментально. Для стабилизационной обработки проб воды использовали 0,1 N (0,489 %) раствор серной кислоты (ч.д.а.).
В результате серии экспериментов и расчетов была получена доза серной кислоты, при которой значение рН в пробах воды «большой ванны» бассейна равнялась 7,3, индекс стабильности при этом находился в выбранных границах 0 < J < 0,1. По результатам проведенных исследований клиенту рекомендовано снизить значение рН в данной ванне до 7,3–7,4. (Приведенные в данной статье значения относятся только к конкретному объекту и не могут быть рекомендованы для других объектов – в каждом случае должны быть учтены местные условия.)
На настоящий момент (более пяти месяцев с момента выдачи рекомендаций) использование контрольно-измерительного оборудования Grundfos, по словам эксплуатирующей организации, с которой специалисты службы сервиса регулярно общаются, проходит в штатном режиме. Кроме того, было отмечено, что ранее карбонат кальция выпадал и на ультрафиолетовых лампах (что приводило к нештатной замене этого дорогостоящего оборудования), на стенках самого бассейна (их приходилось постоянно мыть), забивал фильтрующие элементы (это требовало их частой промывки). От осадка страдали и внутренние поверхности трубопроводов (что создавало дополнительное сопротивление потоку воды). После коррекции параметров состава воды эти проблемы были решены и расходы на эксплуатацию снизились.
Из приведенного сервисного случая хорошо видно, что «необъяснимые» поломки всегда вызываются вполне конкретными ошибками и недочетами в проектировании и эксплуатации. А главная задача специалистов – не только выявить источник проблемы, но и предложить оптимальные пути выхода из сложившейся негативной ситуации.
Литература
1. Сайт «Аква-Терм», Водоподготовка, www.aqua-therm.ru
2. Б.Е. Рябчиков. «Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования» – М.: ДеЛи принт, 2004. – 328 с.
3. СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения», Приложение 5.
Статья предоставлена пресс-службой ООО «Грундфос»