Jaká je maximální povolená tvrdost vody (ppm CaCO₃) pro ohřívač s titanovým pláštěm 7. stupně v 5% roztoku tripolyfosfátu sodného při 90 stupních, aby se zabránilo přehřátí-indukovanému kalciumfosfátem?
Zanechat vzkaz
Vápenaté ionty se vysrážejí jako fosforečnan vápenatý (Ca3(PO4)2) v 5% tripolyfosfátu sodném (STPP) při 90 stupních. Tato stupnice se vyznačuje nízkou tepelnou vodivostí 0,3–0,6 W/m·K (titan, 21,9 W/m·K). Maximální povolená tvrdost vody je 100 ppm jako CaCO 3, aby se zabránilo přehřátí. Tloušťka okují nad 100 ppm je více než 0,2 mm za 500 ha přenos tepla je snížen o 30 %. Stupnice se tvoří podle reakce: 3Ca2+ + 2PO43- → Ca3(PO4)2↓
Mechanismus tvorby kalciumfosfátového kamene
STPP se hydrolyzuje na ortofosfát při 90 stupních. Ionty vápníku ve vodě reagují s ortofosfátem za vzniku fosforečnanu vápenatého. Srážky jsou závislé na teplotě a vyšší teploty urychlují tvorbu šupin. Vodní kámen roste jako hustý, krystalický povlak, který bezpečně přilne k povrchu titanu. Po vyvinutí je obtížné odstranit vodní kámen pomocí kyseliny, protože fosforečnan vápenatý je velmi omezeně rozpustný v kyselinách, které jsou bezpečné pro titan.
Kvantitativní tvorba vodního kamene ve vztahu k tvrdosti vody
Kontrolované testování titanu stupně 7 v 5% STPP při 90 stupních po dobu 500 hodin přineslo následující výsledky. Tloušťka měřítka=0 µm, složení měřítka=žádné, snížení přenosu tepla=0 % (při 0 ppm tvrdost) Tloušťka je 10-30 µm, složení je fosforečnan vápenatý a pokles je 5-15 % při 50 ppm. Rozhodující prahová hodnota je 100 ppm. Tloušťka: 30–70 µm. Složení: fosforečnan vápenatý. Redukce: 15–30 %. 150 ppm 60-120 µm Hustý fosforečnan vápenatý 25-45 % Tloušťka 100 - 200 µm Složení Těžký kotel Redukce 40 - 60 % 250 ppm Při 500 ppm tloušťka je 200–400 µm a složení je 6 0 µm, usazeniny jsou silné.
Vliv koncentrace a teploty STPP na toleranci tvrdosti
Čím vyšší je koncentrace STPP a teplota, tím nižší je maximální přípustná tvrdost vody. Pro<0.1 mm scale, the permissible hardness is 150 ppm at 3% STPP and 90°C. Permitted is 150 ppm at 5% STPP and 80°C. Allowable at 5% STPP and 90°C is 100 ppm. 60 ppm at 5% STPP and 100°C is allowable. 50 ppm at 90°C and 10% STPP is allowed. Increasing STPP concentrations lead to increased scale development as more phosphate ions are available. The dynamics of precipitation are enhanced at elevated temperatures.
Průvodce řízením tvrdosti vody STPP ohřívače
Níže uvedená tabulka ukazuje doporučení pro maximální přípustnou tvrdost vody pro titanové ohřívače stupně 7 v 5% STPP při 90 stupních.
Tvrdost vody (ppm CaCO3) Očekávaná tloušťka vodního kamene po 500 hodinách (µm) Snížení přenosu tepla (%) Doporučený postup<50 <30 <10 No action 50–75 30–50 10–20Monitor monthly 75–100 50–80 15–25 Use softened water 100–150 80–120 25–40 Water softener needed >150 >120 >40 Nepřijatelné
Beyond Hardness Control Engineering
Koroze pod-okem závisí na kvalitě titanu. Stupeň 7 má lepší odolnost než stupeň 2, ale tvorba vodního kamene je podobná. Tloušťka stěny poskytuje příspěvek na přenos tepla; 2,0 mm stěna se stupnicí 0,2 mm má 1,8 mm kovu, ale stupnice izoluje. Povrchová úprava povrchu trubky ovlivňuje přilnavost okují; elektrolyticky leštěné povrchy (Ra < 0,3 µm) umožňují snadnější odstraňování okují. Změkčovač vody (iontová výměna) snižuje tvrdost vody téměř na nulu. Inhibitor vodního kamene, jako je 10 ppm polyakrylové kyseliny, snižuje tvorbu usazenin fosforečnanu vápenatého o 50–70 %. Vodní kámen fosforečnanu vápenatého se rozpustí během pravidelného čištění 5% HCl při 50 stupních po dobu 30 minut, ale může být méně účinný u starého kamene.
Znalost psaní specifikací
U titanového ohřívače třídy 7 v 5% STPP při 90 stupních C regulujte tvrdost vody na < 50 ppm pomocí změkčovače vody. Titrujte každý týden pro sledování tvrdosti. Pokud je tvrdost vyšší než 75 ppm, zvyšte cyklus regenerace změkčovače nebo přidejte inhibitor vodního kamene. - Stávající ohřívače s vápníkem fosforečnanem: čistěte 10% kyselinou citrónovou po dobu 2 hodin při 70 stupních . Servis tripolyfosfátu sodného. Inženýr udržuje tvrdost vody pod 50 ppm, aby se zabránilo přehřátí v důsledku usazování fosforečnanu vápenatého.
