Пом'якшення води, процес звільнення води від солей, що обумовлюють т. Н. жорсткість води. Для охолодження двигунів внутрішнього згоряння, харчування парових котлів локомобілів і інших паросилових установок зазвичай використовують воду різних джерел (річок, озер, ставків, водойм, джерел, струмків, колодязів). Така вода містить в розчиненому стані більшу або меншу кількість різних солей, органічних речовин, а також механічні домішки. Найбільшої шкоди при роботі котла або двигуна викликає наявність у воді солей жорсткості (накипу-просвітників).

Під жорсткістю води розуміють зміст в ній в розчиненому стані солей лужно-земельних металів кальцію і магнію. Загальна жорсткість води залежить від сумарної кількості солей кальцію і магнію, розчинених у воді. Загальна жорсткість поділяється на жорсткість карбонатну, що залежить від вмісту у воді бікарбонатів кальцію і магнію, і жорсткість некарбонатную, що залежить від наявності у воді інших солей кальцію і магнію (хлористих, сірчанокислих, кремнекислих). У 1951 в СРСР замість існуючих раніше градусів жорсткості води були введені нові одиниці вимірювання жорсткості - міліграм-еквівалент на літр (мг-екв / л) - ГОСТ 6055 - 51. Відповідно до цього ГОСТом жорсткістю води називають загальний вміст в ній іонів кальцію і магнію, виражене в міліграм-еквівалентах на літр. За один градус жорсткості приймалося зміст 10 мг окису кальцію, розчинених в літрі води. 1 мг-екв / л жорсткості відповідає змісту 20,04 мг / л кальцію або 12,16 мг / л магнію. Щоб градуси жорсткості перевести на мг-екв / л, потрібно число градусів жорсткості розділити на 2,8. Воду до 2,5 мг-екв / л вважають м'якою, від 2,5 до 5,0 мг-екв / л - середньої жорсткості і вище 5 мг-екв / л - жорсткою.

При застосуванні жорсткої води в системі охолодження двигуна або паровому котлі утворюється накип за рахунок розкладання солей карбонатної жорсткості і часткового випадання в осад інших солей жорсткості. Коеф-т теплопровідності накипу низький і в залежності від її складу коливається в межах 0,2 - 7,0, в той час як для чавуну він ок. 50, звідси видно, наскільки гірше буде теплопередача з наявністю шару накипу. Накип зменшує віддачу тепла повітрю, знижує кількість води, що протікає через систему в одиницю часу, викликає перегрів двигуна, що тягне за собою падіння потужності, збільшення витрати палива і мастильних матеріалів, погіршує умови мастила деталей, збільшує витрату води. У двигунах, що вимагають упорскування води в циліндри, жорстка вода дає значні відкладення всередині циліндра. У парових котлах утворилася накип викликає значні перевитрати палива, зменшує кількість пара, що знімається з одиниці площі котла, відбуваються перегріви стінок котла, що може привести до його вибуху.

Залежно від того, в яких установках використовується вода, вимоги до її якості будуть різні: в котлах високого тиску повинна використовуватися вода нульовий жорсткості, в двигунах внутрішнього згоряння з циркуляційної подачею води потрібно зм'якшувати воду жорстку - більше 5 мг-екв / л, в стаціонарних двигунах з проточною системою охолодження можна використовувати воду з вмістом 20 - 25 мг-екв / л.

При виборі води як для живлення котлів, так і для системи охолодження двигунів необхідно використовувати м'яку і чисту воду, а якщо такої немає, потрібно зм'якшувати воду.

У техніці відомо багато способів боротьби з накипформування, але багато хто з них складні і в умовах с.-г. мало застосовні. Найбільш придатною в с.-г. виробництві є атмосферна (снігова, дощова) вода, к-раю майже не містить солей жорсткості. Дуже хорошою для системи охолодження двигуна є кип'ячена вода; при кип'ятінні води солі карбонатної жорсткості випадають в осад; якщо попередньо прокип'ятити воду і відфільтрувати осад, що утворився, то така вода в двигуні буде давати дуже невелике накипоутворення.

Фосфатний спосіб пом'якшення води. Часто для пом'якшення води застосовують насичений розчин тринатрійфосфату (Na3PО4), к-рий готують розчиненням 3 кг технічного тринатрійфосфату в 10 л води при темп-ре 15 - 20 °. розчин ретельно перемішують і відстоюють 3 - 4 години. При додаванні тринатрійфосфату в воду солі жорсткості випадають у вигляді пластівчасті осаду фосфорнокислий солей. Фосфорнокислиє солі не осідає на деталях системи охолодження, а залишаються у вигляді шламу - каламуті в охолоджувальної воді і легко видаляються при промиванні системи охолодження. Розрахунок необхідної кількості насиченого розчину тринатрійфосфату можна визначити за формулою

X = aж 56/1000 · 100

де X - необхідна кількість насиченого розчину Na3PО4 (в л); А - ємність системи охолодження (в л); Ж - загальна жорсткість води (в мг-екв / л); 56 - кількість мг Na3PО4, необхідне для осадження 1 мг-екв солей жорсткості; 1000 - перекладної коефіцієнт мг в г; 100 - вміст сухої Na3PО4 в 1 л насиченого розчину в г (приблизно). Якщо прийняти, що загальна жорсткість води 10 мг-екв / л (28 °), то для її пом'якшення потрібно на кожні 10 л води додавати по 50 - 55 см3 насиченого розчину тринатрійфосфату. Після введення Na3PО4 в радіатор дають трактора попрацювати 50 - 60 хв., А потім відбирають пробу води, 10 - 15 см3. Воду беруть без осаду в посуд з безбарвного скла і до неї додають 2 - 3 краплі індикатора-фенолфталеина, вода повинна мати слаборозовим фарбування, що вказує на злегка лужну реакцію води; якщо забарвлення немає, то додають Na3PО4 до її появи. Приблизно через 3 доби роботи трактора воду із системи охолодження виливають, дають їй відстоятися від опадів чи профільтровивают від них, систему охолодження промивають чистою водою, пом'якшеної воду знову використовують в системі охолодження. Доливати воду в систему охолодження необхідно з присадкою Na3PО4. Раніше отложившуюся накип можна також видаляти тринатрийфосфатом, для чого через кожні 10 - 12 год. роботи трактора вводять в радіатор по 100 - 150 см3 насиченого розчину тринатрійфосфату, систему охолодження промивають через 3 - 5 днів роботи. Зм'якшувати воду тринатрийфосфатом можна в окремих ємностях і систему охолодження двигуна заповнювати попередньо пом'якшеної водою.

У м'якшення води золою. До складу золи входять вуглекислий калій (поташ), їдкий калій (див. Зола). При обробці золи водою ці солі переходять в розчин і, взаємодіючи з солями жорсткості, переводять їх в пухкий осад - шлам. У ємність з встановленим обсягом в л засипають золу в кількості 10% за вагою від загального обсягу (напр., На 100 л бочки зважують 10 кг золи); заповнюють ємність водою, ретельно перемішують і залишають на 12 - 15 год. Потім водну витяжку зливають через отвір (діам. 1,5 - 2 см), до-рої має бути зроблено на 1/3 висоти від днища ємності. Після зливу 1-й порції витяжки ємності з відстоєм знову заливають водою до колишнього обсягу, ретельно перемішують і відстоюють. Через 12 - 15 год. зливають 2-ю порцію витяжки в посуд з першою порцією. Отриману водну витяжку заливають в систему охолодження трактора в кількості 3,5 - 4,0% ємності охолодження. Через кожні 5 - 6 діб роботи трактора систему охолодження промивають водою для видалення шламу. Перед промиванням необхідно злити пом'якшеної воду, дати їй відстоятися від шламу і знову використовувати в системі охолодження. До води, що йде на поповнення системи охолодження, додають 10 - 15% (за обсягом) водної витяжки золи.

Золу можна безпосередньо використовувати в системі охолодження двигуна (якщо горловина для заливання води достатнього розміру). Для цього мішечок з міцної тканини (брезенту) наповнюють водою і поміщають в підвішеному становищі в радіаторі. Орієнтовно на кожні 10 л води беруть 50 г сухої золи. Мішечків на трактор мають 2: один, із золою, знаходиться в радіаторі протягом 15 - 20 годин, потім його замінюють другим, зі свіжою золою. Через кожні 4 - 5 діб роботи трактора систему охолодження промивають водою для видалення шламу. Якщо мішечок розірвався, необхідно промити систему охолодження.

Для котлів локомобілів водонасосних станцій і в парових котлах застосовують внутрікотлову обробку з додаванням у воду речовин, званих антинакипін (тринатрийфосфат, каустик, кальцинована сода, колоїдальний графіт і ін.). В цьому випадку солі жорсткості випадають у вигляді шламу, що видаляється під час продування котла. Дозування антинакипинов для видалення 1 мг-екв / л солей загальної жорсткості в г на кожен м3 іспарённой води слід .: тринатрійфосфату 4,2; каустика 5,6; кальцинованої соди 16,8. Напр., Для котла локомобіля П-25 (4 ЛПП-20) потреба в антинакипін на 10 год. роботи слід .: витрата води на 1 л / с годину 9 кг. Тоді потреба води на 10 год. для котла буде 9 × 10 × 20 = 1800 кг, або 1,8 м3. Якщо прийняти жорсткість живильної води в 10 мг-екв / л, то тринатрійфосфату потрібно 4,2 × 1,8 × 10 = 75,6 м Це кількість антинакипіна вводять в бак з запасом живильної води на 10 год. роботи котла. При застосуванні каустичної соди потрібно дотримуватися запобіжних заходів і користуватися захисними окулярами, гумовими рукавицями, фартухами, чоботами.

Для боротьби з накипформування в котлах також використовують сухі стебла дозрілого соняшнику. Стебла завдовжки 30 см ділять на вагу на 3 частки і поміщають їх в 3 кошики, виготовлені з дроту. Кошики зі стеблами закріплюють в котельній воді. Після 3 - 4-тижневої роботи котел промивають і оглядають. При застосуванні стебел соняшнику не тільки не утворюється накип, але поверхні димогарних труб і стінок котла очищаються від раніше відклався накипу. Зразкова витрата стебел для котла марки П-25 - 2,5 кг, а для котла марки П-3 - 8 кг.

Пом'якшення води методом обмінної фільтрації. Для двигунів внутрішнього згоряння і котлів локомобілів застосовують пом'якшення води за способом обмінної фільтрації. Водоочищення здійснюється апаратом марки РМ-2, що є спеціальним фільтром, наповненим мінералом глауконитом. Пом'якшення води засноване на властивості глауконіту обмінювати свою основу - натрій на метали кальцій і магній, що зумовлюють жорсткість води. Отже, при фільтрації через такий мінерал кальцій і магній будуть затримуватися на фільтрі, а в воду будуть переходити солі натрію, к-які не викликають накипформування. Після заміщення всього натрію, що міститься в мінералі, кальцієм і магнієм з води глауконит відновлюють. Для цього глауконит промивають 10% -ним розчином кухонної солі. На відновлення глауконита, що знаходиться в в фільтрі РМ-2, витрачається 1,5 кг солі. Продуктивність апарату 250 - 300 л зм'якшеної води в годину при жорсткості до 20 мг-екв / л. Вага апарату без глауконита 25 кг, з глауконитом 65 кг.

В. Мироненко, Н. Ітінская

Література: Вільямс Вл., Паливо, мастильні матеріали та вода, 2 вид., М., 1951; Мироненко В., Поліпшення води для автотракторних двигунів, М., 1948; Щеголев М., Паливо, топки та котельні установки, 4 видавництва., М., 1953; Інструкція з аналізу води, пара, накипу і відкладень в теплосиловому господарстві, М.-Л., Госенергоіздат, 1953.

джерела:

1. Сільськогосподарська енциклопедія. Т. 5 (Т - Я) / Ред. колегія: П. П. Лобанов (глав ред) [та ін.]. Видання третє, перероблене - М., Державне видавництво сільськогосподарської літератури, М. 1956, с. 663