Malá chemická úpravna pro přípravu technologických vod používaných do topných systémů

Na základě špatných zkušeností s kvalitou vody v mnoha topných systémech, projevujících se sníženým výkonem kotlů, výměníků, zvýšenou korozí a zanášením citlivých armatur vodním kamenem, jsme byli vyzváni firmou TZB PROFI pana Ervina Meszároše z města Lúč n/O., abychom navrhli úpravnu, která by dokázala „vyrobit“ z místně dostupného zdroje vodu, splňující požadavky výrobců tepelných zařízení (kvalitou použité vody se někdy limitují záruční podmínky) a odpovídající také některým osvědčeným doporučením jako je např. ČSN 07 7401 (dále norma). Také mělo být umožněno smísit připravenou vodu s koncentrátem na přípravu spolehlivé nemrznoucí směsi. Upravená voda se má nadále stát spolehlivou náplní topných soustav, které bude montážní část investorské firmy sama provádět a v budoucnu se stane třeba i dalším obchodním artiklem.

Ze zadaných požadavků a rozboru místní vody vyplynulo, že se voda musí mechanicky přefiltrovat, chemicky změkčit, zvýšit a stabilizovat její hodnota pH, nadávkovat inhibitor a popř. získat nemrznoucí směs. Pro návrh komponent a velikosti úpravny byla jednou z určujících podmínek poměrně vysoká celková tvrdost a naopak to, že nebude třeba odstraňovat železo. Zjištěná tvrdost 4,18 mmo/l je poměrně vysoká a je dokonce vyšší než hodnota, kterou doporučuje Vyhl. č.252/2004 pro pitnou vodu (DH je 2,0 - 3,5 mmo/l, tento obsah minerálů tam však byl určen jako pokrytí potřebného denního množství pro zdraví lidí), pro technologickou vodu musíme snížit její tvrdost asi až na 1,0 mmo/l. Při této tvrdosti by pak nemělo docházet ke vzniku technicky i ekonomicky nežádoucích inkrustů vodního kamene (v literatuře se uvádí, že už vrstva 1 mm vodního kamene, může snižit účinnost tepelných zařízení až o 7 %).

Obr.1: Technologické schéma malé chemické úpravny pro přípravu technologických vod

Pro rozmístění úpravny dle schématu, bylo třeba dbát na dostatečný prostor pro jednotlivé součásti technologie a jejich obslužnost, suchého prostředí s celoroční teplotou min.+5 °C, rovnou podlahou s únosností odpovídající hmotnostem jednotlivých zařízení (nádrž T1). Ze zdroje je surová voda vedena do filtru mechanických nečistot F1 typu GEL.DEPURA MATIC, který je osazen nerezovou filtrační vložkou o porozitě 95 μm, odkalovacím kohoutem a dočišťovacími kartáčky. Předčištěná voda pokračuje do změkčovače F2 - typu GEL.DECALUX30, kde se kontinuálně odstraňuje její vysoká tvrdost, zachycováním vápníku a hořčíku. Změkčovací filtr disponuje cyklickou kapacitou 180 m a produkuje vodu prakticky zbavenou vápníku a hořčíku. Výstupní by--passový modul však umožňuje dodávat vodu dál v přednastavené úrovni tvrdosti. Činnost filtru řídí elektr. jednotka VT1000. Provozní náklady po instalaci reprezentuje pouze regenerační sůl a prací voda, náklady na el. energii jsou zanedbatelné. Druhým stupněm úpravny je dávkování chemikálií, což zabezpečují dvě proporcionální čerpadla DP1 a DP2 typu GEL.DOSAMATIC PPI/SE. Prvním se přesně dávkuje vypočtené množství chemikálií pro zvýšení a stabilizaci hodnoty pH a dále je zvoleno dávkování inhibitoru GEL.G10. Tento přípravek vytvořením trvalého ochranného mikrofilmu na vnitřním povrchu soustavy snižuje riziko koroze a zamezuje tvorbě nežádoucích plynů. Má však i další výhody: je vhodný pro všechny typy rozvodů, včetně podlahových topných systémů a rozvodů z vícevrstvých plasto-hliníkových trubek IVAR.ALPEX DUO a není ho nutné po určité době vyměňovat (před topnou sezónou se pouze jednorázově nadávkuje tkz. „udržovací“ koncentrace), chemickým složením snižuje riziko vzniku řas. Dávkování je velmi úsporné, používá se pouze v 0,3% (tj. 0,3 litru přípravku na 100 litrů vody v soustavě).

Druhé čerpadlo DP2 je připraveno pro dávkování dalších požadovaných chemikálií: např. fosforečnany P i jiné produkty. Použitá membránová dávkovací čerpadla jsou plně automatická kompaktní zařízení, spřažená s impulzním vodoměrem, který zaručuje přesné dávkování přes vstřikovací trysku se zpětnou klapkou. Tato čerpadla pracují do protitlaku 7 bar v potrubí a s průtokem až do 3,0 l/hod chemikálií. Standardně jsou vybavena plastovou nádrží na roztoky o objemu 100 l se stupnicí a blokačním čidlem nízké hladiny. Na objednávku je k nim možno dodat hlásič kritické hladiny, který při dosažení nastavené úrovně automaticky odešle předdefinovanou SMS zprávu až na osm různých telefonních čísel. Pak už voda s nadávkovanými chemikáliemi natéká do samonosné akumulační nádrže T1 s objemem 2,5 m.

Obr.2: Centrální část úpravny vody s nádrží T1, změkčovacím filtrem a oběma dávkovacími čerpadly

Úpravna je plně automatizována systémem MaR, který řídí úpravnu podle probíhajících činností a signálů z hladinových čidel v nádrži a zdroji vody. Nemrznoucí směs pro požadovanou ochrannou teplotu se může připravit tak, že se do požadovaného objemu upravené vody, přidá patřičné množství koncentrátu nemrznoucí kapaliny a směs se nechá dostatečně promíchat podávacím čerpadlem (ATS) na „vnitřním okruhu“. Pokud vznikne požadavek na dávkování maloobjemových nebo úzce specializovných přípravků, je možno úpravnu opatřit i „ručním“ dávkovačem, který by se doinstaloval k výstupnímu potrubí (viz schéma).

Pro seřízení a kontrolu funkce úpravny jsou na potřebných místech namontovány vzorkovací ventily a regulační prvky. Obsluha stanice spočívá pouze v doplňování spotřebovaných chemikálií, pravidelném čištění vstupního filtru mechanických nečistot a kontrole kvality upravené vody speciálními testery.

Ing. Vladimír Zumr