Как правильно рассчитать количество реагента, которое требуется для растворения накипи в котле?

Технически, сделать это очень просто. Толщина накипи умножается на площадь теплообмена промываемого котла, а полученный объём умножается на плотность накипи (плотность накипи, в среднем, составляет 500 кг/м³). Получаем массу накипи в килограммах.

Однако, на практике, это часто бывает не так.

Пищевые предприятия работают круглосуточно, зачастую, у них нет резерва времени для того, чтобы вывести котёл из работы, вскрыть люки для внутреннего осмотра или сделать контрольные вырезки. А если такая возможность и есть  – не всегда удаётся корректно оценить толщину и объем накипи распределённой на всей поверхности нагрева котла. Накипь нарастает неравномерно – в каких-то местах больше, а где-то в меньшем количестве.

Например, в жаротрубных котлах, дымогарные трубы могут быть чистыми, а в местах сварки этих труб с трубной доской, очень часто, откладывается значительное количество накипи. На снимке внизу, как раз представлен образец такой накипи. Слева находится трубная доска и на ней скопилось большое количество накипи. А дымогарные трубы, в целом, чистые.

То же самое относится к котлам других типов…

По этой причине, возникает вероятность того, что количество реагента для промывки котла от накипи, будет рассчитано неправильно и реагента может не хватить.

Или возникнет такая ситуация, когда в тех местах, где толщина накипи была меньше, котел отмылся до металла, однако в некоторых местах остались островки накипи, которая была толще изначально.

С такой ситуацией мы не раз сталкивались. Например в 2020 году, промывали котел с водяным объёмом 20 тонн. По окончанию промывки вскрыли люки и увидели, что часть дымогарных труб отмыта на 100%, а на части труб и у трубной доски, остался слой накипи.

Вот так котел выглядел до промывки:

Отчётливо видны выделяющиеся бугорки накипи на дымогарных трубах.

А вот так выглядел этот котел после второго цикла промывки:

Так же, отчётливо, видны островки накипи, которая была толще и не растворилась. Хотя промывочный раствор прореагировал полностью и нейтрализовался. В том котле накипь имела толщину до 1,5 см, вместо заявленной заказчиком – 2-3 мм. Котел промывали 3 раза и только после этого удалось полностью промыть его от накипи. Как вы наверное догадались, уважаемые читатели, на данном котле мы не только не заработали, но и понесли некоторые убытки. Так что вопрос корректного определения толщины накипи и расчёта количества реагента для промывки котла – вовсе не праздный.

Помимо других исследований, мы проводили лабораторные исследования, которые однозначно показали, что для растворения 1 кг накипи требуется 1,89 кг. реагента Кратол К. Конечно, накипь бывает разная, состав её совершенно различен, но для отложений, которые состоят, в основном из Са и Мg, цифра именно такая.

Поэтому, убедительная просьба нашим клиентам: предоставьте возможность оценить состояние котла до промывки, взять образцы накипи и рассчитать количество требуемого реагента. Без этого, мы рискуем некорректно рассчитать количество Кратол К и не предоставить тот результат, которого ожидаете (за оговорённые деньги)!

Кстати, в своё время, данная статься находилась в разделе “Блог” нашего сайта. И от одного из наших читателей, мы получили интересное сообщение, касающееся контроля за ходом химической промывки котла. особенно понравился тщательной подход к измерениям и цифры. Всегда хочется иметь точные данные и понимать как происходит процесс.

Приводим комментарий полностью, в виде цитаты:

Добрый день, уважаемые коллеги. Надеюсь, моя информация будет кому-нибудь интересна. По крайней мере, она по теме. В процессе реакции накипи, в основном состоящей из карбонатов кальция и магния, с сульфаминовой кислотой выделяется углекислый газ и образуются растворимые в воде сульфаматы кальция и магния. Сульфаминовая кислота относится к кислотам средней силы и для водных растворов, содержащих кислоту и ее соли, pH раствора определяется в основном содержанием (концентрацией) кислоты в растворе. В связи с этим я с помощью pH-метра Testo 206 измерил pH растворов сульфаминовой кислоты начиная с концентрации 5%, последовательно разбавляя водой в два раза. Получены следующие результаты. Температура всех растворов была около 40-55оС.
5% – pH 1,42;
2,5% – pH 1,57-1,64;
1,25% – pH 1,77-1,79;
0,63% – pH 1,99-2,01;
0,31% – pH 2,24;
0,16% – pH 2,50;
0,08% – pH 2,84.
То есть, при уменьшении концентрации кислоты в растворе с 5% до 0,1% (кислота практически полностью прореагировала с накипью) pH раствора меняется с 1,4 до 2,8-2,9. Пока концентрация кислоты высокая (5…..1%), реакция растворения накипи идет быстро. При уменьшении концентрации кислоты менее 1% скорость реакции сильно замедляется и нет смысла ждать, пока pH раствора достигнет 4-6. Надо смывать остатки накипи со дна струей воды и заливать свежий раствор кислоты в котел.
Но я столкнулся с другой проблемой. Опыты проводил в лаборатории на водяной бане при периодическом перемешивании растворов. То есть условия несколько отличаются реальных. При растворении разных количеств одного и того же образца в одинаковых количествах раствора кислоты я столкнулся с ситуацией, когда в одном случае у меня получился избыток накипи, а в другом – избыток кислоты. В растворе с избытком накипи после растворения в течение 9 часов часть накипи осталась, pH раствора медленно полз от 5 к 6. В растворе с избытком кислоты после растворения в течение 9 часов pH раствора 2,0, но появился осадок игольчатых бесцветных кристаллов. Мне кажется, в процессе растворения я немного перегрел раствор (до 70-75оС), в результате чего имел место гидролиз сульфаминовой кислоты до бисульфата аммония, который прореагировал с солями Ca и Mg, дав осадок гипса. Вывод – долго греть и, особенно, перегревать раствор в процессе растворения накипи тоже опасно. То есть, если в процессе растворения pH раствора достиг 2-2,5 и дальше в течение длительного времени (1-2 часа) не растет, значит вся накипь растворилась, а избыток кислоты надо нейтрализовывать в котле или в промежуточной емкости, а потом сливать в дренаж.