VIESMANN. Caratteristiche dell'acqua per impianti con generatori di vapore Generatori di vapore ad alta e a bassa pressione

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1 VIESMANN Caratteristiche dell'acqua per impianti con generatori di vapore Generatori di vapore ad alta e a bassa pressione Indicazioni per la progettazione Il diritto di garanzia è soggetto alla stretta osservanza dei requisiti relativi alle caratteristiche dell'acqua indicati nelle presenti istruzioni. La garanzia non copre i danni provocati dalla corrosione o dalle incrostazioni della caldaia. 6/2010

2 Indicazioni per la progettazione caratteristiche dell'acqua di impianti con generatori di vapore Impiego delle indicazioni per la progettazione I valori limite valgono per generatori di vapore in acciaio non legato o debolmente legato. Essi si basano sull'esperienza pluriennale della ditta Viessmann nel campo delle caldaie a vapore, nonché sui requisiti minimi conformi alla normativa europea EN Finalità: Rispettando i suddetti parametri dell'acqua, il conduttore dell'impianto viene messo in condizione di ridurre il rischio di collisione, ridurre la formazione di depositi, garantire inoltre l'eliminazione del fango. In questo modo viene garantito un funzionamento sicuro dell'impianto, un basso consumo energetico e una lunga durata. Generatori di vapore La maggior parte delle acque all'origine non sono idonee per essere impiegate come acqua di alimentazione caldaia. Il tipo di trattamento dell'acqua di alimentazione caldaia dipende dalle caratteristiche dell'acqua all'origine. Le sue caratteristiche sono variabili, quindi sono necessari controlli periodici della composizione chimica. La tubazione di alimentazione dell'acqua a valle del trattamento chimico deve essere dotata di un contatore, al fine di rilevare la portata dell'acqua di rabbocco aggiuntasi all'acqua di condensa del ritorno; ciò consente inoltre il controllo indiretto della quantità prelevata di vapore. È opportuno recuperare più acqua di condensa possibile nel serbatoio di alimentazione. L'acqua di condensa deve essere eventualmente trattata in modo da soddisfare i requisiti indicati per l'acqua di alimentazione della caldaia (come da tabella 1). Sulla base di tali requisiti, compresi quelli richiesti per acqua di caldaia (come da tabella 2), è necessario che, a seconda delle caratteristiche dell'acqua all'origine e della portata dell'acqua di rabbocco, sia installato un impianto di trattamento dell'acqua e che nel serbatoio acqua di alimentazione o nella la tubazione di afflusso ad esso sia consentita l'aggiunta di leganti per ossigeno (eventualmente agenti stabilizzatori per la durezza residua, per l'alcalinizzazione o fosfati). Il controllo di tali requisiti deve essere rilevato tramite apparecchiature idonee e, se possibile, di facile impiego (ogni 24 o 72 ore, a seconda del modo di funzionamento, o in base alle normative locali). Registrare nel libretto di esercizio questi valori di misurazione, la portata dell'acqua di rabbocco, il consumo di prodotti chimici e le operazioni di manutenzione resesi necessarie, al fine di poter sempre risalire alle condizioni di funzionamento. Tabella 1: Requisiti dell'acqua di alimentazione della caldaia Pressione max. d'esercizio bar fino a 20 > 20 Requisiti generali incolore, trasparente e priva di sostanze solide in sospensione Valore ph a 25 C > 9 > 9 Conduttività a 25 C µs/cm solo valori orientativi determinanti per l'acqua di caldaia Durezza totale (Ca 2+ + Mg 2+ ) mmol/litro < 0,01 < 0,01 Ossigeno (O 2 ) mg/litro 0,05 < 0,02 Acido carbonico (CO 2 ) composto mg/litro < 25 < 25 Ferro, totale (Fe) mg/litro < 0,2 < 0,1 Rame, totale (Cu) mg/litro < 0,05 < 0,01 Ossidabilità (Mn VII Mn II) quale KMnO 4 mg/litro < 10 < 10 Olio, grasso mg/litro < 1 < 1 Sostanze organiche vedi nota a piè pagina *1 Tabella 2: Requisiti dell'acqua di caldaia Conduttività acqua di alimentazione > 30 µs/cm Conduttività acqua di alimentazione 30 µs/cm Pressione max. d'esercizio bar fino a 20 > 20 > 0,5 Requisiti generali incolore, trasparente e priva di sostanze solide in sospensione Valore ph a 25 C da 10,5 a 12 da 10,5 a 11,8 da 10 a 11 *2*3 Acidità (K S 8,2 ) mmol/litro da 1 a 12 *4 da 1 a 10 *4 da 0,1 a 1,0 *2 Conduttività a 25 C µs/cm < 6000 *4 vedi figura 1 a pagina 3 *4 < 1500 Fosfato (PO 4 ) mg/litro da 10 a 20 da 10 a 20 da 6 a 15 Silice (SiO 2 ) *5 mg/litro in funzione della pressione, conf. figura 1 (pagina 3) e 2 (pagina 3) *1 In generale le sostanze organiche sono miscele di diversi composti. La composizione di simili miscele e il comportamento dei loro componenti alle condizioni di funzionamento della caldaia sono difficilmente prevedibili. Le sostanze organiche possono scomporsi in anidride carbonica o altri prodotti acidi, che aumentano la conduttività e provocano corrosione e depositi. Esse possono anche causare la formazione di schiuma e/o di sedimenti, che devono essere ridotti al minimo. Anche il contenuto di TOC (Total Organic Carbon) deve essere ridotto al minimo. *2 In caso di impiego di acqua demineralizzata (conducibilità < 0,2 µs/cm) non è necessaria un'iniezione di fosfato; in alternativa è possibile impiegare il trattamento chimico volatile AVT (condizionamento con agenti alcalinizzanti volatili, valore ph dell'acqua di alimentazione ph 9,2 e valore ph dell'acqua di caldaia ph 8,0). In questo caso la conduttività deve essere < 5 µs/cm. *3 Correzione base del valore ph mediante iniezione di Na 3 PO 4, con iniezione supplementare di NaOH se il valore ph è < 10. *4 Con surriscaldatore il 50 % del suddetto valore deve essere contemplato come valore massimo. *5 Se si utilizza il fosfato, rispettando tutti gli altri valori sono ammesse concentrazioni più elevate di PO 4, ad es. con trattamento con fosfati equilibrato o coordinato. (vedi paragrafo "Condizionamento") 2 VIESMANN Caratteristiche dell'acqua per impianti con generatori di vapore

3 Indicazioni per la progettazione caratteristiche dell'acqua di impianti con generatori di vapore (continua) Il dosaggio del fosfato viene raccomandato, ma non è sempre necessario. Conversione: 1 mol/m 3 = 5,6 dh; 1 dh = 0,179 mol/m 3 ; 1 mval/kg = 2,8 dh Come alternativa al funzionamento con acqua di alimentazione della caldaia è consentito anche il funzionamento con acqua di alimentazione priva di sali. Conduttività max. diretta ammessa dell'acqua di caldaia in funzione della pressione Conduttività dell'acqua di alimentazione >30 μs/cm Conduttività diretta in µs/cm Pressione d'esercizio in bar Figura 1 Max. contenuto di silice consentito (SiO 2 ) dell'acqua di caldaia in funzione della pressione Contenuto di silice (SiO2) in mg/l B A 10 B 5 B 0,5B Pressione d'esercizio in bar Figura 2 A questo livello di alcalinità non è più consentito > 20 bar B valore K S 8,2 in mmol/l Caratteristiche dell'acqua per impianti con generatori di vapore VIESMANN 3

4 Indicazioni per la progettazione caratteristiche dell'acqua di impianti con generatori di vapore (continua) Condizionamento Determinate caratteristiche dell'acqua di alimentazione e di caldaia devono essere migliorate mediante il trattamento con prodotti chimici. Questo condizionamento può contribuire: a sostenere la formazione di strati di magnetite o altri strati di protezione antiossidante, a ridurre la corrosione ottimizzando il valore ph, a stabilizzare la durezza e impedire o ridurre le incrostazioni della caldaia e i depositi, a formare un legame chimico con l'ossigeno residuo. I prodotti di condizionamento tradizionali possono contenere ad es. idrossido di sodio e potassio, fosfato di sodio, solfito sodico, ammoniaca e idrazina. L'Impiego di alcuni di questi prodotti chimici può essere limitato in alcuni paesi o processi di produzione. Note generali per il condizionamento Conduttività ad alto contenuto di sali minerali Si definisce così l'acqua di alimentazione con una conduttività elettrica > 30 µs/cm (ad es. a valle di impianti ad osmosi). a basso contenuto di sali minerali Si definisce così l'acqua di alimentazione con una conduttività elettrica > 0,2-30 µs/cm (ad es. a valle di impianti ad osmosi). priva di sale Si definisce così l'acqua di alimentazione con una conduttività elettrica < 0,2 µs/cm e una concentrazione di anidride silicica < 0,02 mg/l, nonché acqua di condensa con una conduttività elettrica < 5 µs/cm (ad es. a valle di impianti di demineralizzazione). Acidità K S 8,2 Un'elevata acidità nell'acqua di alimentazione è da ricondurre a un eccesso di anidride carbonica. Ciò comporta un'elevata alcalinizzazione dell'acqua di caldaia, che a sua volta conduce a un elevato rischio di corrosione del generatore di vapore e della rete vapore inserita a valle a causa della liberazione di anidride carbonica sotto forma di vapore volatile. Taratura dell'alcalinità La scelta dell'agente per l'alcalinizzazione dipende tra l'altro dall'impiego del vapore, della pressione vapore e dal tipo di trattamento dell'acqua. Esistono agenti per l'alcalinizzazione solidi e volatili. Il condizionamento con fosfato o i suoi derivati può essere vantaggioso anche per il controllo del valore ph dell'acqua di caldaia. Tuttavia sono in uso da anni anche prodotti di condizionamento organici. Se si utilizzano prodotti di condizionamento organici specificare le quantità e i procedimenti da utilizzare, nonché le normative per le analisi del fornitore dei prodotti chimici. Ossigeno e biossido di carbonio o legante per ossigeno Il biossido di carbonio e l'ossigeno vengono eliminati dall'acqua di alimentazione mediante degassificazione termica completa nel degasatore. Se durante il funzionamento pratico, ad es. a causa di tempi di inattività ripetuti o di mancanza di un serbatoio degasatore, non dovesse essere possibile mantenere il contenuto di ossigeno dell'acqua di alimentazione al di sotto dei valori consentiti, è necessario l'impiego di leganti per ossigeno. Questo prodotto chimico correttivo viene aggiunto all'acqua di alimentazione mediante il dispositivo di dosaggio. Le ammine formanti pellicola non sono leganti per ossigeno. Attraverso la vaporizzazione dell'acqua di caldaia avviene una concentrazione dei componenti disciolti non volatili dell'acqua di caldaia rimanente (sali, prodotti di condizionamento solidi). Si parla di "ispessimento" dell'acqua di caldaia. A queste condizioni è possibile che si crei una concentrazione alcalina locale che conduce alla criccatura. Per questo motivo, in caso di acqua di alimentazione accumulata solo in minima parte (acqua di alimentazione a basso contenuto di sale), con una conduttività di < 30 µs/cm l'idrossido di sodio è ammesso come agente per l'alcalinizzazione solo se il campo ph consigliato non può essere raggiunto solo con il fosfato di sodio. In caso di basso contenuto dell'idrossido di sodio ne conseguono improvvise oscillazioni del valore di ph. Scostamento in caso di condizionamento Se i valori indicati si discostano in caso di esercizio continuo, la causa può essere: trattamento carente dell'acqua reintegrata; condizionamento insufficiente dell'acqua di alimentazione; corrosione progressiva di determinati componenti dell'impianto; contaminazione dell'acqua a causa di penetrazione di impurità da altri sistemi, ad es. serbatoio condensa, trasmettitori del calore. Le modifiche appropriate devono essere effettuate immediatamente per ristabilire un corretto esercizio. L'acqua di condensa del ritorno non deve pregiudicare la qualità dell'acqua di alimentazione e se necessario deve essere trattata. La composizione chimica dell'acqua di caldaia può essere controllata sia mediante l'introduzione dosata dei prodotti chimici stabiliti, che mediante l'eliminazione continua o discontinua dei depositi di fango di una parte del volume d'acqua. Ciò deve avvenire in modo che possano essere eliminate sia impurità disciolte che in sospensione. Condizionamento/garanzia La garanzia decade: in caso di impiego di ammine formanti pellicola, in caso di impiego di mezzi di dosaggio non riportati nelle direttive o non concordati con Viessmann. 4 VIESMANN Caratteristiche dell'acqua per impianti con generatori di vapore

5 Indicazioni per la progettazione caratteristiche dell'acqua di impianti con generatori di vapore (continua) Prelievo campione Il prelievo campione di acqua e vapore dal sistema caldaia deve essere effettuato secondo ISO e le operazioni preliminari e la manipolazione dei campioni secondo ISO Il prelievo campione avviene mediante un refrigeratore corrispondente. Questo raffredda il campione d'acqua a una temperatura di ca. 25 C. Per prelevare un campione utilizzabile, la conduttura del prelievo campione deve essere sottoposta a lavaggio per un periodo di tempo adeguato. L'analisi del campione dovrebbe avvenire immediatamente dopo il prelievo dello stesso, dato che i valori possono cambiare nel tempo. Se l'acqua del campione è torbida o sporca deve essere filtrata prima della misurazione. A tale proposito vedi anche le Istruzioni d'uso del refrigeratore per prelievo campione Punti per il prelievo campione I punti per i prelievi campione devono essere previsti in posizioni significativi del sistema. Tipici punti per il prelievo campione sono: valvola di entrata dell'acqua di alimentazione caldaia, acqua di caldaia dalla tubazione di desalinizzazione continua, acqua addizionale a valle dell'impianto di trattamento dell'acqua addizionale o dei serbatoi di deposito, acqua di condensa all'uscita del serbatoio condensa, se presente; altrimenti il campione va prelevato il più vicino possibile al serbatoio acqua di alimentazione. Analisi In generale La prova della corrispondenza con i valori riportati nella tabella 1 (pagina 2 ) e tabella 2 (pagina 2) deve essere effettuata mediante analisi. Se le analisi vengono effettuate in base ad altre norme o metodi indiretti, questi devono essere calibrati. Per effettuare l'analisi dovrebbe essere presente una superficie di lavoro pulita con raccordo dell'acqua e scarico di canalizzazione. In questa postazione di lavoro devono essere conservate in un armadio anche le attrezzature necessarie. Procedimento di analisi / strumentazione di prova Nel funzionamento continuo della caldaia i valori della caldaia vengono misurati a sufficienza con la strumentazione di prova. In caso di forte scostamento dei valori, essi devono essere confermati mediante i rispettivi procedimenti di analisi normalizzati e vi si deve porre rimedio. La verifica dei parametri deve avvenire secondo le seguenti norme: Acidità Conduttività Rame Ferro Ossigeno Valore ph Fosfato Potassio Silice *6 Per alcuni tipi di acqua è possibile valutare la quantità di materiali disciolti in base alla conduttività. Inoltre esiste una correlazione tra il valore ph ed entrambe le conduttività. Per il controllo costante dei valori O 2 e ph, nonché per il controllo della durezza la ditta Viessmann offre dei componenti per l'analisi dell'acqua. Sodio TOC *7 Durezza complessiva come Ca + Mg La conduttività dell'acido va misurata costantemente in forma di concentrazione di ioni di idrogeno come la conduttività dell'idrogeno, dopo aver fatto passare attraverso uno scambiatore cationico fortemente acido un campione con un volume di 1,5 l. Lo scambiatore viene inserito in un cilindro con un rapporto diametro/ altezza di 1:3 o inferiore, considerando che il mezzo dello scambiatore occupa almeno tre quarti del volume del cilindro. Lo scambiatore ionico deve essere rinnovato quando è esaurito per due terzi; ciò è visibile utilizzando uno scambiatore con indicatore colorato e cilindro trasparente. Tempi d'inattività/protezione antigelo Se gli impianti caldaia vengono spenti per periodi di tempo prolungati, consigliamo di riempirli completamente con acqua a cui è stato aggiunto un legante per ossigeno, che leghi appunto con l'ossigeno contenuto nell'acqua. La caldaia a vapore deve essere mantenuta sotto pressione. Un'altra possibilità è costituita dal mantenimento a secco, consigliabile per tempi d'inattività superiori a 4 settimane. Per avvertenze dettagliate a tale riguardo vedi Mantenimento lato acqua e lato fumi. *6 Attualmente non esiste ancora una norma europea o internazionale, vedi ad es. DIN Procedimento unitario tedesco per l analisi delle acque, delle acque di scarico e della melma; Anioni (gruppo D); Determinazione fotometrica di anidride silicica disciolta (D 21). *7 In alternativa è possibile misurare la determinazione dell'indice di permanganato secondo ISO 8467, se i valori sono specificati. Caratteristiche dell'acqua per impianti con generatori di vapore VIESMANN 5

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8 Stampato su carta ecologica non trattata con cloro Salvo modifiche tecniche! Viessmann S.r.l. Via Brennero Balconi di Pescantina (VR) Tel Fax VIESMANN Caratteristiche dell'acqua per impianti con generatori di vapore