VIESMANN

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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.
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6/2010
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 12953-10.
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
Requisiti generali
Valore pH a 25 °C
Conduttività a 25 °C
Durezza totale (Ca2+ + Mg2+)
Ossigeno (O2)
Acido carbonico (CO2) composto
Ferro, totale (Fe)
Rame, totale (Cu)
Ossidabilità (Mn VII → Mn II) quale KMnO4
Olio, grasso
Sostanze organiche
bar
µS/cm
mmol/litro
mg/litro
mg/litro
mg/litro
mg/litro
mg/litro
mg/litro
—
fino a 20
> 20
incolore, trasparente e priva di sostanze solide in sospensione
>9
>9
solo valori orientativi determinanti per l'acqua di caldaia
< 0,01
< 0,01
0,05
< 0,02
< 25
< 25
< 0,2
< 0,1
< 0,05
< 0,01
< 10
< 10
< 1
<1
vedi nota a piè pagina*1
Tabella 2: Requisiti dell'acqua di caldaia
Silice (SiO2)*5
*1
*2
*3
*4
*5
2
bar
mmol/litro
µS/cm
mg/litro
mg/litro
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.
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.
Correzione base del valore pH mediante iniezione di Na3PO4, con iniezione supplementare di NaOH se il valore pH è < 10.
Con surriscaldatore il 50 % del suddetto valore deve essere contemplato come valore massimo.
Se si utilizza il fosfato, rispettando tutti gli altri valori sono ammesse concentrazioni più elevate di PO4, ad es. con trattamento con fosfati
equilibrato o coordinato. (vedi paragrafo "Condizionamento")
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Pressione max. d'esercizio
Requisiti generali
Valore pH a 25 °C
Acidità (KS 8,2)
Conduttività a 25 °C
Fosfato (PO4)
Conduttività acqua di alimentazione > 30 µS/cm Conduttività acqua di alimentazione ≤ 30 µS/cm
fino a 20
> 20
> 0,5
incolore, trasparente e priva di sostanze solide in sospensione
da 10,5 a 12
da 10,5 a 11,8
da 10 a 11*2*3
*4
*4
da 1 a 12
da 1 a 10
da 0,1 a 1,0*2
< 1500
< 6000*4
vedi figura 1 a pagina 3*4
da 10 a 20
da 10 a 20
da 6 a 15
in funzione della pressione, conf. figura 1 (pagina 3) e 2 (pagina 3)
Indicazioni per la progettazione caratteristiche dell'acqua di impianti con generatori di vapore (continua)
Avvertenza
Il dosaggio del fosfato viene raccomandato, ma non è sempre necessario.
Conversione: 1 mol/m3 = 5,6 °dH; 1 °dH = 0,179 mol/m3; 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
10000
8000
Conduttività diretta in µS/cm
4000
2000
1000
0
10
Pressione d'esercizio in bar
20
30
40
Figura 1
Max. contenuto di silice consentito (SiO2) dell'acqua di caldaia in funzione della pressione
160
15 B
A
120
100
2
Contenuto di silice (SiO ) in mg/l
140
80
10 B
5B
0,5B
60
40
20
0
10
Pressione d'esercizio in bar
20
30
40
Figura 2
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A questo livello di alcalinità non è più consentito > 20 bar
B valore KS 8,2 in mmol/l
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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.
Avvertenza
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 KS 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.
Avvertenza
Le ammine formanti pellicola non sono leganti per ossigeno.
Avvertenza
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
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Avvertenza
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.
generatori di vapore
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Prelievo campione
Il prelievo campione di acqua e vapore dal sistema caldaia deve
essere effettuato secondo ISO 5667-1 e le operazioni preliminari e la
manipolazione dei campioni secondo ISO 5667-3.
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.
Avvertenza
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 O2 e pH, nonché per il controllo della
durezza la ditta Viessmann offre dei componenti per l'analisi dell'acqua.
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
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
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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„.
Attualmente non esiste ancora una norma europea o internazionale, vedi ad es. DIN 38405-21 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.
*6
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non trattata con cloro
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Via Brennero 56
37026 Balconi di Pescantina (VR)
Tel. 045 6768999
Fax 045 6700412
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Salvo modifiche tecniche!