Что такое конденсат?

06.03.2017
Что такое конденсат?

Почему образуется конденсат?

Сначала разберемся, что такое углеводородное топливо?
Это химическое соединение молекул углерода и водорода. Они многообразны по количеству атомов и молекул а так-же связям между ними. Это может быть газ, жидкие и твердые тела с различными физическими свойствами.
Одно из простых соединений CH4  — это метан, известный нам как природный газ.

Метан молекула Молекула состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода.
Молекула кислорода Кислород O2 — простейшая молекула, состоящая из двух атомов.

Что происходит в камере сгорания котла? В процессе горения углеводородного топлива, а правильнее это называть — химической реакцией окисления углеводородного топлива, образуется множество соединений, так как в воздухе (округленно) 78% Азота, 21 % Кислорода, и порядка 1 % других газов. Основные соединения образуют именно Азот и Кислород. 
Вот как описывается реакция Кислорода:

Реакция горения

Продуктами горения (еще раз оговоримся, правильно-окисления) являются Диоксид углерода (он-же Углекислый газ) и «источник жизни» - Вода. 
 

Сколько конденсата может образоваться?

При сгорании 1 м3 природного газа образуется порядка 1,6 литра воды, или 2 м3 пара.
Так-же применим расчет 0,1–0,15 л на 1 кВт?ч полученной энергии. Следовательно при работе (на 100 % мощности) конденсационного котла мощностью 30 кВт, составит около 3–4 л/ч, а при работе котла мощностью 500 кВт — 50–75 л/ч. 
В случае конденсационного котла максимальный объем конденсата можно определить следующим образом: 
Макс. мощность котла (кВт) х удельный объем конденсата (л/кВт.ч) = макс. объем конденсата (л) 
Например:  Газ 1000 кВт х (0,14 л/кВт.ч для газа) = 140 л/ч.
 

Насколько он «кислый»?

Наше упрощенное описание процесса горения описывало только химическую реакцию с образованием Углекислого газа и Воды. Казалось бы урона экологии нет, разве-что влияние Углекислого газа на озоновый слой Земли и связанную с этим проблему глобального потепления климата. Но на этот счет ученые еще спорят, хотя во всем мире активно борятся за снижение выбросов именно Углекислого газа в атмосферу.
Но все гораздо сложнее - в природном газе всегда присутствует сера! И продукты ее реакции являются не меньшей проблемой. Количество серы в большей степени зависит от месторождения газа. 
В Европе, газ является «химическим сырьем», из которого получают серу и только потом сжигают. У нас же газ в исходном составе попадает в топку нашего любимого котла. 
И что-же? В следствии протекания этой химической реакции в зоне высокой температуры — 1400-1700 °C образуются соединения, описываемые формулами:

SO2 + O ? SO3 (диоксид серы + кислород ? оксид серы)
S + O2 ? SO2 (сера + кислород  ? диоксид серы)

СO2 , SO3 ,SO2  растворяются в воде и образуют:
CO2 + H2O ? H2CO3 (углекислый газ + вода? угольная кислота)
SO3 + H2O ? H2SO4 (оксид серы + вода ? серная кислота)
SO2 + H2O ? H2SO3 (диоксид серы + вода ? сернистая кислота)

Образуется   кислая среда, со значением pH близким к значению 4-3 для  природного газа и 2-1 для дизельного топлива. С чем это можно сравнить?

Где образуется конденсат?

При температуре продуктов сгорания выше 100 град., конденсат в виде пара, удаляется вместе с другими продуктами сгорания. 
В нем частично растворяются и другие продукты сгорания. 
При работе котла в низкотемпературном режиме продукты сгорания охлаждаются до температуры «точки росы», при сжигании метана точка росы (начала конденсации) будет 55 °C, а для дизельного топлива 45 °C. 
Конденсат в таком случае образуется на стенках теплообменников а так-же внутренних стенках дымоходов. Он собирается в конденсатосборник.
Поэтому теплообменники низкотемпературных (конденсационных) котлов и дымоходы делают из кислотостойких материалов (из «нержавеющей» стали»), а дымоходы еще и из полиэтилена.

Стандарты и нормы

В соответствии с положениями утвержденного Приказом  №75 Госстроя России от 06.04.2001г.,  «Методических указаний по расчету количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов», к запрещенным к сбросу в канализацию веществам относят кислоты (присутствуют в конденсате), способные образовывать в канализационных сетях и сооружениях, взрывоопасные, токсичные и горючие газы.
Согласно пункту 4.5 нормативные показатели общих свойств сточных вод, принимаемых в системы канализации населенных пунктов, устанавливаются едиными для сточных вод всех категорий абонентов, исходя из требований к защите сетей и сооружений систем канализации: температура 40 °С, рН – в диапазоне 6,5–8,5. Поэтому, с формальной точки зрения, сброс в канализацию конденсата, минуя нейтрализующее устройство, недопустим. 
Однако такое ограничение справедливо лишь для теплогенераторов мощностью свыше 200 кВт. 
Поэтому в проектах котельных обязательно предусматривают применение нейтрализаторов конденсата.

Для теплогенераторов мощностью до 200 кВт, применение нейтрализаторов не требуется... в случае, если объем конденсата в точке сброса в 25 раз превышает объем конденсата. А сколько это? 
200 кВт котел может «выдать» до 28 литров конденсата в час, значит остальной объем общехозяйственных стоков должен быть 700 литров! Посмотрите, сколько воды посчитает Ваш счетчик за месяц? Соответствует? Нет?....
Конденсационный котел 35-50 кВт выдает 5-6 литров конденсата, и он точно разбавится в объеме общих стоков. Поэтому владельцам таких котлов «бытовой» серии не стоит беспокоиться, кроме как.... но об этом отдельно.