Аналитическое обеспечение промышленных водоёмких технологий с применением портативного оборудования на основе готовых решений группы компаний «Крисмас»

Значение воды в работе предприятий промышленности трудно переоценить. Большое количество промышленных предприятий используют производственные технологии, характеризующиеся значительным потреблением воды (водоёмкостью). Можно с уверенностью сказать, что вода как производственный ресурс предусматривается в производстве огромного числа наименований промышленной продукции, включая конечные продукты и полупродукты; вода также используется практически на всех промышленных предприятиях на подготовительных стадиях, в сопутствующих процессах и т.п. На новых и старых теплоэнергетических предприятиях, в больших и малых котельных вода используется в качестве теплоносителя и рабочего тела (см., например, [1]).

От качества применяемой воды зависит эффективность использования технологического оборудования. К воде предъявляются определенные требования, прописанные в нормативных документах. Выполнение предъявляемых требований осуществляется обеспечением водно-химического режима (ВХР) работы как основного производственного оборудования, так и оборудования при водоподготовке и водоочистке. Осуществление водоотведения также типично для промышленных и других предприятий. Значительная роль в обеспечении ВХР оборудования отводится оперативному химическому контролю [2].

Важным фактором для аналитического обеспечения производств (продукции, энергии, тепла) является функционирование химических лабораторий в структуре предприятий. Это всегда сопряжено со значительными материальными затратами, необходимостью организации производственных площадей и соответствующего кадрового обеспечения.

Для нормальной работы малых и средних предприятий, не имеющих, как правило, аккредитованных химико-аналитических лабораторий, использование методов, технологий, а также оборудования для внелабораторного химического контроля может служить значимым ресурсом. Хорошие предпосылки для устойчивой работы с оборудованием для внелабораторного контроля создают возможности его длительного применения с учётом сроков службы изделий и сроков годности аналитических рецептур [3].

Для крупных производственных предприятий, которые, как правило, имеют водоёмкие (водопотребляющие) технологии, применение инструментария для внелабораторного химического контроля предоставляет возможность проведения ряда рутинных анализов при значительном снижении соответствующих издержек.

Компания «Крисмас+» уже 30 лет разрабатывает и производит портативные лаборатории и тест-комплекты для аналитического контроля производственных вод для стадий водоподготовки, а также при водно-химическом контроле технологий, связанных с оборотом и потреблением воды. Важным преимуществом наших портативных аналитических систем является их готовность к анализу во внелабораторных условиях без применения электропотребляющего оборудования с той же эффективностью, что и в условиях специализированных лабораторий. Тем самым обеспечивается высокая оперативность в получении результатов: на выполнение одного анализа для большинства методик требуется не более 30 минут, а в составе поставляемого оборудования есть всё необходимое для анализа, включая готовые к применению реагенты.

Применять оборудование для контроля воды может не только специалист, но и оператор средней квалификации после краткосрочной подготовки или стажировки. Наши изделия для химического анализа характеризуются применением унифицированных и стандартизованных методов и методик из федеральных и отраслевых действующих документов. Ряд методик (на сегодня их 12 для измерений основных показателей качества воды) специально разработаны специалистами компании «Крисмас+» с внесением в Федеральный реестр методов анализа [4].

Характерно, что производимые изделия претерпевают постоянную модернизацию, что обусловлено периодическим изменением нормативной базы, улучшением средств комплектации и упаковки, совершенствованием аналитических рецептур и алгоритмов их применения.

Срок службы аналитический продукции для большинства изделий составляет не менее 1 года. По мере израсходования материалов работоспособность анализа обеспечивается использованием комплекта пополнения. Исключением являются некоторые аналитические растворы, имеющие небольшой срок годности. Восполнение таких растворов выполняется самим потребителем с использованием готовых капсулированных смесей, либо аналитических концентратов. Несложные процедуры приготовления подробно описаны в прилагаемых руководствах. Важно, что применимость такого подхода нами показана в течение длительного периода производства нашей компанией портативного оборудования для контроля воды и других сред [3].

Необходимой составной частью любого изделия является документация: паспорт, гарантийные обязательства, специальные иллюстрированные руководства по применению [4, 6, 7]. В руководстве предоставлена всесторонняя информация об изделии и регламентирующее выполнение анализа.

• водно-химическими лабораториями, типа ВХЭЛ;
• специализированными лабораториями типа НКВ-12.1;
• тест-комплектами, а также соответствующими комплектами пополнения расходуемых материалов ко всему оборудованию. [3]

• готовые к применению аналитические реагенты и растворы;
• калиброванные средства дозировки реагентов и растворов;
• контрольные шкалы образцов окраски для визуального колориметрирования;
• материалы: бумага фильтровальная, индикаторная, хроматографическая;
• лабораторная посуда;
• портативные приборы: весы технические, фотоколориметр, кондуктометр, рН-метр, кислородомер;
• вспомогательные принадлежности для отбора проб и выполнения анализа;
• средства защиты: защитные перчатки, очки;
• документация: паспорт, сертификаты, руководство и др.

Ресурс изделий

Укомплектованные в изделиях материалы позволяют выполнить, как правило, не менее 50-100 определений по каждому из показателей. Реагенты израсходованные или имеющие истёкший срок годности восполняются поставкой комплектов пополнения.

• температура анализируемой пробы воды (10÷35) °С;
• температура и относительная влажность атмосферного воздуха, а также атмосферное давление при анализе воды – не регламентируются.

Ниже мы приводим краткие сведения об основных типах портативных лабораторий и тест-комплектах, широкое применение которых мы рекомендуем в аналитическом химическом контроле производственных предприятий. Данное оборудование, как показывает опыт его эксплуатации в теплоэнергетике и в работе производственных предприятий, обеспечивает эффективное достижение задач аналитического химического контроля и создаёт значительную экономию ресурсов.

Водно-химическая экспресс-лаборатория типа ВХЭЛ

Портативные экспресс-лаборатории модели ВХЭЛ предназначены для водно-химического контроля на объектах теплоэнергетики – котельных, паросиловых хозяйствах, производственных и жилищно-коммунальных предприятиях и т.п.

Помимо водно-химического контроля теплоэнергетического оборудования, данные лаборатории позволяют также контролировать процессы водоподготовки (водоочистки, коррекционной обработки и т.п.) по отдельным показателям непосредственно в производственных условиях, при отсутствии химической лаборатории или в дополнение к ней. Принцип действия изделия основан на использовании химико-аналитических и химико-физических методов.

Лаборатория ВХЭЛ поставляется в нескольких модификациях, предусматривающих дополнительное оснащение лаборатории приборами контроля воды – рН-метра, кондуктометра, кислородомера, а также дополнительных модулей-тест-комплектов. Это позволяет потребителю реализовать наиболее подходящий вариант аналитического контроля. Имеющиеся в изделии расходуемые материалы позволяют выполнить не менее 100 определений по каждому из показателей, за исключением определения сульфитов, а также нефтепродуктов (по 50 определений). Ресурс восполняется комплектом пополнения расходуемых материалов КП ВХЭЛ, который предназначен для замены предусмотренных в составе изделия химических реактивов и растворов, а также материалов, израсходованных и/или имеющих истёкший срок годности.

Поставляемые с января 2023 года лаборатории производятся в модернизированном исполнении (рисунок 1), и позволяют выполнять контроль с учётом соответствующих нормативных документов, актуальных для данного направления контроля. Изделие ВХЭЛ поставляется в специальных настольных укладках, выполненных в виде раскрывающегося ящика, образующего рабочее место оператора. Лаборатории ВХЭЛ включают 2 вида настольных укладок: малую и большую. В укладках размещены секции с необходимыми для анализа средствами оснащения и документацией.

Охватывают выполнение контроля (в зависимости от модификации) по показателям, входящим в перечень при аналитическом химическом контроле производственных вод [3, 4]:
аммиак, двуокись углерода свободная, железо общее, жёсткость общая, жёсткость кальциевая, кислород, кремниевая кислота (по SiO₂), нефтепродукты, нитраты, нитриты, окисляемость перманганатная (ХПК), рН, прозрачность и мутность, сульфиты, фосфаты и полифосфаты, хлориды, щёлочность общая.

Позволяют также проводить химический анализ природных вод, контроль оборудования при водоподготовке и др.

Cпециализированная настольная лаборатория НКВ-12.1 «Вода природная и водоподготовка»

Рис. 1 Водно-химические экспресс-лаборатории котловые модели ВХЭЛ-1 и ВХЭЛ-3

Cпециализированная настольная лаборатория НКВ-12.1 «Вода природная и водоподготовка», предназначена для аналитического контроля в различных технологиях водоподготовки, при анализе природных вод, воды водопроводных сетей питьевого и горячего водоснабжения, поверхностных водоисточников и т.п. Изделие применяется на промышленных и теплоэнергетических предприятиях, в цехах химводоочистки и др.
Укладка лаборатории НКВ-12.1, как и ВХЭЛ (см. рис. 1) также сформирована по модульно-секционному принципу, но частично с иным составом методов/методик, которые нацелены на контроль воды стадии водоподготовки, природной воды и др.
Лаборатория НКВ-12.1 обеспечивает выполнение контроля воды по 25 показателям: алюминий, аммоний, БПК, рН, гидрокарбонаты, двуокись углерода свободная, железо общее, жёсткость общая, карбонаты, кислород, кремниевая кислота (по Si), марганец, медь, минерализация, нитраты, нитриты, окисляемость перманганатная (ХПК), рН, прозрачность и мутность, сульфаты, фосфаты и полифосфаты, хлориды, хлор остаточный активный (суммарный, свободный, связанный), цветность, цинк, щёлочность.
Поставляется в нескольких модификациях, предусматривающих дополнительное оснащение лаборатории приборами и модулями.

Тест-комплекты для химического контроля воды

Тест-комплект – функционально целостная совокупность средств, необходимых для выполнения количественного или полуколичественного химического экспресс-анализа воды. Применяются в ходе аналитического химического контроля разнообразных технологических процессов, при водоподготовке, химводоочистке, эксплуатации котельного оборудования, тепловых сетей и др. Некоторые тест-комплекты приведены на рисунке 2.

Применение тест-комплектов позволяет в максимальной степени снизить расходы на проведение оперативного контроля, осуществлять его без привлечения высококвалифицированных сотрудников и дорогостоящего оборудования как в лаборатории, так и на месте отбора проб.

Рис. 2 Тест -комплекты

В составе тест-комплектов, в общем случае, находятся готовые к использованию химические реактивы, материалы, а также оборудование, принадлежности и документация, включающая методику выполнения контроля.

Тест-комплекты портативны, относительно несложны и удобны при выполнении аналитического контроля, могут поставляться также в составе лаборатории моделей ВХЭЛ в соответствующих модификациях. С их применением химический контроль выполняется согласно типовым или модифицированным методикам на основе стандартизованных методов, а для некоторых показателей (в определении которых согласно НТД, применяют тестовый контроль) − также тест-методов.

Перечень тест-комплектов по наименованиям согласуется, как правило, с наименованиями определяемых показателей. Ниже в таблице приведен перечень тест-комплектов для аналитического химического контроля.

Наименование тест-комплектов для аналитического химического контроля

Вспомогательное оборудование
Набор для приготовления очищенной воды для химического анализа (Набор ВХА)

Набор ВХА (приведён на рис. 3) предназначен для получения химически очищенной воды на основе ОСТ 34-70-953.2-88, используемой при аналитическом химическом контроле производственных вод.

Необходима при недостаточном качестве имеющихся на предприятии дистиллированной воды или промышленного конденсата. Использование очищенной воды предусмотрено в процессе водно-химического контроля оборудования при анализе производственных и т.п. вод на содержание аммиака, железа, кремниевой кислоты и др., выполняемом с применением портативных изделий ЗАО «Крисмас+» (лаборатории ВХЭЛ, тест-комплекты «Кремниевая кислота КВ», «Железо КВ» и др.).

Набор ВХА применяется при работах по аналитическому химическому контролю при обеспечении технологий водоподготовки, при водно-химическом контроле на теплоэнергетических предприятиях (котельных, паросиловых хозяйствах, жилищно-коммунальных предприятиях и т. п.), в водоёмких производственных технологиях и др.

Метод химической очистки воды состоит в применении различных технологий фильтрации дистиллированной воды или конденсата через ионообменные смолы и фильтрующие материалы, в результате чего поглощаются катионы, анионы, органические примеси, а также задерживаются взвешенные нерастворимые частицы.

а	б	в

Рис. 3 Набор для приготовления очищенной воды для химического анализа (Набор ВХА):
а – укладка с реагентами и материалами; б – блок ионообменных колонок; в – кондуктометр типа МАРК 603 с датчиком ДП-015 (может поставляться совместно с набором ВХА).

Имеющееся в наборе оборудование позволяет осуществить предварительную подготовку пробы воды для лабораторного анализа в соответствии с ГОСТ Р 52501-2005, в том числе механическое фильтрование, катионирование, деионизацию и др.

Может поставляться совместно с кондуктометром типа МАРК 603 с датчиком ДП-015 (контроль качества очищенной воды).

Набор посуды многофункциональный (набор МФ)

Рис. 4. Набор посуды для химического анализа многофункциональный (приведён в полной модификации – «Набор МФ»).

Набор посуды для химического анализа многофункциональный (приведён на рисунке 4) и его модификации представляет собой подборку разнообразной стеклянной и пластмассовой мерной и лабораторной посуды, типовой для любой современной лаборатории, занимающейся химическим анализом или приготовлением химических растворов. Предназначен для использования в ходе проведения химического анализа и подготовки к нему в соответствии с методиками проведения лабораторных работ: для приготовления растворов, измерения и дозирования объёмов жидкостей; построения градуировочных характеристик и шкал окрашенных имитационных растворов; титрования проб и т.п.
Использование наборов создаёт дополнительные удобства при работе с портативными лабораториями, тест-комплектами и измерительными комплектами производства ЗАО «Крисмас+».
Входящие в состав наборов посуда и оборудование применяются в соответствии с методиками анализа и других химико-аналитических работ.

Наборы посуды поставляются в 5 модификациях:
Набор МФ: наиболее полная подборка мерной и лабораторной посуды (посуда, оборудование, материалы и документация, входящие в состав наборов всех модификаций).
Набор МФ-М: подборка мерной посуды (бюретки, колбы мерные, пипетки, пробирки мерные, цилиндры мерные, шприцы-дозаторы и др.).
Набор МФ-Л: подборка лабораторной посуды (воронки, колбы конические, пробирки, склянки с метками, стаканы стеклянные объёмом до 0,5 л, бюксы, пипетки и др.).
Набор МФ-05-1: подборка мерной и лабораторной посуды вместимостью от 0,5 до 1 л (колбы мерные, стаканы стеклянные, цилиндры мерные и др.).
Набор МФ-Р: подборка мерной посуды для применения совместно с тест-комплектами и ранцевыми лабораториями.

Работами научно-производственного объединения ЗАО «Крисмас+» созданы технологии химического анализа также и других объектов и сред – воздуха, почвы, пищевых продуктов, которые успешно применяются в аналитическом химическом контроле в различных секторах энергетики, охватывая потребности в оснащении разнообразных предприятий и служб. В частности, мы производим продукцию для химического контроля газовых выбросов, почвенных вытяжек, продовольственного сырья и пищевых продуктов, а также соответствующие комплекты оборудования для профессионального высшего и среднего образования. Кроме этого, наша компания обеспечивает профессиональную информационную, консультационную, методологическую и сервисную поддержку потребителей продукции и клиентов. Подробнее информацию о продукции и услугах см. на интернет-сайте компании.

1. РД 24.032.01 Нормы качества питательной воды и пара, организация водно-химического режима и химического контроля паровых стационарных котлов-утилизаторов и энерготехнологических котлов; РД 24.031.120 Нормы качества сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов, организация водно-химического режима и химического контроля.
2. Направления развития технологий аналитического химического контроля при водоподготовке и эксплуатации котлового оборудования» Муравьёв А.Г. канд. хим. наук, директор производственно-лабораторного комплекса ЗАО «Крисмас+.
3. К вопросу установления сроков службы, сроков годности и гарантийных сроков для портативного оборудования производства ЗАО «Крисмас+. Муравьёв А.Г. канд. хим. наук, директор производственно-лабораторного комплекса ЗАО «Крисмас+».
4. 1. Руководство по анализу воды. Питьевая и природная вода, почвенные вытяжки / под ред. канд. хим. наук А. Г. Муравьёва. — 5-е изд., перераб. и доп. — СПб. : «Крисмас+», 2021. — 360 с., илл. ISBN 978-5-89495-268-0.
5. Электронный каталог продукции компании «КРИСМАС».
6. Руководство по аналитическому химическому контролю при водоподготовке и эксплуатации котлового оборудования/ под ред. к.х.н. А.Г.Муравьёва. - СПб.: «Крисмас+», 2023.-344 с., илл. ISBN 978-5-89495-280-2.
7. Водно-химическая экспресс-лаборатория (ВХЭЛ) : руководство по применению РП 203-82182574-2023 / А. Г. Муравьёв, И. В. Субботина, Н. А. Осадчая и др. / под ред. канд. хим. наук А. Г. Муравьёва. — Санкт-Петербург : Крисмас+, 2023. — 224 c. ISBN 978-5-89495-285-7.

+7 (800) 302-92-25 (звонок по России бесплатный)
+7 (812) 575-54-07
+7 (812) 575-50-81
+7 (812) 575-55-43
+7 (812) 575-57-91
E-mail: info@christmas-plus.ru

Подписывайтесь на наш канал в Ютюбе!
Вы всегда будете в курсе наших последних новостей и сможете наглядно познакомиться с нашей продукцией.