Ketelvoedingswater

De de vier Schotse ketels van Werkspoor van het ir. D.F. Woudagemaal bevatten ieder 25 m3 water.

Dit water wordt in de voorbereidingsperiode van het opstoken in de ketels gepompt die in bedrijf zullen worden gesteld. Het water dat hiervoor gebruikt wordt is het normale oppervlaktewater (dus: boezemwater) dat via een zuigbuis omhoog gepompt wordt, via de waterbakken naar de ketels.
Dit water bevat opgeloste zouten en andere natuurlijke bestanddelen, die bij verdamping gedeeltelijk als ketelsteen op de ketelwanden neerslaan, of zich in de vorm van slik, ook wel slib genoemd, onderin de ketel verzamelen. Slik kan voor een belangrijk deel via de spuileidingen worden verwijderd, eventueel ketelsteen wordt op gezette tijden tijdens onderhoudsessies mechanisch verwijderd. In het ir. D.F. Woudagemaal worden de ketels na kort gebruikt weer gespuid en leeggezet.

Het water dat voor stoomvorming gebruikt gaat worden, moet zo zuiver mogelijk zijn, zodat de ketelwanden niet aankorsten, want dat is onvoordelig voor de warmteafgifte.
Bij 1 mm dikte van de ketelsteen neemt het brandstofverbruik ca. 10% toe, bij 10 mm dikte zelfs 100%!

Het boezemwater is, chemisch gezien, niet zuiver: er zijn tal van verbindingen in opgenomen. Van deze stoffen zijn de zuren en de zuurstof schadelijk, omdat ze de ketelwanden aantasten. Dat is ook met chlorideverbindingen het geval als die ontleed wordt en zo zoutzuur gaat vormen. De hardheid van het gebruikte water speelt hierbij eveneens een rol: als het water meer dan 6 of 7 hardheidsgraden bezit, is het aan te bevelen om het water, bedoeld voor stoomvorming in de stoomketels, eerst te reinigen.

Voedingswater kan voor een stoominstallatie op verschillende manieren gereinigd worden, varierend van een mechanische aanpak, een verhoging van de temperatuur of thermisch-chemisch, verdamping en condensatie tot een scheikundige reiniging.
De laatste variant wordt in het stoombedrijf het meest toegepast.

Voedingswaterbak onder de filterinstallatie

Om de afzetting van ketelsteen in het ketelsysteem zoveel mogelijk te voorkomen, worden er dat geval aan het water chemische middelen toegevoegd. Hiervoor wordt o.a. caustic soda gebruikt. Het water moet dus worden onthard.

De scheikundige verbinding NaOH staat voor de algemene benaming natriumhydroxide . De oplossing van natriumhydroxide in water heet natronloog. Dit is de verschijningsvorm waarin het product het meest gebruikt wordt. De vaste stof (korrels, schilfers, vlokken, parels) die je verkrijgt door het indampen van de loog wordt bijtende of caustic soda of bijtende soda genoemd.
De Egyptenaren verstonden reeds de kunst om uit soda (natriumcarbonaat) en kalk natronloog te bereiden en aldus zeep te vervaardigen. Hun methode werd later ook in Europa toegepast zonder dat onze voorouders de eigenlijke aard van de chemische reacties kenden. In de 18de eeuw slaagde de Schotse chemicus Black erin de bereidingswijze te verklaren.

(afbeelding: Wikipedia)

Sinds 1880 wordt natronloog op grote schaal geproduceerd door middel van elektrolytische ontleding van pekel. De industriële productie van één ton chloor gaat gepaard met de productie van 1,1 ton natriumhydroxide (gerekend als 100 % NaOH).
In 2008 werd in Europa alleen al meer dan 11 miljoen ton natriumhydroxide (gerekend als 100 % NaOH) geproduceerd voor uiteenlopende toepassingen.

Natriumhydroxide (caustische soda of bijtende soda), formule NaOH, is een witte, hygroscopische stof met een smeltpunt van 319 °C en een dichtheid van 2,13 g/cm3. De stof lost onder grote warmteontwikkeling in water op tot natronloog. Het is een sterke base en verdringt zwakkere basen uit hun zouten.

Natriumhydroxide reageert met kooldioxide uit de lucht tot natriumcarbonaat en moet daarom in een afgesloten verpakking worden bewaard.

Ook in het Woudagemaal wordt de chemische samenstelling van het terugkerende water uit de condensors en olieafscheiders, dat via het gevormde substraat in de persfilters , dat in principe gedestilleerd water is, in voedingswaterbakken gereguleerd, waarna het door de pompen in de ketels mag terugkeren om opnieuw in stoom te worden omgezet.

Ketelvoedingswater - Algemeen
(samenvatting uit:
"Stoom", uitgave: Krachtwerktuigen Amersfoort/Groningen, 1929 en 1942
"Het Stoombedrijf", door Nanno A. Imelman. Kluwer, Deventer 1932)