Домой Регистрация
Приветствуем вас, Гость



Форма входа

Население


Вступайте в нашу группу Вконтакте! :)




ПОИСК


Опросник
Используете ли вы афоризмы и цитаты в своей речи?
Проголосовало 514 человек


Деаэрация воды что это такое


Что такое деаэрация воды? Для чего предназначена?

Растворимые в воде газы необходимо удалять, поскольку они приводят к коррозии стенок котла, преждевременному износу, а иногда и к аварии. Растворенные газы (О2, СО2) и воздух удаляют из воды деаэрацией. Известно несколько ее способов: термический, химический, электромагнитный, высокочастотный и ультразвуковой. Три последние еще недостаточно освоены и в котельных с паровым и водогрейными котлами наибольшее распространение получил термический.

Растворение в воде газов уменьшается с повышением температуры и совсем прекращается при достижении температуры кипения, когда растворенные газы полностью удаляются из воды.

Существуют несколько типов термических деаэраторов, но в котельных с паровыми котлами применяются смешанные атмосферного типа (ДСА).

Такой деаэратор состоит из вертикальной цилиндрической колонки Æ1-2 м и высотой 1,5-2 м, установленной на горизонтальном цилиндрическом баке, предназначенном для сохранения запаса деаэрованной воды.

Рис. 13. Схема струйного деаэратора:

1- колонка

2- бак-аккумулятор

3- водоуказательное стекло

4- манометр

5- гидрозатвор

6- распределительное устройство

7- тарелка

8- тарелка

9- распределитель пара

10- вентиль

11- охладитель испарения

12- регулятор

Рис. 14. Смешивающий деаэратор струйного типа:

1- гидравлический затвор

2- термометр

3- подвод конденсата

4- регулятор питания

Рис. 15. Схема барботажного деаэратора:

1- корпус деаэратора

2- перегородки

3- подвод основного греющего пара

4- пар от сепаратора беспрерывной продувки

5- подвод воды от рециркуляционного трубо-провода экономайзера

6- подвод конденсата от пароводяных подо-гревателей

7- распределительный коллектор.

Из паровых котлов в нижнюю часть деаэрационной колонки через парораспределительную камеру подается пар с давлением 0,2-0,3 кгс/см2 и , поднимаясь вверх, подогревает воду до температуры кипения (102-104оС). При этом из воды выделяется кислород и углекислый газ и вместе с остатками несконденсированного пара через трубопровод испарения выбрасываются в атмосферу, деаэрованная вода поступает в бак. Из бака деаэрованная вода забирается питательным насосом для питания паровых котлов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 2

Средства индивидуальной защиты органов дыхания, зрения, слуха, головы и рук.

Респиратор, наушники, очки, каска, асбестовые рукавицы.

БИЛЕТ №-4

1. Принципиальная тепловая схема котельной. Назначение элементов схемы.

2. Назначение, устройство, принцип действия работы много-секционного центробежного насоса.

3. Какая табличка, согласно Правил, вывешивается на передней стенке котла?

4. Аварийная остановка котла при забросе воды в паропровод (определение заброса воды, последовательность операций).

5. Меры безопасности при эксплуатации котлов на жидком топливе.

6. Порядок выдачи, использования и хранения спецодежды, спецобуви и предохранительных приспособлений.

Ответ:

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 3

Современная котельная установка представляет собой сложное техническое сооружение (см.рис.5). Она состоит из котельного агрегата и вспомогательного котельного оборудования, размещенного в помещении котельной или вне ее границ и предназначенного для производства пара с необходимыми параметрами или для приготовления горячей воды, или того и другого одновременно.

В состав котельного агрегата входят: паровой (водогрейный) котел, топка, пароводяной подогреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель, обмуровка, каркас с лестницами и площадками, а так же арматура и гарнитура.

К вспомогательному оборудованию относятся: тягодутьевые и питающие устройства, оборудование водоподготовки, топливоподачи, а также контрольно-измерительные приборы и системы автоматизации.

Паровой котел – это устройство, в котором для получения пара или нагревания воды с давлением, выше атмосферного, используемых за пределами устройства, применяется тепло, выделяемое при сжигании топлива, а также тепло отходящих газов.

Водогрейный котел - это устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для нагревания воды, находящейся под давлением выше атмосферного и используемой в качестве теплоносителя вне самого устройства.

Топка – предназначена для сжигания в ней топлива и передачи полученного при этом тепла теплоносителю, который нагревается, через поверхности нагрева, покрывающие топку. Из топки продукты сгорания поступают в газоходы котла, где происходит дальнейший теплообмен между дымовыми газами и теплоносителем, который нагревается и проходит через конвективную поверхность нагрева.

Пароводяной подогреватель - паровой котел, в барабане которого размещено устройство для нагревания воды, используемой вне самого котла, а также паровой котел, в естественную циркуляцию которого включен отдельно стоящий бойлер.

Водяной экономайзер – это устройство, предназначенное для подогрева питательной воды уходящими продуктами сгорания, которые для лучшего теплообмена двигаются сверху вниз, а вода – снизу вверх.

Воздухоподогреватель – это устройство, обогреваемое продуктами сгорания топлива и предназначенное для подогрева воздуха, поступающего в топку на горение.

Обмуровка – это внешнее защитное ограждение котла, которое отделяет топочную камеру и газоходы котлоагрегата от окружающего воздуха.

Каркасом – называют металлическую конструкцию, предназначенную для установки на ней барабанов и поддержания всех поверхностей нагрева, обмуровки, площадок, лестниц и других деталей и конструкций котла.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 4

Многоступенчатый секционный центробежный насос для котлов ДКВР и ДЕ используют в качестве питательных насосов.

Тип насосов: ЦНСГ-38-(44-220) (2-10ст); ЦНСГ1-60-(66-330) (2-10ст.), где Ц- центробежный, Н- насос, С- секционный, Г- горячей воды, 38(60)- производительность насоса, м3/час, 44(330)-напор, создаваемый насосом, мм.вод.ст.

На центробежных насосах устанавливается следующая арматура и КИП:

- всасывающая линия – задвижка (вентиль), термометр, мановакууметр

- нагнетательная линия – обратный клапан, задвижка (вентиль), манометр.

Принцип действия центробежного насоса: при вращении рабочего колеса жидкость, залитая в насос перед его пуском, закручивается лопатками, под действием центробежной силы двигается от центра к его периферии вдоль лопаток и подается через спиральную камеру в нагнетательный патрубок. Поэтому на входе в колесо, где всасывающий патрубок присоединенный к корпусу, создается разрежение, под действием которого вода подсасывается в насос. Рабочее колесо, которое вращается, подхватывает жидкость и выбрасывает ее в нагнетательный патрубок. таким образом устанавливается беспрерывное движение жидкости.

Эксплуатация центробежных насосов:

Подготовка к пуску:

- проверить и убедиться в надежности крепления насоса к фундаменту, наличии и закреплении кожуха муфты, отсутствии посторонних предметов, наличии заземления;

- проверить наличие и уровень масла в масляной ванне (смазки в подшипниках);

- проверить состояние сальников;

- проверить от руки легкость вращения ротора насоса (ЦНСГ – положение риски);

- кратковременным включение электродвигателя убедится в правильном вращении вала.

Пуск насоса:

- заполнить насос водой (открыть арматуру на всасывающей линии);

- закрыть арматуру на напорной линии;

- включить электродвигатель;

- через 40-50 сек задвижкой (вентилем) на напорном трубопроводе установить необходимое давление (по манометру).

Работа насоса:

- периодически проверять показания манометра;

- периодически проверять температуру подшипников, которая не должна превышать 60-70оС;

- периодически проверять смазку подшипников;

- следить за состоянием сальников (прокапывание- 15-20 капель/мин.);

- следить за состоянием соединительной муфты;

- в насосах ЦНСГ следить за водой в линии разгрузки и охлаждения подшипников.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 5

Машинисты паровых и водогрейных котлоагрегатов и другие лица, занятые обслуживанием котлоагрегатов, обязаны соблюдать следующие меры безопасности:

а) перед заступлением на смену необходимо надевать производственную одежду (комбинезон, головной убор и ботинки). Работать в котельной в одежде с короткими рукавами, без головного убора и в тапочках или босоножках запрещается. Руки машинистов и других лиц, занятых по обслуживанию котлоагрегатов, должны быть защищены толстыми, но эластичными брезентовыми рукавицами. Производить работы у котлоагрегатов без рукавиц не разрешается. Инструмент машиниста должен быть исправным и иметь свое постоянное место нахождения; черенки лопат (при ручной загрузке топлива) должны быть изготовлены из дерева твердой породы, без сучков и не иметь шероховатостей на поверхности. При чистке топок и шуровке машинист обязан надевать защитные очки с цветными фильтрами, предохраняющими глаза от яркости пламени и высокой температуры;

б) ввиду того, что обслуживающий персонал котлоагрегатов по роду своей работы связан непосредственно со сложным оборудованием, имеющим высокую температуру и работающим под давлением, а также с электрическим оборудованием, малейшая неисправность которого и неумелое обслуживание его могут при вести к аварии по всем видам работ (при растопке котлоагрегата, работе котлоагрегата, продувке котла, обдувке его, остановке котлоагрегата, аварийной остановке), должны быть специальные инструкции применительно к условиям данной котельной. Знание этих инструкций обязательно для машинистов и других лиц. Инструкции должны быть выданы всему персоналу и вывешены в котельной на видном месте.

Помещение котельной должно быть всегда чистым, не загроможденным. Загроможденность топливом, верстаками и другими предметами запрещается, потому что они будут затруднять надзор за действующим оборудованием и не будет доступа к обслуживаемым объектам, что даже при незначительной аварии может привести к травмам. Выходные двери котельного помещения во время работы котлов запирать на замок или крючок запрещается. Они должны свободно открываться нажатием руки наружу;

в) средства связи с администрацией котельной (телефон или другое), с помощью которых в экстренных случаях можно вызвать представителя администрации, следует содержать ПОСТОЯННО в исправности, также в постоя исправности необходимо содержать аварийное освещение;

г) контрольно-измерительные приборы (водоуказательные стекла, манометры, предохранительные клапаны), питательная, продувная, спускная и парозапорная арматура, а также весь котлоагрегат и вспомогательное оборудование (питательные и другие насосы) должны быть хорошо освещены. Причем рабочие места ДОЛЖНЫ быть освещены лампами с током напряжением 12—З6 В, получаемым от понижающих трансформаторов все трубопроводы пара или горячей воды, проложены в местах, где может соприкасаться с ними обслуживающий персонал, обязательно ДОЛЖНЫ быть покрыты изоляционным слоем, не допускающим ожога. Доступ к движущимся и вращающимся механизмам в котельной во время их работы должен быть прегражден. Ограждение следует выполнять из сеток с ячейками 25х25 мм или из листовой стали. Укреплять их нужно на шарнирах и запирать на замок. Запрещается даже кратковременная работа без предохранительного ограждения или при неудовлетворительном его закреплении. Ленточные конвейеры ограждают перилами.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 6

БИЛЕТ №-5

1. Дать общее определение котла и его основных элементов. Гарнитура котла.

2. Назначение, устройство теплообменного аппарата.

3. На какие паровые и водогрейные котлы, экономайзеры, пароперегреватели распространяются Правила Госгортехнадзора?

4. Аварийная остановка котла при упуске воды из котла (последовательность операций).

5. Основные требования к рабочему месту машиниста котельной.

6. Требования к изоляции горячих поверхностей оборудования, паропроводов, трубопроводов.

Ответ:

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 7

Котлы ДКВР (двухбарабанный котел вертикально-водотрубный реконструированный) предназначены для производства насыщенного и перегретого пара. Они реконструированы из котлов ДКВ и в отличие от них имеют меньшие габариты, но прежнюю паропроизводительность.

Котлы ДКВР выпускались Бийским котельным заводом (Алтайский край) следующих типоразмеров

ДКВР-2,5-13; ДКВР-4-13;

ДКВР-4-13(250); ДКВР-6,5-13;

ДКВР-6,5-13(250); ДКВР-6,5-23

ДКВР-6,5-23(25О); ДКВР-10-13;

ДКВР-10-13(25О); ДКВР-10-23;

ДКВР-10-23(370); ДКВР-20-13;

ДКВР-20-13(250); ДКВР-20-23.

Котлы ДКВР-(2,5; 4; 6,5)-13 имеют аналогичное строение и отлича ются только размерами.

Они состоят из продольно размещенных верхнего и нижнего барабанов, соединенных рядами кипятильных труб, образовывающих конвективную поверхность нагрева. На уровне нижнего барабана установлены боковые коллекторы, от которых идут перепускные трубы к этому барабану. Верхний барабан с боковыми коллекторами соединяется в районе топки экранными трубами, а в передней части —опускными.

В котлах устанавливаются две шамотные перегородки, образующие топку котла и камеру догорания, а чугунная перегородка делит пространство конвективного пучка труб на два газохода — первый и второй. Перегородки выполнены таким образом, что продукты сгорания омывают трубы конвективного пучка поперечным потоком, что дает возможность эффективнее использовать тепло. В котлах с пароперегревателем последний размещается в первом газоходе после второго или третьего ряда кипятильных труб. Часть их для размещения пароперегревателя не устанавливается. Внутри верхнего барабана размещено сепарационное устройство, две распределительных трубы пита тельной воды (в котлах 2,5 т/час — одна).

В верхней части верхнего барабана установлен штуцер крепления двухрычажного предохранительного клапана, главный пароотводящий штуцер, штуцера подвода питательной воды, штуцер подвода фосфатов и другие вспомогательные штуцера.

В переднюю часть верхнего барабана вварены две трубы Ду -70 мм в паровое и водяное пространство, на которых установлены водоуказательные приборы, манометр и уровнемерная колонка.

В нижнем барабане размещена труба подогрева котла паром от других котлов, штуцер продувки и выпуска воды при ремонте котла. Бес прерывная продувка может производиться из верхнего или нижнего барабанов.

Боковые коллекторы со штуцерами периодической продувки.

Циркуляция воды в котлах естественная.

Примечание: циркуляцию воды и конструкцию котла ДКВР-10-13 см. в билете №-1, вопрос №-1.

В гарнитуру котла входят устройства, установленные на стенах топки и газоходов, которые обеспечивают возможность наблюдения за топкой и поверхностями нагрева во время работы котла, облегчают проникновение во внутрь котла и про ведение ремонта, т. е. облегчают обслуживание котла. Это лазы, различного назначения лючки, гляделки, взрывные клапаны и др.

Лазы или лазовые затворы (рис.17, а) устанавливают в обмуровке топки и газоходов для обеспечения проникновения людей и подачи материалов и инструмента при внутренних осмотрах и при ремонте котла. Они изготавливаются преимущественно круглого сечения с внутренним проходом 450— 500 мм.

Лазы (как и лючки) состоят из корпуса 1, вмонтированного в обмуровку 6 или крепящегося к раме каркаса, и крышки 3, закрываемой с помощью затворов 2. Крышка крепится к корпусу на петлях 5. Для уменьшения разогрева крышки она изнутри покрывается обмуровкой 6.

Лючки (рис. 17, б) предназначены для ввода в газоходы измерительной и диагностической аппаратуры, инструмента и приспособлений, используемых при ремонте и эксплуатации котла. Они меньше лазов, их проходное сечение и форма определяются назначением.

Гляделки (рис. 17, в, г) устанавливают преимущественно в топке и в зоне пароперегревателя. Они позволяют осуществлять визуальное наблюдение за протеканием процесса горения, за состоянием внутренней поверхности топки и поверхностей нагрева на выходе из топки. Они используются также для проведения измерений во время испытаний котла.

При работе котла под наддувом как гляделки, так и лючки снабжаются устройством обдувки 8 и уплотнительными затворами 7.

Рис. 17. Гарнитура котла:

а- лаз, б- лючок,

в, г- гляделки котла под наддувом без затвора и с затвором,;

1- корпус

2- затворы

3- крышка

4,6- обмуровка лаза и котла

5- петля

7- затвор

8- воздушная камера

9- стекло.

Взрывные клапаны устанавливаются на боковых и потолочных стенах топки и газоходов с целью устранения или уменьшения разрушений обмуровки и обшивки при хлопках и взрывах в топочной камере. При установке на боковых стенах под водящие газоходы располагают под углом не менее 45°, чтобы исключить отложения золы. Наиболее распространены круглые взрывные клапаны диаметром 450 мм.

Взрывной клапан выполняется в виде горизонтально или наклонно расположенного затвора, имеющего с металлическим корпусом подводящего газохода шарнирную связь. При хлопке затвор открывается, выпуская газы и снижая давление в топке, после чего он возвращается в исходное положение. На вновь вводимых мощных котлах взрывные клапаны не устанавливают.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 8

Теплообменники пластинчатые разборные предназначены для теплообмена между различными жидкостями, а также между жидкостью и паром. Применяются в роли холодильников, подогревателей, конденсаторов в различных областях промышленности.

Они предназначены для работы при из6ыточном давлении до 10 кгс/см2 (1,0 МПа) и температуре рабочей среды от -30 до +180°.

Собираются теплообменники из унифицированных сборных единиц и деталей и могут иметь поверхность теплообмена от 3 до 800 м2.

Аппарат состоит из тонких штампованных пластин с нержавеющей стали с гофрированной поверхностью набранных на раму консольного типа.

Рама состоит из неподвижной плиты с закрепленными штангами прижимной плиты и стяжных болтов.

Пластины набираются на раму так, чтобы одна относительно другой была повернута на 180о, причем резиновые прокладки повернуты в сторону прижимной плиты.

Пустота между соседними пластинами является каналом для прохода теплоносителя группа пластин образовывающих систему каналов, в которых рабочая среда движется только в одном направлении, составляет пакет.

Один или несколько пакетов, зажатых между неподвижной и прижимной плитами, называются секцией. По углам пластин есть отверстия, которые образовывают в собранной секции распределительные коллекторы для теплоносителя. Уплотнение пластин между собой осуществляется по уплотняющему пазу резиновой прокладкой.

По щелевым каналам из соответствующих коллекторов по одну сторону каждой пластины движется горячий теплоноситель, по вторую — холодный. Теплоносители движутся противотоком.

За счет гофрированной поверхности пластин поток жидкости усиленно завихревается. Усиленная турбулизация и тонкий пласт жидкости дают возможность получить высокий коэффициент теплопередачи при сравнительно маленьких гидравлических сопротивлениях.

При появлении на поверхности пластин различных загрязнений аппарат можно легко и быстро разобрать, почистить и снова запустить в работу.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 9

Правила распространяются на:

а) паровые котлы, в том числе котлы-бойлеры, а также автономные пароперегреватели и экономайзеры;

б) водогрейные и пароводогрейные котлы;

в) энерготехнологические котлы: паровые и водогрейные, в том числе содорегенерационные котлы (СРК);

г) котлы-утилизаторы (паровые и водогрейные);

д) котлы передвижных и транспортабельных установок и энергопоездов;

е) котлы паровые и жидкостные, работающие с высокотемпературными органическими теплоносителями (ВОТ);

ж) трубопроводы пара и горячей воды в пределах котла.

Аварийная остановка котла при упуске воды из котла (последовательность операций).

Основные требования к рабочему месту машиниста котельной.

Помещение котельной должно быть всегда чистым, не загроможденным. Загроможденность топливом, верстаками и другими предметами запрещается, потому что они будут затруднять надзор за действующим оборудованием и не будет доступа к обслуживаемым объектам, что даже при незначительной аварии может привести к травмам. Выходные двери котельного помещения во время работы котлов запирать на замок или крючок запрещается. Они должны свободно открываться нажатием руки наружу.

Рабочие места ДОЛЖНЫ быть освещены лампами с током напряжением 12—З6 В, получаемым от понижающих трансформаторов все трубопроводы пара или горячей воды, проложены в местах, где может соприкасаться с ними обслуживающий персонал, обязательно ДОЛЖНЫ быть покрыты изоляционным слоем, не допускающим ожога.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Деаэраторы воды: процесс деаэрации, очистка питательной воды

Деаэратор — это устройство, которое предназначенное для деаэрации (удаления газов) какой-либо жидкости — чаще всего, под этим подразумевается деаэратор питательной воды или подпиточной воды в различных системах отопления.

В этой статье мы рассмотрим, для чего нужна данная система, какие задачи она выполняет и какие виды агрегатов существуют.

Содержание

Для чего нужен деаэратор?

Как уже говорилось выше, задача данного устройства — удалять растворенные в жидкости газы.

Необходимость удаления газообразований из жидкости связана с тем, что растворенные в воде газы, такие, как кислород и углекислый газ, существенно ускоряют процесс коррозии элементов отопительной системы.

Наличие в воде кислорода ведет к коррозии, углекислый газ усиливает коррозионное действие кислорода и, помимо этого, углекислота обладает собственным коррозионным эффектом.

За счет удаления этих газов из воды достигается существенное повышение срока службы как отдельных узлов конструкции, так и всей отопительной системы в целом.

Стоит учитывать, что для оснащения отопительной системы деаэратором необходима достаточно сложная подготовка проекта устройства и использование современного оборудования.

Процесс очистки питательной воды

Процесс может проводиться с помощью различных способов.

Среди них можно назвать наиболее распространенные:

Во всех трех случаях принцип разделения воды и растворенных в ней газов основан на разрыве связей между молекулами воды — они рвутся в самых непрочных местах, то есть там, где в воде расположены пузырьки и молекулы растворенных в ней газообразований.

Соответственно, газы высвобождаются из жидкости, и она оказывается подготовленной к дальнейшему применению.

Существует также химическая деаэрация —  целью являются молекулы веществ, которые будут разлагаться с выделением газов на дальнейших фазах технологического цикла; в качестве примера можно назвать гидрокарбонат натрия.

Котел электрический тоже бывает комбинированный. Это позволяет ему быть не таким уж и зависимым от электричества.

Как подключить электрический котел читайте статью здесь.

Термическая деаэрация — наиболее распространенный способ, поскольку такие устройства наиболее просты в изготовлении и использовании, а также имеют сравнительно низкую цену и подходят для большого количества отопительных систем.

Давайте рассмотрим подробнее деаэраторы, использующие этот принцип.

Термические системы

Термические деаэраторы различаются по давлению в рабочей камере на:

Вакуумные применяются для деаэрации подпиточной воды и для химической подготовки воды. Они могут работать без пара, но им необходим эжектор и толстые стенки.

Атмосферные деаэраторы — для обработки питательной воды испарителей и добавочной воды ТЭС. Для таких деаэраторов не нужны толстые стенки — смесь воздуха и пара удаляется из них сама по себе.

Системы повышенного давления — для обработки питательной воды котлов с давлением пара от 9,8 МПа. Их стенки существенно толще, однако использование их в схеме ТЭС вполне оправдано.

Виды деаэраторов

Рассмотрим, какие существуют основные термических деаэраторов. Нас интересует способ создания контакта воды и воздуха (вакуума).

По этому признаку можно выделить:

В пленочных и струйных конструкциях главный элемент — колонка, по которой воды стекает в резервуар, а пар поднимается вверх, попутно осаждаясь на воде.

Колонка может быть выполнена в одном корпусе с резервуаром либо иметь вид цилиндра, который стыкуется с резервуаром. Сверху расположен водораспределитель, в нижней части — распределитель пара.

Зона деаэрации находится между ними, от плотности орошения этой зоны зависит производительность деаэратора.

В зависимости от типа отопления и места изготовления котлы имеют разную маркировку, например, МЗК.

О котлах марки КП читайте тут.

Пленочные деаэраторы используют для разделения водного потока пленки, которые обволакивают насадку-заполнитель — по ней вода и стекает в низ. Насадка может быть упорядоченной, либо неупорядоченной.

В первом случае она исполняется из наклонных, вертикальных или зигзагообразных листов либо из колец, концентрических цилиндров и тому подобных элементов, тогда насадка обеспечивает возможность работы с высокой плотностью орошения при относительно высокой температуре воды, однако поток будет распределяться неравномерно.

Неупорядоченная насадка — элементы определенной формы произвольно засыпаются в часть колонки, при этом коэффициент массоотдачи будет выше, деаэратор будет менее чувствителен к загрязнению и жесткости воды, но более чувствителен к перегрузке.

Струйные системы подразумевают прохождение водой активной зоны в виде струй, для их создания используются отверстия. Такие устройства имеют низкое паровое сопротивление и простую конструкцию, однако их производительность не слишком высока, а колонки необходимо выполнять высокими — вплоть до 4 метров и более, что повышает расход материалов и сложность ремонта.

Барботажные деаэраторы подразумевают дробление парового потока, вводимого в слой воды, на пузыри, что позволяет достичь компактности при высокой производительности.

Вода перегревается относительно температуры насыщения, при этом величина перегрева определяется таким параметром, как уровень воды и высота водяного столба. Увлекаемая вверх пузырьками пара вода вскипает, за счет чего из нее удаляются газы, а также разлагаются бикарбонаты.

Жидкотопливные котлы – это вид отопительных устройств, характеризующийся высокой эффективностью.

О правильной эксплуатации водогрейных котлов читайте здесь.

Эффективность деаэрации достигается как значительной поверхностью контакта фаз, так и интенсивной турбулизацией жидкости, но при уменьшении удельного расхода пара эффективность падает.

Мы рассмотрели, для чего необходим механизм деаэрации, как работают и каковы особенности применения этих конструктивных реализаций, их преимущества и недостатки.

Применение деаэраторов является обязательным, потому что отопительная система должна иметь долгий срок службы, быть эффективной и отвечать всем, предъявляемым к ней, требованиям.

Деаэратор в котельной: что это такое, принцип работы атмосферных и вакуумных

Деаэратор это устройство позволяющее исключать из состава воды растворенный кислород, а также диоксид углерода. Эти элементы активно способствуют коррозийным реакциям, происходящим на стальных поверхностях.

Подобное оборудование устанавливается на тепло и атомных электростанциях для приведения к заданным параметрам питательной воды, которая используется в генераторах пара. В теплосетях такие установки применяют на котельных, для снижения содержания газов в подпиточной воде.

Что такое деаэрация

Для котельных, обслуживающих теплосети, деаэрация воды является подготовительным процессом. Это мероприятие позволяет обезопасить теплоноситель, исключая из его состава вредоносные компоненты, которые снижают срок службы оборудования.

Деаэраторы предусматривают три группы очистки:

  1. К первой группе относят термические аппараты, они выделяют из воды избыток газов посредством ее нагрева.
  2. Ко второй - можно отнести устройства с химическим способом очистки. Здесь избыток газов выводится при помощи определенных реагентов.
  3. Третья группа – сталестружечная, она эффективна для небольших тепло установок, производительность которых составляет не более 2-х тонн в час. Принцип работы таких приспособлений предполагает использование химической реакции с применением металлической стружки, которая поглощает кислород при окислении.

В некоторых случаях термической деаэрации оказывается недостаточно для преобразования подпитывающей воды в безопасный теплоноситель. По этой причине возникает необходимость применения химических реагентов, способствующих приведению насыщенности растворенных газов к допустимой пропорции.

Что представляет собой деаэратор

Конструкции газовых котлов, осуществляющих подогрев воды для отопительных систем, состоят (большей частью) из стальных элементов. Основным теплоносителем для данных систем отопления служит обычная вода, содержащая излишки кислорода, а также углекислого газа. Такое сочетание составляет для стальной поверхности агрессивную среду, приводящую к коррозии металла с выделением ржавчины, что существенно сокращает сроки эксплуатации.

Обеспечить безопасность металлических конструкций от преждевременного разрушения и засорения, позволяет специальное оборудование, способное снизить концентрацию активных газов. Данные установки называют деаэраторами, которые устанавливают в котельных с целью сбора и обработки подпиточной воды, используемой в системе отопления.

Назначение

При помощи деаэратора создается необходимый запас подготовленной воды, способной обеспечить безопасный режим работы для нагревательных агрегатов системы отопления. Однако, прежде чем попасть в накопительную емкость, обычная водопроводная вода проходит сложный подготовительный процесс, позволяющий исключить из ее состава агрессивные составляющие.

Таким образом, для колов, работающих по различным принципам действия, необходимо устанавливать оборудование, обеспечивающее безопасность теплоносителя в соответствующих режимах работы.

По принципу действия все установки разделяют на две группы. К первой относятся атмосферные деаэраторы способные работать как на воде, так и на пару. Вторые – вакуумные способные обслуживать исключительно паровые агрегаты. Устройство двухступенчатого типа характерно для всех типов деаэраторов.

Здесь воду, которая поступает в деаэратор, пропускают через специальные мембраны, там она освобождается от примесей. Далее вода попадает в резервуар для сочетания с химическим составом, исключающим дальнейшие соединения теплоносителя с вредоносными элементами.

Принцип работы деаэратора

Газы, содержащиеся в жидкостях, могут принимать разнообразные формы.

Различают три основных состояния, позволяющих удерживать активные газы в воде:

На первой стадии процесса деаэрации вода подается в подогреватель, а затем проходит через фильтры, осуществляющие химическую очистку. Следующей на пути воды находится деаэрационная колонна, специально предусмотренную в деаэраторе для высвобождения газов. На последнем этапе подпиточный насос переправляет очищенную воду в накопительный резервуар, откуда она подается в систему.

В двух словах принцип работы деаэратора выглядит, как кипячение воды при помощи пара, с целью высвобождения избыточного содержания газов.

Все же этого недостаточно для полного высвобождения активных составляющих теплоносителя. Поэтому на следующем этапе очистки применяют различные реагенты, способные связывать кислород. Для разогретого теплоносителя хорошо подходит сульфит натрия, реакция которого усиливается в данных условиях.

В некоторых случаях для ускорения реакции используют различные катализаторы. Контакт воды с металлической стружкой обеспечивает высвобождение излишних молекул кислорода, в результате окисления стружка превращается в ржавчину.

Виды деаэраторов

Деаэраторы подразделяются по типу конструкции на:

  1. Деаэратор тарельчатого типа.
  2. Распылительного типа.

По давлению:

  1. Атмосферные.
  2. Вакуумные.
  3. Повышенного давления

По распылению воды:

  1. Струйные.
  2. Пленочные.
  3. Капельные.
  4. Барботажные.
  5. Комбинированные

И по способу теплообмена подразделяются на:

  1. Деаэраторы перегретой воды.
  2. Смесительные.
  3. Поверхностные

Почему деаэратор обязательное условие котельной.

Наличие газообразных примесей и нерастворимых элементов в составе воды, используемой в системе отопления, чревато опасными последствиями. Среди прочего может произойти кавитация насоса, что закончится гидравлическим ударом, представляющим угрозу для целостности системы.

Отказ насосов, так же как и разрыв в трубопроводной системе, станет причиной остановки на незапланированный ремонт. В зависимости от мощности и режима работы котла устанавливают систему деаэрации, способную обеспечить безопасный режим работы.

Деаэрация в разных системах отопления

Система высокого давления

Данную систему используют в котлах, которые обладают высокой мощностью подачи. Они способны генерировать большое количество концентрированного пара, обеспечивая заданный температурный режим в действующей центральной системе отопления, концентрация которого передается под постоянным высоким давлением.

Регламентированное давление в этих условиях составляет от 0,6 мПа и выше. Данный деаэратор в котельной высокого давления обладает термическими свойствами, что позволяет выделяться газообразным примесям при нагреве теплоносителя. Защитой от избыточного давления деаэратора служат гидрозатворы, которые обязательно устанавливают в указанных устройствах.

Система низкого давления

Для подобных систем используются установки атмосферного или вертикального типа, которые дополнительно имеют барботажный бак, способный обеспечивать прохождение охладителя выпара для деаэратора. В основном корпусе такой установки добавляют в очищаемую воду реагент, необходимый для химической реакции.

Далее ее пропускают через мембраны, а также специальные тарелки, где происходит очищение воды от различных примесей. Для водогрейных котельных, подающих в систему горячую воду, устанавливают вакуумный деаэратор, его принцип работы позволяет принудительно извлекать избыточные газы.

Нарушения в работе деаэраторов

Использование деаэраторов для различных систем отопления сопровождается систематическими пробами состава теплоносителя и регистрацией показаний датчиков давления, а также термометров, которые отмечаются в эксплуатационном журнале.

К сбоям в работе установки могут привести следующие изменения:

Для удаления избыточных газов из теплоносителя в деаэраторе необходимо выдерживать четкое соотношение температуры деаэратора с давлением. В этих условиях растворимость газов в теплоносителе приблизится к нулевой отметке. Качественную работу установки может обеспечить лишь постоянная величина давления.

Правила эксплуатации

Для эффективной работы котла важно неукоснительно соблюдать правила безопасной эксплуатации, которых требует деаэрационная установка.

Это значит, что необходимо следить за стабильностью уровня воды в деаэраторном баке, за давлением внутри установки и проверять условия протекания установленного режима.

Показания приборов необходимо регистрировать несколько раз в течение смены, для возможности расчета состояния деаэратора.

Для химических реагентов следует составлять указанные пропорции, регулярно брать на пробу очищенную воду и контролировать ее уровень в баке. Чтобы сбои не происходили из-за ошибок в показаниях измерительных приборов или автоматики, оборудование подвергается систематическому осмотру, периодичность которого регламентируется в технической документации.

ДЕАЭРАЦИЯ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ

Ремонт паровых котлов

Заключительной стадией технологического процесса приготовления питательной воды для паровых котлов является удаление растворенных в ней агрессивных га­зов, в первую очередь кислорода, а также углекислоты, вызывающих коррозию металла теплосиловых установок. Кислородная коррозия является наиболее опасной, так как она проявляется на отдельных участках поверхнос­ти металла в виде небольших язвин и развивается в глу­бину металла вплоть до образования сквозных свищей. Для современных паровых котлов большой паропроизво - дительности даже самая незначительная концентрация растворенного в питательной воде кислорода может быть причиной нарушения нормальной работы и выхода из строя отдельных элементов их, из которых в первую очередь обычно подвергается коррозии экономайзер.

Таким образом, для обеспечения надежной эксплуа­тации современных паровых котлов необходимо стре­миться к практически полному отсутствию в питательной воде растворенного кислорода.

Процесс удаления из воды растворенных газов носит название дегазации или деаэрации. В настоящее время известно несколько способов деаэрации—термический и химический.

Наибольшее распространение получил термический способ деаэрации воды. Этот способ основывается на том, что растворимость в воде газов с повышением ее температуры уменьшается, а при температуре, равной температуре кипения, газы почти полностью удаляют­ся из воды. Таким способом газы удаляются из воды в специальных устройствах, которые принято называть тер­мическими деаэраторами.

Для дегазации воды применяются преимущественно деаэраторы атмосферного типа, работающие при абсо­лютном давлении 0,1 МПа (1 кгс/см2), и вакуумные деа­эраторы, работающие при абсолютном давлении от 0,0007 до 0,05 МПа (от 0,075 до 0,5 кгс/см2), т. е. при темпера­турах деаэрированной воды от 40 до 80 °С. Деаэрация воды основана на законе Генри, согласно которому ко­личество газа, растворенного в единице объема воды, пропорционально парциальному давлению этого газа в газовой или парогазовой смеси над поверхностью воды. Для полного удаления газов из воды необходимо создать условия, при которых парциальные давления этих газов над поверхностью воды будут равны нулю, что возмож­но при температуре кипения воды, т. е. при доведении ее до температуры насыщения при давлении в деаэраторе и отводе газов из парового пространства деаэратора.

В паровых котельных наибольшее применение полу­чили деаэраторы атмосферного типа — ДСА (рис. 3.1). Двуступенчатый барботажный деаэратор состоит из ма­логабаритной деаэрационной колонки и бака-аккумуля­тора со встроенным барботажным устройством и пере­городками, образующими специальные отсеки. Деаэра - ционная колонка имеет две тарелки с отверстиями, через которые вода стекает в бак-аккумулятор. На первой по ходу воды тарелке смонтировано устройство для луч­шего перемешивания поступающих в деаэратор потоков конденсата и химически обработанной воды. Эти по­токи поступают во внешнее кольцо смесительного уст­ройства, после чего вода через два водослива попадает на перфорированную часть первой тарелки.

После колонки деаэрируемая вода поступает в бак - аккумулятор, в нижней части которого у противополож­ного торца размещается затопленное барботажное уст­ройство. Греющий пар по трубе подается в паровую ко­робку и через отверстия дырчатого листа барботирует через слой воды, медленно движущейся над листом в сто-

Рис. 3.1. Схема атмосферного деаэратора смешивающего типа:

1 — бак-аккумулятор деаэрированной воды; 2 — водоуказательное стекло; 3 — манометр; 4, 5 —тарелки; 6 — конденсат из охладителя; 7 — регулирующий клапан питательной воды; S — охладитель выпара; 9 — кольцеобразное рас­пределительное устройство; 10 — деаэраторная колонка; И — распределитель пара; 12 — клапан; 13 — гидравлический затвор

Рону патрубка для отвода воды из деаэратора. Вода, вы­ходящая из барботажного устройства, поступает в подъ­емную шахту. Вскипание объясняется наличием неболь­шого перегрева воды относительно температуры насыщения, которая соответствует давлению в паровом пространстве бака-аккумулятора. Перегрев определяется высотой столба жидкости над барботажным листом.

Пар, проходящий через барботажное устройство и столб воды, попадая в паровое пространство, движется над поверхностью воды в сторону колонки. Размещение колонки на противоположной стороне от барботажного устройства обеспечивает четко выраженное противоточное движение потоков воды и пара и хорошую вентиляцию парового пространства бака.

Пар, необходимый для деаэрации, подается в барбо­тажное устройство от регулятора давления: давления пара перед регулятором 0,6—0,7 МПа (6—7 кгс/см2), после регулятора — 0,05—0,07 МПа (0,5—0,7 кгс/см2). На деаэраторах производительностью более 50 т/ч пре­дусмотрен патрубок для подвода низкотемпературного пара с давлением 0,02—0,03 МПа (0,2—0,3 кгс/см2) (от расширителей непрерывной продувки, от поршневых па­ровых насосов, турбонасосов) непосредственно в паро­вое пространство деаэратора для лучшей вентиляции па­рового объема деаэратора и на первую ступень деаэра­ции в деаэрационной колонке.

Выпар из деаэрационной колонки отводится в охлади­тель выпара и из него в канализацию, а газы — через воздушник в атмосферу. Деаэраторы комплектуются гид­розатворами для защиты от превышения давления.

Деаэраторы атмосферного типа рассчитаны на ра­боту при давлении 0,01—0,02 МПа (0,1—0,2 кгс/см2) и температуре воды 102—104 °С. Согласно ГОСТ 16860-71 «Деаэраторы термические» изменение подогрева воды в деаэраторах должно быть не более 10—40 °С.

НПО ЦКТИ разработана новая конструкция двухсту­пенчатых барботажных деаэраторов (типа ДА) атмос­ферного типа. Эти деаэраторы отличаются тем, что бар - ботажное устройство в них располагается в нижней час­ти деаэрационной колонки. Колонка устанавливается на деаэрационный бак старой конструкции. Подвод хими­чески очищенной воды и конденсата осуществляется в верхнюю часть колонки, пар подводится в паровое про­странство деаэраторного бака со стороны, противопо­ложной колонке. Такой подвод пара обеспечивает на­дежную вентиляцию парового объема бака. Отвод воды из деаэратора осуществляется со стороны, противопо­ложной колонке.

Преимущества новых деаэраторов сравнительно с де­аэраторами типа ДСА: повышенная заводская готов­ность, снижение металлоемкости, упрощение монтажа, повышение эксплуатационной надежности, уменьшение коррозии деаэраторных баков. Общая высота по срав­нению с ДСА увеличилась на 600—700 мм.

Вакуумные деаэраторы применяются в основном в во­догрейных котельных.

Вакуумная деаэрационная установка представляет собой вакуумную колонку (деаэратор) и аккумулятор­ный бак, находящийся под атмосферным давлением.

Вакуумная колонка имеет две ступени дегазации: струйную и барботажную.

Подогретая вода поступает на верхнюю тарелку, ко­торая секционирована с таким расчетом, что при мини­мальных нагрузках работает только часть отверстий во внутреннем секторе. При увеличении нагрузки в работу включаются дополнительные ряды отверстий, это позво­ляет избежать гидравлических перекосов по воде и пару при колебаниях нагрузки. Под барботажный лист по­дается пар или перегретая вода (120—140°С), при вски­пании которой образуется паровая подушка и происхо­дит процесс парового барботажа.

Вакуумные деаэраторы укомплектованы охладителя­ми выпара, водо-водяными эжекторами, системой авто­матического регулирования и контроля и соответствую­щими регулирующими клапанами.

Дегазация воды химическим способом осуществляет­ся путем сульфигирования, т. е. введения в нагретую (до 80°С) питательную воду раствора сульфита натрия Na2S0.5. Этот способ по сравнению с термической дега­зацией более дорогой и поэтому не получил широкого распространения.

Способ обработки воды для конкретной котельной установки должен определяться специализированной (проектной, наладочной) организацией. Согласно требо­ваниям Правил по котлам все котлы паропроизводитель­ностью 0,7 т/ч и более должны быть оборудованы уста­новками для докотловой обработки воды.

В котельных с котлами паропроизводительностью ме­нее 0,7 т/ч установка водоподготовительных устройств не обязательна, но периодичность проведения очистки котлов должна быть такой, чтобы к моменту остановки котла на очистку толщина отложений на наиболее тея - лонапряженных участках его поверхности нагрева не превышала 0,5 мм.

Для каждой котельной с котлами паропроизводи­тельностью 0,7 т/ч и выше должна быть разработана про­ектной, наладочной или другой специализированной ор­ганизацией и утверждена администрацией предприятия инструкция (режимные карты) по водоподготовке. В ин­струкции должны быть указаны нормы качества пита­тельной и котловой воды для данной котельной уста­новки, режим непрерывной и периодической продувок, порядок выполнения анализов котловой и питательной воды и обслуживания водоподготовительного оборудо­вания, сроки остановки котла на очистку и промывку и порядок осмотра остановленных котлов. В необходимых случаях в инструкции следует предусматривать также проверку агрессивности котловой воды.

Чтобы исключить случаи питания котла сырой водой, на резервных линиях сырой воды, присоединенных к ли­ниям питательной воды, должны устанавливаться два запорных органа и контрольный кран между ними. За­порные органы следует опломбировать в закрытом поло­жении (контрольный кран открыт), а каждый случай питания котла сырой водой записывать в журнал по во - доподготовке с указанием причин.

Котлы Е-1/9-1М, работающие на жидком топливе, оборудуются горелочными устройствами АР-90. Для за­щиты котла подача топлива автоматически прекращается при понижении уровня воды в котле ниже допустимого, при повышении давления пара в …

При изготовлении, монтаже и ремонте элементов кот­лов, пароперегревателей и экономайзеров должны при­меняться только стыковые соединения при сварке обе­чаек, труб (патрубков) и приварке выпуклых днищ, а также тавровые и угловые или …

Деаэрация воды: предназначение и конструктивное выполнение

Обеспечение контакта жидкости с воздушной средой является необходимым условием поддержания работоспособности многих инженерных установок, технологических емкостей и теплосетей. Данный процесс называется аэрацией. Но также применяется и обратная технология, предполагающая удаление воздуха из технологических жидкостных сред. Деаэрацию воды обычно используют как способ исключения нежелательных газовых включений.

Принцип действия устройства

В воде пузырьки воздуха и газовые смеси могут присутствовать в виде растворенных молекул, как микропузырьки или в качестве соединений, которые постепенно разрушаются. Задача типового деаэратора заключается в организации процесса массообмена между прогазовыми смесями и жидкостью. Технически эта процедура может осуществляться разными способами, отличающимися глубиной дегазации. В небольших установках деаэрации воды определенная доля вывода газов достигается путем облучения жидкости ультразвуком. Интенсивное воздействие ультразвуковыми волнами эффективно особенно в тех случаях, когда требуется обеспечить коагуляцию пузырьков.

Также существует понятие выпара – это масса выведенного из жидкости газа, которая подлежит удалению из самого деаэратора. Оптимальная работоспособность данных приборов обеспечивается при показателях парового расхода не меньше 2 кг/т. Если в жидкости содержится углекислота, то этот нормативный показатель увеличивается до 3 кг/т.

Для разных сфер применения и условий работы выпускаются специальные модели деаэратора. По признакам конструкционного исполнения стоит выделить горизонтальные и вертикальные устройства, предназначенные для конкретных условий технической установки. По целевому назначению выделяют две обширные группы деаэраторов – устройства для инженерных сетей и смежного оборудования, а также системы для поддержки запаса воды в котельных агрегатах, тепловой технике и т. д. В первом случае за счет удаления воздушных пузырей обеспечивается защита от коррозии, а во втором – оптимизация емкостного давления. При этом деаэрация воды для котельных и тепловых сетей тоже производится разными устройствами.

В случае с бойлерным оборудованием, например, желательно использовать вакуумные аппараты, работающие с небольшими температурами порядка 50-100 градусов Цельсия. Атмосферные деаэраторы в большей степени ориентируются на обслуживание испарительного оборудования и тепловых сетей – температура у них тоже небольшая и немного превышает 100 градусов Цельсия. На этом фоне отличаются установки повышенного давления, предназначенные для работы с энергетическими котлами. Температура в данном случае может составлять около 200 градусов Цельсия, а давление – 9-10 МПа.

Такие установки обычно имеют горизонтальную конструкцию с вертикально расположенным баком. Завоздушенная вода из котла поступает сверху и выходит через нижний ряд перфорированных тарелок. Для процесса деаэрации используется пар пониженного давления, который направляется вверх через отверстия тарелок. Механика перемешивания жидкости с паром может реализовываться не только за счет перфорированных элементов, но и при помощи системы фильтрации с мембранами и прокладками. Они обеспечивают большую площадь раздела фаз для массообмена. Растворенные газы при деаэрации воды переходят в паровую фазу, после чего парогазовые смеси выбрасываются в патрубок системы вентиляции.

Так происходит стандартный выпар, но в некоторых системах предусматривается конденсация пара с возвратом тепла от газовой смеси.

Распылительные деаэраторы

Устройства этого типа тоже преимущественно выполняются в горизонтальном форм-факторе с отдельными зонами для подогрева и деаэрации, которые разделяются специальной пластиной. Рабочий пар проходит в область бака через гребенку. В процессе распылительной деаэрации жидкость нагревается вместе с паром до точки кипения. По мере повышения температуры через вентиляцию удаляются газовые смеси. Для экономии тепловой энергии распылительная деаэрация воды может предусматривать рекуперацию через теплообменные конструкции. Они воспринимают тепло выходящих газов, передавая его рабочему оборудованию. Еще один способ экономии предполагает изначальный прогрев воды до температуры, близкой к точке кипения.

Особенности термической деаэрации

Эта группа деаэраторов имеет ряд принципиальных отличий от теплообменных установок. Такие устройства бывают смесительными или поверхностными. Греющие и деаэрационные зоны также разделяются перегородками. Важным является сам способ создания фазного контакта между средами. В этом смысле термическая деаэрация воды может предусматривать пленочные, струйные и барботажные контуры направления рабочих сред.

Первые два в основе конструкции содержат колонны – это устройства, по которым жидкость стекает к баку, в то время как нагревающий пар поднимается вверх к точке выпара. В ходе этого процесса происходит выделение конденсата. Небольшие конструкции таких деаэраторов могут допускать объединение бака и корпуса прибора в одну систему. Что касается барботажных деаэраторов, то в них пар напрямую подается на водную поверхность и в ней дробится на мелкие пузырьки. К достоинствам таких аппаратов относят скромные габариты конструкции и высокую производительность деаэрации.

Атмосферная деаэрация

В питательной водной среде содержится кислород и углекислота. В растворенном виде эти газовые смеси негативно влияют на стенки оборудования. Причем провоцируемые коррозийные процессы усиливаются при воздействии пара под высоким давлением, что ограничивает использование некоторых методов деаэрации. Выходом становится атмосферная водоподготовка, обеспечивающая положительные процессы химической дегазации. Оптимальным решением в данном случае будет деаэрация питательной воды в безнакипном режиме. Принцип действия такого устройства заключается в разбивке потока воды на мелкие струи с параллельным подогревом до кипящего состояния. В конечном счете можно добиться эффекта, при котором содержание углекислоты сократится до 2 мг/л, а кислорода – до 0,01 мг/л.

Деаэрация подпиточной жидкости

Для подготовки подпиточной воды используется технология вакуумной дегазации. Она чаще применяется в обслуживании систем горячего водоснабжения с помощью насадочных деаэраторов. Надо учесть, что такая схема обработки допускается только при условии низкого содержания щелочи в жидкости.

Деаэрация осуществляется с автоматической регуляцией давления воды в стальных и чугунных конструкциях. Температура котла может варьироваться от 70 до 150 градусов Цельсия. С целью минимизации энергетических расходов рекомендуется активировать режим постоянной поддержки низкого температурного порога. Это увеличит время процедуры, но деаэрация подпиточной воды даст более высокий эффект. В качестве альтернативного варианта можно использовать атмосферную деаэрацию, которая вместо горячей среды будет использовать пар.

Заключение

В выборе подходящего метода избавления воды от газов и воздуха не менее важно правильно подобрать и коммуникационную инфраструктуру. Современные средства деаэрации воды позволяют осуществлять регуляцию через автоматику, сопоставляя рабочие показатели с характеристиками обслуживаемого оборудования. Также ответственен и подбор силового оборудования с защитными системами. Будет не лишним обзавестись мощным насосом для поддержки давления, предохранителями и датчиками для контроля критических рабочих показателей.

Термическая деаэрация воды

М. Иванов, к. х. н.

В любой жидкости, находящейся в открытом резервуаре, растворено определенное количество газов. Не является исключением и вода. Состав растворенных в ней газов может быть разным, но в основном это азот, кислород и углекислый газ. В наибольшем количестве – от 15 до 40 мг/л – в воде содержится азот. Однако этот газ инертный, и его присутствие особого вреда не приносит, чего нельзя сказать о кислороде и углекислом газе, которые становятся причиной коррозии, особенно при повышенных температурах.

Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.

Газы попадают в воду различными путями: при прямом контакте с воздухом атмосферы, после проникновения в системы через некоторые материалы, особенно пластик, и в процессе реализации различных стадий водоподготовки – охлаждения в градирнях, фильтрации и др. Поэтому в течение всего времени использования воды в качестве теплоносителя ее нужно постоянно подвергать дегазации. Когда речь идет об удалении из воды газов, входящих в состав воздуха, применяется термин «деаэрация».

Деаэрация воды может осуществляться термическим, химическим, мембранным и другими методами. Наиболее старая и одновременно распространенная в наши технология – термическая деаэрация воды.

Еще в XVIII в. британский физик Вильям Генри доказал, что количество растворенных газов определяется температурой и давлением жидкости. Растворимость газа в воде уменьшается с ростом температуры и понижением внешнего давления. Однако переусердствовать с нагревом и созданием разряжения также нельзя, поскольку это вызовет интенсивное парообразование, смешивание которого с воздухом сводит на нет все попытки деаэрации воды. Деаэрацию проводят в условиях, когда обеспечивается достаточная скорость процесса, а интенсивное парообразование еще не началось. Это достигается варьированием температуры и давления. Термическая деаэрация может быть осуществлена при повышенной температуре и повышенном, атмосферном и пониженном давлении.

Нагрев деаэрируемой воды до состояния насыщения при деаэрации с повышенным или атмосферным давлением производится с помощью водяного пара, а при осуществлении вакуумной деаэрации обычно используется перегретая вода.

Деаэрация – гетерофазный массообменный процесс, в котором растворенные газы воды переходят в газовую фазу водяного пара. Этот процесс может проходить в тонких слоях воды, но более эффективное его протекание наблюдается в мелкокапельном состоянии. Часто для перевода воды в требуемое состояние используется барботаж водяного пара через тонкий слой обрабатываемой воды.

Технология деаэрации реализуется в аппаратах, основной элемент которых – деаэрационные колонки, где, собственно, и происходит удаление из воды газов. Эти колонки бывают вертикальными и горизонтальными. Наиболее распространенны вертикальные. В них обрабатываемая вода поступает сверху, разбрызгивается с помощью распылительных приспособлений, а водяной пар подается снизу.

В деаэрационных колонках имеются дырчатые переливные тарелки, которые не только увеличивают время контакта деаэрированной воды с паром, но и переводят деаэрируемую воду в капельное состояние. Колонки такой конструкции применяются в аппаратах всех видов. Но при работе под вакуумом или с повышенным давлением к прочности оборудования предъявляются более высокие требования, чем в случае с аппаратами атмосферного типа.

Удаляемые газы переходят в водяной пар и выносятся из аппарата. Отработанный пар (его называют выпаром) удаляется из деаэратора. В некоторых моделях, сконструированных с учетом проблем энергосбережения, производится утилизация тепла выпара.

В аппаратах повышенного давления деаэрация протекает при рабочем давлении выше 1,7 атм. Это позволяет ограничить процесс парообразования при относительно высокой температуре нагрева. Деаэраторы повышенного давления применяются для удаления газов из питательной воды парогенераторов на тепловых и атомных электростанциях, в схемах мощных (до 1200 МВт) энергетических турбоустановок. Такие аппараты обычно состоят из бака, обеспечивающего запас воды для работы питательных насосов, и одной или двух колонок деаэрации. Процесс реализуется за счет отбора части водяного пара от энергетических установок.

Деаэраторы атмосферного давления применяются на тепловых электростанциях и в котельных – для подготовки питательной воды для паровых котлов и подпиточной воды систем теплоснабжения.

Как правило, в комплект такого деаэратора входит колонка, бак для воды, гидрозатвор (предохранительное устройство) и охладитель выпара. Нагрев обрабатываемой воды также производится с помощью пара, отобранного из системы.

Несколько иная картина наблюдается при деаэрации с пониженным давлением. В этом случае нагрев производится подачей горячей воды, которая при разряжении, созданном вакуумными насосами, вскипает, образуя пар. Этот пар контактирует с обрабатываемой водой и производит удаление растворенных газов. В ряде конструкций вакуумных деаэраторов используются деаэрационные колонки, а иногда достичь необходимого для удаления газов парообразования позволяет интенсивная циркуляция деаэрированной воды.

В вакуумных деаэраторах процесс удаления газов из воды осуществляется при давлении, обычно равном 0,2–0,3 атм. Чаще всего такие агрегаты применяются в котельных с водогрейными котлами для систем теплоснабжения и ГВС, во всех случаях при отсутствии пара. Деаэраторы данного типа имеют небольшие габаритные размеры.

Обычно вакуумные деаэраторы состоят из бака и установленной на нем деаэрационной колонки. За счет того, что кипение воды при разряжении достигается при более низкой температуре, чем в обычных условиях, оптимальная температура вакуумной деаэрации составляет 60 °С, а максимальная температура – 90 °С. Последнее связано с тем, что при повышении температуры одновременно с дегазацией будет происходить и испарение воды. Вероятно, этим и обусловлен основной недостаток вакуумных деаэраторов: остаточная концентрация кислорода в воде, прошедшей в них обработку, выше, чем в альтернативных вариантах.

Работа деаэраторов всех перечисленных видов производится в периодическом режиме. Сначала, например, из системы отопления закачивается в бак деаэратора определенное количество воды для обработки. Затем эту воду подвергают деаэрации путем многократного пропускания через колонку деаэратора. Циркуляция обрабатываемой воды в замкнутой системе деаэратора производится до определенного времени, или тех пор, пока не будет достигнуто требуемое остаточное содержание газов. Обработанную воду возвращают в систему, а оттуда отбирают новую порцию теплоносителя. Если деаэрации подвергается подпиточная вода, то в бак деаэратора закачивают воду после водоподготовки, а затем производят ее дегазацию и направляют в систему.

В связи с особенностями описанного режима работы деаэратора, такое распространенное понятие, как производительность, то есть количество воды, обрабатываемой в единицу времени, приобретает несколько иной смысл. В данном случае под производительностью следует понимать способность оборудования пропускать через деаэрационную колонку в процессе дегазации определенное количество воды в единицу времени.

На российском рынке присутствую термические деаэраторы, выпускаемые главным образом отечественными производителями. Они в основном различаются по величине рабочего давления, производительности и габаритным размерам. Среди крупнейших и старейших отечественных производителей следует отметить НПО ЦКТИ (Санкт-Петербург), предлагающее аппараты для небольших котельных и оборудование для тепловых и атомных электростанций (производительность – от 1,0 до 6 000 м3/ч; объем бака – от 0,75 до 400 м3).

В качестве примера отечественных деаэраторов атмосферного давления можно рассмотреть аппараты ООО «Сибпромэнерго» (Бийск, Алтайский край). В их состав входит деаэраторный бак – горизонтальный цилиндрический сосуд с эллиптическими днищами, патрубками подключений и арматурой. Он устанавливается на опорах. Сверху на баке монтируется деаэрационная колонка, которая представляет собой цилиндрическую обечайку с эллиптическим днищем, патрубками для подвода и отвода рабочей среды. Для обеспечения безопасной эксплуатации деаэратора в нем предусмотрено предохранительное устройство в виде гидрозатвора, предотвращающего повышение давления выше допустимого и возрастания уровня воды выше заданного. Производительность аппаратов – от 5 до 50 м3/ч; объем бака – от 2,0 до 15,0 м3. В деаэраторах данного типа применена двухступенчатая схема дегазации: первая ступень – барботажная, вторая – струйная.

Достаточно широкое распространение получили также конструкции деаэраторов, в которых вместо деаэрационной колонки с переливными тарелками используется эжектор или сопло. Один из производителей такого оборудования – НПО «Новые Технологии» (Санкт-Петербург), выпускающее струйные вихревые деаэраторы. Действие этого аппарата основано на создании вращательного движения потока деаэрируемой воды после выхода из сопла специальной конструкции. В центре вращения образуется зона разряжения, что приводит к образованию пузырьков газа. В данном случае также образуется выпар, который удаляется из установки. Струйные деаэраторы имеют производительность от 1 до 300 м3/ч и могут работать как в атмосферном, так и вакуумном режимах. В первом случае перед поступлением в сопло вода нагревается до температуры 102–104, а в вакуумном деаэраторе – до 40–80 °С. Остаточное содержание кислорода в зависимости от температуры и давления обработки воды колеблется от 50 до 18 мкг/л, причем более высокая концентрация соответствует условиям проведения вакуумной деаэрации. Преимуществами такого вида аппаратов являются малые размеры и отсутствие необходимости в подаче водяного пара для барботирования.

Статья опубликована в журнале «Аква-Терм» # 1(41) 2008

Поделиться:

Опубликовано: 11 июня 2010 г.

вернуться назад


Смотрите также




© 2012 - 2020 "Познавательный портал yznai-ka.ru!". Содержание, карта сайта.