Вода деаэрированная это: «Деаэрация воды, принцип работы деаэраторов»

«Деаэрация воды, принцип работы деаэраторов»

14 декабря, 2021

Деаэрация воды – удаление газов с целью предотвращения кислородной и углекислотной коррозии металла оборудования и трубопроводов.

Термодинамический принцип деаэрации: минимальная растворимость газов в воде при температуре насыщения (кипения воды).

Технический принцип деаэрации: подогрев воды до температуры кипения при установленном давлении (вакууме) и удаление выделяющихся газов. Отсутствие глубокой деаэрации воды снижает надёжность и экономичность работы оборудования и ведёт к значительному увеличению окислов железа в воде, это приводит к отложению вторичных накипей на поверхностях нагрева    и повышению цветности теплосетевой воды.

В теплоэнергетике применяются два типа деаэраторов, которые по цели и принципам работы не отличаются и соответствуют основным законам, но имеют различные параметры и конструкцию:   

Вакуумный деаэратор используется в схемах подготовки теплосетевой воды для отопления и горячего водоснабжения, реже в схемах подготовки питательной воды котлов. За последние годы ЦКТИ (центральный котло-турбинный институт) разработал вакуумные деаэраторы производительностью от 5 до 3200 т/ч и рациональные схемы их включения, обеспечивающие при высокой технико-экономической эффективности глубокую деаэрацию воды и исключение возможности её повторного заражения газами воздуха.                                       ГОСТ 16860 – 71 регламентирует номенклатуру вакуумных деаэраторов.                     

Принцип работы: в цилиндрическом горизонтальном корпусе деаэратора создаётся вакуум специальным насосом или эжектором от 0,0075 до 0,05 МПа. Исходная вода подаётся сверху на деаэрационный дырчатый лист внутри корпуса, cбоку вниз подаётся греющий поток (подогретая сетевая вода), которая испаряется при разряжении и греющий пар поднимается навстречу падающим струям воды. Общий поток, после смешения, должен иметь температуру кипения воды при достигнутом вакууме 40 – 80 ^оС.   Указанные условия обеспечивают выход газов из воды и их удаление вакуумным насосом (эжектором) через линию отсоса. Процесс выделения газов долгосрочный, в динамике он достигает 90%. Остаточная величина, должна соответствовать установленным нормативам:

О₂ = 50 мкг/дм³, СО₂ = 0 для подпиточной воды теплосети (ПТЭ приложение 16),

О₂ = 20 (10) мкг/дм³, СО₂ = 0 для питательной воды котлов (ПТЭ приложение 10).

Атмосферный деаэратор серии ДА состоит из деаэрационной колонки, установленной на аккумуляторном баке. В деаэраторе двухступенчатая схема дегазации 1 ступень – струйная, 2 – барботажная, (количество ступеней   в деаэраторах других серий может быть иным).    Греющий пар, как правило, имеет давление Р = 0,12 МП или 0,6 Мпа, которым соответствует температура насыщения t_н = 104 ^оС и 159 ^оС.

Принцип работы: потоки воды, подлежащие деаэрации, подаются в колонку через патрубки на верхнюю перфорированную тарелку.   Далее вода стекает струями на расположенную ниже перепускную тарелку,    оттуда узким пучком струй увеличенного диаметра сливается на начальный участок непровального барботажного листа. Затем вода проходит по барботажному листу в слое, обеспечиваемом переливным порогом (выступающая часть сливной трубы), и через сливные трубы попадает в аккумуляторный бак, после выдержки в котором отводится из деаэратора по трубе на всас насоса.                                                            

Весь пар подаётся в аккумуляторный бак деаэратора, вентилирует его   и попадает под барботажный лист. Проходя сквозь отверстия барботажного листа, площадь которых выбрана с таким расчётом, чтобы исключить провал воды при минимальной тепловой нагрузке деаэратора, пар подвергает воду на нём интенсивной обработке. При увеличении тепловой нагрузки давление в камере под листом возрастает, срабатывает гидрозатвор перепускного устройства и избыточный пар перепускается в обвод барботажного листа через пароперепускную трубу. Труба обеспечивает залив гидрозатвора перепускного устройства деаэрированной воды при снижении тепловой нагрузки. Из барботажного устройства пар направляется в отсек между тарелками. Парогазовая смесь (выпар) отводится из деаэратора через зазор и патрубок.

В струях происходит подогрев воды до температуры, близкой к температуре насыщения;   удаление основной массы газов и конденсация большей части пара подводимого в деаэратор. Частичное выделение газов из воды в виде мелких пузырьков идёт на тарелках. На барботажном листе осуществляется догрев воды до температуры насыщения с незначительной конденсацией пара и удаление микроколичеств газов. Процесс дегазации завершается в аккумуляторном баке где происходит выделение из воды мельчайших пузырьков газа за счёт отстоя.                                                                                                   

Подвод к деаэратору чистых конденсатов с температурой выше температуры насыщения, отвечающей давлению в деаэраторе, осуществляется в паровое пространство деаэраторного бака. Деаэрационные колонки привариваются непосредственно к баку и не имеют фланцевых соединений. Корпуса колонок и баков изготавливаются из углеродистой стали, все внутренние элементы из нержавеющей стали. Крепление элементов к корпусу и между собой осуществляется электрической сваркой.

Для более детального изучения вопросов деаэрации воды, процессов, оборудования и режимов работы утверждена «Типовая инструкция по эксплуатации автоматизированных деаэрационных установок подпитки теплосети» ТИ 34-70-032-84.

Деаэраторы. Виды и применение – Уральская энергетика

СтатьиВсе статьи

2018-01-14

Деаэратор – это устройство, применяемое для удаления из воды вредных газообразных примесей (кислорода, углекислого газа, азота, аммиака), вызывающих окисление металлических элементов котельного оборудования и образование коррозии. На некоторых тепловых электростанциях деаэраторы используются для регенерации тепловой энергии, подогрева питательной и подпиточной воды, а также в качестве емкостей для хранения запасов питательной воды.

Различают два основных способа деаэрации:

• Химический – дегазация воды осуществляется в установках химической деаэрации, в которых посредством применения специальных реагентов происходит удаление содержащегося в воде кислорода. Также, в некоторых установках деаэрируемую воду пропускают через каталитический фильтрующий материал, провоцируя протекание коррозийных процессов, способствующих высвобождению кислорода. Полученная таким способом деаэрированная вода является технической и в основном используется в качестве теплоносителя в системах отопления;
• Термический – удаление газообразных примесей происходит в деаэраторах с помощью нагрева воды до состояния кипения. При достижении температуры насыщения растворенный в воде газ переходит в газопаровую фазу и в виде парогазовой смеси, называемой выпаром, удаляется из деаэратора. В отличие от химического способа термический позволяет удалять из деаэрируемой воды любые газообразные примеси, не привнося каких-либо продуктов окисления металла.

Самыми распространенными являются следующие конструкции деаэраторов:

• Деаэратор тарельчатого типа. Основным элементом деаэратора является вертикальная деаэрационная колонна, установленная на горизонтальном баке – цистерне с питательной водой. Вода поступает в вертикальную колонну и равномерным потоком стекает сверху вниз. Пар низкого давления подается в нижнюю часть колонны и подымается навстречу воде. Для увеличения поверхности контакта воды и пара деаэрируемую воду дробят путем пропускания через систему перфорированных тарелок или специальных мембран. Происходит процесс перемешивания воды и пара. При повышении температуры растворенный в воде газ переходит в газопаровую фазу и выводится через клапан, расположенный в верхней части камеры, а деаэрированная вода стекает в горизонтальный накопительный бак. Для поддержания температуры и дополнительной деаэрации воды часть пара подается в накопительный бак.
• Деаэратор распылительного типа. В конструкции деаэраторов данного типа отсутствует вертикальная колонна деаэрации. Подготавливаемая вода попадает в горизонтальную накопительную емкость через распылитель. Пар подается в емкость через специальные гребенки, расположенные в нижней части емкости. Процесс деаэрации начинается с нагрева воды до температуры кипения в зоне подогрева. Далее подогретая вода поступает в зону деаэрации, где под действием пара, исходящего от паровой гребенки, удаляются растворенные в воде газы. Образующаяся газовая смесь удаляется из емкости через систему вентиляции, расположенной в верхней части емкости.

Во многих типах деаэраторов предусмотрены рекуператоры, для возврата тепловой энергии в систему.

По давлению деаэраторы подразделяются на:

• Вакуумные – получение однородного молекулярного состава деарируемой воды достигается путем создания вакуума и последующего схлопывания газовых пузырьков. Для получения разряженного давления и отведения полученного выпара применяются эжекторы или специальные насосы. Деаэратор вакуумный используется для деаэрации подпиточной воды систем теплоснабжения, а также для осуществления технологических процессов в промышленности;
• Атмосферные – применяются для удаления газообразных примесей из подающей воды для паровых котлов, а также из подпиточной воды систем теплоснабжения. Выпар удаляется за счет разницы атмосферного давления и давления в деаэраторе;
• Повышенного давления – применяются для деаэрации воды для энергетических котлов ТЭС и АЭС.

По способу создания поверхности воды и пара различают следующие типы деаэраторов:

• Капельные – распыление воды в виде капель осуществляется с помощью сопел и форсунок. Капельные деаэраторы обладают высокой эффективностью, но из-за больших затрат на распыление воды и недостаточной надежности не получили широкого распространения;
• Пленочные – деарируемая вода разбрызгивается на концентрические и прямоугольные листы и стекает тонкой пленкой вниз;
• Струйные – вода по мере прохождения через деаэрируемую колону разделяется на струи с помощью специальных тарелок или мембран;
• Барботажные – пар пропускается через слой воды с помощью гребенок. Барботажные деаэраторы обладают большой поверхностью нагрева, но в виду невозможности нагрева воды до температуры насыщения, в основном применяются в качестве второй ступени деаэрации;
• Комбинированные – конструкция таких деаэраторов предусматривает двухступенчатую степень деаэрации, которая начинается в вертикальной струйной колонне с подогрева воды до температуры кипения и предварительного газоудаления и окончательно заканчивается процессом барботации в накопительном баке.

По способу теплообмена деаэраторы делятся на:

• Смесительные – пар непосредственно контактирует с деаэрируемой водой;
• Поверхностные – поверхность нагрева отделена от нагреваемой среды;
• Деаэраторы перегретой воды – деаэрируемая вода при выходе из деаэратора омывается паром, содержащим газы, выделившиеся при деаэрации.

Свяжитесь с нашими специалистами по одному из представленных на сайте телефонов. Они проконсультируют вас, а также помогут подобрать оборудование в соответствии с вашими потребностями. Заполнив форму обратной связи, вы также сможете получить бесплатный расчёт стоимости вашей будущей котельной.

Четыре лучших способа деаэрации воды для пивоварения в зависимости от вашего бюджета

опубликовано 22 ноября 2021 г. от Тары Нурин деаэрация воды для пивоварения с помощью дорогой деаэрационной колонны, чтобы уменьшить количество ужасного растворенного кислорода (DO) в процессах холодной стороны.

Скотт Дженнингс, пивовар компании Sierra Nevada, работал там в то время. Он говорит: «Преимущество колонной системы для деаэрации воды заключается в том, что такая система удаляет кислород из воды в очень высокой степени (<5 частей на миллиард кислорода), вода в процессе стерилизуется, а затем вода может быть газирована. если это желательно».

Сегодня колонна остается золотым стандартом деаэрационного оборудования и по-прежнему не входит в бюджет большинства пивоваров. В то время как большинство независимых американских пивоварен либо выбирают несколько менее интенсивные системы, либо используют кипяченую воду и углекислый газ (CO2), многие мелкие пивовары вообще не деаэрируют воду для пивоварения.

Это ошибка, предупреждает Грант Вуд, бывший главный пивовар Boston Beer и соучредитель Revolver Brewing в Техасе.

«Большинство (холодная сторона, предварительная упаковка) проблем с DO возникают из-за плохих уплотнений на насосах и фитингах. Заполнение линий деаэрированной водой перед пивом и продавливание деаэрированной водой для очистки линий к резервуару — это основные способы снижения DO и защиты пива», — говорит он.

Совладелец Russian River Brewing Винни Силурзо соглашается: «Поскольку DAW (деаэрированная вода) полностью промывает транспортную линию, это лучший способ удаления кислорода».

Наука о деаэрации воды опирается в первую очередь на принцип, называемый законом Генри, который разъясняется в статье, опубликованной в августе Национальным центром биотехнологической информации, следующим образом: «Когда смесь газов находится в контакте с раствором, количество любого газа в эта смесь, которая растворяется в растворе, прямо пропорциональна парциальному давлению этого газа».

Итак, чтобы практически исключить количество кислорода в газовой смеси, пишут соавторы книги Ассоциации пивоваров «Вода: полное руководство для пивоваров», «Соотношения парциальных давлений (газов) должны быть сдвинуты чтобы парциальное давление кислорода было как можно меньше. Этого можно добиться, увеличив парциальное давление другого компонента газа, чтобы компенсировать его, увеличив давление паров воды или уменьшив общее давление в системе».

Пивовары могут максимально снизить содержание кислорода в своем пиве, удаляя его деаэрированной водой во многих точках производства пива, включая: продувочные трубы, системы фильтрации, центрифуги и наполнители банок/бутылок; разбавление крепости пива высокой плотности; и уборка на месте.

Метод деаэрации на любой бюджет. Вот несколько наиболее распространенных:

Деаэратор колонны $$$$$

Высокая колонна заполнена структурированным насадочным материалом (Denwel, например, использует нержавеющую сталь) с высоким уровнем поверхности, чтобы обеспечить максимальную площадь контакта между водой и отпарным газом — CO2 или газообразным азотом (N2). В модели Денвела вода заполняет колонку сверху, а CO2 или N2 впрыскиваются снизу.

В месте встречи отпарного газа и воды давление газа пропорционально снижает давление DO в воде. CO2 или N2 растворяются, в то время как очищенный кислород становится менее растворимым и выходит через клапан в верхней части вместе с любым остаточным отпарным газом.

Существуют системы колонн как с холодной, так и с горячей водой, при этом горячая вода обычно превосходит результаты своей сестры с холодной водой. Камински и Палмер называют преимуществом колонн низкое энергопотребление, высокие скорости потока и низкие эксплуатационные расходы.

Вакуумный/мембранный деаэратор $$$$

В типичном вакуумном деаэраторе отдувочный газ поступает в резервуар для воды, часто заполненный материалом для увеличения площади контакта с поверхностью, затем отсасывается с достаточной силой, чтобы вскипятить воду и вытеснить DO и любой оставшийся CO2 или N2. Мембранная версия наполняет множество микропористых гидрофобных волокон, составляющих мембрану, десорбирующим газом, который затем отсасывается вакуумом. Снаружи волокон поток воды создает противоток, а перепад парциальных давлений десорбирующего газа и O2 вытесняет кислород из раствора.

«В Revolver Brewing мы использовали мембранную систему от Powerflow, в которой используется мембранная технология 3M. Он маленький, простой в использовании и эффективный», — говорит Вуд. «Нам помогала команда инженеров Molson Coors (которая купила Revolver в 2016 году). Они проверили устройство для использования в небольшом производстве».

«У нас есть установки DAW уже много лет, и мы полагаемся на них для эффективного, недорогого производства DAW по требованию на наших пивоварнях», — добавляет мастер-пивовар New Belgium Brewing Кристиан Холбрук, который в настоящее время работает с вакуумом. система.

Блок питательной воды DAW $$$

Менеджер по качеству упаковки Cilurzo и Bell’s Brewery Тим Лозен полагаются на блоки питательной воды для своих DAW. Блок питательной воды — это хитроумное устройство, которое монтирует или конструктивно поддерживает резервуар для воды поверх деаэратора определенного типа для непрерывной подачи воды через машину.

Предоставляет «DAW по требованию», — говорит Лозен.

«Если бы я начинал с нуля с новой пивоварней, я бы, по крайней мере, планировал будущий модуль DAW», — говорит Силурзо. «Я бы также встроил в пивоварню дополнительный резервуар для пива, который можно использовать для приготовления партий DAW».

Деаэратор питательной воды работает в линию, когда вода проходит через систему в накопительный резервуар. Отдувочный газ, CO2 или N2, разбивается на крошечные пузырьки и впрыскивается в движущийся поток воды. По мере того, как вода выходит из секции нагнетания и попадает в сборный резервуар, O2 выбрасывается вместе с отпарным газом.

Д-р Мурти Тата из QuantiPerm говорит, что разработанная его компанией автоматизированная технология xFlow предназначена для обеспечения последовательного разрушения пузырьков с использованием как можно меньшего количества газа. Кроме того, в накопительном резервуаре имеется вакуум для более тщательного отвода отпарного газа и оставления DAW с содержанием O2 ≤10 частей на миллиард.

Tata пишет по электронной почте: «Деаэраторы питательной воды, если они спроектированы правильно, имеют тенденцию обеспечивать экономию как в краткосрочной перспективе (использование газа), так и в долгосрочной перспективе (отсутствие необходимости обслуживания мембран или колонн)».

Кипячение и добавление отпарного газа ($)

«Самый простой способ сделать воду с пониженным содержанием DO — это кипячение. Кипячение вытесняет растворенные газы», ​​— говорит Вуд. «Затем охладите воду и продуйте CO2, чтобы удалить оставшийся DO».

Этот подход «сделай сам» — то, как обходится большинство пивоваров. Лозен вспоминает, что до того, как у Bell случился занос, «мы наполняли меньший резервуар (50 баррелей) водой и пропускали через него CO2 снизу. Мы регулярно проверяли воду портативным измерителем растворенного кислорода, пока не доходили до однозначных цифр».

«Дезинфицируем воду, охладим ее, а затем накачаем углеводами — бум, деаэрированная вода!» электронная почта пивовара Daytona Camps из пивоварни Celis Brewery в Остине. Она говорит, что затраты на воду и CO2 имеют свои недостатки, но «результат того стоит».

Справочник по воде – Деаэрация питательной воды котла

• Оборудование
• Важные соображения
• Мониторинг производительности

Растворенные газы, обычно присутствующие в воде, вызывают множество проблем с коррозией. Например, кислород в воде образует точечную коррозию, которая особенно серьезна из-за ее локализованного характера. Коррозия углекислым газом часто встречается в конденсатных системах и реже в системах распределения воды. Вода, содержащая аммиак, особенно в присутствии кислорода, легко разъедает медь и медьсодержащие сплавы. Возникающая в результате коррозия приводит к отложениям на теплообменных поверхностях котла и снижает эффективность и надежность.

Чтобы соответствовать промышленным стандартам как по содержанию кислорода, так и по допустимым уровням оксидов металлов в питательной воде, требуется почти полное удаление кислорода. Этого можно достичь только путем эффективной механической деаэрации, дополненной эффективным и должным образом контролируемым химическим поглотителем кислорода.

Для механической деаэрации питательной воды применяются несколько принципов:

• Растворимость любого газа в жидкости прямо пропорциональна парциальному давлению газа на поверхности жидкости
• Растворимость газа в жидкости уменьшается с повышением температуры жидкости (см. рис. 10-2)
• Эффективность удаления повышается при тщательном смешивании жидкости и газа

Растворимость газа в жидкости выражается законом Генри:
Ctotal = kP
где:
Ctotal = общая концентрация газа в растворе
P = парциальное давление газа над раствором
k = известная константа пропорциональности как константа закона Генри
Например, 8 частей на миллион кислорода могут быть растворены в воде, когда парциальное давление кислорода составляет 0,2 атмосферы; только 4 ppm кислорода могут быть растворены в воде, если парциальное давление кислорода уменьшить до 0,1 атмосферы.

Как следует из закона Генри, растворенный газ можно удалить из воды путем снижения парциального давления этого газа в атмосфере, контактирующей с жидкостью. Это может быть выполнено одним из двух способов:
1. В системе создается вакуум и удаляется нежелательный газ
2. В систему вводится новый газ, в то время как нежелательный газ удаляется.

Вакуумная деаэрация успешно применяется в системах распределения воды. Однако деаэрация под давлением (с паром в качестве продувочного газа) обычно используется для подготовки питательной воды котла. Пар выбран в качестве продувочного газа по нескольким причинам:

• он легко доступен
• нагревает воду и снижает растворимость кислорода
• не загрязняет воду
• необходимо выпускать только небольшое количество пара, поскольку большая часть пара, используемого для очистки воды, конденсируется и становится частью деаэрированной воды

Для деаэрации питательной воды котла вода распыляется в атмосферу пара. Это нагревает воду с точностью до нескольких градусов температуры насыщенного пара. Поскольку растворимость кислорода в воде в этих условиях очень низкая, от 97 до 98% кислорода в поступающей воде высвобождается в виде пара и удаляется из системы посредством вентиляции. Хотя оставшийся кислород не растворяется в равновесных условиях, он не сразу выделяется в пар. Поэтому воду, выходящую из нагревательной секции деаэратора, необходимо энергично промывать паром, чтобы максимально удалить ее.

Оборудование

Деаэратор предназначен для снижения содержания растворенных газов, особенно кислорода, до низкого уровня и повышения тепловой эффективности установки за счет повышения температуры воды. Кроме того, деаэраторы обеспечивают хранение питательной воды и надлежащие условия всасывания для насосов питательной воды котла.

Напорные деаэраторы или деаэрирующие нагреватели можно разделить на две основные категории: тарельчатые и распылительные (см. рис. 10-3). Деаэраторы тарельчатого типа также называют «распылительными лотками», потому что вода первоначально подается с помощью распылительных клапанов или форсунок. Тип распыления также называют типом «распылитель-скруббер», потому что отдельная секция очистки используется для обеспечения дополнительного контакта пара с водой после распыления.

Подогреватель-деаэратор лоткового типа, показанный на рис. 10-4 и 10-5, состоит из корпуса, распылительных форсунок для распределения и распыления воды, прямоконтактного вентиляционного конденсатора, тарельчатых штабелей и защитных межкамерных стенок. Хотя корпус изготовлен из низкоуглеродистой стали, для распылительных форсунок, вентиляционного конденсатора, лотков и межкамерных стенок используются более устойчивые к коррозии нержавеющие стали.

Работа этого деаэратора показана на рис. 10-5. Поступающая вода распыляется в атмосферу пара, где она нагревается с точностью до нескольких градусов от температуры насыщения пара. Большинство неконденсируемых газов (главным образом кислород и свободный диоксид углерода) выбрасываются в пар, когда вода впрыскивается в устройство. Уплотнения предотвращают повторное загрязнение воды штабеля тарелок газами из распылительной секции.

В секции лотка вода льется каскадом из лотка в лоток, разбиваясь на мелкие капли или пленки, которые тесно контактируют с поступающим паром. Пар нагревает воду до температуры насыщения пара и удаляет все, кроме самых последних следов кислорода. Деаэрированная вода попадает в нижнее хранилище, где паровая оболочка защищает ее от повторного загрязнения.

Пар, поступающий в деаэраторы через отверстия в отсеке тарелки, стекает вниз по стопе тарелок параллельно потоку воды. В этой секции конденсируется очень небольшое количество пара, поскольку температура воды повышается до температуры насыщения пара. Остаток пара очищает каскадную воду.

При выходе из лоткового отсека пар направляется вверх между кожухом и межкамерными стенками в секцию распыления. Большая часть пара конденсируется и становится частью деаэрированной воды. Небольшая часть пара, содержащего выделяющиеся из воды неконденсирующиеся газы, выбрасывается в атмосферу. Необходимо постоянно обеспечивать достаточную вентиляцию, иначе деаэрация будет неполной.

Как уже упоминалось, в большинстве тарельчатых и распылительных деаэраторов используются подпружиненные распылительные форсунки, которые равномерно распределяют воду на входе (см. рис. 10-6). Новые распылительные клапаны предназначены для обеспечения равномерного распыления при различных условиях нагрузки для эффективного контакта пара с водой. Клапан предназначен для распыления поступающей воды на мелкие капли для улучшения теплопередачи и обеспечения эффективной очистки поступающей воды от кислорода.

Поток пара через стопку тарелок может быть поперечным, противотоком или параллельным потоку воды. Деаэрированная вода обычно хранится в отдельном резервуаре, как показано на рис. 10-4.

Нагреватель-деаэратор распылительного типа состоит из корпуса, подпружиненных впускных форсунок, прямоконтактного вентиляционного конденсатора и парового скруббера для окончательной деаэрации. Впускные распылительные клапаны и секция вентиляционного конденсатора прямого контакта изготовлены из нержавеющей стали; кожух и паровой скруббер могут быть изготовлены из низкоуглеродистой стали.

Входящая вода распыляется в атмосферу пара и нагревается до температуры насыщения пара с точностью до нескольких градусов. Большая часть неконденсирующихся газов выделяется в пар, а нагретая вода попадает в гидрозатвор и стекает в нижнюю часть парового скруббера.

Вода очищается большим объемом пара и нагревается до температуры насыщения, преобладающей в этой точке. Тесный контакт пара и воды, достигаемый в скруббере, эффективно очищает воду от растворенных газов. По мере подъема пароводяной смеси в скруббере температура деаэрированной воды на несколько градусов превышает температуру насыщения из-за небольшой потери давления. В результате происходит небольшое вскипание, которое способствует выделению растворенных газов. Деаэрированная вода перетекает из парового скруббера в расположенную ниже секцию хранения.

Пар поступает в деаэратор через короб сбоку и направляется в паровой скруббер. Поскольку объем пара велик по сравнению с объемом воды, достигается тщательная очистка. Пар после прохождения через скруббер проходит вверх в секцию распылительного нагревателя для нагрева поступающей воды. Большая часть пара конденсируется в секции распыления и становится частью деаэрированной воды. Небольшая часть пара выбрасывается в атмосферу для удаления неконденсирующихся газов.

В струйно-распылительном сегменте деаэраторов распылительного типа поступающая вода распыляется в паровую атмосферу. Здесь вода достаточно нагревается, чтобы высвободить большую часть неконденсирующихся газов. Затем вода подается в высокоскоростную струю пара. Он ударяется о перегородку и распыляется на мелкие капли. Высокоскоростной пар нагревает воду до температуры насыщения и вымывает все, кроме последних следов кислорода, из мелких капель воды.

Другие типы деаэрационного оборудования, менее распространенные на промышленных предприятиях, включают деаэраторы пленочного и барботажного типа.

В деаэраторах пленочного типа вода течет по поверхности, такой как кольца Рашига, тонкой пленкой, противотоком потоку пара. Кислород удаляется вдоль поверхности пленки. Вода собирается через равные промежутки времени.

В барботажном деаэраторе кислород удаляется после предварительного нагрева воды за счет тесного контакта пара и воды, движущихся по перфорированным пластинам.

Конденсаторы деаэрации

На электростанциях конденсаторы главных турбин имеют воздушные эжекторы для удаления растворенных газов. Иногда напорный деаэратор исключают из цикла питательной воды. Однако существует опасность подсоса воздуха в систему как во время пуска/останова, так и при работе конденсаторов при малых нагрузках. Это может потребовать паровой подушки и усиленной химической деаэрации.

Вакуумная деаэрация

Вакуумная деаэрация используется при температурах ниже температуры кипения при атмосферном давлении для снижения скорости коррозии в системах водоснабжения. В системе применяется вакуум, чтобы довести воду до температуры насыщения. Распылительные форсунки разбивают воду на мелкие частицы для облегчения удаления газов и выпуска выхлопных газов.

Поступающая вода поступает через форсунки и падает через колонку, набитую кольцами Рашига или другими синтетическими насадками. Таким образом, вода превращается в тонкие пленки и капли, которые способствуют выделению растворенных газов. Выделившиеся газы и водяной пар удаляются за счет вакуума, который поддерживается пароструйными эжекторами или вакуумными насосами, в зависимости от размера системы. Вакуумные деаэраторы менее эффективно удаляют кислород, чем напорные. Типичный вакуумный деаэратор показан на рис. 10-7.

Важные соображения

Вода на входе в деаэраторы не должна содержать взвешенных твердых частиц, которые могут засорить распылительные клапаны и порты впускного распределителя и поддоны деаэратора. Кроме того, распылительные клапаны, порты и поддоны деаэратора могут забиваться накипью, которая образуется, когда деаэрируемая вода имеет высокий уровень жесткости и щелочности.

Напорные деаэраторы уменьшают содержание кислорода до очень низкого уровня. Тем не менее, даже следовые количества кислорода могут вызвать коррозионное повреждение системы. Поэтому надлежащая практика эксплуатации требует дополнительного удаления кислорода с помощью химического поглотителя кислорода, такого как сульфит натрия или гидразин, или других материалов, таких как органические летучие поглотители кислорода.

Хотя деаэрация удаляет свободный диоксид углерода, она удаляет лишь небольшое количество связанного диоксида углерода. Большая часть связанного диоксида углерода высвобождается вместе с паром в котле и впоследствии растворяется в конденсате, часто вызывая проблемы с коррозией. Эти проблемы можно решить с помощью летучих нейтрализующих аминов, пленкообразующих аминов и кондиционеров на основе оксидов металлов.

Мониторинг производительности

Мониторинг производительности Напорные деаэраторы, используемые для подготовки питательной воды котла, производят деаэрированную воду с очень низким содержанием растворенного кислорода и свободного углекислого газа. Продавцы обычно гарантируют менее 0,005 см ³ /л (7 частей на миллиард) кислорода.

Вакуумные деаэраторы, используемые для защиты водопроводных линий, не предназначены для такой тщательной деаэрации, как напорные деаэраторы. Обычно они снижают содержание кислорода примерно до 0,25–0,50 см 90 189 3 90 190 `/л (от 330 до 650 частей на миллиард).

Для обеспечения максимального удаления кислорода необходим точечный или непрерывный мониторинг содержания растворенного кислорода в потоке, выходящем из деаэратора. Обычно рекомендуется непрерывный мониторинг с помощью подключенного к сети кислородомера (см. рис. 10-8). Для проверки работоспособности деаэратора подачу химического поглотителя кислорода на короткое время прекращают.

Рекомендуется регулярно проверять работу устройства. Следует позаботиться о том, чтобы агрегат не работал за пределами своих возможностей. Также следует проверить систему на наличие гидроударов и термических нагрузок, которые могут быть вызваны попаданием холодного конденсата. Тщательный осмотр в автономном режиме должен проводиться как можно чаще и должен включать следующее:

• регулирующие клапаны на входе воды и элементы управления для контроля уровня резервуара-накопителя
• аварийные сигналы высокого и низкого уровня для резервуаров хранения
• перепускной клапан и контроллер для предотвращения высокого уровня воды
• Редукционные клапаны давления пара для поддержания требуемого минимального давления в деаэраторе
• предохранительные клапаны
• манометры температуры и давления для надлежащего контроля подпиточной воды, деаэратора и резервуара-накопителя
• паровой клапан для отвода газов и вентиляционный конденсатор для герметичности
• Дефлекторы на входе пара для обеспечения целостности
• впускные распылительные клапаны для отложений и эксплуатации
• лотки для правильного положения
• зоны сварки на наличие повреждений (особенно трещин)

Рис.