Большая энциклопедия нефти и газа. Рабочие процессы деаэрационной установки и ее элементов

Растворимые в воде газы необходимо удалять, поскольку приводят к коррозии стенок котла, преждевременному износу, а иногда и к аварии. Растворенные газы (02, С02) и воздух удаляется из воды деаэрацией. Известно несколько ее способов деаэрации: термический, химический, электромагнитный, высокочастотный и ультра-звуковой. Три последних способа недостаточно освоены, и в котельных с паровыми и водогрейными котлами наибольшее распространение получил термический способ.
При термическом способе растворение в воде газов уменьшается с повышением температуры и совсем прекращается при достижении температуры кипения, когда растворенные газы полностью удаляются из воды.
Существует несколько типов термических деаэраторов, но в котельных с паровыми котлами применяются смешивающие деаэраторы атмосферного типа (ДСА). Такой деаэратор (рис. 94) состоит из вертикальной цилиндрической колонки 1 диаметром 1-2 м и высотой 1,5-2 м, установленной на горизонтальном цилиндрическом баке 2, предназначенном для сохранения запаса деаэрованной воды.

Рис. 94. Атмосферный деаэратор смешивающего типа: 1 — колонка; 2 — бак-аккумулятор; 3 — водоуказательное стекло; 4 — манометр; 5 — гидрозатвор; 6 — распределительное устройство; 7,8 — тарелки; 9 — распределитель пара; 10 — клапан; 11 — охладитель выпара; 12 — регулятор уровня воды; 13 — выпуск питательной воды из бака-аккумулятора; 14 — вестовая труба.

Из паровых котлов в нижнюю часть деаэрационной колонки через парораспределитель 9 подается пар с давлением 0,2-0,3 кгс/см2 и, поднимаясь вверх, подогревает химически очищенную воду до температуры кипения 102-104 °С. При этом из воды выделяются кислород и углекислый газ и вместе с остатками несконденсированного пара через вестовую трубу 14 выбрасываются в атмосферу. При закрытии вестовой трубы этот поток может быть направлен в охладитель выпара 11. Деаэрованная вода поступает в бак-аккумулятор. Из бака деаэрованная вода забирается питательным насосом для питания паровых котлов.
Вакуумный деаэратор (ДСВ). Для деаэрации подпиточной воды тепловых сетей в котельных с водогрейными котлами используются вакуумные деаэраторы (рис. 95).
Вакуумный деаэратор, как и атмосферный, состоит из колонки 4 и бака деаэрованной воды 6.

Рис. 95. Вакуумный деаэратор: 1 — бак-газоотделитель; 2 — водяной эжектор; 3 — охладитель выпара; 4 — деаэрационные колонки; 5 — водоводяной водоподогреватель; 6 — бак деаэрованной воды; 7 — центробежный насос; 8 — трубопровод городской воды; 9 — трубопровод воды к ХВО; 10- трубопровод заполнения бака- газоотделителя; 11 — змеевик

Вакуум в деаэрационной колонке создается водоструйным эжектором 2, присоединенным к верхней части колонки. Для облегчения работы эжектора перед ним устанавливается охладитель выпара 3, так как водоструйный эжектор работает лучше, когда температура испарения ниже. Вода через эжектор перекачивается центробежным насосом 7, создает разрежение, за счет которого из деаэрационной колонки отсасывается выпар и, смешавшись с водой, поступает в бак-газоотделитель 1. В баке вода опускается вниз, а выпар остается наверху и удаляется в атмосферу.
Вода после умягчения, пройдя водоводяной подогреватель 5, нагревается до 75-80 °С и подается в деаэрационную колонку 4, где закипает при давлении ниже атмосферного. Освободившись от кислорода и углекислого газа, вода стекает в бак деаэрированной воды. Вода из бака подается подпиточным насосом на подпитку тепловой сети.
Для сохранения температуры деаэрованной воды в деаэраторном баке устанавливают змеевик 11, через который проходит горячая вода из водогрейных котлов.
Вакуумные деаэраторы работают при давлении 0,3 абсолютной атмосферы (Р = 0,7 кгс/см2), которому соответствует температура кипения воды 68,9 °С.
Нормы качества питательной воды для водотрубных котлов с рабочим давлением пара до 4 МПа приведены в табл. 8.
Нормы качества сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов даны в табл. 9.

Таблица 8

Нормы качества питательной воды для водотрубных котлов с рабочим давлением пара до 4 МПа

Таблица 9

‘Для котлов, работающих на мазуте.

Вакуумный деаэратор применяется для деаэрации воды, если ее температура ниже 100 °С (температура кипения воды при атмосферном давлении).

Областью для проектирования, монтажа и эксплуатирования вакуумного деаэратора являются водогрейные котельные (особенно в блочном варианте) и тепловые пункты. Так же вакуумные деаэраторы активно используются в пищевой промышленности для деаэрации воды необходимой в технологии приготовления широкого спектра напитков.

Вакуумной деаэрации подвергаются потоки воды идущей на подпитку тепловой сети, котлового контура, сети горячего водоснабжения.

Особенности работы вакуумного деаэратора.

Так как процесс вакуумной деаэрации происходит при относительной невысоких температурах воды (в среднем от 40 до 80 °С в зависимости от типа деаэратора) для работы вакуумного деаэратора не требуется использование теплоносителя с температурой выше 90 °С. Теплоноситель необходим для нагрева воды перед вакуумным деаэратором. Температура теплоносителя до 90 °С обеспечивается на большинстве объектов, где потенциально возможно применить вакуумный деаэратор.

Основное отличие вакуумного деаэратора от атмосферного деаэратора в системе отвода выпара из деаэратора.

В вакуумном деаэраторе выпар (парогазовая смесь образующаяся при выделении из воды насыщенных паров и растворенных газов) удаляется при помощи вакуумного насоса.

В качестве вакуумного насоса можно использовать: вакуумный водокольцевой насос, водоструйный эжектор, пароструйный эжектор. Они различны по конструкции, но основаны на одном принципе - уменьшение статического давления (создание разряжения - вакуума) в потоке жидкости при увеличении скорости потока.

Скорость потока жидкости увеличивается либо при движении через сужающееся сопло (водоструйный эжектор), либо при закручивании жидкости при вращении рабочего колеса.

При удалении выпара из вакуумного деаэратора давление в деаэраторе падает до давления насыщения соответствующего температуре воды поступающей в деаэратор. Вода в деаэраторе находится в точке кипения. На границе раздела фаз вода - газ возникает разница концентраций по растворенным в воде газам (кислород, углекислота) и соответственно появляется движущая сила процесса деаэрации.

От эффективности работы вакуумного насоса зависит качество деаэрированной воды после вакуумного деаэратор.

Особенности установки вакуумного деаэратора.

Т.к. температура воды в вакуумном деаэраторе ниже 100 °С и соответственно давление в вакуумном деаэраторе ниже атмосферного - вакуум, возникает главный вопрос при проектировании и эксплуатации вакуумного деаэратора - как подать деаэрированную воду после вакуумного деаэратора далее в систему теплоснабжения. В этом заключается основная проблема использования вакуумного деаэратора для деаэрации воды на котельных и тепловых пунктах.

В основном это решалось установкой вакуумного деаэратора на высоте не менее 16 м, что обеспечивало необходимую разницу давлений между разряжением в деаэраторе и атмосферным давлением. Вода самотеком стекала в аккумуляторный бак расположенным на нулевой отметке. Высота установки вакуумного деаэратора выбиралась из расчета максимально возможного вакуума (-10 м.вод.ст.), высоты столба воды в аккумуляторном баке, сопротивления сливного трубопровода и перепада давлений необходимого для обеспечения движения деаэрированной воды. Но это влекло за собой ряд существенных недостатков: увеличение первоначальных затрат на строительство (этажерка высотой 16 м с площадкой обслуживания), возможность замерзания воды в сливном трубопроводе при прекращении подачи воды в деаэратор, гидроудары в сливном трубопроводе, трудности в осмотре и обслуживании деаэратора в зимний период.

Для блочных котельных, которые активно проектируются и монтируются данное решение на применимо.

Вторым вариантом решения вопроса подачи деаэрированной воды после вакуумного деаэратора является использование промежуточного бака запаса деаэрированной воды - деаэраторного бака и насосов подачи деаэрированной воды. Деаэраторный бак находится под таким же разряжением, что и сам вакуумный деаэратор. По сути дела вакуумный деаэратор и деаэраторный бак представляют собой один сосуд. Основная нагрузка ложится на насосы подачи деаэрированной воды которые забирают деаэрированную воду из под вакуума и подают ее далее в систему. Для предотвращения возникновения явления кавитации в насосе подачи деаэрированной воды необходимо обеспечить высоту водяного столба (расстояние между зеркалом воды в деаэраторном баке и осью всаса насоса) на всасе насоса не менее величины указанной в паспорте насоса как кавитационный запас или NPFS. Кавитационный запас в зависимости от марки и производительности насоса колеблется в диапазоне от 1 до 5 м.

Преимуществом второго варианта компоновки вакуумного деаэратора является возможность устанавливать вакуумный деаэратор на небольшой высоте, в помещении. Насосы подачи деаэрированной воды обеспечат перекачивание деаэрированной воды далее в аккумуляторные баки или на подпитку. Для обеспечения стабильного процесса перекачивания деаэрированой воды из деаэраторного бака важно правильно подобрать насосы подачи деаэрированной воды.

Повышение эффективности работы вакуумного деаэратора.

Так как вакуумная деаэрация воды проводится при температуре воды ниже 100 °С повышаются требования к технологии процесса деаэрации. Чем ниже температура воды, тем выше коэффициент растворимости газов в воде, тем сложнее процесс деаэрации. Необходимо повышать интенсивность процесса деаэрации, соответственно применяются конструктивные решения на основе новых научных разработок и экспериментов в области гидродинамики и массопереноса.

Использование высокоскоростных течений с турбулентным массопереносом при создании условий в потоке жидкости для дополнительного снижения статического давления относительно давления насыщения и получения перегретого состояния воды позволяет значительно повысить эффективность процесса деаэрации и уменьшить габаритные размеры и вес вакуумного деаэратора.

Для комплексного решения вопроса установки вакуумного деаэратора в помещении котельной на нулевой отметке с минимальной габаритной высотой был разработан, испытан, и успешно введен в серийное производство блочный вакуумный деаэратор БВД. При высоте деаэратора чуть менее 4 м блочный вакуумный деаэратор БВД позволяет производить эффективную деаэрацию воды в диапазоне производительностей от 2 до 40 м3/ч по деаэрированной воде. Блочный вакуумный деаэратор занимает пространство в помещении котельной не более чем 3х3 м (в основании) в своем самом производительном исполнении.

Вакуумные деаэраторы

В настоящее время среди всех конструкций вакуумных деаэраторов наиболее широкое применение нашли деаэраторы НПО ЦКТИ. Деаэраторы относительно малой производительности выполняются вертикальными, деаэраторы повышенной производительности - горизонтальными. При этом горизонтальные вакуумные деаэраторы имеют модульную конструкцию. Наиболее крупный аппарат производительностью 1200 т/ч состоит из трех таких модулей, объединенных в единый горизонтальный цилиндрический корпус. Существуют несколько вариантов конструкции вакуумного деаэратора, отличающихся исполнением и схемой объединения внутренних элементов. Рассмотрим один из таких вариантов (рис. 3.5). Деаэратор представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд диаметром 3 м и длиной 2 м с внутренними элементами.

Деаэратор двухступенчатый струйно-барботажный. Струйная ступень деаэрации включает два струйных отсека и контактный струйный охладитель выпара.

Рис. 3.5.

1 - штуцер подвода исходной воды; 2 - распределительный коллектор; 3 - верхняя струеобразующая тарелка; 4 - порог верхней струеобразующей тарелки; 5 - ограничивающий порог второй струеобразующей тарелки; 6 - вторая струеобразующая тарелка; 7 - третья струеобразую-щая тарелка; 8 - непровальный барботажный лист; 9 - штуцер отвода деаэрированной воды; 10 и16 - штуцеры подвода греющего теплоносителя; 11 - канал подвода пара под барботажный лист; 12 - жалюзийный сепаратор; 13 - канал для отвода неиспарившейся части перегретой воды; 14 - пароперепускной трубопровод; 15 - штуцер отвода выпара

Барботажная ступень выполнена в виде непровального барботажного листа. Вода, подлежащая деаэрации, вводится через патрубок 1 в распределительный коллектор 2, после чего поступает на верхнюю струеобразующую тарелку 3. Перфорация верхней тарелки рассчитана на пропуск 30 %-ого расхода воды при номинальной гидравлической нагрузке деаэратора. Остальная часть воды переливается через порог 4 верхней тарелки на вторую струеобразующую тарелку 6. Зона перфорации второй тарелки секционирована ограничивающим порогом 5 таким образом, чтобы при малых гидравлических нагрузках работала только часть отверстий тарелки для обеспечения нормального струеобразования. Струйный поток со второй тарелки перетекает на третью струеобразующую тарелку 7, откуда также в виде струй поступает на непровальный барботажный лист 8. Двигаясь по барботажному листу, вода обрабатывается барботажным паром и сливается через штуцер отвода деаэрированной воды 9. Греющий теплоноситель поступает в деаэратор через штуцер 16 (если греющим теплоносителем является пар) или штуцер 10 (если греющим теплоносителем является перегретая вода). Поступившая в деаэратор перегретая вода вскипает. Для эффективного отделения образовавшегося пара от воды установлен специальный жалюзийный сепаратор 12. Выделившийся пар по каналу 11 поступает под барботажный лист 8, а оставшаяся часть перегретой неиспарившейся воды - по каналу, образованному перегородками 13, вытесняется на уровень барботажного листа, где смешивается с деаэрируемой водой. Для поддержания требуемого давления пара в паровой подушке под барботажным листом имеется перепускной трубопровод пара 14, отводящий избыточный пар непосредственно в основной струйный отсек деаэратора. Несконденсировавшаяся часть парового потока, прошедшего через барботажный лист и струнные отсеки поступает в струйный охладитель выпара, образованный струйным потоком воды, стекающей с верхней тарелки 3 на вторую струеобразующую тарелку 6. Охладитель выпара обеспечивает практически полную конденсацию пара из выпара. Оставшаяся часть пара вместе с выделившимися из воды в процессе деаэрации газами удаляется эжектором через штуцер отвода выпара 15.

Для обеспечения слива воды из деаэратора самотеком в аккумуляторный бак, деаэратор устанавливается выше бака, причем высота определяется рабочим давле- нием(разрежением) в деаэраторе и обычно составляет не менее 10 м. Вакуумные деаэраторы не имеют запаса воды в своем корпусе. При сливе деаэрированной воды самотеком уровень ее колеблется в сливном трубопроводе в зависимости от давления в деаэраторе, уровня воды в баке-аккумуляторе и нагрузки. Схемы с подачей воды из деаэратора непосредственно к насосам деаэрированной воды применяются редко и характеризуются относительно низкой надежностью.

Вакуумные деаэраторы следует защищать от переполнения и от опасного повышения давления. Наиболее просто вопрос защиты решается при сливе деаэрированной воды самотеком в аккумуляторные баки атмосферного давления при обязательном отсутствии запорной и регулирующей арматуры на сливных трубопроводах. В этом случае защита осуществляется через переливные гидрозатворы баков, рассчитанные на пропуск максимального расхода деаэрированной воды. В остальных случаях защита должна выполняться с помощью гидрозатвора, присоединяемого к сливному трубопроводу. Высота гидрозатвора выбирается в зависимости от места его присоединения к системе. При подводе к деаэратору в качестве греющей среды пара необходимо также устанавливать предохранительные устройства на паропроводе между деаэратором и регулятором давления.

Вакуумный деаэратор требует установки дополнительного вспомогательного оборудования - газоотводящего устройства. В качестве таких устройств чаще всего применяются струйные аппараты - эжекторы, которые могут быть паро - или водо- струйными. Весьма редко в качестве газоотводящего устройства применяется механический вакуумный насос.

Вакуумные деаэраторы, с точки зрения эксплуатации, сложнее других типов деаэраторов. Это обусловлено необходимостью обеспечения вакуумной плотности всей системы, усложненностью схемы установки из-за применения газоотводящих аппаратов, спецификой слива деаэрированной воды из зоны вакуума. Однако эти трудности компенсируются возможностью существенного повышения тепловой экономичности электростанции при использовании в вакуумных деаэраторах в качестве греющего теплоносителя перегретой воды. В этом случае можно уменьшить расход пара в отборы турбин при давлении 1,2 атмосфер и более, и, наоборот, увеличить нагрузку теплофикационных отборов турбин с ПСГ при давлении, как правило, менее 1 атмосферы, а также исключить потери ценного конденсата пара.

Перечень контролируемых при эксплуатации вакуумной деаэрационной установки параметров аналогичен перечню этих параметров для атмосферных деаэраторов. Однако в случае вакуумной деаэрационной установки необходимо дополнительно контролировать показатели работы газоотводящих устройств, а также подъемных насосов эжекторов, если используются эжекторы водоструйного типа.

Назначение и техническая характеристика.

Вакуумный деаэратор ВД-400 (см. рис.4.3) предназначен для удаления коррозийно-агрессивных газов из подпиточной воды энергетических котлов. В соответствии с ГОСТ 16860-77 ВД-400 должен обеспечить средний подогрев воды на величину от 15є до 25°С при изменении произ-водительности в деаэраторе от 30% до 120% от номинальной, содержание кислорода в деаэрированной воде не должно превышать 30 мкг/кг, свободная углекислота должна отсутствовать.

В качестве теплоносителя используется пар от РУ-16/3 .

Эжектор типа ЭПО-3-25/75 предназначен для отсоса паровоздушной смеси из вакуумного деаэратора.

Рабочей средой является пар с абсолютным давлением 0,588 мПа (6 ата), охлаждающей водой служит ХОВ с БЗК.

Основные технические характеристики ВД-400:

Номинальная производительность - 400 т/ч

Максимальная производительность - 480 т/ч

Минимальная производительность - 120 т/ч

Рабочее абсолютное давление - 0,075-0,5 кгс/смІ

Температура теплоносителя - 70-180°

Основные технические характеристики эжектора:

Расход пара - 1000 кг/ч

Абсолютное давление пара перед соплами - 7 ата

Температура пара - 158єС

Расход охлаждающей воды - 165000 кг/ч

Температура охлаждающей воды - 30єС

Производительность по паровоздушной смеси - 87 кг/ч

Рис 5.3.

Описание конструкции и принцип работы.

В вакуумном деаэраторе ВД-400 применена двухступенчатая деаэрация воды: I-я ступень струйная, 2-я - барбатажная, что надежно обеспечивает требуемое нормами остаточное содержание кислорода и углекислоты в широком диапазоне и изменение тепловой и гидравлической нагрузки деаэратора.

Деаэратор работает следующим образом: химически обессоленная вода поступает в деаэратори попадает в распределительный коллектор, откуда стекает на первую тарелку. Прошедшая сквозь отверстия первой тарелки вода попадает на вторую тарелку. Такая конструкция первых двух тарелок объясняется выполняемой ими функцией встроенного охладителя выпара, т.е. должны обеспечить полную конденсацию необходимого количества выпара. Третья является основной, обеспечивающей работу деаэратора при всех нагрузках. В деаэраторе имеется отсек, куда подается пар. Пар поступает под барбатажный лист, а оставшаяся вода по каналу вытесняется на уровень барбатажного листа и отводится из деаэратора вместе с деаэраторной водой.

Проходя сквозь отверстия барбатажного листа и слой воды на нем, обеспечиваемый переливным порогом, пар догревает воду до температуры насыщения и подвергает интенсивной обработке.

При этом под листом образуется соответствующая паровая подушка, которая с увеличением расхода пара возрастает и избыточный пар перепускается в обвод барбатажного листа в струйный отсек между третьей и четвертой тарелками. Пар, прошедший сквозь барбатажный лист пересекает струйный поток, сливающийся с четвертой тарелки, частично конденсируясь и нагревая при этом воду, и также поступает в струйный отсек между третьей и четвертой тарелками. В этом отсеке происходит основная конденсация пара и нагрев воды до температуры, близкой к температуре насыщения. Затем пар поступает в отсек между второй и третьей тарелками, где практически полностью конденсируется. В отсеке между первой и второй тарелками происходит охлаждение паровоздушной смеси и охлаждение неконденсирующихся газов, которые отсасываются эжектором.

Такая конструкция деаэратора обеспечивает полный противоток между паром и водой на всем пути осуществления процесса дегазации, исключения мертвых зон и интенсивную вентиляцию всех паровых объемов, многократность и непрерывность обработки воды. Корпус деаэратора изготовлен из углеродистой стали, все внутренние элементы из нержавеющей стали. Крепление всех элементов к корпусу и между собой осуществляются электрической сваркой.

Эжектор имеет три ступени сжатия и состоит из следующих основных элементов: стального сварного корпуса трубной системы, верхней крышки, водяной камеры, сопел и диффузоров.

Корпус образован тремя сваренными между собой цилиндрическими камерами, объединенными верхним и нижним фланцами. В камерах размещены три ступени трубной системы, диффузор.

Трубная система выполнена из трех групп охлаждающих трубок U-образной формы Ш19х1 и сплава МНЖ-5-1, развальцованных в трубной доске. С целью обеспечения интенсивной конденсации пара и охлаждения паровоздушной смеси, каждая ступень трубной системы разделена горизонтальными перегородками, образующими проходы для паровоздушной смеси.

В трубной доске имеются отверстия для протока конденсата из третьей ступени эжектора во вторую, из второй ступени в первую. Трубная система при помощи шпилек крепится к нижнему фланцу корпуса и устанавливается на водяной камере.

Водяная камера выполнена сварной и состоит из днища с входным и выходным фланцами, перегородок и общего фланца, к которому крепится трубная система и корпус.

Крышка эжектора состоит из трех камер, собранных на общем фланце. К всасывающей камере первой ступени приварен входной приемный патрубок паровоздушной смеси. В верхней части каждой камеры имеются соответствующие гнезда под паровые сопла и во фланце отверстия для перехода паровоздушной смеси во вторую и третью камеры. Помимо этого во фланце имеются три посадочных отверстия для установки в них диффузоров, сопла и диффузоры расположены по центральной продольной оси корпуса каждой ступени. Сопла выполнены из нержавеющей стали, а диффузоры - литые, латунные.

Паровоздушная смесь поступает во всасывающую камеру эжектора и увлекается выходящей из сопла с большой скоростью струей пара через смесительную камеру в диффузор первой ступени, где происходит сжатие ее давления, устанавливающегося в охладителе первой ступени. Из диффузора паровоздушная смесь поступает в нижнюю часть корпуса, откуда перегородками направляется в холодильник, смывая его трубки снаружи. Охлаждающая вода поступает в водяную камеру и проходит последовательно по трубкам холодильников.

При этом происходит конденсация пара, находящегося в смеси и несконденсировавшаяся часть проходит во всасывающую камеру и входную часть диффузора второй, а затем и третьей ступени.

Образовавшийся конденсат рабочего пара третьей ступени отводится в отсек охладителя второй ступени, здесь часть его испаряется, а часть смешивается с конденсатом второй ступени и поступает в охладитель первой ступени, а оттуда в бак низких точек.

Деаэратор ВД-400 не имеет запаса по уровню воды в своем корпусе, поэтому для устройства работы последнего имеется ВУС и промежуточный бак с регулируемым уровнем воды, подающейся на всас перекачивающих насосов.

Установка промбака с регулируемым уровнем (Н доп.= 80ч220 см.) обусловлена тем, что самослив из ВД-400 к ПН менее 10 метров.

Паровое пространство промбака соединено с паровым пространством вакуумного деаэратора трубой Ду 100 (заведена между I и II тарелкой), что позволяет удалить остаточный кислород после прохождения деаэратора.

Для защиты деаэратора от переполнения и превышения допустимого давления с промежуточного бака выполнен гидрозатвор в БЗК. Для достижения минимальной гидравлической загрузки деаэратора в 30% от номинальной имеется линия рециркуляции с ПН Ду 100.

Отопительные котлы чаще всего изготавливаются из стали. Проходящая через них вода в своем составе имеет кислород и углекислый газ. Оба эти элемента оказывают на металлические конструкции котла крайне негативное влияние. Постоянный контакт стали с этими газами неизбежно приводит к ее ржавлению. Для того чтобы исправить ситуацию и продлить срок службы оборудования, в котельных включаются специальная установка — деаэратор. Что это такое? Об этом и поговорим далее в статье.

Определение

Деаэратором называется специальное оборудование, предназначенное для удаления кислорода из теплоносителя отопительных систем путем подогревания последнего паром. Таким образом, помимо очищающей функции, устройства этого типа выполняют также термическую. Одна и та же установка деаэрации может применяться для подогрева и очистки как питательной, так и подпиточной воды.

Особенности конструкции

Относительная простота конструкции — это то, что отличает деаэратор. Что это такое, мы с вами выяснили. Теперь давайте посмотрим, как устроено это оборудование. Представляет собой деаэратор котельной цистерну (БДА) со смонтированной на ней вертикальной колонной (КДА), установленную на опорах. Дополнительным элементом оборудования этого типа является гидравлическая система, защищающая его от превышения давления. Колонка приваривается к баку без фланца — напрямую.

На горизонтальном баке деаэратора смонтированы входной и выходной патрубки для подключения магистралей подачи и отвода среды. Снизу установлены сливы. Еще одним элементом конструкции является предназначенный для сбора дегазованной воды сборный бак. Расположен он под днищем БДА.

Такого оборудования, как деаэратор, схема которого представлена ниже, обычно состоит из двух гидрозатворов. Один из них защищает устройство от любого превышения допустимого давления, а второй — от опасного. Также в конструкцию гидравлической системы деаэратора входит расширительный бачок. Выпары из деаэратора поступают в специальный охладитель, имеющий вид горизонтального цилиндра.

Конструкция колонны

Колонна представляет собой цилиндрическую обечайку с дном эллиптической формы. Как и на баке, на ней имеются патрубки для подвода и отвода среды. Внутри колонны установлены специальные тарелки с отверстиями, через которые проходит вода. Такая конструкция позволяет значительно увеличить площадь соприкосновения среды и пара, а следовательно, производить нагрев с максимальной скоростью.

Виды оборудования

В современных котельных может устанавливаться деаэратор воды:

вакуумный;

атмосферный.

В первом типе деаэраторов удаление газов из воды производится в вакууме. В конструкцию таких установок дополнительно включается паро- или водоструйный эжектор. Последняя разновидность узлов чаще всего используется в системах с котлами средней или малой мощности. Вместо эжекторов для создания вакуума могут применяться специальные насосы. Некоторым недостатком такого оборудования, как вакуумный деаэратор, является то, что пар из него нужно удалять принудительно, в то время как из атмосферных он выходит естественным путем — под давлением.

Помимо двух рассмотренных видов деаэраторов, в котельных могут устанавливаться устройства повышенного давления. Работают они при 0.6-0.8 МПа. Иногда в тепловую схему котельных также включается оборудование пониженного давления.

Сфера использования

Где же может применяться деаэратор? Что это такое, вы теперь знаете. Поскольку такое устройство предназначено для дегазации рабочей среды, применяется оно в основном там, где есть нагревательное оборудование, изготовленное из стали.

Чаще всего деаэраторы используются в системах отопления и ГВС. Котельные с водогрейными котлами обычно оснащаются установками вакуумного типа. Также в таких схемах могут использоваться деаэраторы атмосферные. Установки пониженного и повышенного давления применяются по большей мере в системах, функционирующих благодаря работе парового котла. Первая разновидность (на 0.025-0.2 МПа) монтируется в не слишком мощных системах, рассчитанных на малое количество потребителей. используются в тепловых схемах с котлами, подающими большое количество пара.

Тарельчатый деаэратор: принцип работы

Схема очистки газов в деаэраторах реализуется двухступенчатая: струйная (в колонне) и барботажная (в баке). Помимо этого, в систему включается затопленное барботажное устройство. Вода подается в колонну, где обрабатывается паром. Далее она стекает в бак, выдерживается в нем и отводится обратно в систему. Пар первоначально подается в БДА. После вентиляции внутреннего объема он поступает в колонну. Проходя через отверстия барботажной тарелки, пар подогревает воду до температуры насыщения.

Струйным методом из воды удаляются все газы. Одновременно с этим происходит конденсация пара. Его остатки смешиваются с выделившимся из среды газом и отводятся в охладитель. Конденсат от выпара сливается в дренажную емкость. Во время отстаивания воды в баке из нее выходят остаточные мелкие пузырьки газа. Отводится вода в сборный бак. Иногда горизонтальная емкость используется только для отстаивания. В таких установках обе ступени дегазации размещаются в колонне.

Деаэрация подпиточной воды

Теплоноситель в системе отопления циркулирует непрерывно. Но объем его со временем, в результате утечек, все же понемногу уменьшается. Поэтому в систему отопления подается подпиточная вода. Как и основная, она должна проходить процесс деаэрации. Первоначально вода поступает в подогреватель, а затем проходит через фильтры химической очистки. Далее, как и питательная, она попадает в колонну деаэратора. Освобожденная от перетекает к Последний направляет ее во всасывающий коллектор или в бак хранения.

Химическая деаэрация

Таким образом, ответ на вопрос о том, что такое деаэратор котельной, прост. Это оборудование, предназначенное для кипячения воды горячим паром с целью удаления кислорода. Однако иногда газы из теплоносителя в таких установках удаляются не полностью. В этом случае для дополнительной очистки в воду котельных могут добавляться разного рода реагенты, предназначенные для связывания кислорода. Это может быть, к примеру, В данном случае для качественной деаэрации воды требуется ее подогрев. Иначе химические реакции будут происходить слишком медленно. Также для ускорения процесса связывания кислорода могут использоваться разного рода катализаторы. Иногда воду деаэрируют и путем пропускания через слой обычных металлических стружек. Последние в этом случае быстро окисляются.

Особенности монтажа

Устройство деаэратора не слишком сложное. Однако его монтаж должен производиться с точным соблюдением всех положенных технологий. При установке такого оборудования руководствуются прежде всего приложенными к нему производителем чертежами и проектом котельной. Перед началом монтажа производится осмотр установки и ее расконсервация. Обнаруженные дефекты устраняются. Собственно сама процедура установки включает в себя следующие этапы:

бак монтируется на фундаменте;

к нему приваривается водосливная горловина;

нижняя часть колонки обрезается по наружному диаметру;

колонна устанавливается на бак (при этом закрепленные внутри нее тарелки должны располагаться строго горизонтально);

колонна приваривается к баку;

монтируются охладитель выпара и гидрозатвор;

в соответствии с чертежами производится подключение магистралей;

устанавливается запорная и регулирующая арматура;

проводятся гидравлические испытания оборудования.

Распылительные установки

Рассмотренные выше конструкции называются тарельчатыми. Существуют также распылительные деаэраторы. Устройства этого типа используются реже и также представляют собой горизонтальный накопительный бак большой емкости. Отсутствие колонны — это то, что отличает такой деаэратор. Принцип работы его также немного другой. Пар в таких установках поступает снизу - из расположенной в баке горизонтально гребенки. Сама емкость разделена на зону подогрева и деаэрации. Питающая вода котла поступает в первый отсек из расположенного сверху распылителя. Здесь она разогревается до точки кипения и поступает в зону деаэрации, где паром из нее удаляется кислород.

Итак, вот и все, что можно сказать о таком устройстве, как деаэратор. Что это такое, надеемся, вы поняли, так как мы дали достаточно подробный ответ на этот вопрос. Так называют установку, обеспечивающую длительную работу водогрейных и паровых котлов. Выбор разновидности и способов монтажа этого оборудования осуществляется в соответствии с техническими характеристиками нагревательного оборудования и проектом котельной.