Деаэратор

Процесс деаэрации воды основан на повышении температуры воды до кипения, при которой растворимость газов снижается до нуля и происходит их выделение из воды [5,11,12,13].

Кипение воды в деаэраторе достигается:

а) в вакуумных - за счет понижения давления в аппарате ниже атмосферного для обеспечения вскипания подогретой воды при температуре ниже 100○С

б) в атмосферных и деаэраторах высокого давления - путем нагрева воды в деаэраторах паром, поступающим в аппарат от котлов.

Удаление газов при термической деаэрации происходит в результате диффузии и их дисперсного выделения. При этом должны быть созданы условия для перехода газов из воды в паровое пространство. Одним из таких условий является увеличение площади контакта воды с паром, чтобы максимально приблизить частицы потока деаэрируемой воды к поверхности раздела фаз. Это достигается дроблением потока на тонкие струйки, капли или пленки, а также при барботаже пара через поток воды [5,11,12,13].

Различные конструкции деаэраторов и примеры их расчета приведены в работах [5,11,12,13].

Смесь части пара и выделенных из воды газов (выпар) отводится из верхней части деаэрационной колонки в охладитель выпара, где пар конденсируется, а газы удаляются в атмосферу.

Конденсат выпара в мелких котельных сбрасывается в дренаж (при расходе конденсата выпара порядка 0,1 т/ч) [8,11,13,14,23].

Деаэрация питательной воды котлов является обязательной для всех котельных. Это связано с тем, что присутствие в питательной воде кислорода и углекислого газа приводит к коррозии трубопроводов, экранных труб и других элементов котлоагрегатов, в результате которой повышается опасность возникновения аварийных ситуаций.

Применяемые деаэраторы различают по давлению, при котором происходит выделение растворенных газов из воды:

а) деаэраторы повышенного давления (от 0,6 до 1,2 МПа) типов ДСП–1600, ДСП–1000 и других с подогревом воды на 10…40 ⁰ С;

б) деаэраторы атмосферные (0,12 МПа) типов ДА–300, ДА–150 и других с подогревом воды на 10…50 ⁰С;

в) деаэраторы вакуумные (от 0,0075 до 0,05 МПа) типов ДВ–2400,
ДВ–2000 и других с подогревом воды на 15…25 ⁰С (числа в типоразмерах показывают производительность аппарата в тоннах в час).

Под номинальной производительностью деаэратора понимается расход всех потоков воды, подлежащих деаэрации, и количество сконденсировавшегося в деаэраторе пара.

по способу контакта воды с паром различают деаэраторы пленочные, струйные, капельные и барботажные. При этом могут применяться комбинированные схемы контакта (струйно-барботажные и т. д.).

Большинство деаэраторов выполняется в виде цилиндрической колонки, которая размещается над баком-аккумулятором. Бак-аккумулятор предназначен для аккумулирования запаса питательной (подпиточной) воды, а также для завершения процесса дегазации воды (выделение дисперсных газов и разложение гидрокарбонатов). Схема деаэратора приведена на рис. 8.

Уравнение теплового баланса деаэратора, по которому определяется расход пара на деаэрацию воды, записывается в следующем виде:

, (10)

где: – расход химически очищенной воды, кг/с;

– количество конденсата, поступающего из конденсатного бака, кг/с;

– расход пара на водоподогреватели, кг/с;

– количество вторичного пара, получаемого в расширителе непрерывной продувки, кг/с;

– расход пара на деаэрацию, кг/с;

– выход деаэрированной воды, кг/с;

– количество выделяющегося выпара, кг/с;

– соответственно энтальпии химически очищенной воды, смеси конденсата из конденсатного бака, питательной воды на выходе из деаэратора и конденсата из водоподогревателей, кДж/кг;