La etapa final proceso tecnológico La preparación del agua de alimentación para calderas de vapor consiste en la eliminación de los gases corrosivos disueltos en ella, principalmente oxígeno, así como dióxido de carbono, que provocan la corrosión del metal de las centrales térmicas. La corrosión por oxígeno es la más peligrosa, ya que se manifiesta en determinadas zonas de la superficie del metal en forma de pequeñas úlceras y se desarrolla en la profundidad del metal hasta la formación de fístulas pasantes. En las calderas de vapor modernas con una gran producción de vapor, incluso la concentración más pequeña de oxígeno disuelto en el agua de alimentación puede provocar alteraciones del funcionamiento normal y fallos. elementos individuales ellos, de los cuales el economizador suele ser el primero en corroerse.
Por lo tanto, para garantizar un funcionamiento fiable de las calderas de vapor modernas, es necesario esforzarse por lograr una ausencia casi total de oxígeno disuelto en el agua de alimentación.
El proceso de eliminar los gases disueltos del agua se llama desgasificación o desaireación. Actualmente, se conocen varios métodos de desaireación: térmico y químico.
El más extendido método térmico desaireación del agua. Este método se basa en el hecho de que la solubilidad de los gases en agua disminuye al aumentar la temperatura y a una temperatura. igual temperatura Al hervir, los gases se eliminan casi por completo del agua. De esta forma, los gases se eliminan del agua mediante dispositivos especiales, comúnmente llamados desaireadores térmicos.
Los desaireadores se utilizan principalmente para desgasificar el agua. tipo atmosférico que funcionan a una presión absoluta de 0,1 MPa (1 kgf/cm2) y desaireadores de vacío que funcionan a una presión absoluta de 0,0007 a 0,05 MPa (0,075 a 0,5 kgf/cm2), es decir, temperaturas del agua desaireada de 40 a 80 °C. La desaireación del agua se basa en la ley de Henry, según la cual la cantidad de gas disuelto en una unidad de volumen de agua es proporcional a la presión parcial de este gas en una mezcla de gas o vapor-gas sobre la superficie del agua. Para eliminar completamente los gases del agua, es necesario crear condiciones bajo las cuales presiones parciales la cantidad de estos gases sobre la superficie del agua será igual a cero, lo cual es posible en el punto de ebullición del agua, es decir, cuando se lleva a la temperatura de saturación a la presión en el desaireador y los gases se eliminan del espacio de vapor. del desaireador.
En salas de calderas de vapor mayor aplicación recibió desaireadores de tipo atmosférico - DSA (Fig. 3.1). Un desaireador de burbujeo de dos etapas consta de una columna de desaireación de pequeño tamaño y un tanque acumulador con un dispositivo de burbujeo incorporado y particiones que forman compartimentos especiales. La columna de desaireación tiene dos placas con orificios a través de los cuales fluye el agua hacia el tanque acumulador. En la primera placa a lo largo del flujo de agua, se monta un dispositivo para mezclar mejor el condensado y los flujos de agua tratados químicamente que ingresan al desaireador. Estos flujos entran en el anillo exterior del dispositivo mezclador, tras lo cual el agua fluye a través de dos vertederos hasta la parte perforada de la primera placa.
Después de la columna, el agua desaireada ingresa a un tanque, un acumulador, en cuya parte inferior se encuentra en el extremo opuesto un dispositivo de burbujeo sumergido. El vapor de calentamiento se suministra a través de una tubería a la caja de vapor y burbujea a través de los orificios de la lámina perforada a través de una capa de agua que se mueve lentamente sobre la lámina cien
Tubería de Ron para drenar el agua del desaireador. El agua que sale del dispositivo burbujeador ingresa al hueco del ascensor. La ebullición se explica por la presencia de un ligero sobrecalentamiento del agua con respecto a la temperatura de saturación, que corresponde a la presión en el espacio de vapor del tanque de almacenamiento. El sobrecalentamiento está determinado por la altura de la columna de líquido sobre la lámina de burbujas.
El vapor que pasa a través del dispositivo burbujeador y la columna de agua, ingresa al espacio de vapor, se mueve por encima de la superficie del agua hacia la columna. La colocación de la columna en el lado opuesto del dispositivo de burbujeo garantiza un movimiento en contracorriente claramente definido de los flujos de agua y vapor y una buena ventilación del espacio de vapor del tanque.
El vapor necesario para la desaireación se suministra al dispositivo de burbujeo desde un regulador de presión: la presión del vapor antes del regulador es de 0,6 a 0,7 MPa (6 a 7 kgf/cm2), después del regulador, de 0,05 a 0,07 MPa (0,5 a 0,7 kgf/cm2). ). En los desaireadores con una capacidad de más de 50 t/h, se proporciona una tubería para suministrar vapor a baja temperatura con una presión de 0,02-0,03 MPa (0,2-0,3 kgf/cm2) (desde expansores soplado continuo, desde bombas de vapor de pistón, turbobombas) directamente al espacio de vapor del desaireador para mejor ventilación volumen de vapor del desaireador y a la primera etapa de desaireación en la columna de desaireación.
El vapor de la columna de desaireación se descarga en el enfriador de vapor y de éste al sistema de alcantarillado, y los gases se descargan a la atmósfera a través del respiradero. Los desaireadores están equipados con sellos de agua para protegerlos contra la sobrepresión.
Los desaireadores de tipo atmosférico están diseñados para funcionar a una presión de 0,01 a 0,02 MPa (0,1 a 0,2 kgf/cm2) y una temperatura del agua de 102 a 104 °C. Según GOST 16860-71 "Desaireadores térmicos", el cambio en el calentamiento del agua en los desaireadores no debe ser superior a 10-40 °C.
ONG TsKTI desarrollado nuevo diseño Desaireadores de burbujas de dos etapas (tipo DA) de tipo atmosférico. Estos desaireadores se distinguen por el hecho de que el dispositivo de burbujeo que contienen está ubicado en la parte inferior de la columna de desaireación. La columna está instalada en el tanque de desaireación. diseño antiguo. El suministro de agua químicamente purificada y condensado se realiza en parte superior columnas, el vapor se suministra al espacio de vapor del tanque desaireador desde el lado opuesto a la columna. Este suministro de vapor garantiza una ventilación fiable del volumen de vapor del tanque. El agua se drena del desaireador por el lado opuesto a la columna.
Las ventajas de los nuevos desaireadores en comparación con los desaireadores del tipo DSA: mayor disponibilidad de fábrica, menor consumo de metal, instalación simplificada, mayor confiabilidad operativa, menor corrosión de los tanques desaireadores. La altura total en comparación con DSA ha aumentado entre 600 y 700 mm.
Desaireadores de vacío Se utilizan principalmente en salas de calderas de agua caliente.
Una instalación de desaireación por vacío consta de una columna de vacío (desaireadora) y un tanque acumulador a presión atmosférica.
La columna de vacío tiene dos etapas de desgasificación: chorro y burbujeo.
El agua calentada fluye hacia la placa superior, que está seccionada de tal manera que con cargas mínimas solo funciona una parte de los orificios del sector interno. A medida que aumenta la carga, se ponen en funcionamiento filas adicionales de orificios, esto evita distorsiones hidráulicas en el agua y el vapor cuando la carga fluctúa. Se suministra vapor o agua sobrecalentada (120-140°C) debajo de la lámina de burbujas; cuando hierve, se forma un colchón de vapor y se produce el proceso de burbujeo de vapor.
Los desaireadores al vacío están equipados con enfriadores de vapor, eyectores agua-agua, un sistema de control y regulación automático y las correspondientes válvulas de control.
Desgasificación del agua químicamente se lleva a cabo mediante sulfigación, es decir, introduciendo una solución de sulfito de sodio Na2S0,5 en agua de alimentación calentada (hasta 80°C). Este método es más caro en comparación con la desgasificación térmica y, por tanto, no se utiliza mucho.
El método de tratamiento del agua para una instalación de caldera específica debe ser determinado por una organización especializada (diseño, puesta en servicio). Según los requisitos del Reglamento de calderas, todas las calderas con una producción de vapor de 0,7 t/h o más deben estar equipadas con instalaciones para el tratamiento del agua previa a la caldera.
En las salas de calderas con calderas con una capacidad de vapor inferior a 0,7 t/h, no es necesaria la instalación de dispositivos de tratamiento de agua, pero la frecuencia de limpieza de la caldera debe ser tal que, cuando se detenga la caldera para limpiarla, el espesor de Los depósitos en las áreas más sometidas a estrés térmico de su superficie de calentamiento no superan los 0,5 mm.
Para cada sala de calderas con calderas con una producción de vapor de 0,7 t/h o más, las instrucciones deben ser desarrolladas por una organización de diseño, puesta en servicio u otra organización especializada y aprobadas por la administración de la empresa ( tarjetas de régimen) para el tratamiento del agua. Las instrucciones deberán indicar los estándares de calidad del agua de alimentación y de caldera para una determinada instalación de caldera, en continuo y soplado periódico, el procedimiento para analizar el agua de alimentación y de caldera y dar servicio al equipo de tratamiento de agua, el momento de detener la caldera para su limpieza y lavado, y el procedimiento para inspeccionar las calderas paradas. EN casos necesarios Las instrucciones también deben incluir el control de la agresividad del agua de la caldera.
Para excluir casos en los que la caldera esté alimentada. agua cruda, en las líneas de reserva de agua cruda conectadas a las líneas de agua de alimentación, se deben instalar dos dispositivos de cierre y una válvula de control entre ellos. Los órganos de cierre deben sellarse en la posición cerrada (el grifo de control está abierto) y cada caso de alimentación con agua cruda debe registrarse en el registro de tratamiento del agua, indicando los motivos.
Desaireador -- dispositivo técnico, que implementa el proceso de desaireación de algún líquido (generalmente agua o combustible líquido), es decir, su purificación de las impurezas de gas no deseadas presentes en él. En muchos centrales eléctricas También desempeña el papel de etapa de regeneración y tanque de almacenamiento de agua de alimentación.
El dispositivo desaireador está destinado a:
* Para proteger las bombas de la cavitación.
* Para proteger equipos y tuberías de la corrosión.
* Para proteger el sistema contra la entrada de aire, lo que altera el sistema hidráulico y trabajo normal inyectores.
Fig.2.
1 - tanque (batería), 2 - salida del agua de alimentación del tanque, 5 - vaso indicador de agua, 4 - manómetro, 5, 6 y 12 - placas, 7 - drenaje de agua al drenaje, 8 -- regulador automático suministro de agua purificada químicamente, 9 - enfriador de vapor, 10 - liberación de vapor a la atmósfera, 11 I 15 - tuberías, 13 - columna desaireadora, 14 - distribuidor de vapor, 16 - entrada de agua al sello hidráulico, 17 - obturador hidráulico, 18 -- liberar exceso de agua de una válvula hidráulica
El desaireador térmico se basa en el principio de desorción por difusión, cuando el líquido del sistema se calienta hasta el punto de ebullición. Durante tal proceso en un desaireador térmico, la solubilidad de los gases es cero. El vapor resultante saca los gases del sistema y aumenta el coeficiente de difusión.
El desaireador de vórtice utiliza efectos hidrodinámicos que provocan una desorción forzada, es decir, provocan la ruptura del líquido en los lugares más débiles, bajo la influencia de diferencias de densidad. EN en este caso el líquido no se calienta.
Según la presión, los desaireadores térmicos se clasifican en:
* Vacío (DV)
* Atmosférico (SI).
*Presión arterial alta (HP).
Desaireador atmosférico: se utiliza con el espesor de pared más pequeño. Bajo la influencia de un exceso de presión por encima de la presión atmosférica, el vapor se elimina de las paredes por gravedad. El desaireador atmosférico DSA está diseñado para eliminar gases agresivos del sistema de calderas de vapor y plantas de calderas. Los desaireadores de tipo atmosférico se instalan como en áreas abiertas y en el interior. Los números indicados en el desaireador atmosférico DSA 75 y en el desaireador DA 25 determinan el rendimiento del dispositivo.
Desaireador por vacío: se utiliza en condiciones en las que las salas de calderas no producen vapor. Los desaireadores de vacío DV se ven obligados a funcionar junto con dispositivos de succión de vapor. El desaireador de agua de alimentación DV tiene un gran espesor de pared y también permite la descomposición de bicarbonatos a baja presión. Dependiendo del rendimiento, se indican con números (Ejemplo: Desaireador por vacío DV 25).
Desaireadores DP ( presión alta) - tienen un gran espesor de pared, pero los desaireadores DP permiten el uso de vapor como medio de trabajo ligero para los eyectores del condensador. Además, los desaireadores de alta presión permiten reducir la cantidad de HPH con uso intensivo de metales.
Diseño y principio de funcionamiento del desaireador.
En la columna desaireadora, el agua se calienta y se trata con vapor. Después de pasar por dos etapas de desgasificación (1.ª etapa - chorro, 2.ª - burbujeo), el agua fluye desde la columna en chorros hacia el tanque desaireador BDA.
El diseño del desaireador garantiza una cómoda inspección interna de la columna de desaireación. Material de chapa perforada dispositivos internos Las columnas del desaireador son de acero resistente a la corrosión.
El tanque de desgasificación contiene la tercera etapa de desgasificación después de la columna de desgasificación en forma de un dispositivo de burbujeo sumergido.
En el tanque desaireador se liberan pequeñas burbujas de gas del agua debido a los sedimentos.
El enfriador de vapor con desaireador sirve únicamente para recuperar el calor de condensación del vapor. El agua purificada químicamente pasa dentro de los tubos del enfriador de vapor y se dirige a la columna de desaireación. Una mezcla de vapor y gas (vapor) ingresa al espacio anular, donde el vapor que sale se condensa casi por completo. Los gases restantes se expulsan a la atmósfera y el condensado de vapor se drena a un desaireador o tanque de drenaje.
El material del tubo es latón o acero resistente a la corrosión.
El desaireador funciona automáticamente. La presión en el desaireador se regula constantemente a 0,02 MPa. El nivel del agua en el desaireador también se mantiene constantemente. El arranque y parada de los desaireadores se realiza manualmente
Fig.3.
La unidad de desaireación consta de:
· Desaireador al vacío;
· EVA (enfriador por evaporación, intercambiador de calor de carcasa y tubos, diseñado para condensar la máxima cantidad de vapor y aprovechar su energía térmica);
· EV (eyector de chorro de agua, dispositivo de succión de aire).
En el Lejano Oriente se utiliza sistema de dos etapas desgasificación. La primera etapa es de chorro, la segunda es de placa perforada burbujeante y que no falla.
En salas de calderas industriales y de calefacción, para proteger de la corrosión las superficies de calefacción lavadas con agua, así como las tuberías, es necesario eliminar los gases corrosivos (oxígeno y dióxido de carbono), que se logra de manera más efectiva mediante la desaireación térmica del agua. La desaireación es el proceso de eliminar del agua los gases disueltos en ella.
Cuando el agua se calienta a la temperatura de saturación a una presión determinada, la presión parcial del gas eliminado sobre el líquido disminuye y su solubilidad disminuye a cero.
La eliminación de gases corrosivos en el circuito de instalación de la caldera se lleva a cabo en dispositivos especiales: desaireadores térmicos.
Objeto y alcance
Desaireadores de dos etapas presión atmosférica Serie DA con dispositivo de burbujeo en el fondo de la columna, diseñado para eliminar gases corrosivos (oxígeno y dióxido de carbono libre) del agua de alimentación de las calderas de vapor y del agua de reposición de los sistemas de calefacción en salas de calderas de todo tipo (excepto los de calentamiento de agua pura). Los desaireadores se fabrican de acuerdo con los requisitos de GOST 16860-77. Código OKP 31 1402.
Modificaciones
Ejemplo de símbolo:
DA-5/2 – desaireador a presión atmosférica con una capacidad de columna de 5 m³/hora con un tanque de 2 m³ de capacidad. Tamaños de serie – DA-5/2; DA-15/4; DA-25/8; DA-50/15; DA-100/25; SÍ-200/50; DA-300/75.
A petición del cliente, es posible suministrar desaireadores a presión atmosférica de la serie DSA, con tamaños estándar DSA-5/4; DSA-15/10; DSA-25/15; DSA-50/15; DSA-50/25; DSA-75/25; DSA-75/35; DSA-100/35; DSA-100/50; DSA-150/50; DSA-150/75; DSA-200/75; DSA-200/100; DSA-300/75; DSA-300/100.
Las columnas de desaireación se pueden combinar con tanques de mayor capacidad.
Arroz. Vista general tanque desaireador con explicación de accesorios.
Características técnicas
Básico especificaciones técnicas Los desaireadores a presión atmosférica con burbujeo en la columna se muestran en la tabla.
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Desaireador |
DA-50/15 |
DA-100/25 |
DA-200/50 |
DA-300/75 |
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Productividad nominal, t/h |
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Exceso de presión de funcionamiento, MPa |
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Temperatura del agua desaireada, °C |
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Rango de rendimiento, % |
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Rango de productividad, t/h |
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Calentamiento máximo y mínimo de agua en el desaireador,°C |
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Concentración de O 2 en agua desaireada a su concentración en el agua de origen, C a O 2, μg/kg: - correspondiente al estado de saturación No más de 3 mg/kg |
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Concentración de dióxido de carbono libre y agua desaireada, C a O 2, µg/kg |
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Ensayo presión hidráulica, MPa |
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Aumento de presión permitido durante el funcionamiento dispositivo protector, MPa |
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Consumo específico de vapor a carga nominal, kg/td.v |
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Diámetro, mm Altura, mm Peso, kilogramos |
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Capacidad útil del depósito de la batería, m 3 |
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Tipo de tanque desaireador |
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Tamaño del evaporador |
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Tipo de dispositivo de seguridad |
* - dimensiones de diseño Las columnas de desaireación pueden variar según el fabricante.
Descripción del diseño
El desaireador térmico a presión atmosférica serie DA consta de una columna de desaireación montada sobre un tanque acumulador. El desaireador utiliza esquema de dos etapas etapa de desgasificación 1 - chorro, 2 - burbujeo, ambas etapas están ubicadas en una columna de desaireación, cuyo diagrama esquemático se muestra en la Fig. 1. Los chorros de agua a desairear se introducen en la columna 1 a través de los tubos 2 hasta la placa perforada superior 3. Desde esta última, el agua fluye en chorros hasta la placa de derivación 4 ubicada debajo, desde donde fluye hacia la sección inicial de la tubería no -la lámina de burbujas 5 falla en un haz estrecho de un chorro de mayor diámetro. Luego, el agua pasa a lo largo de la lámina de burbujas en la capa proporcionada por el umbral de desbordamiento (la parte que sobresale del tubo de drenaje) y a través de ella. tuberías de drenaje 6 se drena al tanque acumulador, después de mantenerlo en el cual se descarga del desaireador a través de la tubería 14 (ver Fig. 2), todo el vapor se suministra al tanque acumulador del desaireador a través de la tubería 13 (ver Fig. 2), ventila el volumen. del tanque y cae debajo de la lámina de burbujas 5. Pasando a través de los orificios de la lámina de burbujas, cuyo área se selecciona de tal manera que evite la pérdida de agua con una carga térmica mínima del desaireador, el vapor somete el agua que contiene a un procesamiento intensivo. A medida que aumenta la carga térmica, aumenta la presión en la cámara debajo de la lámina 5, se activa el sello de agua del dispositivo de derivación 9 y se libera el exceso de vapor en la derivación de la lámina de burbujas a través del tubo de derivación de vapor 10. El tubo 7 asegura que el sello de agua del dispositivo de derivación de agua desaireada se llena con una disminución de la carga térmica. Desde el dispositivo de burbujeo, el vapor se dirige a través del orificio 11 hacia el compartimento entre las placas 3 y 4. La mezcla de vapor y gas (vapor) se elimina del desaireador a través del espacio 12 y la tubería 13. En los chorros, el agua se calienta a una temperatura cerca de la temperatura de saturación; eliminación de la mayor parte de los gases y condensación de la mayor parte del vapor suministrado al desaireador. En las placas 3 y 4 se produce una liberación parcial de gases del agua en forma de pequeñas burbujas. En la placa de burbujas, el agua se calienta hasta la temperatura de saturación con una ligera condensación de vapor y se eliminan microcantidades de gases. El proceso de desgasificación se completa en el tanque de la batería, donde se liberan pequeñas burbujas de gas del agua debido a los sedimentos.
La columna de desaireación está soldada directamente al tanque de la batería, a excepción de aquellas columnas que tienen conexión bridada al tanque de desaireación. La columna se puede orientar arbitrariamente con respecto al eje vertical, según el esquema de instalación específico. Las carcasas de los desaireadores de la serie DA están fabricadas en acero al carbono, los elementos internos son de acero inoxidable, La fijación de los elementos a la carrocería y entre sí se realiza mediante soldadura eléctrica.
El paquete de entrega de la unidad de desaireación incluye (el fabricante acuerda con el cliente el volumen de suministro de la unidad de desaireación en cada caso individual):
columna de desaireación;
una válvula de control en la línea para suministrar agua purificada químicamente a la columna para mantener el nivel del agua en el tanque;
válvula de control en la línea de suministro de vapor para mantener la presión en el desaireador;
vacuómetro de presión;
válvula de cierre;
indicador de nivel de agua en el tanque;
manómetro;
termómetro;
dispositivo de seguridad;
enfriador de vapor;
válvula de cierre del acoplamiento;
tubería de drenaje;
documentación técnica.
Arroz. 1 Diagrama esquemático Columna de desaireación a presión atmosférica con etapa de burbujeo.
Diagrama del circuito de instalación de desaireación.
El esquema para encender los desaireadores atmosféricos lo determina la organización de diseño según las condiciones de uso y las capacidades de la instalación donde están instalados. En la figura. La Figura 2 muestra el diagrama recomendado de la unidad de desaireación serie DA.
El agua químicamente purificada 1 se suministra a la columna de desaireación 6 a través del enfriador de vapor 2 y la válvula de control 4. El flujo del condensado principal 7 con una temperatura inferior temperatura de funcionamiento desaireador. La columna de desaireación está instalada en uno de los extremos del tanque desaireador 9. El agua desaireadora 14 se retira del extremo opuesto del tanque para asegurar el máximo tiempo de retención del agua en el tanque. Todo el vapor se suministra a través de la tubería 13 a través de la válvula de control de presión 12 hasta el extremo del tanque opuesto a la columna, para asegurar una buena ventilación del volumen de vapor de los gases liberados del agua. Los condensados calientes (limpios) se suministran al tanque desaireador a través del tubo 10. Los vapores se eliminan de la instalación a través del enfriador de vapor 2 y los tubos 3 o directamente a la atmósfera a través del tubo 5.
Para proteger el desaireador de un aumento de emergencia de presión y nivel, se instala un dispositivo de seguridad combinado autocebante 8. Se realiza una verificación periódica de la calidad del agua desaireada para determinar el contenido de oxígeno y dióxido de carbono libre mediante un intercambiador de calor para enfriamiento. muestras de agua 15.
Arroz. 2 Diagrama esquemático para encender una unidad de desaireación a presión atmosférica:
1 - suministro de agua químicamente purificada; 2 - enfriador de vapor; 3, 5 - escape a la atmósfera; 4 - válvula de ajuste de nivel, 6 - columna; 7 - suministro principal de condensado; 8 - dispositivo de seguridad; 9 - tanque de desaireación; 10 - suministro de agua desaireada; 11 - manómetro; 12 - válvula de control de presión; 13 - suministro de vapor caliente; 14 - drenaje de agua desaireada; 15 - enfriador de muestras de agua; 16 - indicador de nivel; 17- drenaje; 18 - manómetro y vacuómetro.
Enfriador de vapor
Para condensar la mezcla de vapor y gas (vapor), se utiliza un enfriador de vapor de superficie, que consta de una carcasa horizontal en la que se ubica un sistema de tuberías (material del tubo: latón o acero resistente a la corrosión).
El enfriador de vapor es un intercambiador de calor en el que se introduce agua químicamente purificada o condensado frio de fuente permanente, dirigiéndose a la columna de desaireación. La mezcla de vapor y gas (vapor) ingresa al espacio anular, donde el vapor que emana se condensa casi por completo. Los gases restantes se expulsan a la atmósfera y el vapor condensado se drena a un desaireador o tanque de drenaje.
El enfriador de vapor consta de los siguientes elementos principales (ver Fig. 3):
Nomenclatura y caracteristicas generales enfriadores de vapor
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Enfriador de vapor |
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Presión, MPa En un sistema de tuberías en el edificio |
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En un sistema de tuberías en el edificio |
vapor, agua |
vapor, agua |
vapor, agua |
vapor, agua |
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Temperatura ambiente, °C En un sistema de tuberías en el edificio |
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Peso, kilogramos |
Dispositivo de seguridad (sello hidráulico) para desaireadores a presión atmosférica
Para asegurar operación segura Los desaireadores están protegidos de aumentos peligrosos de presión y nivel de agua en el tanque mediante un dispositivo de seguridad combinado (sello hidráulico), que debe instalarse en cada instalación desaireadora.
El sello de agua debe conectarse a la línea de suministro de vapor entre la válvula de control y el desaireador o al espacio de vapor del tanque del desaireador. El dispositivo consta de dos sellos de agua (ver Fig. 4), uno de los cuales protege al desaireador de exceder la presión permitida 9 (más corto) y el otro de un aumento peligroso en el nivel 1, combinados en un común sistema hidráulico y tanque de expansión. Tanque de expansión 3, sirve para acumular el volumen de agua (cuando el dispositivo está activado) necesario para el llenado automático del dispositivo (después de eliminar el mal funcionamiento de la instalación), es decir hace que el dispositivo sea autocebante. El diámetro del sello de agua de rebose se determina dependiendo del flujo máximo de agua posible hacia el desaireador en situaciones de emergencia.
El diámetro del sello hidráulico de vapor se determina en función de la presión más alta permitida en el desaireador cuando el dispositivo está en funcionamiento, 0,07 MPa, y el máximo flujo de vapor posible hacia el desaireador en caso de emergencia con la válvula de control completamente abierta y la presión máxima en la fuente de vapor.
Para limitar el flujo de vapor hacia el desaireador en cualquier situación al máximo requerido (con una carga del 120% y un calentamiento de 40 grados), se debe instalar un diafragma limitador de estrangulación adicional en la línea de vapor.
En algunos casos (para reducir la altura del edificio, instale desaireadores en las habitaciones), en lugar de un dispositivo de seguridad, se instalan válvulas de seguridad (para proteger contra la sobrepresión) y un drenaje de condensado en el accesorio de desbordamiento.
Los dispositivos de seguridad combinados se fabrican en seis tamaños estándar: para desaireadores DA - 5 - DA - 25, DA - 50 y DA - 75, DA - 100, DA - 150, DA - 200, DA - 300.
Arroz. 4 Diagrama esquemático de un dispositivo de seguridad combinado.
1 - Sello de agua de desbordamiento; 2 – suministro de vapor desde el desaireador; 3 – tanque de expansión; 4 – drenaje de agua; 5 – escape a la atmósfera; 6 – tubería para control de inundaciones; 7 – suministro de agua químicamente purificada para el llenado; 8 - suministro de agua desde el desaireador; 9 – sello de agua contra el aumento de presión; 10 – drenaje.
Instalación de unidades de desaireación.
para realizar trabajo de instalación Los sitios de instalación deben estar equipados con lo básico. equipo de instalación, dispositivos y herramientas de acuerdo con el proyecto de trabajo. Al aceptar desaireadores, se debe verificar la integridad y el cumplimiento de la nomenclatura y el número de lugares con los documentos de envío, el cumplimiento del equipo suministrado con los planos de instalación y la ausencia de daños o defectos en el equipo. Antes de la instalación inspección externa y re-conservación del desaireador, y se eliminan los defectos detectados.
La instalación del desaireador en el sitio se realiza en el siguiente orden:
Instale el tanque de almacenamiento en la base de acuerdo con el plano de instalación. organización de diseño;
soldar el cuello de drenaje al tanque;
corte la parte inferior de la columna de desaireación a lo largo del radio exterior del cuerpo del tanque de desaireación e instálela en el tanque de acuerdo con el plano de instalación de la organización de diseño, mientras que las placas deben colocarse estrictamente horizontalmente;
soldar la columna al tanque desaireador;
instale el enfriador de vapor y el dispositivo de seguridad de acuerdo con el plano de instalación de la organización de diseño;
conectar las tuberías a los accesorios del tanque, la columna y el enfriador de vapor de acuerdo con los planos de las tuberías del desaireador elaborados por la organización de diseño;
instalar válvulas e instrumentación de cierre y control;
realizar prueba hidraulica desaireador;
instalar aislamiento térmico según lo indique la organización de diseño.
Indicación de medidas de seguridad.
Durante la instalación y operación desaireadores térmicos Se deben observar las medidas de seguridad determinadas por los requisitos de Gosgortekhnadzor, los documentos reglamentarios y técnicos pertinentes, descripciones de trabajo etc.
Los desaireadores térmicos deben someterse a exámenes técnicos (inspecciones internas y pruebas hidráulicas) de acuerdo con las normas para el diseño y operación segura de recipientes a presión.
Funcionamiento de los desaireadores de la serie DA.
1. Preparación del desaireador para la puesta en marcha:
asegúrese de que se completen todos los trabajos de instalación y reparación, que se retiren los tapones temporales de las tuberías, que las trampillas del desaireador estén cerradas, que los pernos de las bridas y los accesorios estén apretados, que todas las válvulas y válvulas de control estén en funcionamiento y cerradas;
Mantenga el caudal nominal de vapor del desaireador en todos los modos de funcionamiento y monitorícelo periódicamente utilizando un recipiente medidor o utilizando la balanza del enfriador de vapor.
Mal funcionamiento básico en el funcionamiento de desaireadores y su eliminación.
1. Un aumento en la concentración de oxígeno y dióxido de carbono libre en agua desaireada por encima de lo normal puede ocurrir por las siguientes razones:
a) la concentración de oxígeno y dióxido de carbono libre en la muestra se determina incorrectamente. En este caso es necesario:
comprobar que los análisis químicos se realicen correctamente de acuerdo con las instrucciones;
comprobar la exactitud de la muestra de agua, su temperatura, caudal y la ausencia de burbujas de aire en ella;
verificar densidad sistema de tuberías- refrigerador de muestreo;
b) el consumo de vapor se reduce significativamente.
En este caso es necesario:
comprobar que la superficie del enfriador de vapor corresponda al valor de diseño y, si es necesario, instalar un enfriador de vapor con una superficie de calentamiento mayor;
comprobar la temperatura y el caudal del agua de refrigeración que pasa a través del enfriador de vapor y, si es necesario, reducir la temperatura del agua o aumentar su caudal;
verificar el grado de apertura y capacidad de servicio de la válvula en la tubería de salida de la mezcla vapor-aire desde el enfriador de vapor a la atmósfera;
c) la temperatura del agua desaireada no corresponde a la presión en el desaireador, en este caso se debe hacer lo siguiente:
Verifique la temperatura y el caudal de los flujos que ingresan al desaireador y aumente temperatura promedio flujos iniciales o reducir su consumo;
comprobar el funcionamiento del regulador de presión y, en caso de mal funcionamiento de la automatización, cambiar a regulación de presión remota o manual;
d) suministro de vapor con alto contenido de oxígeno y dióxido de carbono libre al desaireador. Es necesario identificar y eliminar las fuentes de contaminación del vapor con gases o tomar vapor de otra fuente;
e) el desaireador está defectuoso (obstrucción de los orificios de las placas, deformaciones, roturas, rotura de las placas, instalación de las placas en pendiente, destrucción del dispositivo de burbujeo). Es necesario poner fuera de servicio el desaireador y realizar reparaciones;
f) el flujo de vapor hacia el desaireador es insuficiente (el calentamiento promedio del agua en el desaireador es inferior a 10°C). Es necesario reducir la temperatura media de los flujos iniciales de agua y asegurar el calentamiento del agua en el desaireador en al menos 10°C;
g) el drenaje que contiene una cantidad significativa de oxígeno y dióxido de carbono libre se envía al tanque desaireador. Es necesario eliminar la fuente de infección de los desagües o introducirlos en la columna, dependiendo de la temperatura, en la placa superior o de rebosadero;
h) se reduce la presión en el desaireador;
verificar la capacidad de servicio del regulador de presión y, si es necesario, cambiar a regulación manual;
Verifique la presión y la idoneidad del flujo de calor en la fuente de energía.
2. Puede producirse un aumento de presión en el desaireador y activación del dispositivo de seguridad:
a) debido a un mal funcionamiento del regulador de presión y un fuerte aumento en el flujo de vapor o una disminución en el flujo de agua de origen; en este caso, debe cambiar al control de presión remoto o manual y, si es imposible reducir la presión, detener el desaireador y verificar la válvula de control y el sistema de automatización;
b) con aumentos bruscos de temperatura, con una disminución en el caudal de la fuente de agua, reducir su temperatura o reducir el flujo de vapor.
3. Puede ocurrir un aumento o disminución del nivel de agua en el tanque del desaireador más allá del nivel permitido debido a un mal funcionamiento del regulador de nivel, es necesario cambiar al control de nivel remoto o manual si es imposible mantener el nivel normal; , pare el desaireador y revise la válvula de control y el sistema de automatización.
4. No se debe permitir el golpe de ariete en el desaireador. Si se produce golpe de ariete:
a) debido a un mal funcionamiento del desaireador, éste debe detenerse y repararse;
b) cuando el desaireador está funcionando en el modo de "inundación", es necesario verificar la temperatura y el caudal de los flujos de agua iniciales que ingresan al desaireador; el calentamiento máximo del agua en el desaireador no debe exceder los 40 °C a 120 °; C en la carga, en caso contrario es necesario aumentar la temperatura del agua inicial o reducir su consumo.
Reparar
Las reparaciones de rutina de los desaireadores se realizan una vez al año. En reparaciones actuales Se realizan trabajos de inspección, limpieza y reparación para garantizar el normal funcionamiento de la instalación hasta la siguiente reparación. Para ello, los tanques de desaireación están equipados con pozos de registro y las columnas con trampillas de inspección.
Planificado reparaciones mayores debe realizarse al menos una vez cada 8 años. Si es necesario reparar los dispositivos internos de la columna de desaireación y es imposible realizarlo mediante trampillas, la columna se puede cortar a lo largo de un plano horizontal en el lugar más conveniente para la reparación.
Durante la soldadura posterior de la columna se debe asegurar la horizontalidad de las placas y mantener las dimensiones verticales. Después de la finalización trabajo de reparacion Se debe realizar una prueba de presión hidráulica de 0,2941 MPa (abs.) (3 kgf/cm2).
La desaireación del agua en las salas de calderas se realiza antes de la caldera, durante la cual se eliminan del agua el oxígeno disuelto y el dióxido de carbono. El hecho es que cuando se calienta agua en las salas de calderas, es el oxígeno disuelto el que tiene un efecto negativo en el equipo. Pero hay que decir que incluso después de la desaireación, puede ser necesario el uso de productos químicos especiales para reducir la concentración de sustancias gaseosas disueltas.
Para unir el oxígeno en la red y el medio nutritivo, se pueden utilizar reactivos complejos, con la ayuda de los cuales no solo es posible reducir la concentración de dióxido de carbono y oxígeno a un nivel aceptable, sino también normalizar el nivel de pH del agua de la caldera, así como prevenir la formación depósitos de cal. Por lo tanto, en algunos casos, se puede lograr una calidad aceptable del agua en las salas de calderas incluso sin el uso de equipos de desaireación.
La desaireación química consiste en añadir al agua de la caldera reactivos con los que se pueden unir las sustancias gaseosas disueltas allí presentes que provocan la corrosión. Para calderas de calentamiento de agua, se recomienda utilizar reactivos complejos: inhibidores de depósitos y corrosión. Para eliminar el oxígeno disuelto, se pueden utilizar reactivos diseñados específicamente para el tratamiento del agua de calderas de vapor, e incluso se puede prescindir de la desaireación. En algunos casos, si el equipo de desaireación no funciona correctamente, se pueden utilizar reactivos especiales para normalizarlo.
en cualquier agua grandes cantidades Hay gases disueltos agresivos, principalmente dióxido de carbono y oxígeno, que contribuyen a la corrosión de tuberías y equipos. La desaireación térmica del agua en las salas de calderas puede reducir significativamente la cantidad de gases. Los gases corrosivos penetran en el agua de alimentación desde la atmósfera circundante o mediante el proceso de intercambio iónico. Pero lo más grande impacto negativo Proporciona oxígeno, provocando corrosión. En cuanto al dióxido de carbono, actúa como una especie de catalizador, potenciando el efecto del oxígeno. Pero ella misma puede tener un impacto negativo.
La desaireación térmica se utiliza con mayor frecuencia. Cuando se calienta agua en una sala de calderas a presión constante, se liberan gases disueltos. A medida que aumenta la temperatura, cuando llega a ebullición, la concentración de gases disminuye gradualmente hasta un mínimo, como resultado de lo cual el agua queda completamente libre de ellos. Si el agua de la sala de calderas no se calienta hasta la temperatura de ebullición, aumentará el contenido de gas residual. Además, la influencia de este parámetro es bastante significativa. Existen ciertas normas que regulan el estado del agua en las salas de calderas, y si el agua se subcalienta aunque sea un grado, no será posible cumplir con estas normas.
Dado que la concentración de gases disueltos en el agua de la caldera es muy pequeña, no basta con eliminarlos del agua; es muy importante liberar completamente de ellos la instalación de desaireación. Para conseguirlo es necesario aportar a la instalación un exceso de vapor, en una cantidad muy superior a la necesaria para llevar el agua a ebullición. Si tomamos el consumo de vapor en la cantidad de agua tratada dentro del rango de 15-20 kg/t, entonces la evaporación será de 2-3 kg/t, y su reducción puede provocar un deterioro significativo del agua en la caldera. habitación. Además, la capacidad de la instalación de desaireación debe ser lo suficientemente grande como para que el agua pueda permanecer en ella durante al menos 20-30 minutos. Un período de tiempo tan largo es necesario no sólo para la eliminación de gases, sino también para la descomposición completa de los carbonatos.
La desaireación del agua por vacío en las salas de calderas se utiliza cuando se instalan calderas de agua caliente en las salas de calderas. En este caso, los desaireadores pueden funcionar a temperaturas que oscilan entre 40 y 90 grados.
Pero con todo nuestro cualidades positivas debido a la desaireación al vacío, también tienen desventajas importantes: alto consumo de metal, mucho equipo auxiliar(eyectores y bombas de vacío, depósitos, etc.), la necesidad de montarlos en una colina.
N.N. Gromov, ingeniero jefe de AP "Teploset" región de Krasnogorsk
EN últimamente gran número las calderas de vapor (DKVr, DE, E, etc.) pasan al modo de agua caliente, mientras que los desaireadores de la sala de calderas permanecen sin vapor. Método efectivo, desarrollado y probado durante 10 años en el AP “Teploset” de la región de Krasnogorsk, permite desgasificar el agua sin modificaciones en el desaireador sin suministro de vapor y sin las desventajas de la desaireación al vacío.
Desaireación térmica
El agua siempre contiene gases agresivos disueltos, principalmente oxígeno y dióxido de carbono, que provocan la corrosión de equipos y tuberías. Los gases corrosivos ingresan a la fuente de agua como resultado del contacto con la atmósfera y otros procesos, por ejemplo, el intercambio iónico. El oxígeno tiene el principal efecto corrosivo sobre el metal. El dióxido de carbono acelera la acción del oxígeno y también tiene propiedades corrosivas independientes.
Para proteger contra la corrosión del gas, se utiliza la desaireación (desgasificación) del agua. La más extendida es la desaireación térmica. Cuando el agua se calienta a presión constante, los gases disueltos en ella se liberan gradualmente. Cuando la temperatura aumenta a la temperatura de saturación (ebullición), la concentración de gases disminuye a cero. El agua está libre de gases.
El subcalentamiento del agua a la temperatura de saturación correspondiente a una presión dada aumenta el contenido residual de gases en ella. La influencia de este parámetro es muy significativa. Un subcalentamiento del agua incluso de 1 °C no permitirá cumplir los requisitos de las "Reglas..." para el agua de alimentación de calderas de vapor y de agua caliente.
La concentración de gases disueltos en el agua es muy baja (del orden de mg/kg), por lo que no basta con separarlos del agua, sino que también es importante eliminarlos del desaireador. Para hacer esto, es necesario suministrar al desaireador un exceso de vapor o vapor, superior a la cantidad necesaria para calentar el agua hasta que hierva. Con un consumo total de vapor de 15-20 kg/t de agua tratada, la evaporación es de 2-3 kg/t. La evaporación reducida puede degradar significativamente la calidad del agua desaireada. Además, el tanque desaireador debe tener un volumen importante, procurando que el agua permanezca en él durante al menos 20...30 minutos. mucho tiempo Necesario no solo para la eliminación de gases, sino también para la descomposición de carbonatos.
Desaireadores atmosféricos con suministro de vapor.
Para purgar el agua en salas de calderas con calderas de vapor Se utilizan principalmente desaireadores atmosféricos térmicos de dos etapas (DSA), que funcionan a una presión de 0,12 MPa y una temperatura de 104 °C. Dicho desaireador consta de un cabezal de desaireación que tiene dos o más placas perforadas, u otros dispositivos especiales, gracias a lo cual el agua de la fuente, rompiéndose en gotas y chorros, cae en el tanque de la batería, encontrando vapor que se mueve en contracorriente en su camino. En la columna se calienta el agua y se produce la primera etapa de desaireación. Estos desaireadores requieren la instalación de calderas de vapor, lo que complica diagrama termico Casa de calderas de agua caliente y sistema de tratamiento químico de agua.
Desaireación al vacío
En salas de calderas con calderas de agua caliente Generalmente se utilizan desaireadores de vacío que funcionan con temperaturas del agua de 40 a 90 °C.
Los desaireadores de vacío tienen muchas desventajas importantes: gran consumo de metal, una gran cantidad de equipos auxiliares adicionales (bombas de vacío o eyectores, tanques, bombas), la necesidad de ubicarse a una altura significativa para garantizar el funcionamiento de las bombas de reposición. La principal desventaja es la presencia de una cantidad significativa de equipos y tuberías que están bajo vacío. Como resultado, a través de los sellos del eje de las bombas y accesorios, las fugas en las conexiones de brida y uniones soldadas el aire entra al agua. En este caso, el efecto de desaireación desaparece por completo e incluso es posible aumentar la concentración de oxígeno en el agua de reposición respecto a la inicial.
Desaireación atmosférica sin suministro de vapor.
Recientemente, una gran cantidad de calderas de vapor se han cambiado al modo de agua caliente. Una manera efectiva La desaireación en salas de calderas con este tipo de calderas se desarrolló y pasó una larga prueba en la AP "Teploset" de la región de Krasnogorsk.
El agua después del intercambiador de cationes de sodio se calienta a 106-110 °C y se inyecta en la cabeza. desaireador atmosférico, donde las gotas de agua hierven debido a la presión reducida. Al hervir, los gases corrosivos se eliminan del agua junto con el vapor, de forma más activa que en los desaireadores con suministro de vapor. El esquema se implementó en equipos que funcionaban en una sala de calderas de vapor con tres calderas DKVR 10/13, cuando se cambiaban al modo de calentamiento de agua con parámetros de refrigerante de 115/70 °C. En este caso, el desaireador tipo DSA no requiere modificaciones. Para calentar el agua de reposición se utilizaron calentadores de red de vapor, modificados para funcionar con agua caliente a una temperatura de 110-113 °C, y no con vapor. En soluciones tecnicas, utilizado en salas de calderas de la región de Krasnogorsk, se recibió una patente de la Federación de Rusia.
Este esquema elimina las desventajas de la desaireación al vacío y la desaireación con suministro de vapor. Dignidad nuevo esquema La desaireación es su sencillez y fiabilidad, lo que le permite funcionar de forma estable en cualquier sala de calderas de agua caliente.
Además
Al cambiar las calderas DKVR 10/13 con parámetros de refrigerante de 115/70 °C al modo de calentamiento de agua según el esquema TsKTI, encontramos una disminución en la potencia de calefacción de la unidad de caldera (no disminuye con el programa 150/70) . Tal reducción era inaceptable en términos de carga en la red de calefacción, por lo que desarrollamos e implementamos cambios en el esquema TsKTI. Estructuralmente, los cambios no son significativos, pero permitieron mejorar la circulación en las lunetas traseras y aumentar la potencia de calefacción de la caldera al nivel requerido. El patrón de movimiento del agua en el circuito de la caldera está patentado. Las calderas llevan 10 años en funcionamiento sin quejas.