Principio de funcionamiento del desaireador por vacío. Desaireador atmosférico sí

Los desaireadores de este tipo tienen una capacidad de 5 a 300 t/h de agua desaireada.

Los principales dispositivos del desaireador son la columna de desaireación 7 y el tanque acumulador 12, en el que se realiza la desgasificación del agua en dos etapas (Fig. 73).

El agua se suministra a la placa perforada superior 8 y fluye desde ella en forma de una corriente de chorros hacia la placa burbujeante 9 con orificios. En la placa, utilizando el umbral del tabique de desbordamiento, se mantiene constantemente una capa de agua a través de la cual pasa el vapor. El agua calentada y parcialmente desgasificada se drena sobre una placa de drenaje perforada 10, que convierte el flujo de agua en una corriente de chorros. Calentados por vapor, que se mueve hacia ellos, chorros de agua ingresan al tanque desaireador 12.

Fig.73. Diagrama de un desaireador de dos etapas con columna tipo DA

capacidad 5 – 100 t/h:

1 – entrada de agua; 2 – enfriador de vapor; 3, 6 – escape a la atmósfera; 4, 15 – suministro de condensados ​​principales y calientes; 5 – regulador de nivel; 7 – columna de desaireación; 8 – placa superior; 9 – plato burbujeante; 10 – placa de drenaje; 11 – suministro de vapor al dispositivo burbujeador; 13 – dispositivo de seguridad; 14 – dispositivo burbujeador; 16 - manómetro; 17 – regulador de presión; 18 – suministro de vapor de calefacción; 19 – drenaje de agua desaireada; 20 - enfriador de muestras de agua; 21 – indicador de nivel; 22 – drenaje.

Dentro del tanque, en el lado opuesto de la columna, hay un dispositivo burbujeador 14. A través del tubo 11, el vapor ingresa al dispositivo burbujeador, se mezcla con agua y lo calienta hasta que hierva. Dado que la densidad de la mezcla de vapor y agua en el dispositivo de burbujeo es menor que la densidad del agua, se establece la circulación del agua dentro del tanque, asegurando un contacto prolongado del agua con el vapor, un calentamiento uniforme de todo su volumen hasta que hierva. alto grado descomposición del bicarbonato de sodio y, como resultado, desgasificación del agua de alta calidad.

No todo el vapor del dispositivo burbujeante se convierte en condensado. El resto sale del agua, se mezcla con el flujo de vapor de calentamiento y entra en la columna. Se suministra vapor de calentamiento al desaireador a través de un regulador de presión 17, que mantiene la presión del vapor a 0,12 ±0,005 MPa.

En la columna, el vapor se condensa principalmente, cediendo su calor al agua. El vapor restante mezclado con gases sale del desaireador y se enfría en el enfriador de vapor 2, calentando el agua ablandada que ingresa al desaireador.

El caudal de agua descalcificada se regula mediante el regulador de nivel 5. El control visual del nivel se realiza mediante un indicador de nivel que consta de dos vasos.

Si entra condensado en el desaireador, cuya temperatura es superior a la temperatura de saturación en el desaireador (104 0 C a una presión de 0,12 MPa), se introduce en el tanque a través del tubo 15. Dicho condensado hierve en el tanque con la formación de una cierta cantidad de vapor, lo que permite reducir el consumo de vapor de calefacción. Se introduce menos condensado caliente (por ejemplo, condensado de calentadores de red con una temperatura de 80 - 85 0 C) en la placa superior de la columna. Vapor de bajo potencial, p. ej. de un separador soplado continuo, se introduce únicamente en el tanque desaireador.

Dispositivos de seguridad para desaireadores atmosféricos. Se utilizan válvulas hidráulicas (dispositivos de flujo) con una altura de aproximadamente 6 m, conectadas al espacio de vapor del tanque acumulador. Los sellos de agua son dispositivos combinados que les permiten proteger el desaireador de una sobrepresión excesiva, del vacío y del desbordamiento de agua (Fig. 74).

Arroz. 74. Esquema del dispositivo de seguridad del desaireador combinado:

1 – sello de agua de desbordamiento; 2 – suministro de agua 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 la bahía; 8 – suministro de vapor desde el desaireador; 9 – sello de agua contra el aumento de presión; 10 – drenaje.

La presión máxima a la que se activa el dispositivo de seguridad es de 0,17 MPa. El agua ingresa al sello de agua de desbordamiento a través de un embudo de desbordamiento instalado dentro del tanque al nivel de agua máximo permitido. Para descarga de agua de emergencia, interruptores de nivel con válvula solenoide en la línea de drenaje.

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
Los desaireadores de presión atmosférica de dos etapas de la serie DA con un dispositivo de burbujeo en la parte inferior de la columna están diseñados para eliminar gases corrosivos (oxígeno y dióxido de carbono libre) de agua de alimentación calderas de vapor y agua de reposición para sistemas de suministro de calor en salas de calderas de todo tipo (a excepción de las de calentamiento de agua pura). Los desaireadores se fabrican de acuerdo con los requisitos de GOST 16860-77. Código OKP 31 1402.

Modificaciones
Ejemplo 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.

Vista general tanque desaireador con explicación de los accesorios: A - columna de desaireación, B - suministro de vapor al sello hidráulico, C - suministro principal de vapor, D - drenaje, E - drenaje de agua desaireada, E - desbordamiento, G - indicador de nivel, I - de el separador de soplado continuo, K - recirculación de las bombas de alimentación, L - condensado sobrecalentado, M - ventilación de los volúmenes de vapor de los intercambiadores de calor, N - accesorio de reserva.

Características técnicas
Básico especificaciones técnicas Los desaireadores a presión atmosférica con burbujeo en la columna se muestran en la tabla.

Desaireador
Productividad nominal, t/h
Exceso de presión de funcionamiento, MPa
Temperatura del agua desaireada, °C
Rango de rendimiento, %
Rango de productividad, t/h
Calentamiento máximo y mínimo del agua en el desaireador, °C
Concentración de O2 en agua desaireada a su concentración en el agua de origen, ScO2, µg/kg: Correspondiente al estado de saturación. No más de 3 mg/kg
Concentración de dióxido de carbono libre y agua desaireada, ScO2, µg/kg
Presión hidráulica de prueba, MPa
Aumento de presión permitido durante el funcionamiento del dispositivo de protección, MPa
Consumo específico de vapor a carga nominal, kg/td.v
Diámetro, mm Altura, mm Peso, kilogramos
Capacidad útil del depósito de la batería, m3
Tipo de tanque desaireador
Tamaño del evaporador
Tipo de dispositivo de seguridad

* - las dimensiones de diseño de 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. 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 situada debajo, desde donde fluye en un haz estrecho de un chorro de mayor de diámetro en la sección inicial de la lámina de burbujas que no falla 5. Luego, el agua pasa a través 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 tuberías de drenaje 6 se drena al tanque acumulador, después de sostenerlo en el cual se descarga del desaireador a través de la tubería 14 (ver figura), todo el vapor se suministra al tanque acumulador del desaireador a través de la tubería 13 (ver figura), ventila el volumen del tanque y cae debajo de la lámina de burbujas 5. Al pasar a través de los orificios de la lámina de burbujas, cuyo área se selecciona de tal manera que evite la falla del agua con la carga térmica mínima del desaireador, el vapor somete el agua a 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 lámina de burbujas, el agua se calienta hasta la temperatura de saturación con una ligera condensación del vapor y la eliminación de 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.

Incluido en la entrega planta desaireadora incluido (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 de suministro de agua químicamente purificada a la columna para mantener el nivel del agua en el tanque;
— una válvula de control en la línea de suministro de vapor para mantener la presión en el desaireador;
- manómetro y vacuómetro;
— válvula de cierre;
— indicador del 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. Diagrama esquemático de una columna de desaireación a presión atmosférica con etapa de burbujeo.

Diagrama del circuito de instalación de desaireación.
Se determina el diagrama de conexión para desaireadores atmosféricos. organización de diseño dependiendo de las condiciones de finalidad y de las capacidades del objeto en el que están instalados. En la figura. Se muestra el diagrama recomendado de la instalación de desaireación de la 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. Diagrama esquemático de encendido de 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 regulación 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 de presión y vacío.

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 desde una fuente permanente, pasando 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 figura):

Nomenclatura y caracteristicas generales enfriadores de vapor

Enfriador de vapor
Presión, MPa En un sistema de tuberías en el edificio
En un sistema de tuberías en el edificio	vapor, agua	vapor, agua	vapor, agua	vapor, agua
Temperatura ambiente, °C En un sistema de tuberías en el edificio
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 hidráulicos (ver Fig.), uno de los cuales protege al desaireador de exceder la presión permitida 9 (más corta) y el otro de un aumento peligroso en el nivel 1, combinados en un sistema hidráulico común y una expansión. tanque. El 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. 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 llenado; 8 - suministro de agua desde el desaireador; 9 - sello de agua contra aumento de presión; 10 - drenaje.

Instalación de unidades de desaireación.
para realizar trabajo de instalación Los sitios de instalación deben estar equipados con equipos, accesorios y herramientas básicos de instalación 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 próximo pedido:
— instalar el tanque de almacenamiento sobre los cimientos de acuerdo con el plano de instalación de la organización de diseño;
- soldar la boca de drenaje al tanque;
— cortar la parte inferior de la columna de desaireación a lo largo del radio exterior del cuerpo del tanque de desaireación e instalarla 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;
— instalar el enfriador de vapor y el dispositivo de seguridad según 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 de cierre y control e instrumentación;
- gastar prueba hidraulica desaireador;
— instalar aislamiento térmico según las indicaciones de la organización de diseño.

Indicación de medidas de seguridad.
Al instalar y operar desaireadores térmicos, se deben observar las medidas de seguridad determinadas por los requisitos de Gosgortekhnadzor, los documentos técnicos y reglamentarios pertinentes, las descripciones de trabajo, etc.
Los desaireadores térmicos deben someterse a inspecciones técnicas ( inspecciones internas y pruebas hidráulicas) de acuerdo con las reglas 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:
— asegurarse de que se hayan completado todos los trabajos de instalación y reparación, que se hayan quitado 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;
— comprobar la disponibilidad y capacidad de servicio de los instrumentos y prepararlos para su funcionamiento;
- probar la resistencia del desaireador mediante prueba presión hidráulica 0,2941 MPa (abs.), (3 kgf/cm2);
— llenar el dispositivo de seguridad con agua;
— preparar las resistencias y bombas disponibles en el circuito para su encendido;
— preparar para el funcionamiento el circuito de suministro de vapor al desaireador, purgar y calentar la línea de vapor;
— abrir la válvula situada en el conducto de escape a la atmósfera;
2. Puesta en funcionamiento del desaireador:
— abrir la válvula de suministro de vapor al desaireador;
— calentar el desaireador durante 20-30 minutos. La presión en el desaireador no debe exceder la presión de trabajo. Al calentar, apague periódicamente los indicadores de nivel;
— drenar el condensado del tanque a través de la línea de drenaje
— suministrar agua químicamente purificada al desaireador, establecer su caudal mínimo (si hay calentadores de agua químicamente purificados, enciéndalos) y al mismo tiempo aumentar el flujo de vapor hacia el desaireador mediante una válvula de control de presión;
- enciende el sistema regulación automática presión en el desaireador;
— introducir el condensado principal (sin ebullición) en la columna de desaireación;
— encender el enfriador de vapor;
— establecer el nivel normal de agua en el tanque del desaireador y activar el sistema de control automático de nivel;
— abrir la válvula en la línea de drenaje del agua desaireada del tanque a las bombas de alimentación;
— establecer el flujo de vapor nominal.

3. Desactivación del desaireador.
— cerrar el suministro de condensado al desaireador;
— cerrar el suministro de agua tratada químicamente al desaireador;
— cerrar la válvula en la línea de drenaje del agua desaireada desde el tanque a las bombas de alimentación;
— cerrar el suministro de vapor al desaireador;
— apagar el enfriador de vapor;
— desactivar los sistemas de regulación y control automáticos;
— si es necesario, vaciar el agua del tanque desaireador.

4. Control operativo sobre el funcionamiento del desaireador.
Para garantizar la calidad requerida del agua desaireada al operar desaireadores, es necesario:
- apoyo presión nominal en el desaireador y asegurarse de que la temperatura del agua desaireada corresponda a la temperatura de saturación;
— controlar las lecturas de los instrumentos y el nivel del agua en el tanque, que no debe desviarse del valor nominal en más de 100 mm;
— soplar periódicamente los vasos indicadores del nivel del agua;
— evitar la sobrecarga térmica e hidráulica del desaireador, la aparición de vibraciones y choques hidráulicos y el desbordamiento del desaireador;
- no permitir que la carga térmica e hidráulica del desaireador disminuya por debajo de los valores mínimos indicados en la tabla. 1 y 6 GOST 16860-77;
— al menos una vez por turno, tomar una muestra del agua desaireada después del desaireador para determinar el contenido de oxígeno y dióxido de carbono libre;
— las líneas de muestreo y el serpentín del refrigerador de muestras deben ser de acero inoxidable;
— mantener el caudal nominal de vapor del desaireador en todos los modos de funcionamiento y controlarlo periódicamente mediante un recipiente medidor o utilizando la balanza del enfriador de vapor.

Mal funcionamiento básico en el funcionamiento de desaireadores y su eliminación.
1. Puede producirse un aumento de la concentración de oxígeno y dióxido de carbono libre en el agua desaireada por encima de lo normal debido a 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 realizan correctamente de acuerdo con las instrucciones;
— comprobar la exactitud del muestreo del agua, su temperatura, caudal y la ausencia de burbujas de aire;
— comprobar la densidad del 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 corresponde 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;
— comprobar el grado de apertura y el estado de funcionamiento 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:
- comprobar la temperatura y el caudal de los flujos que entran en el desaireador y aumentar temperatura promedio flujos iniciales o reducir su consumo;
— comprobar el funcionamiento del regulador de presión y, si el automatismo no funciona correctamente, pasar 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;
— comprobar el estado de funcionamiento del regulador de presión y, si es necesario, cambiar a regulación manual;
— comprobar 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 completar el trabajo de reparación, se debe realizar una prueba de presión hidráulica de 0,2941 MPa (abs.) (3 kgf/cm2).

Los desaireadores térmicos se suelen clasificar según la presión de funcionamiento y el método de organización del contacto de fase.

Según la presión de funcionamiento, se distinguen los siguientes tipos de desaireadores:

Vacío que opera a una presión absoluta en la carcasa de 0,075 a 0,5 atmósferas;

Atmosférico, cuya presión absoluta varía en el rango de 1,1 a 1,3 atmósferas;

Alta presión, funcionando a presión absoluta de 5 a 12 atmósferas.

El método de organización del contacto de fase está determinado por el diseño del desaireador. Dado que en un mismo desaireador, por regla general, se utilizan dispositivos de desaireación que difieren entre sí en sus principios de funcionamiento, los desaireadores modernos suelen combinarse. En este caso, se distinguen los siguientes tipos principales de dispositivos de desaireación (o elementos individuales de desaireadores):

Chorro, en el que la interfaz de fase está formada por la superficie de chorros de agua que caen libremente en un flujo de vapor;

Burbujeadores, en los que el fluido calefactor se distribuye en el flujo de agua en forma de burbujas de vapor;

Película, donde la interfaz de fase está formada por el flujo de película de agua en un flujo de vapor;

Sistemas de goteo, en los que el agua se distribuye en la corriente de vapor en forma de gotas.

La interfaz entre las fases puede ser condicionalmente fija, como, por ejemplo, en los desaireadores de película con un empaque ordenado, o no fijada, como en los desaireadores con un empaque desordenado, chorro, goteo y burbujeo. El ámbito de aplicación de los desaireadores en circuitos térmicos de instalaciones de energía, por regla general, está determinado por la presión de funcionamiento, desaireadores. hipertensión se utilizan exclusivamente como desaireadores de agua de alimentación de centrales térmicas con presión de vapor inicial alta, ultraalta y supercrítica;

Los desaireadores de presión atmosférica se utilizan como desaireadores de agua de alimentación de centrales eléctricas y salas de calderas con presión de vapor inicial baja y media, desaireadores de agua adicionales del ciclo de centrales eléctricas de calefacción (CHP) con una presión de vapor inicial más alta, desaireadores de agua de reposición de redes de calefacción. tipo cerrado(con menos frecuencia, para redes de calefacción de tipo abierto que utilizan enfriadores de agua desaireados), desaireadores de agua de alimentación de unidades de evaporación y conversión de vapor de centrales eléctricas;

Los desaireadores de vacío se utilizan como desaireadores de agua de reposición en redes de calefacción, en circuitos de plantas de evaporación y conversión de vapor y, con menos frecuencia, como desaireadores de agua adicional en centrales eléctricas y salas de calderas.

Desaireadores a presión atmosférica

El tipo más común de desaireador atmosférico es el desaireador de burbuja a chorro. En tales desaireadores, por regla general, se utiliza un esquema de desaireación de dos etapas, que incluye un chorro y etapas de burbujeo. Cabe señalar que por etapa de desaireación se suele entender como una o más conectadas en serie a través de agua. elementos de desaireación, trabajando según el mismo principio. A una etapa de chorro pertenecen, por ejemplo, dos compartimentos de chorro situados uno debajo del otro.

Los diseños de dichos desaireadores son algo diferentes entre sí para dispositivos de diferentes capacidades de la gama estándar. La mayoría de los diseños estándar de desaireadores atmosféricos de chorro de agua fueron desarrollados por NPO TsKTI im. I.I. Polzunov. Actualmente, se utilizan tanto modelos obsoletos de este tipo de desaireadores (tipo DSA) como sus análogos modernos (tipo DA y DA-m). Se ha desarrollado una gama estándar de tamaños estándar de estos desaireadores, que se diferencian en la capacidad nominal de agua desaireada: 1, 3, 5, 15, 25, 50, 100, 200 y 300 t/h.

Los desaireadores atmosféricos normalmente consisten en una columna de desaireación montada en un tanque desaireador cilíndrico ubicado horizontalmente. El tanque desaireador como parte del desaireador realiza dos funciones importantes. En primer lugar, sirve como medio para crear un suministro de agua desaireada para esquema tecnológico. Si, por ejemplo, el desaireador se utiliza como desaireador de agua de alimentación para calderas de vapor de baja presión, entonces se debe crear una reserva de agua en el tanque del desaireador para garantizar fuente de alimentación ininterrumpida estas calderas en situaciones de emergencia. En segundo lugar, como se muestra arriba, el tanque de desaireación le permite aumentar el tiempo que el agua se mantiene a una temperatura cercana a la temperatura de saturación, lo que ayuda a aumentar la eficiencia de la desaireación.

En relación con los dispositivos de baja productividad (1 y 3 t/h de agua desaireadora), el desaireador puede realizar las funciones indicadas sin tanque desaireador, ya que el suministro de agua necesario se puede crear directamente en el cuerpo de la columna de desaireación, el cuyas dimensiones no serán demasiado grandes. EN diseños estándar Este tipo de desaireadores no se diferencian entre columna de desaireación y tanque desaireador, sino que se refieren al cuerpo del desaireador en su conjunto. Estos desaireadores se denominan sin columnas.

Los desaireadores de mayor productividad están equipados con tanques desaireadores de varias capacidades. Las plantas de energía doméstica producen tanques desaireadores de tamaños estándar con capacidades de 2, 4, 8, 15, 25, 35, 50 y 75 m 3, y cada tanque desaireador está diseñado para una columna de desaireación de cierta capacidad. Sin embargo, a petición del cliente, por regla general, es posible suministrar columnas de desaireación seleccionadas con tanques de diferente capacidad de la gama estándar.

Además de los desaireadores desarrollados por NPO TsKTI im. I.I. Polzunov, se utilizan varios diseños de desaireadores atmosféricos desarrollados por otras organizaciones. Entre estos desaireadores destaca el desaireador burbujeante diseñado por Uralenergometallurgprom.

Actualmente, los desaireadores atmosféricos son producidos por las siguientes fábricas nacionales principales:

Neftekhimmash Equipment LLC, Biysk Boiler Plant OJSC, Sibenergomash OJSC, Belenergomash OJSC, Teploenergokomplek CJSC, TKZ-Krasny Kotelshchik OJSC, Sarenergomash OJSC.

A continuación consideraremos los principales soluciones constructivas, utilizado en desaireadores a presión atmosférica y sus elementos de tubería: enfriadores de vapor y dispositivos de drenaje de seguridad.

Consideremos el diagrama de diseño de desaireadores sin columnas con una capacidad de 1 y 3 t/h (Fig. 3.1), desarrollado por NPO TsKTI im. I.I. Polzunov.

Arroz. 3.1. Diagrama estructural desaireadores sin columna DA-1 y DA-3: 1 - accesorio de suministro de agua de fuente; 2 - colector de distribución de agua perforado; 3 - placa formadora de chorros; 4 - bandeja de entrada de agua; 5 - umbral de sección de la placa formadora de chorros; 6 - umbral límite de la placa formadora de chorro; 7 - dispositivo burbujeador; 8 - hoja de burbujas; 9 y 10 - particiones; 11 - racor para drenar el agua desaireada; 12 - racor de suministro de vapor de calefacción; 13 - línea de vapor; 14 - caja receptora de vapor; 15 - ventana de transferencia de vapor; 16 - ventana de entrada de vapor; 17 - ventana de entrada del enfriador de vapor incorporado; 18 - racor de salida de vapores; 19 - trampilla; 20 y 21 - accesorios para conectar el dispositivo de drenaje de seguridad para vapor y agua, respectivamente; 22 - racor de drenaje.

desorción de energía burbujeante hidrodinámica

El desaireador DA-1 o DA-3 es un recipiente cilíndrico vertical con fondos elípticos y dispositivos de desaireación ubicados en su interior.

El agua enviada para desairear ingresa al desaireador a través del racor 1 y el colector de distribución de agua perforado 2. Desde los orificios del colector de distribución de agua 2, el agua fluye en forma de chorros hacia la placa formadora de chorros 3, perforada en la parte ubicada arriba. la bandeja receptora de agua 4. La placa formadora de chorros 3 está seccionada por un umbral 5 de tal manera que con una carga hidráulica baja, el agua fluye en forma de chorros hacia la bandeja 4 sólo a través de orificios situados hasta el umbral 5 en la dirección del movimiento del agua. Con una carga hidráulica aumentada, el nivel del agua en la placa formadora de chorros 3 aumenta, el agua fluye por encima del umbral 5 y todos los orificios de la placa formadora de chorros se ponen en funcionamiento. Este seccionamiento de la placa formadora de chorros 3 se realiza de manera que, con cargas hidráulicas bajas del desaireador, no se produzcan desalineaciones (“distorsiones”) entre los flujos de agua y el vapor de calentamiento, que conduzcan a un deterioro de las condiciones de intercambio de calor. y desaireación. La carga hidráulica máxima del desaireador está limitada por la altura del umbral límite 6: con una mayor carga hidráulica, el nivel del agua en la placa formadora de chorro aumenta y si el agua se desborda por encima del umbral 6, la eficiencia del calentamiento y la desaireación del agua se deteriora drásticamente. .

En la corriente en chorro dentro de la bandeja 4, el calentamiento principal del agua se produce cuando entra en contacto con el vapor de calentamiento y comienza el proceso de desgasificación. El agua que drena de la bandeja 4 en forma de chorro al volumen de agua del desaireador, en la mayoría de los modos de funcionamiento del desaireador, permanece subcalentada hasta la temperatura de saturación correspondiente a la presión en el espacio de vapor del desaireador y contiene gases tanto en forma disuelta y dispersa.

Después de una cierta exposición de agua en el volumen de agua del desaireador, cuya duración está determinada por la carga hidráulica y el nivel del agua en el desaireador, el agua ingresa al dispositivo de burbujeo 7. Este dispositivo está hecho en forma de un canal de sección transversal rectangular, limitada en la parte superior y los lados por tabiques sólidos y que tiene un burbujeador perforado en la lámina inferior 8. Cuando el vapor burbujea a través de una capa de agua en el dispositivo burbujeador 7, el agua se calienta a una temperatura de saturación correspondiente a la presión en el dispositivo burbujeador. Esta presión es mayor que la presión en el espacio de vapor del desaireador sobre la superficie del agua por la presión de la columna de agua de altura H, por lo tanto, la temperatura del agua en el dispositivo de burbujeo se vuelve mayor que la temperatura de saturación a la presión del vapor sobre el agua. superficie en el desaireador. En el dispositivo de burbujeo 7, debido a que el agua alcanza la temperatura de saturación, la mayoría de los gases disueltos se transforman en un estado disperso en forma de pequeñas burbujas de gas, aquí se produce una descomposición térmica parcial de los hidrocarbonatos y la hidrólisis de los carbonatos con la formación de gas libre; dióxido de carbono, que, a su vez, también se transforma en estado disperso.

Al salir del dispositivo de burbujeo 7, el agua mezclada con la parte no condensada del vapor de calentamiento ingresa al canal formado por los tabiques 9 y 10 y se mueve hacia arriba a lo largo de este canal. Durante este movimiento, la presión del medio disminuye continuamente desde la presión en el dispositivo de burbujeo hasta la presión del vapor sobre la superficie del agua en el desaireador. En consecuencia, el agua, que está sobrecalentada con respecto a la temperatura de saturación, hierve en volumen, lo que se acompaña de la transición de la mayoría de los gases aún disueltos a un estado disperso. En la parte superior del volumen de agua se produce una separación de fases: el agua fluye a través del tabique 10 y cae hacia el accesorio de salida de agua desaireada 11, y el vapor con los gases liberados del agua se mueve hacia la etapa de desaireación por chorro.

Cabe señalar que es poco probable que la mezcla de vapor y agua se escape desde el dispositivo burbujeador 7 directamente al accesorio de salida de agua desaireada 11. El flujo del medio en el espacio entre los tabiques 9 y 10, debido a la presencia de vapor, tiene una densidad menor que el flujo de agua que desciende en el canal formado por el tabique 10 y la pared de la carcasa, lo que provoca sólo el movimiento de elevación del medio entre los tabiques 9 y 10. Mientras tanto, el espacio entre el tabique 10 y la carcasa en la parte inferior es necesario para permitir cierta circulación de agua alrededor del tabique 10. Tal circulación aumenta la frecuencia del tratamiento del agua con vapor y aumenta el tiempo disponible del proceso de desaireación, lo que aumenta la eficiencia de eliminación de gases del agua.

Todo el vapor de calentamiento se suministra al desaireador a través del accesorio 12 y a través de la línea de vapor 13 ingresa a la caja receptora de vapor 14 debajo de la lámina de burbujas 8. Se crea un colchón de vapor debajo de la lámina de burbujas 8, evitando que el agua caiga a través de los orificios de la hoja de burbujas. Estas láminas de burbujas se denominan láminas que no se hunden.

Aquí es aconsejable detenerse con más detalle en el modo de funcionamiento límite de una lámina de burbujas que no falla: el modo de "inundación" o modo de inyección. Si la velocidad del vapor en los orificios de la lámina es demasiado alta, el vapor que sale por los orificios de la lámina de burbujas capturará todo el líquido, lo aplastará y lo arrastrará en forma de salpicaduras. Por esta razón se debe limitar la presión máxima de vapor debajo de la lámina de burbujas. En los desaireadores DA-1 y DA-3 considerados, para este propósito, se hace una ventana de derivación de vapor 15 en la partición 9, que desvía parte del vapor además de los orificios de la lámina de burbujas 8 cuando la presión del vapor debajo de esta lámina aumenta por encima de lo requerido para el funcionamiento eficaz del dispositivo burbujeador.

Después de separar el agua y la mezcla vapor-gas en la parte superior del canal formado por los tabiques 9 y 10, esta mezcla entra por la ventana de entrada de vapor 16 al compartimento de chorros del desaireador, donde se condensa la mayor parte del vapor, calentando el flujo de agua. La parte restante del vapor mezclado con gases lava la placa formadora de chorro 3 y ingresa al enfriador de vapor de contacto incorporado. El enfriador de vapor es una corriente en chorro de agua que fluye desde el colector de distribución de agua 2, a través del cual pasa la mezcla de vapor y gas que entra a través de la ventana 17. Aquí, el vapor de agua se condensa adicionalmente en los chorros relativamente agua fría. La pequeña parte restante del vapor y los gases no condensables se eliminan del desaireador a través del accesorio de salida de vapor 18.

Los desaireadores DA-1 y DA-3 están equipados con una trampilla 19, que proporciona acceso al interior de la carcasa para inspección y reparación, así como accesorios 20 y 21 para conectar un dispositivo de drenaje de seguridad y un accesorio de drenaje 22.

Desaireador atmosférico con una productividad de 5 t/h o más (Fig. 3.2) consta de una columna de desaireación 7 instalada en un tanque desaireador 10. La columna incluye varios (en en este ejemplo 2) compartimentos de chorro formados debajo de las placas perforadas superior 8 e inferior 9, y también pueden complementarse con una lámina de burbujas. El agua a desairear se suministra a través de un sistema de distribución de agua a la placa formadora de chorro superior 8, desde donde fluye hacia la placa 9 ubicada debajo y luego a la lámina de burbujas (si está presente) o directamente al tanque desaireador (como en el ejemplo que estamos considerando). Las bandejas de chorro tienen umbrales especiales que aseguran el mantenimiento de un determinado nivel de agua en ellas, así como el desbordamiento de agua además de la zona de chorro cuando las bandejas se llenan en exceso. Las láminas burbujeadoras generalmente se fabrican sin hundimiento (la acción dinámica del flujo de vapor no permite que el agua "caiga" a través de los orificios de la lámina), ya que el funcionamiento de una lámina burbujeante que se hunde es efectivo solo en un rango estrecho de agua y caudales de vapor a través de él.

Fig.3.2.

1 - suministro de agua; 2 - enfriador de vapor; 3, 6 - vapor a la atmósfera; 4 - suministro de condensado de terceros (por ejemplo, condensado de vapor procedente de la extracción de producción de unidades de turbina); regulador de 5 niveles; 7 - columna de desaireación; 8, 9 - placas formadoras de chorro superior e inferior; 10 - tanque desaireador; 11 - dispositivo de drenaje de seguridad; 12 - suministro de vapor burbujeante; 13 - dispositivos de control de presión; 14 - regulador de presión; 15 - suministro principal de vapor; 16 - drenaje de agua desaireada; 17 - indicador de nivel; 18 - drenaje; 19 - suministro de condensado caliente.

El vapor generalmente se suministra al espacio sobre el agua del tanque desaireador (y en este caso se llama vapor principal 15), lo ventila, asegurando la eliminación de los gases liberados del agua en el tanque y ingresa a la columna de desaireación. Aquí el vapor interactúa con el flujo de agua descendente, proporcionando calentamiento y desaireación.

El vapor que contiene gases y vapor de agua liberado del agua se descarga desde el desaireador a la atmósfera a través de la tubería 6 o al enfriador de vapor 2, donde el potencial térmico de este flujo se utiliza, por ejemplo, para calentar el agua de origen frente a la columna de desaireación. En este caso, el soplado de gas 3 se realiza desde la cámara de vapor del enfriador de vapor. Es posible complementar el diseño especificado con un dispositivo de burbujeo para el tanque desaireador. Los dispositivos más utilizados son el sistema TsKTI (en este ejemplo) o los colectores de burbujas perforados montados en el fondo del tanque a lo largo de sus generatrices. En este caso, el vapor de burbujas 12 se suministra a través de una tubería especial, ya que la presión de este vapor debe ser mayor que la presión del vapor principal en al menos la presión de la columna de agua en el tanque desaireador. El desaireador está equipado con un dispositivo de drenaje de seguridad 11; vidrio nivelado 17; conexiones para conectar el desaireador a las líneas de drenaje de vapor y agua 18; tubo de salida de agua desaireada 16.

La experiencia en el funcionamiento de plantas de desaireación atmosférica muestra que, independientemente del motivo del deterioro de la eficiencia de la desaireación del agua, el uso de burbujeo de vapor en el volumen de agua del tanque de desaireación permite aumentar esta eficiencia.

Incluso si la columna de desaireación proporciona la calidad requerida de agua desaireadora, el dispositivo de burbujeo del tanque desaireador actúa como una barrera, reduciendo la probabilidad de que los gases disueltos se filtren al agua desaireada y ampliando el rango permitido de cambios en las cargas hidráulicas y térmicas del el desaireador manteniendo la calidad requerida del agua desaireada. En este caso, el burbujeo de vapor en el tanque desaireador proporciona cierto sobrecalentamiento del agua en relación con la temperatura de saturación y, por lo tanto, protege el agua de la recontaminación con gases.

Además, hay que recordar que la parte de los gases que quedan en el agua después de la columna de desaireación está contenida en forma dispersa y representa una multitud de diminutas burbujas de gas, cuyos tamaños son tan pequeños que no aseguran su independencia. ascenso debido a la acción de la fuerza de flotación. En un desaireador sin burbujas en el volumen de agua del tanque, estas burbujas caerán en el agua desaireada. El burbujeo de vapor, que proporciona una mezcla intensiva y turbulización del volumen de agua en el tanque, promueve la liberación de algunos de los gases en forma dispersa del agua, aumentando la eficiencia de la desaireación en su conjunto.

Por lo tanto, a menudo es necesario un dispositivo de burbujeo inundado en un tanque de desaireación, incluso cuando se utilizan columnas de desaireación modernas de dos etapas.

Consideremos, como ejemplo, el dispositivo de burbujeo del sistema TsKTI (Fig. 3.2.).

Arroz. 3.2. Diagrama esquemático del dispositivo de burbujeo del tanque desaireador del sistema TsKTI: 1 - lámina de burbujeo; 2 - estante superior; 3 - eje de elevación; 4 - drenaje de agua desaireada; 5 - columna de desaireación; 6 - tanque desaireador; 7 - suministro de vapor burbujeante; 8 - suministro principal de vapor; las líneas continuas indican la dirección del movimiento del agua; líneas de puntos: direcciones del movimiento del vapor

El agua pasa a través del canal formado por la superficie de la lámina de burbujas 1 y estante superior 2, y durante este movimiento se trata con vapor que se escapa por los orificios de la lámina de burbujas. La mezcla de vapor y agua, al salir del canal, ingresa a un eje de movimiento de elevación 3 especialmente organizado, en cuya parte superior el vapor y los gases liberados del agua se separan del agua y se descargan en el espacio sobre el agua del tanque desaireador. y se mezcla con el flujo del vapor principal, y el agua se baja en el volumen de agua del tanque hasta la tubería de salida de agua desaireada 4.

Los propios tanques desaireadores (ver ejemplo en la Fig. 3.4) son recipientes cilíndricos ubicados horizontalmente con fondos elípticos, con menos frecuencia cónicos, montados sobre dos soportes. Además, para tanques con una capacidad útil de 25 m 3 o más, uno de los soportes es móvil (rodillo), compensando la expansión térmica del tanque durante los arranques y paradas del desaireador. Los tanques con una capacidad útil de 8 m 3 o más están equipados con cinturones especiales que proporcionan la rigidez requerida de la carrocería.

Arroz. 3.4. Vista general del tanque de desaireación con capacidad útil de 75 m3: A - accesorio para la columna de desaireación; B - racor de conexión para el dispositivo de drenaje de seguridad del vapor; B - racor principal de suministro de vapor; G - accesorio de drenaje; D - racor para drenar el agua desaireada; E - racor de conexión para el dispositivo de drenaje de seguridad del agua; F - accesorios para conectar un indicador de nivel; C - racor para descarga del separador de purga continua de la caldera; T - racor para introducir agua de alimentación desde la línea de recirculación de la bomba de alimentación; U - racor para la entrada de condensados ​​sobrecalentados; F - accesorio para introducir la mezcla vapor-aire desde el espacio de vapor de los calentadores; C- accesorio para suministrar vapor al dispositivo de burbujeo sumergido del tanque desaireador; Ajuste de reserva Ch

Las columnas se conectan a los tanques desaireadores, generalmente mediante soldadura. En los diseños de los desaireadores modernos, la columna está ubicada cerca de uno de los extremos del tanque del desaireador; el agua desaireada se extrae del tanque por el extremo opuesto. Con esto se logra el máximo tiempo posible de retención de agua en el tanque desaireador a una temperatura cercana a la temperatura de saturación, dadas las características geométricas y, en consecuencia, la mayor eficiencia de desaireación.

Los tanques de desaireación están equipados con una trampilla que brinda acceso al interior del tanque para inspección y reparación, así como inspección y reparación de los dispositivos inferiores de la columna de desaireación, accesorios para conectar un dispositivo de drenaje de seguridad para vapor y agua (este último está montado dentro del tanque y termina con un embudo de rebosadero, la altura del borde superior es la que determina el nivel máximo de agua en el tanque). Se proporcionan accesorios para conectar el desaireador a las líneas de ecualización de vapor y agua necesarias para trabajo paralelo varios desaireadores, un accesorio para drenar el agua desaireada, suministrar vapor principal y burbujeante, un accesorio de drenaje, así como una serie de accesorios para descargar flujos de alto potencial, cuya temperatura es superior a la temperatura de saturación a la presión de funcionamiento en el desaireador, o para introducir flujos de agua ya desaireada. Si las corrientes sobrecalentadas en relación con la temperatura de saturación en el desaireador no se dirigen al tanque del desaireador, sino a la columna de desaireación, entonces el vapor formado durante su ebullición puede alterar la ventilación normal del espacio de vapor del desaireador, lo que, a su vez, conducirá a un deterioro en la eficiencia de la desaireación del agua.

Desaireador- dispositivo técnico, que implementa el proceso de desaireación de algún líquido (generalmente agua), es decir, su purificación de las impurezas de gases no deseadas presentes en él (oxígeno y dióxido de carbono). Cuando se disuelven en agua, estos gases provocan corrosión en las tuberías de alimentación y en las superficies de calentamiento de las calderas, lo que provoca fallos en el equipo. En las estaciones de turbinas de vapor se utiliza la desaireación térmica del agua.

El principio de funcionamiento de los desaireadores térmicos se basa en el hecho de que la presión absoluta sobre un líquido es la suma de las presiones parciales de los gases y el vapor.

Si aumentamos la presión parcial del vapor de modo que al mismo tiempo eliminemos el vapor (esta es una mezcla de gases liberados del agua y una pequeña cantidad de vapor que debe evacuarse del desaireador), entonces como resultado obtenemos la presión parcial total. de gases. Entonces, según la ley de Henry (la concentración de masa de equilibrio de los gases en una solución es proporcional a la presión parcial en el medio gaseoso sobre la solución), es decir, no hay gases disueltos. A su vez, se puede lograr un aumento en la presión parcial del vapor aumentando la temperatura del agua hasta la temperatura de saturación a una presión dada a .

Clasificación de desaireadores térmicos.

Uso previsto: desaireadores de agua de alimentación de calderas de vapor; agua de reposición y condensado de retorno consumidores externos; Agua de reposición de la red de calefacción.

Calentando la presión del vapor: alta presión (0,6-0,8 MPa)( D); atmosférico (0,12 MPa)( SÍ); vacío (7,5-50 kPa)( Lejano Oriente).

Según el método de calentamiento del agua desaireada: tipo de mezcla (con mezcla de vapor de calentamiento con agua calentada); desaireadores de agua sobrecalentada con precalentamiento externo de agua con vapor seleccionado.

Por diseño (según el principio de formación de la superficie de interfase): con una superficie de contacto formada en modo turbulento (burbuja delgada, tipo película con boquilla desordenada, tipo disco de chorro); con superficie de contacto de fase fija (tipo película con embalaje pedido).

Diagrama esquemático de una instalación de desaireación.

Arroz. Desaireador atmosférico de tipo mezclador: 1 - tanque (acumulador), 2 - salida de agua de alimentación del tanque, 3 - vaso indicador de agua, 4 - manómetro, 5, 6 y 12 - placas, 7 - drenaje de agua al tanque de drenaje , 8 - regulador automático suministro de agua purificada químicamente, 9 - enfriador de vapor, 10 - liberación de vapor a la atmósfera, 11 y 15 - tuberías, 13 - columna desaireadora, 14 - distribuidor de vapor, 16 - entrada de agua a la válvula hidráulica, 17 - válvula hidráulica, 18 - salida exceso de agua de una válvula hidráulica

El desaireador consta de un tanque 1 y una columna 13, en cuyo interior se instalan varias placas de distribución 5, 6 y 12. El agua de alimentación (condensado) de las bombas. parte superior desaireador en la placa de distribución 12; a través de otra tubería a través del regulador 8, se suministra agua químicamente purificada a la placa 12 como aditivo; Desde la placa, el agua de alimentación se distribuye en corrientes separadas y uniformes a lo largo de toda la circunferencia de la columna desaireadora y fluye hacia abajo secuencialmente a través de una serie de placas intermedias 5 y 6 ubicadas una debajo de la otra con pequeños orificios. El vapor para calentar agua se introduce en el desaireador a través del tubo 15 y el distribuidor de vapor 14 desde abajo. cortina de agua, que se forma cuando el agua fluye de un plato a otro y, divergiendo en todas direcciones, se eleva hacia el agua de alimentación, calentándola. A esta temperatura, el aire se libera del agua y, junto con el resto del vapor no condensado, sale a través del tubo de plomo 11, ubicado en la parte superior del cabezal de desaireación, directamente a la atmósfera o enfriador de vapor 9. El oxígeno- El agua libre y calentada se vierte en el tanque colector 1, ubicado debajo de la columna desaireadora, desde donde se utiliza para alimentar las calderas. Para evitar un aumento significativo de presión en el desaireador, se instalan dos válvulas hidráulicas, así como una válvula hidráulica 17 en caso de que se forme vacío en él. Si se excede la presión, el desaireador puede explotar, y si hay vacío presión atmosférica puede aplastarlo. El desaireador está equipado con un vaso indicador de agua 3 con tres grifos: vapor, agua y purga, un regulador de nivel de agua en el tanque, un regulador de presión y el equipo de medición necesario. Para un funcionamiento fiable de las bombas de alimentación, el desaireador se instala a una altura de al menos 7 m por encima de la bomba.

Terminología extranjera

En una parte importante de los sistemas extranjeros en términos técnicos, no existe el término único "desaireador" para describir un elemento del circuito térmico de una estación en forma de tanque con columna; por ejemplo, en alemán la columna se llama Entragaserdom, y el concepto de “desaireador” (Entgaser) se refiere únicamente a ella, y el tanque de almacenamiento de agua de alimentación es Speisewasserbehälter. EN últimamente y en algunas publicaciones en ruso (sobre diseños no tradicionales para nuestras empresas o traducidos) el tanque está separado del desaireador.

Objetivo

• Protección de tuberías y equipos contra la corrosión.
• Prevenir burbujas de aire que interfieran con la permeabilidad de los sistemas hidráulicos, el normal funcionamiento de boquillas, etc.
• Protección de bombas contra la cavitación.

Principio de funcionamiento

En un líquido, el gas puede estar presente en forma de:

• moléculas disueltas reales;
• se formaron microburbujas (alrededor de 10-7) alrededor de partículas de impurezas hidrofóbicas;
• como parte de compuestos que se destruyen en etapas posteriores del ciclo tecnológico con la liberación de gas (por ejemplo, NaHCO 3).

En el desaireador se produce un proceso de transferencia de masa entre dos fases: líquido y mezcla vapor-gas. La ecuación cinética para la concentración de un gas disuelto en un líquido en su concentración de equilibrio (teniendo en cuenta el contenido en la segunda fase), basada en la ley de Henry, parece

,

¿Dónde está el tiempo? F- interfaz de fase específica; k- coeficiente de velocidad, que depende, en particular, del camino de difusión característico que debe superar el gas para salir del líquido. Obviamente, para la eliminación completa de los gases de un líquido, se requiere (la presión parcial del gas sobre el líquido debe tender a cero, es decir, los gases liberados deben ser eliminados de manera efectiva y reemplazados por vapor) y un tiempo de proceso infinito. En la práctica, están fijados por una profundidad de desgasificación tecnológicamente admisible y económicamente viable.

EN térmico desaireadores basados ​​en el principio desorción por difusión, el líquido se calienta hasta que hierva; en este caso, la solubilidad de los gases es cercana a cero, el vapor resultante (evaporación) arrastra los gases (disminuye) y el coeficiente de difusión es alto (aumenta k).

EN vórtice Los desaireadores en realidad no calientan el líquido (esto se hace en intercambiadores de calor frente a ellos), sino que utilizan efectos hidrodinámicos que causan desorción forzada: el líquido se rompe en los lugares más débiles, a lo largo de las microburbujas de gas, y luego, en un vórtice, las fases se separan por fuerzas de inercia bajo la influencia de diferencias de densidad.

Además, se conocen pequeñas instalaciones en las que se consigue un cierto grado de desaireación irradiando el líquido con ultrasonidos. Cuando se irradia agua con ultrasonidos con una intensidad de aproximadamente 1 W/cm2, se produce una disminución del 30-50%, k aumenta aproximadamente 1000 veces, lo que conduce a la coagulación de las burbujas con la posterior liberación del agua bajo la influencia de la fuerza de Arquímedes.

Vapor

Vapor- Se trata de una mezcla de gases liberados del agua y una pequeña cantidad de vapor que debe ser evacuado del desaireador. Para funcionamiento normal En los desaireadores de diseños comunes, su consumo (vapor en relación con la productividad) debe ser de al menos 1-2 kg/t, y si hay una cantidad significativa de dióxido de carbono libre o ligado en el agua de origen, 2-3 kg/t. Para evitar pérdidas del fluido de trabajo del ciclo, la evaporación en grandes instalaciones condensar. Si el enfriador de vapor utilizado para este propósito está instalado en la fuente de agua del desaireador (como en la figura), debe subenfriarse lo suficiente hasta la temperatura de saturación en el desaireador. Cuando se utiliza vapor en los eyectores, se condensa en sus refrigeradores y no se necesita un intercambiador de calor especial.

Desaireadores térmicos

Los desaireadores térmicos se clasifican por presión.

Los desaireadores atmosféricos (ver figura) requieren el espesor de pared más pequeño; el vapor se elimina de ellos por gravedad bajo la influencia de un ligero exceso de presión por encima de la presión atmosférica. Los desaireadores por vacío pueden funcionar en condiciones en las que no hay vapor en la sala de calderas; sin embargo lo requieren dispositivo especial para aspiración de vapor (eyector de vacío) y mayor espesor de pared, además, bicarbonatos con bajas temperaturas no se descomponen completamente y existe el peligro de que se produzcan repetidas fugas de aire en el camino hacia las bombas. Los desaireadores DP tienen un gran espesor de pared, pero su uso en el circuito TPP permite reducir la cantidad de HPH con uso intensivo de metales y utilizar vapor como medio de trabajo económico para los eyectores de condensadores de chorro de vapor; El accesorio de desaireación del condensador, a su vez, es un desaireador por vacío.

Cómo intercambiadores de calor los desaireadores térmicos pueden ser de mezcla (generalmente, se suministra vapor de calentamiento y/o agua al volumen del desaireador) o de superficie (el medio de calentamiento se separa de la superficie de intercambio de calor calentada); este último se encuentra a menudo en los desaireadores de vacío de las redes de calefacción.

Según el método de creación de la superficie de contacto de fase, los desaireadores mezcladores se dividen en chorro de tinta, película Y burbujeando(hay diseños mixtos).

En los desaireadores de chorro y de película el elemento principal es columna desaireadora- un dispositivo en el que el agua fluye de arriba a abajo hacia el tanque y el vapor de calentamiento sube de abajo hacia arriba sobre el vapor, condensándose simultáneamente en el agua. En desaireadores pequeños, la columna se puede integrar en una carcasa con el tanque; Por lo general, parece un cilindro vertical acoplado sobre un tanque horizontal (un contenedor cilíndrico con fondo elíptico o cónico). En la parte superior hay un distribuidor de agua, en la parte inferior un distribuidor de vapor (por ejemplo, un tubo perforado en forma de anillo), y entre ellos está la zona activa. El espesor de una columna de una productividad determinada está determinado por el permitido. densidad de riego zona activa (flujo de agua por unidad de área).

En desaireadores tipo de chorro El agua pasa a través de la zona activa en forma de chorros, en los que se puede dividir mediante 5-10 placas perforadas (las placas anulares con un paso central de vapor se alternan con placas circulares de menor diámetro que fluyen alrededor del borde). Los dispositivos de desaireación por chorro tienen diseño sencillo y baja resistencia al vapor, pero la intensidad de la desaireación del agua es relativamente baja. Las columnas tipo chorro tienen una gran altura (3,5-4 mo más), lo que requiere un gran consumo de metal y resulta inconveniente para los trabajos de reparación. Estas columnas se utilizan como primera etapa del tratamiento del agua en desaireadores de burbujas de chorro de dos etapas.

También hay desaireadores de boquilla (goteo), donde se rocía agua desde las boquillas en forma de gotitas; La eficiencia debido al refinamiento de fases es alta, sin embargo, el funcionamiento de las boquillas se deteriora cuando se obstruyen y con costos reducidos, y se requiere mucha electricidad para superar la resistencia de las boquillas.

En desaireadores con columnas. tipo de película el flujo de agua se divide en películas que envuelven la boquilla de llenado, a lo largo de cuya superficie fluye el agua. Se utilizan dos tipos de boquilla: ordenada y desordenada. Un embalaje ordenado se fabrica a partir de láminas verticales, inclinadas o en zigzag, así como de anillos, cilindros concéntricos u otros elementos dispuestos en filas regulares. Las ventajas de una boquilla ordenada son la capacidad de trabajar con altas densidades Riego con calentamiento significativo del agua (20-30 °C) y posibilidad de desaireación del agua sin ablandar. La desventaja es la distribución desigual del flujo de agua por toda la boquilla. La boquilla desordenada está hecha de pequeños elementos de cierta forma, vertido aleatoriamente en una parte seleccionada de la columna (anillos, bolas, silletas, elementos en forma de omega). Proporciona un coeficiente de transferencia de masa más alto que un empaque ordenado. Los desaireadores de película son insensibles a la contaminación por incrustaciones, lodos y óxidos de hierro, pero son más sensibles a la sobrecarga.

En desaireadores tipo burbujeador la corriente de vapor que se introduce en la capa de agua se divide en burbujas. La ventaja de estos desaireadores es su compacidad con una desaireación de alta calidad. En ellos, se produce cierto sobrecalentamiento del agua en relación con la temperatura de saturación correspondiente a la presión en el espacio de vapor sobre la superficie. La cantidad de sobrecalentamiento está determinada por la altura de la columna de líquido sobre el dispositivo de burbujeo. Cuando el vapor de agua arrastrado por las burbujas se mueve hacia arriba, hierve, lo que facilita una mejor separación de la solución no solo del oxígeno, sino también del dióxido de carbono, que no se elimina completamente del agua en otros tipos de desaireadores; incluyendo la descomposición de bicarbonatos NaHCO 3, turbulización del líquido. La eficiencia de los dispositivos burbujeadores disminuye cuando el consumo específico par. Para garantizar una purga profunda, el agua en el desaireador debe calentarse al menos 10 °C, si no es posible aumentar el flujo de evaporación. Los dispositivos burbujeadores pueden sumergirse en un tanque en forma de láminas perforadas (es difícil garantizar un funcionamiento sin fallas) o instalarse en una columna en forma de placas.

Indicadores y designaciones.

Rendimiento del desaireador- caudal de agua desaireada a la salida del desaireador. En los desaireadores del tipo DV, cuando se utiliza agua desaireada sobrecalentada como medio calefactor (refrigerante), el consumo de esta última no se incluye en el rendimiento.

Capacidad útil del tanque desaireador- volumen útil calculado del tanque, determinado al 85% de su volumen total.

GOST establece filas para seleccionar la capacidad del tanque (para DA 1-75 m³, DP 65-185 m³) y productividad (1-2800 /). El desaireador se designa según el principio DA(DP,DV) - (productividad, t/h)/(capacidad útil del tanque, m³); columnas por separado KDA (KDP) - (rendimiento), tanques BDA (BDP) - (capacidad).

Desaireadores de vórtice

Literatura

• Richter L. A., Elizarov D. P., Lavygin V. M. Capítulo tres. Desaireadores // Equipos auxiliares para centrales térmicas. - M.: Energoatomizdat, 1987. - 216 p.
• Kuvshinov O. M.¿Óxido? ¡Abajo el oxígeno! . kwark.ru. “Ciencia y Vida” N° 12 (2006). Archivado desde el original el 8 de abril de 2012. Consultado el 3 de septiembre de 2011.
• Kuvshinov O. M. Los desaireadores de ranura KVARK son un dispositivo eficaz para la desaireación de líquidos. kwark.ru. “Energía Industrial” N° 7 (2007).