Co to jest odgazowywacz w kotłowni? Odgazowywacze atmosferyczne z doprowadzeniem pary. Prosty, ale bardzo ciekawy przykład

Aby zrozumieć zasadę działania odgazowywacza, należy zrozumieć, dlaczego woda w ogóle jest odpowietrzana.

Po co Ci odgazowywacz w elektrowni cieplnej?

Korozja metalu zachodzi na powierzchni metalu, gdzie styka się on z wodą, następnie następuje zniszczenie wewnątrz metalu. Korozja zależy głównie od zawartości rozpuszczonego tlenu w wodzie i dwutlenku węgla (utrudnia utworzenie warstwy ochronnej z tlenków metali).

Szybkość korozji stali jest liniowo zależna od stężenia tlenu w wodzie. Co więcej, zależność ta jest wprost proporcjonalna (jeśli zwiększysz stężenie tlenu 2 razy, wówczas szybkość korozji również wzrośnie 2 razy).

Rurociągi z zimną wodą (poniżej 25 C) są mało podatne na korozję. Kiedy temperatura wzrasta, jeśli nie chcesz płacić za naprawy i przestoje szalenie drogiego sprzętu (np. mogą się przepalić rury w kotle parowym, zepsuć się grzejniki lub armatura rurociągowa itp.) konieczne jest użycie środka chemicznego lub metody termiczne do usuwania rozpuszczonych gazów z wody.

Istnieją standardy jakości dla kotłów krajowych i zagranicznych podawać wodę, w którym w zależności od temperatury i ciśnienia kotła wskazane są wymagania dotyczące zawartości tlenu w wodzie zasilającej.

Prosty, ale bardzo ciekawy przykład

Przykład zaczerpnięty z książki, pominiemy podane tam wyliczenia, żeby nie zaprzątać sobie głowy niepotrzebnymi informacjami.

• Zużycie wody sieciowej w Sieci ciepłej wody użytkowej— 400 t/godz
• Średnica rurociągu – DN300
• Zawartość tlenu w punkcie początkowym rury 9,3 mg/kg
• Zawartość tlenu w punkcie końcowym rury wynosi 4,15 mg/kg (50% tlenu uległo korozji)
• Sieć ciepłownicza pracuje 5000 godzin rocznie

Najważniejsze jest to, że taka rura traci rocznie 0,55 mm grubości ścianki z powodu korozji. A teraz wyobraź sobie, co będzie za kilka lat z naszą rurą 325x8? Dlatego należy zastanowić się, jak działa Dearator kotłów parowych elektrowni cieplnych.

Rodzaje odgazowywaczy

Odgazowywacze termiczne instalacji turbin parowych elektrowni dzielimy na:

Według celu Do:

1. Odgazowywacze wody zasilającej kotły parowe;
2. odgazowywacze dodatkowej wody i kondensatu powrotnego odbiorców zewnętrznych;
3. odgazowywacze wody uzupełniającej sieci ciepłowniczych.

Przez podgrzanie ciśnienia pary Do:

1. odgazowywacze wysokociśnieniowe (DP) pracujące pod ciśnieniem 0,6-0,8 MPa, a w elektrowniach jądrowych do 1,25 MPa i stosowane jako odgazowywacze wody zasilającej w elektrowniach cieplnych i jądrowych;
2. odgazowywacze atmosferyczne (DA) pracujące pod ciśnieniem 0,12 MPa;
3. próżnia (DV), w której odpowietrzanie następuje przy ciśnieniu poniżej atmosferycznego: 7,5-50 kPa.

Zgodnie z metodą podgrzewania wody odgazowanej Do:

1. odgazowywacze typu mieszającego z mieszaniem pary grzewczej i podgrzanej wody odgazowanej. Ten typ odgazowywaczy jest stosowany we wszystkich bez wyjątku elektrowniach cieplnych i jądrowych;
2. odgazowywacze wody przegrzanej z zewnętrznym podgrzewaniem wody wybraną parą.

Zgodnie z projektem (zgodnie z zasadą kształtowania powierzchni międzyfazowej) Do:

Odgazowywacze z powierzchnią styku powstałą podczas ruchu pary i wody:

• a) bulgotanie strumieniowe;
• b) rodzaj folii z losowym opakowaniem;
• c) rodzaj strumienia (tarcza);

Odgazowywacze ze stałą powierzchnią styku faz (typu foliowego z uporządkowaną dyszą).

Ze względu na metodę zwiększania powierzchni kontaktu wody z parą grzejną dzielimy odgazowywacze

• kroplówka
• atramentowy
• film
• z dyszami
• bulgotanie
• łączny.

W odgazowywaczach kroplowych woda dostarczana jest do odgazowywacza w postaci kropli za pomocą dysz lub dysz. Rozpylanie wody w krople zapewnia wysoką skuteczność odpowietrzania wody, jednak ze względu na zatkane dysze odgazowywacze kroplowe nie są wystarczająco niezawodne w działaniu. Ponadto zastosowanie dysz i wtryskiwaczy wymaga znacznego zużycia energii na opryski.

W odgazowywaczach strumieniowych woda dostarczana do górna część kolumna odpowietrzająca trafia do urządzenia rozprowadzającego wodę, pod którym zainstalowanych jest kilka płyt perforowanych (sit lub blach do pieczenia). Łącząc się ze strumieniami z rozdzielacza i płyt, woda tworzy zaspy deszczowe, które przecięte są strumieniem pary grzewczej dostarczanej do dolnej części kolumny.

W odgazowywaczach foliowych woda doprowadzana jest poprzez dyszę i uderzając w rozetę, jest natryskiwana na znajdujące się pod nią pionowe (koncentryczne lub prostokątne) blachy. Po blachach spływają cienkie warstewki odpowietrzonej wody, a para grzewcza przechodzi pomiędzy blachami od dołu do góry.

W odgazowywaczach z dyszami woda dostarczana do górnej części kolumny odpowietrzającej jest dzielona na osobne strumienie, które spływają do dyszy wypełniającej kolumnę odpowietrzającą. Zadaniem dyszy jest rozdrobnienie strumienia na najdrobniejsze strumienie i filmy. Para grzewcza doprowadzana jest pomiędzy elementami dyszy od dołu do góry, w stronę wody. Używany jako dysza kraty drewniane, Pierścienie Raschiga, pierścienie metalowe ceramiczne, elementy specjalnie kształtowane. Elementy pierścieniowe są umieszczane w określonej kolejności lub losowo na siatce, która je wspiera. W rezultacie to się dzieje efektywna interakcja woda z parą grzejną.

W odgazowywaczach pęcherzykowych kontakt pary z wodą uzyskuje się poprzez przepuszczanie pary przez warstwę cieczy. Bulgotanie zapewnia kilkukrotnie (od 3 do 10) większą powierzchnię styku wody z parą wodną niż przy rozszczepianiu wody na strumienie. Stosowanie odgazowywaczy pęcherzykowych komplikuje jednak fakt, że ciepło pary dostarczanej do odgazowywacza pęcherzykowego zwykle nie wystarcza do podgrzania wody do temperatury nasycenia.
Z reguły barbotowanie stosuje się jako drugi etap odpowietrzania w połączeniu z metodą dystrybucji wody strumieniowej lub dyszowej. Takie odgazowywacze nazywane są dwustopniowymi. W odgazowywaczach strumieniowych podgrzewanie wody do temperatury nasycenia i wstępne usuwanie gazów następuje w małogabarytowych kolumnach strumieniowych, a końcowe odpowietrzanie następuje poprzez obróbkę wody parą w urządzeniu barbotującym umieszczonym w zbiorniku magazynującym.

Odgazowywacze kombinowane łączą w sobie kilka metod podziału wody na strumienie i krople.

Ze względu na ciśnienie panujące w odgazowywaczu, przy którym zachodzi proces odpowietrzania, odgazowywacze termiczne dzielimy na próżniowe, atmosferyczne, średnie i wysokie. W odgazowywaczach próżniowych usuwanie gazu następuje pod ciśnieniem niższym od atmosferycznego (

Rodzaje odgazowywaczy

Gatunek odgazowywacze termiczne dla turbin przeznaczone są do montażu w kotłowniach, elektrowniach, elektrociepłowniach, elektrowniach jądrowych do odpowietrzania wody: według przeznaczenia, według ciśnienia pary grzewczej, według sposobu podgrzewania wody odgazowanej, zgodnie z projektem. Cała lista znajduje się na stronie helpiner.ru

Odpowietrzanie wody zasilającej i uzupełniającej w kotłowni

Odpowietrzanie wody zasilającej i uzupełniającej w kotłowni parowej polega na uwolnieniu wody zasilającej z rozpuszczonego w niej powietrza, w którym znajdują się tlen i dwutlenek węgla. Rozpuszczony w wodzie tlen i dwutlenek węgla powodują korozję rur zasilających i powierzchni grzewczych kotła, w wyniku czego następuje awaria wyposażenia kotła.

Jest wiele różne urządzenia do odpowietrzania wody zasilającej. Najczęściej stosowane odgazowywacze termiczne są typu atmosferycznego. niskie ciśnienie(0,02-0,025 MPa) i wysokiego ciśnienia (0,6 MPa), a także próżnię o ciśnieniu poniżej atmosferycznego. Te ostatnie stosuje się w kotłowniach z kotłami na gorącą wodę, ponieważ w tych kotłowniach nie ma pary, a odgazowanie wody zasilającej odbywa się w wyniku podciśnienia wytwarzanego przez eżektory strumieniowe.

Odgazowywacz termiczny służy do usuwania rozpuszczonego tlenu i dwutlenku węgla z wody zasilającej i uzupełniającej poprzez podgrzanie jej do temperatury wrzenia. Na ryc. 5 przedstawia schemat działania odgazowywacz atmosferyczny rodzaj mieszania. Odgazowywacz składa się ze zbiornika 1 i głośniki 13, wewnątrz których znajduje się szereg płyt rozdzielczych 5, 6 i 12. Woda zasilająca (kondensat) z pomp wpływa do górnej części odgazowywacza o godz

Ryż. 5. Odgazowywacz atmosferyczny typu mieszanego z chłodnicą pary

1 - zbiornik (akumulator), 2 - wypuszczenie wody zasilającej ze zbiornika, 5 - wizjer wskaźnika wody, 4 - manometr, 5, 6 I 12 - płyty, 7 - odprowadzające wodę do drenażu, 8 - automatyczny regulator dostawa wody oczyszczonej chemicznie, 9 - chłodnica parowa, 10 - uwolnienie pary do atmosfery, 11 i 15 - kobza, 13 - kolumna odpowietrzająca, 14 - dystrybutor pary, 16 - wlot wody do uszczelnienia hydraulicznego, 17 - zawór hydrauliczny, 18 - uwolnienie nadmiar wody z zaworu hydraulicznego

płyta dystrybucyjna 12; innym rurociągiem przez regulator 8 na talerzu 12 jako dodatek dostarczana jest woda oczyszczona chemicznie; Z płyty woda zasilająca rozprowadzana jest odrębnymi i równomiernymi strumieniami po całym obwodzie kolumny odgazowującej i spływa sekwencyjnie w dół poprzez szereg płyt pośrednich 5 i 6 umieszczonych jedna pod drugą z małymi otworami.

Para do podgrzewania wody wprowadzana jest do odgazowywacza rurą 15 tys dystrybutor pary 14 pod kurtyna wodna, powstający, gdy woda przepływa z płyty na płytę i rozchodząc się we wszystkich kierunkach, unosi się w górę, w kierunku wody zasilającej, podgrzewając ją do temperatury 104 - 106 ° C, co odpowiada nadciśnieniu w odgazowywaczu wynoszącemu 0,02 - 0,025 MPa (0,20 - 0,25 kgf/cm 2).

W tej temperaturze powietrze jest uwalniane z wody i wraz z pozostałą częścią nieskroplonej pary opuszcza rurę pilotową 11, umieszczony w górnej części głowicy odpowietrzającej, bezpośrednio do atmosfery lub chłodnicy pary 9.

Do zbiornika zbiorczego wlewa się beztlenową, podgrzaną wodę 1, znajduje się pod kolumną odgazowującą, skąd służy do zasilania kotłów.

Aby uniknąć znacznego wzrostu ciśnienia w odgazowywaczu, zainstalowano na nim dwa zawory hydrauliczne, a także zawór hydrauliczny 17 na wypadek powstania w nim podciśnienia. Jeśli ciśnienie zostanie przekroczone, odgazowywacz może eksplodować, a jeśli wystąpi próżnia, ciśnienie atmosferyczne może go zmiażdżyć.

Odgazowywacz jest wyposażony we wziernik wskazujący obecność wody 3 s trzy krany – parowy, wodny i upustowy, regulator poziomu wody w zbiorniku, regulator ciśnienia oraz niezbędna aparatura pomiarowa. Dla niezawodne działanie W przypadku pomp zasilających odgazowywacz instaluje się na wysokości co najmniej 7 m nad pompą.

Wodę odtleni się także poprzez przefiltrowanie jej przez warstwę zwykłych opiłków stalowych, które utleniają się pod wpływem tlenu rozpuszczonego w wodzie.

Schemat technologiczny odpowietrzania wody źródłowej w kotłowni przemysłowej.

Konstrukcja przedstawionego poniżej układu pozwoliła rozwiązać dwa problemy:

1. Schemat uzdatniania wody wykorzystuje rosyjskie szybkie obudowy filtrów z importowanym wypełnieniem i kontrolami, co umożliwiło znaczne zmniejszenie twardości wody źródłowej ze względu na większą zdolność żywicy do wymiany jonowej.

2. Zastosowanie dodatkowego wymiennika ciepła pozwoliło na znaczne oszczędności paliwa.

Według istniejących schemat technologiczny W kotłowni produkcyjnej woda chemicznie oczyszczona doprowadzana jest do podgrzewacza parowo-wodnego i w temperaturze t = 50 - 60 stopni Celsjusza trafia do odgazowywacza, gdzie poprzez bulgotanie pary grzewczej jest podgrzewana do temperatury t = 102 - 104 stopni Celsjusza. Za odgazowywaczem woda zasilająca dostaje się do pompy zasilającej i poprzez ekonomizer do górnego bębna kotła parowego. Temperatura gazów spalinowych wynosi 140 - 160 stopni Celsjusza.

Według literatury (D.M. Khzmamen. „Teoria spalania i urządzenia spalające”, Moskwa, Energia, 1976), aby ograniczyć korozję siarkową w niskiej temperaturze, temperatura metalu w ekonomizerze kotła powinna wynosić około 75 stopni Celsjusza, ale nie mniej niż 70 .

Podczas instalacji płytowy wymiennik ciepła wyprodukowany przez OJSC Alfa Laval Potok marki M15-M o wydajności 1000 μcal/h i chłodnicą pary odgazowującej marki M10-M, zapewniamy: w pierwszej kolejności schłodzenie wody zasilającej z odgazowywacza do temperatury 74 stopni Celsjusza; po drugie, podgrzewanie wody z uzdatniania zimnej wody, najpierw w M10-M, a następnie w M15-M. Szacunkowa różnica temperatur t = 28 stopni Celsjusza.

Efekt ekonomiczny osiąga się poprzez oszczędzanie pary grzewczej do podgrzewania wody źródłowej w odgazowywaczu. Na przykład moc M15-M wynosi 1000 μcal/godzinę i odpowiednio rocznie będzie wynosić:

Rok Q. = 1000 μcal/godzinę * 24 godziny * 360 dni = 8 640 000 μcal/rok.

Niższa wartość opałowa w przeliczeniu na suchy olej opałowy według GOST 10585-63

Odpowietrzanie wody zasilającej i uzupełniającej w kotłowni

Odpowietrzanie wody zasilającej i uzupełniającej w kotłowni Odpowietrzanie wody zasilającej i uzupełniającej w kotłowni parowej polega na uwolnieniu wody zasilającej z rozpuszczonego w niej powietrza, które

ODPOWIETRZANIE = OCHRONA PRZED KOROZJĄ

Katalog Wszystko

Działanie odgazowywacza.

Działanie odgazowywacza uzależnione jest od sprawności urządzenia usuwającego uwolnioną z wody mieszaninę parowo-gazową. Urządzeniem usuwającym mieszaninę par i gazów jest próżniowa pompa z pierścieniem cieczowym.

Zasada działania odgazowywacza.

Zasada działania odgazowywacza polega na wytworzeniu nad powierzchnią styku fazowego (woda-gaz) zerowego ciśnienia cząstkowego gazów korozyjnych rozpuszczonych w wodzie (tlenu i dwutlenku węgla).

Osiąga się to poprzez obniżenie ciśnienia w odgazowywaczu do ciśnienia nasycenia w zależności od temperatury wody wpływającej do odgazowywacza i poprzez usunięcie powstałej mieszaniny para-gaz z wewnętrznej objętości odgazowywacza. Po osiągnięciu ciśnienia nasycenia ciśnienie cząstkowe nad powierzchnią wody jest równe ciśnieniu cząstkowemu pary wodnej, a ciśnienie cząstkowe rozpuszczonych gazów dąży do zera. Istnieje różnica w stężeniu gazów rozpuszczonych w wodzie i mieszaninie para-gaz nad wodą.

Instalacja odgazowywacza.

Odgazowywacz instaluje się z uwzględnieniem poziomu podciśnienia w odgazowywaczu. Wysokość montażu odgazowywacza i zbiornika odgazowywacza zależy od wartości podciśnienia, temperatury wody i słupa wody na ssaniu pompy zasilającej.

Rodzaje odgazowywaczy.

Wydajność odgazowywaczy waha się od 100 l/h do 100 m3/h.

Przeznaczenie odgazowywacza.

Odpowietrzanie wody uzupełniającej sieci ciepłowniczych.

Odpowietrzenie wody z obiegu sieciowego kotłowni.

Odpowietrzenie wody z obiegu kotłowego kotłowni.

Odpowietrzanie wody z systemu zaopatrzenia w ciepłą wodę.

Odpowietrzanie wody zasilającej kocioł parowy.

Technologia odpowietrzania wody.

Projekt odgazowywacza.

Konstrukcja odgazowywacza pozwala na głębokie odpowietrzenie wody już przy temperaturze wody 65°C.

Konstrukcja odgazowywacza obejmuje dwa etapy odpowietrzania. Pierwszym etapem jest kawitacja, drugim etapem jest film.

W pierwszym etapie strumień wody źródłowej przechodzi przez dysze robocze, gdzie następuje intensywne wrzenie wody z utworzeniem dużej liczby pęcherzyków pary i gazu wewnątrz strumienia wody. Gdy woda przepływa przez dyszę o zmieniającej się geometrii, prędkość przepływu wzrasta, a ciśnienie statyczne w wodzie maleje. Kiedy maleje ciśnienie statyczne w przepływie wody do ciśnienia poniżej ciśnienia nasycenia, wewnątrz strumienia wody następuje wybuchowe wrzenie. Wysoka prędkość przepływ wody stwarza warunki do intensywnego mieszania i kruszenia pęcherzyków pary i gazu z utworzeniem powierzchni styku fazowego, która znacznie przekracza powierzchnię styku w odgazowywaczach strumieniowo-kroplowych.

W drugim etapie strumień wody z pęcherzykami pary gazowej wpływa do płyty przelewowej, gdzie pęcherzyki pary i gazu oddzielają się od wody. Następnie woda w postaci filmu spływa po dnie powierzchnia pionowa na dno odgazowywacza.

Zwiększanie intensywności procesu odpowietrzania pozwala na jego redukcję wymiary całkowite i masę odgazowywacza.

Schemat odgazowywacza.

Strumień wstępnie oczyszczonej chemicznie wody przechodzi przez wymiennik ciepła woda-woda, gdzie jest podgrzewana do temperatury 65°. Jako czynnik grzewczy wykorzystywana jest bezpośrednia woda kotłowa.

Podgrzana woda wpływa do wlotu odgazowywacza, gdzie następuje odpowietrzenie pod próżnią, której głębokość zależy od temperatury wody. Wraz ze wzrostem temperatury głębokość próżni maleje.

Za odpowietrznikiem odpowietrzona woda jest odprowadzana do zbiornika odgazowywacza, gdzie gromadzi się odpowietrzona woda. Ciśnienie w odgazowywaczu i w zbiorniku odgazowywacza jest takie samo; podciśnienie jest wytwarzane i utrzymywane przez próżniowe pompy z pierścieniem cieczowym. Odgazowywacz instaluje się bezpośrednio nad zbiornikiem odgazowywacza. Odpowietrznik montowany jest na kołnierzu.

Odpowietrzona woda ze zbiornika odgazowywacza dostarczana jest za pomocą pomp wody odpowietrzonej dalej zgodnie ze schematem do zasilania sieci ciepłowniczej lub zbiorników magazynowych.

Wysokość montażu zbiornika odgazowywacza z zamontowanym nad nim odgazowywaczem zależy od rezerwy kawitacyjnej pomp zasilających w wodę odpowietrzoną. Przy przepływie wody uzupełniającej wynoszącym 50 m3/h odległość powierzchni wody w zbiorniku odgazowywacza od osi ssania pompy wynosi średnio 5 m.

Wytworzenie podciśnienia i wypompowanie uwolnionej mieszaniny par i gazów zapewnia próżniowa pompa z pierścieniem cieczowym. Do obsługi pompy próżniowej potrzebujesz stały przepływ zimna woda. Przykładowo pompa próżniowa do odgazowywacza próżniowego o wydajności 50 m3/h zużywa aż 500 l/h wody.

Za pompą próżniową ścieki odprowadzane są do zbiornika oddzielacza gazów, skąd można je zawrócić do obiegu uzdatniania wody, dodając je do głównego strumienia wody wpływającej do odgazowywacza.

Jako wodę roboczą dla pompy próżniowej zalecamy stosowanie chemicznie oczyszczonej wody przed wymiennikiem ciepła.

Istnieje kilka rodzajów odpowietrzania wody w kotłowniach

Odpowietrzanie wody w kotłowniach to oczyszczanie wody przedkotłowej, podczas którego usuwa się z wody rozpuszczony tlen i dwutlenek węgla. Faktem jest, że podczas podgrzewania wody w kotłowniach rozpuszczony tlen ma negatywny wpływ na sprzęt. Trzeba jednak powiedzieć, że nawet po odpowietrzeniu może być konieczne zastosowanie specjalnych środków chemicznych w celu zmniejszenia stężenia rozpuszczonych substancji gazowych.

Aby związać tlen w sieci i pożywce, można zastosować złożone odczynniki, za pomocą których można nie tylko obniżyć stężenie dwutlenku węgla i tlenu do akceptowalnego poziomu, ale także znormalizować poziom pH wody kotłowej, a także zapobiec tworzeniu złoża wapna. Tym samym w niektórych przypadkach akceptowalną jakość wody w kotłowniach można osiągnąć nawet bez stosowania urządzeń odpowietrzających.

Odpowietrzanie chemiczne polega na dodaniu do wody kotłowej odczynników, za pomocą których można związać znajdujące się w niej rozpuszczone substancje gazowe, wywołujące korozję. W przypadku kotłów wodnych zaleca się stosowanie złożonych odczynników - inhibitorów osadów i korozji. Aby usunąć rozpuszczony tlen, można użyć odczynników specjalnie zaprojektowanych do uzdatniania wody w kotłach parowych, a nawet można obejść się bez odpowietrzania. W niektórych przypadkach, jeśli sprzęt odpowietrzający nie działa prawidłowo, można zastosować specjalne odczynniki w celu normalizacji chemii wody w kotłach.

W dowolnej wodzie duże ilości Występują w nim agresywne rozpuszczone gazy, głównie dwutlenek węgla i tlen, które przyczyniają się do korozji rurociągów i urządzeń. Termiczne odpowietrzanie wody w kotłowniach pozwala znacząco ograniczyć ilość gazów. Gazy korozyjne przedostają się do wody zasilającej z otaczającej atmosfery lub w procesie wymiany jonowej. Ale najważniejsza rzecz negatywny wpływ dostarcza tlen, powodując korozję. Jeśli chodzi o dwutlenek węgla, działa on jak swego rodzaju katalizator, wzmacniając działanie tlenu. Ale ona sama może mieć negatywny wpływ.

Najczęściej stosuje się odpowietrzanie termiczne. Podczas podgrzewania wody w kotłowni pod stałym ciśnieniem uwalniają się rozpuszczone gazy. Wraz ze wzrostem temperatury, gdy osiągnie ona wrzenie, stężenie gazów stopniowo spada do minimum, w wyniku czego woda zostaje całkowicie od nich uwolniona. Jeśli woda w kotłowni nie zostanie podgrzana do temperatury wrzenia, zawartość gazów resztkowych w niej wzrośnie. Co więcej, wpływ tego parametru jest dość znaczący. Istnieją pewne normy regulujące stan wody w kotłowniach i jeśli woda zostanie podgrzana choćby o jeden stopień, osiągnięcie tych norm nie będzie możliwe.

Ponieważ stężenie rozpuszczonych gazów w wodzie kotłowej jest bardzo małe, nie wystarczy po prostu usunąć je z wody - bardzo ważne jest całkowite uwolnienie od nich instalacji odpowietrzającej. Aby to osiągnąć należy dostarczyć do instalacji nadmiar pary, w ilości znacznie większej niż ta potrzebna do zagotowania wody. Jeśli przyjąć zużycie pary w ilości uzdatnionej wody w przedziale 15-20 kg/t, to odparowanie wyniesie 2-3 kg/t, a jego zmniejszenie może doprowadzić do znacznego pogorszenia jakości wody w kotle pokój. Dodatkowo wydajność instalacji odpowietrzającej musi być na tyle duża, aby woda mogła w niej przebywać co najmniej 20-30 minut. Tak długi okres czasu jest wymagany nie tylko do usunięcia gazów, ale także do całkowitego rozkładu węglanów.

Odpowietrzanie próżniowe wody w kotłowniach stosuje się, gdy w kotłowniach instalowane są kotły wodne. W takim przypadku odgazowywacze mogą pracować w temperaturach od 40-90 stopni.

Ale ze wszystkimi naszymi pozytywne cechy systemy oczyszczania i uzdatniania wody poprzez odpowietrzanie próżniowe mają również istotne wady - duże zużycie metalu, dużo sprzęt pomocniczy(eżektory i pompy próżniowe, zbiorniki itp.), konieczność montażu ich na wzniesieniu.

W kotłowniach przemysłowych i ciepłowniczych, w celu zabezpieczenia powierzchni grzewczych przemywanych wodą oraz rurociągów przed korozją, należy usunąć gazy korozyjne (tlen i dwutlenek węgla), co najskuteczniej osiąga się poprzez termiczne odpowietrzanie wody. Odpowietrzanie to proces usuwania rozpuszczonych w nim gazów z wody.

Gdy woda zostanie podgrzana do temperatury nasycenia pod danym ciśnieniem, ciśnienie cząstkowe usuniętego gazu nad cieczą maleje, a jego rozpuszczalność spada do zera.

Usuwanie gazów korozyjnych w obwodzie instalacji kotła odbywa się w specjalnych urządzeniach - odgazowywaczach termicznych.

Cel i zakres

Odgazowywacze atmosferyczne dwustopniowe serii DA z barbotażem na dnie kolumny przeznaczone są do usuwania gazów korozyjnych (tlen i wolny dwutlenek węgla) z wody zasilającej kotły parowe oraz wody uzupełniającej w instalacjach grzewczych w kotłowniach wszystkich typów (z wyjątkiem kotłowni wodnych). Odgazowywacze produkowane są zgodnie z wymaganiami GOST 16860-77. Kod OKP 31 1402.

Modyfikacje

Przykład symbolu:

DA-5/2 – odgazowywacz ciśnieniowy o wydajności kolumny 5 m³/h ze zbiornikiem o pojemności 2 m³. Rozmiary seryjne – DA-5/2; DA-15/4; DA-25/8; DA-50/15; DA-100/25; TAK-200/50; DA-300/75.

Na życzenie klienta istnieje możliwość dostarczenia odgazowywaczy ciśnienia atmosferycznego serii DSA w standardowych rozmiarach 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.

Kolumny odpowietrzające można łączyć ze zbiornikami o większej pojemności.

Ryż. Widok ogólny zbiornik odgazowywacza wraz z objaśnieniem armatury.

Charakterystyka techniczna

Podstawowy specyfikacje techniczne Odgazowywacze pod ciśnieniem atmosferycznym z barbotowaniem w kolumnie podano w tabeli.

Odgazowywacz				DA-50/15	DA-100/25	DA-200/50	DA-300/75
Wydajność nominalna, t/h
Nadciśnienie robocze, MPa
Temperatura wody odgazowanej, °C
Zakres wydajności,%
Zakres wydajności, t/h
Maksymalne i minimalne podgrzewanie wody w odgazowywaczu,°C
Stężenie O 2 w wodzie odpowietrzonej przy jego stężeniu w wodzie źródłowej, C do O 2, μg/kg: - odpowiadający stanowi nasycenia Nie więcej niż 3 mg/kg
Stężenie wolnego dwutlenku węgla i wody odgazowanej, C do O 2, µg/kg
Sprawdź ciśnienie hydrauliczne, MPa
Dopuszczalny wzrost ciśnienia podczas pracy urządzenie ochronne, MPa
Specyficzne zużycie pary przy obciążeniu znamionowym, kg/td.v
Średnica, mm Wysokość, mm Waga, kg
Przydatna pojemność zbiornika akumulatora, m 3
Typ zbiornika odpowietrzającego
Rozmiar chłodnicy parownika
Typ urządzenia zabezpieczającego

* - wymiary konstrukcyjne kolumn odpowietrzających mogą się różnić w zależności od producenta.

Opis projektu

Odgazowywacz termiczny pod ciśnieniem atmosferycznym serii DA składa się z kolumny odpowietrzającej zamontowanej na zbiorniku akumulacyjnym. W odgazowywaczu zastosowano dwustopniowy schemat odgazowywania: etap 1 – strumień, stopień 2 – barbotowanie, oba etapy umieszczone są w kolumnie odpowietrzającej, której schemat ideowy przedstawiono na ryc. 1. Strumienie wody przeznaczonej do odpowietrzenia wprowadzane są do kolumny 1 rurami 2 na górną płytę perforowaną 3. Z tej ostatniej woda spływa strumieniami na znajdującą się poniżej płytę obejściową 4, skąd wpływa do początkowej części nie - wadliwa folia pęcherzykowa 5 w wąskiej wiązce strumienia o zwiększonej średnicy, następnie woda przepływa wzdłuż folii pęcherzykowej w warstwie utworzonej przez próg przelewowy (wystająca część rury spustowej) i przez nią. rury spustowe 6 jest odprowadzany do zbiornika akumulacyjnego, po odczekaniu, w którym jest odprowadzany z odgazowywacza rurą 14 (patrz rys. 2), cała para jest dostarczana do zbiornika akumulacyjnego odgazowywacza rurą 13 (patrz rys. 2), wentyluje objętość zbiornika i wpada pod folię bąbelkową 5. Przechodząc przez otwory folii bąbelkowej, której powierzchnia jest dobrana w taki sposób, aby przy minimalnym obciążeniu cieplnym odgazowywacza nie dochodziło do utraty wody, para poddaje znajdującą się na nim wodę intensywnej obróbce. Wraz ze wzrostem obciążenia termicznego wzrasta ciśnienie w komorze pod blachą 5, uruchamia się uszczelnienie wodne urządzenia obejściowego 9 i nadmiar pary jest uwalniany do obejścia blachy bąbelkowej poprzez rurę obejściową pary 10. Rura 7 zapewnia, że uszczelnienie wodne urządzenia obejściowego wody odpowietrzonej jest wypełnione zmniejszeniem obciążenia termicznego. Z urządzenia barbotującego para kierowana jest przez otwór 11 do przedziału pomiędzy płytami 3 i 4. Mieszanina pary i gazu (para) jest usuwana z odgazowywacza przez szczelinę 12 i rurę 13. W dyszach woda podgrzewana jest do temperatury zbliżona do temperatury nasycenia; usunięcie większości gazów i skraplanie większości pary dostarczanej do odgazowywacza. Częściowe uwolnienie gazów z wody w postaci drobnych pęcherzyków następuje na płytach 3 i 4. Na płycie pęcherzykowej woda podgrzewana jest do temperatury nasycenia z niewielką kondensacją pary wodnej i usunięciem mikroilości gazów. Proces odgazowania kończy się w zbiorniku akumulatora, gdzie z wody w wyniku osadu uwalniają się drobne pęcherzyki gazu.

Kolumna odpowietrzająca jest przyspawana bezpośrednio do zbiornika akumulatora, za wyjątkiem tych kolumn, które posiadają połączenie kołnierzowe ze zbiornikiem odpowietrzającym. Kolumnę można ustawić dowolnie względem osi pionowej, w zależności od konkretnego schematu instalacji. Obudowy odgazowywaczy serii DA wykonane są ze stali węglowej, z której wykonane są elementy wewnętrzne stal nierdzewna mocowanie elementów do korpusu i między sobą odbywa się poprzez zgrzewanie elektryczne.

W skład zestawu dostawy jednostki odpowietrzającej wchodzą (producent każdorazowo uzgadnia z klientem zakres dostawy jednostki odpowietrzającej):

kolumna odpowietrzająca;

zawór regulacyjny na linii doprowadzającej do kolumny wodę oczyszczoną chemicznie w celu utrzymania poziomu wody w zbiorniku;

zawór sterujący na linii zasilania parą w celu utrzymania ciśnienia w odgazowywaczu;

manometr próżniowy;

zawór odcinający;

wskaźnik poziomu wody w zbiorniku;

ciśnieniomierz;

termometr;

urządzenie zabezpieczające;

chłodnica pary;

zawór odcinający sprzęgło;

rura spustowa;

dokumentacja techniczna.

Ryż. 1 Schemat ideowy kolumna odpowietrzająca pod ciśnieniem atmosferycznym ze stopniem barbotowania.

Schemat instalacji odpowietrzającej

Schemat włączania odgazowywaczy atmosferycznych ustala organizacja projektowa w zależności od warunków przeznaczenia i możliwości obiektu, w którym są zainstalowane. Na ryc. Rysunek 2 przedstawia zalecany schemat jednostki odpowietrzającej serii DA.

Chemicznie oczyszczona woda 1 doprowadzana jest do kolumny odpowietrzającej 6 poprzez chłodnicę pary 2 i zawór regulacyjny 4. Przepływ głównego kondensatu 7 o temperaturze poniżej temperatura robocza odgazowywacz. Kolumnę odpowietrzającą instaluje się na jednym z końców zbiornika odgazowywacza 9. Odpowietrzona woda 14 jest usuwana z przeciwległego końca zbiornika, aby zapewnić maksymalny czas przebywania wody w zbiorniku. Cała para jest dostarczana rurą 13 przez zawór regulacji ciśnienia 12 do końca zbiornika naprzeciwko kolumny, w celu zapewnienia dobrej wentylacji objętości pary z gazów uwalnianych z wody. Gorący kondensat (czysty) doprowadzany jest do zbiornika odgazowywacza rurą 10. Pary usuwane są z instalacji przez chłodnicę pary 2 i rurami 3 lub bezpośrednio do atmosfery rurą 5.

Aby zabezpieczyć odgazowywacz przed awaryjnym wzrostem ciśnienia i poziomu, instaluje się samozasysające kombinowane urządzenie zabezpieczające 8. Okresowa kontrola jakości odgazowanej wody pod kątem zawartości tlenu i wolnego dwutlenku węgla odbywa się za pomocą wymiennika ciepła do chłodzenia. próbki wody 15.

Ryż. 2 Schemat ideowy włączenia jednostki odpowietrzającej pod ciśnieniem atmosferycznym:
1 - dostawa wody oczyszczonej chemicznie; 2 - chłodnica pary; 3, 5 - spaliny do atmosfery; 4 - zawór regulacji poziomu, 6 - kolumna; 7 - główny dopływ kondensatu; 8 - urządzenie zabezpieczające; 9 - zbiornik odpowietrzający; 10 - dostawa wody odgazowanej; 11 - manometr; 12 - zawór kontroli ciśnienia; 13 - dopływ gorącej pary; 14 - drenaż odpowietrzonej wody; 15 - chłodnica próbki wody; 16 - wskaźnik poziomu; 17- drenaż; 18 - manometr ciśnienia i podciśnienia.

Chłodnica pary

Do skroplenia mieszaniny para-gaz (para) stosuje się powierzchniową chłodnicę pary, składającą się z poziomej obudowy, w której umieszczony jest system rur (materiał rur - mosiądz lub stal odporna na korozję).

Chłodnica pary to wymiennik ciepła, do którego trafia chemicznie oczyszczona woda lub zimny kondensat z stałe źródło, kierując się do kolumny odpowietrzającej. Mieszanka pary i gazu (para) wchodzi do pierścienia, gdzie para z niej jest prawie całkowicie skondensowana. Pozostałe gazy są odprowadzane do atmosfery, a kondensat pary jest odprowadzany do odgazowywacza lub zbiornika spustowego.

Chłodnica pary składa się z następujących głównych elementów (patrz rys. 3):

Nomenklatura i ogólna charakterystyka chłodnice pary

Chłodnica pary
Ciśnienie, MPa W systemie rurowym W budynku
W systemie rurowym W budynku	para, woda	para, woda	para, woda	para, woda
Temperatura otoczenia, °C W systemie rurowym W budynku
Waga, kg

Urządzenie zabezpieczające (uszczelnienie hydrauliczne) do odgazowywaczy ciśnieniowych

Aby zapewnić bezpieczna obsługa Odgazowywacze zabezpieczone są przed niebezpiecznym wzrostem ciśnienia i poziomu wody w zbiorniku za pomocą kombinowanego urządzenia zabezpieczającego (uszczelnienia hydraulicznego), które musi być zamontowane w każdej instalacji odgazowywacza.

Syfon wodny należy podłączyć do przewodu doprowadzającego parę pomiędzy zaworem regulacyjnym a odgazowywaczem lub do przestrzeni parowej zbiornika odgazowywacza. Urządzenie składa się z dwóch uszczelnień hydraulicznych (patrz rys. 4), z których jeden zabezpiecza odgazowywacz przed przekroczeniem dopuszczalnego ciśnienia 9 (krótszego), a drugi przed niebezpiecznym wzrostem poziomu 1, połączonych we wspólny układ hydrauliczny, oraz zbiornik wyrównawczy. Zbiornik wyrównawczy 3, służy do gromadzenia objętości wody (w momencie włączenia urządzenia) niezbędnej do automatycznego napełnienia urządzenia (po wyeliminowaniu awarii instalacji), tj. sprawia, że ​​urządzenie jest samozasysające. Średnicę syfonu przelewowego dobiera się w zależności od maksymalnego możliwego dopływu wody do odgazowywacza w sytuacjach awaryjnych.

Średnicę parowego uszczelnienia hydraulicznego określa się na podstawie najwyższego dopuszczalnego ciśnienia panującego w odgazowywaczu podczas pracy urządzenia wynoszącego 0,07 MPa oraz maksymalnego możliwego przepływu pary do odgazowywacza w sytuacji awaryjnej przy całkowicie otwartym zaworze regulacyjnym i maksymalnym ciśnieniu w źródło pary.

Aby w każdej sytuacji ograniczyć dopływ pary do odgazowywacza do wymaganego maksimum (przy obciążeniu 120% i temperaturze 40 stopni), na linii pary należy zamontować dodatkową dławik ograniczający.
W niektórych przypadkach (w celu zmniejszenia wysokości budynku należy zainstalować w pomieszczeniach odgazowywacze) zamiast urządzenia zabezpieczającego na armaturze przelewowej montowane są zawory bezpieczeństwa (zabezpieczające przed nadciśnieniem) i spust kondensatu.

Urządzenia zabezpieczające kombinowane produkowane są w sześciu standardowych rozmiarach: dla odgazowywaczy DA - 5 - DA - 25, DA - 50 i DA - 75, DA - 100, DA - 150, DA - 200, DA - 300.

Ryż. 4 Schemat ideowy kombinowanego urządzenia zabezpieczającego.
1 - Syfon przelewowy; 2 – dopływ pary z odgazowywacza; 3 – zbiornik wyrównawczy; 4 – odpływ wody; 5 – spaliny do atmosfery; 6 – rura przeciwpowodziowa; 7 – dostawa chemicznie oczyszczonej wody do napełniania; 8 - dopływ wody z odgazowywacza; 9 – uszczelnienie wodne zapobiegające wzrostowi ciśnienia; 10 – drenaż.

Montaż jednostek odpowietrzających

Wykonać prace instalacyjne Miejsca instalacji muszą być wyposażone w podstawowe sprzęt instalacyjny, urządzenia i narzędzia zgodnie z projektem pracy. Przy odbiorze odgazowywaczy należy sprawdzić kompletność i zgodność nomenklatury i ilości miejsc z dokumentami przewozowymi, zgodność dostarczonego sprzętu z rysunkami montażowymi oraz brak uszkodzeń i wad sprzętu. Przed instalacją inspekcja zewnętrzna i ponowną konserwację odgazowywacza, a wykryte wady zostaną wyeliminowane.

Montaż odgazowywacza na miejscu odbywa się w następującej kolejności:

zamontować zbiornik akumulacyjny na fundamencie zgodnie z rysunkiem montażowym organizacja projektowa;

przyspawać szyjkę drenażową do zbiornika;

odciąć dolną część kolumny odpowietrzającej wzdłuż zewnętrznego promienia korpusu zbiornika odpowietrzającego i zainstalować ją na zbiorniku zgodnie z rysunkiem montażowym organizacji projektującej, przy czym płyty muszą być ustawione ściśle poziomo;

przyspawać kolumnę do zbiornika odgazowywacza;

zainstalować chłodnicę pary i urządzenie zabezpieczające zgodnie z rysunkiem instalacyjnym organizacji projektującej;

podłączyć rurociągi do armatury zbiornika, kolumny i chłodnicy pary zgodnie z rysunkami rurociągów odgazowywacza wykonanymi przez organizację projektującą;

zainstalować zawory odcinające i sterujące oraz oprzyrządowanie;

przeprowadzać coś próba hydrauliczna odgazowywacz;

zainstalować izolacja termiczna zgodnie z zaleceniami organizacji projektującej.

Wskazanie środków bezpieczeństwa

Podczas instalowania i obsługi odgazowywaczy termicznych należy przestrzegać środków bezpieczeństwa określonych w wymaganiach Gosgortekhnadzor, odpowiednich dokumentów regulacyjnych i technicznych. opisy stanowisk itp.

Odgazowywacze termiczne muszą przejść badania techniczne (przeglądy wewnętrzne i próby hydrauliczne) zgodnie z zasadami projektowania i bezpiecznej eksploatacji zbiorników ciśnieniowych.

Działanie odgazowywaczy serii DA

1. Przygotowanie odgazowywacza do uruchomienia:

upewnić się, że zakończono wszystkie prace instalacyjne i naprawcze, usunięto tymczasowe zatyczki z rurociągów, włazy na odgazowywaczu zostały zamknięte, śruby na kołnierzach i armaturach zostały dokręcone, wszystkie zawory i zawory sterujące są sprawne i zamknięte;

Utrzymuj nominalne natężenie przepływu pary z odgazowywacza we wszystkich trybach jego pracy i okresowo je monitoruj za pomocą naczynia pomiarowego lub wagi chłodnicy pary.

Podstawowe awarie w pracy odgazowywaczy i ich usuwanie

1. Wzrost stężenia tlenu i wolnego dwutlenku węgla w wodzie odgazowanej powyżej normy może nastąpić z następujących powodów:

a) błędnie określono stężenie tlenu i wolnego dwutlenku węgla w próbce. W tym przypadku konieczne jest:

sprawdzić, czy analizy chemiczne są wykonywane prawidłowo, zgodnie z instrukcją;

sprawdzić poprawność próbki wody, jej temperaturę, natężenie przepływu i brak w niej pęcherzyków powietrza;

sprawdź gęstość system rur- lodówka do pobierania próbek;

b) zużycie pary jest znacznie zmniejszone.

W tym przypadku konieczne jest:

sprawdzić, czy powierzchnia chłodnicy pary odpowiada wartości projektowej i w razie potrzeby zamontować chłodnicę pary o większej powierzchni grzewczej;

sprawdzić temperaturę i natężenie przepływu wody chłodzącej przepływającej przez chłodnicę parową i w razie potrzeby obniżyć temperaturę wody lub zwiększyć jej natężenie przepływu;

sprawdzić stopień otwarcia i zdatność zaworu na rurociągu wylotowym mieszaniny pary i powietrza z chłodnicy pary do atmosfery;

c) temperatura odpowietrzonej wody nie odpowiada ciśnieniu w odgazowywaczu, w takim przypadku należy wykonać następujące czynności:

sprawdzić temperaturę i natężenie przepływu strumieni wpływających do odgazowywacza i zwiększyć je średnia temperatura początkowe przepływy lub zmniejszyć ich zużycie;

sprawdź działanie regulatora ciśnienia i w przypadku awarii automatyki przełącz na zdalną lub ręczną regulację ciśnienia;

d) doprowadzenie do odgazowywacza pary o dużej zawartości tlenu i wolnego dwutlenku węgla. Należy zidentyfikować i wyeliminować źródła zanieczyszczenia pary gazami lub pobrać parę z innego źródła;

e) uszkodzenie odgazowywacza (zatkanie otworów w płytach, wypaczenie, stłuczenie, stłuczenie płyt, montaż płyt na pochyłości, zniszczenie urządzenia barbotującego). Należy wyłączyć odgazowywacz i przeprowadzić naprawy;

f) dopływ pary do odgazowywacza jest niewystarczający (średnie podgrzanie wody w odgazowywaczu wynosi poniżej 10°C). Należy obniżyć średnią temperaturę początkowych przepływów wody i zapewnić podgrzanie wody w odgazowywaczu o co najmniej 10°C;

g) drenaż zawierający znaczną ilość tlenu i wolnego dwutlenku węgla kierowany jest do zbiornika odgazowywacza. Należy wyeliminować źródło infekcji drenów lub wprowadzić je do kolumny, w zależności od temperatury, na płytę górną lub przelewową;

h) zmniejsza się ciśnienie w odgazowywaczu;

sprawdź sprawność regulatora ciśnienia i, jeśli to konieczne, przejdź na regulację ręczną;

sprawdzić ciśnienie i prawidłowość przepływu ciepła w źródle prądu.

2. Może nastąpić wzrost ciśnienia w odgazowywaczu i zadziałanie urządzenia zabezpieczającego:

a) z powodu nieprawidłowego działania regulatora ciśnienia i gwałtownego wzrostu przepływu pary lub zmniejszenia przepływu wody źródłowej; w takim przypadku należy przejść na zdalną lub ręczną kontrolę ciśnienia, a jeśli nie ma możliwości obniżenia ciśnienia, zatrzymać odgazowywacz i sprawdzić zawór regulacyjny i układ automatyki;

b) przy gwałtownym wzroście temperatury, przy spadku natężenia przepływu wody źródłowej, albo obniż jej temperaturę, albo zmniejsz przepływ pary.

3. Może nastąpić wzrost lub spadek poziomu wody w zbiorniku odgazowywacza powyżej dopuszczalnego poziomu na skutek nieprawidłowego działania regulatora poziomu, w przypadku braku możliwości utrzymania normalnego poziomu konieczne jest przejście na zdalną lub ręczną kontrolę poziomu; , zatrzymaj odgazowywacz i sprawdź zawór sterujący i układ automatyki.

4. W odgazowywaczu nie wolno dopuszczać uderzeń hydraulicznych. Jeżeli wystąpi uderzenie wodne:

a) z powodu nieprawidłowego działania odgazowywacza należy go zatrzymać i naprawić;

b) gdy odgazowywacz pracuje w trybie „zalewowym”, należy sprawdzić temperaturę i natężenie przepływu początkowej wody wpływającej do odgazowywacza, maksymalne podgrzanie wody w odgazowywaczu nie powinno przekraczać 40°C przy 120°C C na ładunku, w przeciwnym razie konieczne jest zwiększenie temperatury początkowej wody lub zmniejszenie jej zużycia.

Naprawa

Naprawy bieżące odgazowywaczy przeprowadzane są raz w roku. Na naprawy bieżące Prace przeglądowe, czyszczące i naprawcze przeprowadzane są w celu zapewnienia normalnej pracy instalacji do czasu następnej naprawy. W tym celu zbiorniki odpowietrzające wyposażane są we włazy, a kolumny w włazy inspekcyjne.

Planowany główne naprawy należy przeprowadzać nie rzadziej niż raz na 8 lat. Jeśli potrzebne są naprawy urządzenia wewnętrzne kolumny odpowietrzającej i braku możliwości jej wykonania za pomocą włazów, kolumnę można przeciąć w płaszczyźnie poziomej w miejscu najdogodniejszym do naprawy.

Podczas późniejszego spawania kolumny należy zapewnić poziomość płyt i zachować wymiary pionowe. Po zakończeniu prace naprawcze należy przeprowadzić próbę ciśnienia hydraulicznego wynoszącą 0,2941 MPa (abs.) (3 kgf/cm2).

Słowo „odpowietrzanie” oznacza proces uwalniając płyn od zanieczyszczeń- w szczególności z substancji gazowych, do których zalicza się tlen i dwutlenek węgla. Odgazowywacz z kolei jest obowiązkowym urządzeniem systemów uzdatniania wody w kotłowniach, które może znacząco wydłużyć i usprawnić ich pracę.

Są szeroko stosowane odpowietrzanie chemiczne i termiczne. W pierwszym przypadku usuwanie nadmiaru gazów odbywa się poprzez dodanie do wody odczynników, w drugim - poprzez podgrzanie wody do temperatury wrzenia, aż do momentu, gdy nie będzie już w niej rozpuszczonych substancji gazowych.

Dlaczego potrzebujesz odgazowywacza w kotłowni?

Dwutlenek węgla i tlen to tzw. gazy „agresywne”, które powodują szybkie zużycie i korozję rurociągów instalacji kotłowej. Przed przepuszczeniem wody przez rury należy ją przygotować i do tego właśnie służą filtry odpowietrzające.

Problemy spowodowane zanieczyszczeniem wody mogą ostatecznie doprowadzić do awarii całego systemu, prowadzącej do wycieków wody i gazu. Pęcherzyki gazu w wodzie kotłowej powodują słabą wydajność układ hydrauliczny, negatywnie wpłynąć na pracę wtryskiwaczy i spowodować awarię pompy.

W dłuższej perspektywie zainstalowanie niezawodnego odgazowywacza w kotłowni jest tańsze niż awaryjne naprawy.

Co to jest odgazowywacz w kotłowni?

Odgazowywacze mogą być próżniowe lub atmosferyczne: te pierwsze stosuje się na parę, drugie na parę lub wodę.

Z reguły wszystkie odgazowywacze do instalacji kotłowych mają wspólne urządzenie dwustopniowe. Woda trafia do specjalnego zbiornika odpowietrzającego, gdzie przechodzi przez membrany i płyty i jest systematycznie oczyszczana ze wszelkich agresywnych gazów i zanieczyszczeń. W wyniku obróbki tlen i dwutlenek węgla zamieniane są w parę, która jest usuwana z układu, a obecność wody chemicznej w zbiorniku zapobiega tworzeniu się w płynie chłodzącym wszelkiego rodzaju naturalnych zanieczyszczeń.

N.N. Gromow, główny inżynier AP „Teploset” obwodu Krasnogorskiego

W ostatnio duża liczba kotły parowe (DKVr, DE, E itp.) przełączane są na tryb gorącej wody, natomiast odgazowywacze kotłowni pozostają bez pary. Skuteczna metoda, opracowany i testowany przez 10 lat w AP „Teploset” w obwodzie krasnogorskim, pozwala na odgazowanie wody bez przeróbek odgazowywacza bez dopływu pary i bez wad odgazowywania próżniowego.

Odpowietrzanie termiczne

Woda zawsze zawiera rozpuszczone, agresywne gazy, przede wszystkim tlen i dwutlenek węgla, które powodują korozję urządzeń i rurociągów. Gazy korozyjne dostają się do wody źródłowej w wyniku kontaktu z atmosferą i innych procesów, takich jak wymiana jonowa. Tlen ma główny wpływ korodujący na metal. Dwutlenek węgla przyspiesza działanie tlenu, a także ma niezależne właściwości korozyjne.

W celu zabezpieczenia przed korozją gazową stosuje się odpowietrzanie (odgazowanie) wody. Najbardziej rozpowszechnione jest odpowietrzanie termiczne. Kiedy woda jest podgrzewana pod stałym ciśnieniem, rozpuszczone w niej gazy są stopniowo uwalniane. Kiedy temperatura wzrasta do temperatury nasycenia (wrzenia), stężenie gazów spada do zera. Woda jest wolna od gazów.

Niedogrzanie wody do temperatury nasycenia odpowiadającej danemu ciśnieniu zwiększa zawartość resztkową gazów w niej. Wpływ tego parametru jest bardzo znaczący. Niedogrzanie wody nawet o 1°C nie pozwoli na spełnienie wymagań „Przepisów...” dla wody zasilającej kotły parowe i gorącą wodę.

Stężenie gazów rozpuszczonych w wodzie jest bardzo niskie (rzędu mg/kg), dlatego nie wystarczy wydzielić je z wody, ale ważne jest również usunięcie ich z odgazowywacza. W tym celu konieczne jest dostarczenie do odgazowywacza nadmiaru pary lub oparów w ilości przekraczającej ilość niezbędną do ogrzania wody do wrzenia. Przy całkowitym zużyciu pary wynoszącym 15-20 kg/t uzdatnionej wody, odparowanie wynosi 2-3 kg/t. Zmniejszone parowanie może znacznie pogorszyć jakość odpowietrzonej wody. Ponadto zbiornik odgazowywacza musi mieć znaczną objętość, zapewniającą pozostanie w nim wody przez co najmniej 20 ... 30 minut. Długi czas potrzebny jest nie tylko na usunięcie gazów, ale także na rozkład węglanów.

Odgazowywacze atmosferyczne z doprowadzeniem pary

Do odpowietrzania wody w kotłowniach kotły parowe stosuje się głównie termiczne odgazowywacze dwustopniowe typu atmosferycznego (DSA), pracującego pod ciśnieniem 0,12 MPa i temperaturze 104°C. Taki odgazowywacz składa się z głowicy odpowietrzającej posiadającej dwie lub więcej perforowanych płyt lub innych specjalne urządzenia, dzięki czemu woda źródłowa, dzieląc się na krople i strumienie, wpada do zbiornika akumulatora, napotykając po drodze parę poruszającą się w przeciwprądzie. W kolumnie woda zostaje podgrzana i następuje pierwszy etap jej odpowietrzenia. Takie odgazowywacze wymagają instalacji kotłów parowych, co komplikuje schemat termiczny kotłownia ciepłej wody i system chemicznego uzdatniania wody.

Odpowietrzanie próżniowe

W kotłowniach z kotłami wodnymi z reguły stosuje się odgazowywacze próżniowe, które pracują przy temperaturze wody od 40 do 90°C.

Odgazowywacze próżniowe mają wiele istotnych wad: duże zużycie metalu, duża liczba dodatkowego sprzętu pomocniczego (pompy próżniowe lub eżektory, zbiorniki, pompy), konieczność lokalizacji na znacznej wysokości, aby zapewnić działanie pomp uzupełniających. Główną wadą jest obecność znacznej ilości sprzętu i rurociągów znajdujących się pod próżnią. W efekcie poprzez uszczelnienia wałów pomp i armatury powstają nieszczelności na połączeniach kołnierzowych i złącza spawane powietrze dostaje się do wody. W tym przypadku efekt odpowietrzenia całkowicie zanika, a nawet możliwe jest zwiększenie stężenia tlenu w wodzie uzupełniającej w stosunku do początkowego.

Odpowietrzanie atmosferyczne bez dopływu pary

Ostatnio duża liczba kotłów parowych została przełączona na tryb gorącej wody. Skuteczny sposób opracowano odpowietrzanie w kotłowniach z takimi kotłami i przeszło długi test w AP „Teploset” w obwodzie krasnogorskim.

Woda za kationitem sodowym podgrzewana jest do temperatury 106-110°C i wtryskiwana do głowicy odgazowywacza atmosferycznego, gdzie kropelki wody wrze w wyniku spadku ciśnienia. Podczas gotowania żrące gazy są usuwane z wody wraz z parą, aktywniej niż w odgazowywaczach z dopływem pary. Schemat realizowano na urządzeniach eksploatowanych w kotłowni parowej z trzema kotłami DKVR 10/13, przy przełączeniu na tryb podgrzewania wody o parametrach chłodziwa 115/70°C. W tym przypadku odgazowywacz typu DSA nie wymaga przeróbek. Do podgrzania wody uzupełniającej wykorzystano parowe podgrzewacze sieciowe, przystosowane do pracy na wodzie grzewczej o temperaturze 110-113°C, a nie na parze. NA rozwiązania techniczne, stosowany w kotłowniach obwodu krasnogorskiego, uzyskano patent Federacji Rosyjskiej.

Schemat ten eliminuje wady odpowietrzania próżniowego i odpowietrzania za pomocą pary. Zaletą nowego schematu odpowietrzania jest jego prostota i niezawodność, co pozwala na stabilną pracę w każdej kotłowni ciepłej wody.

Oprócz

Przy przełączeniu kotłów DKVR 10/13 o parametrach chłodziwa 115/70°C na tryb podgrzewania wody według schematu TsKTI napotkaliśmy spadek mocy grzewczej zespołu kotłowego (nie zmniejsza się przy harmonogramie 150/70) . Taka redukcja była nie do przyjęcia ze względu na obciążenie sieci ciepłowniczej, dlatego opracowaliśmy i wdrożyliśmy zmiany w schemacie TsKTI. Konstrukcyjnie zmiany nie są znaczące, ale pozwoliły poprawić cyrkulację w tylnych ekranach i zwiększyć moc grzewczą kotła do wymaganego poziomu. Schemat ruchu wody w obiegu kotła jest opatentowany. Kotły pracują już 10 lat bez żadnych reklamacji.

Odgazowywacz próżniowy służy do odpowietrzania wody, jeżeli jej temperatura jest niższa niż 100°C (temperatura wrzenia wody pod ciśnieniem atmosferycznym).

Obszarem projektowania, montażu i eksploatacji odgazowywacza próżniowego są kotłownie ciepłowodne (szczególnie w wersji blokowej) oraz punkty grzewcze. Odgazowywacze próżniowe są również aktywnie wykorzystywane przemysł spożywczy do odpowietrzania wody niezbędnej w technologii gotowania szeroki zakres napoje.

Strumienie wody zasilającej sieć ciepłowniczą, obieg kotła i sieć zaopatrzenia w ciepłą wodę poddawane są odpowietrzaniu próżniowemu.

Cechy działania odgazowywacza próżniowego.

Ponieważ proces odgazowywania próżniowego zachodzi przy stosunkowo niskich temperaturach wody (średnio od 40 do 80°C w zależności od rodzaju odgazowywacza), praca odgazowywacza próżniowego nie wymaga stosowania chłodziwa o temperaturze powyżej 90°C . Czynnik chłodzący jest niezbędny do podgrzania wody przed odgazowywaczem próżniowym. W większości obiektów, w których jest to potencjalnie możliwe, zapewniana jest temperatura chłodziwa do 90°C odgazowywacz próżniowy.

Główna różnica między odgazowywaczem próżniowym a odgazowywaczem atmosferycznym polega na systemie usuwania oparów z odgazowywacza.

W odgazowywaczu próżniowym para (mieszanina para-gaz powstająca w wyniku uwolnienia z wody nasyconych par i rozpuszczonych gazów) jest usuwana za pomocą pompy próżniowej.

Jako pompę próżniową można zastosować: próżniową pompę z pierścieniem cieczowym, wyrzutnik strumienia wody, wyrzutnik pary. Różnią się konstrukcją, ale opierają się na tej samej zasadzie - zmniejszaniu ciśnienia statycznego (tworzeniu rozrzedzenia - próżni) w przepływie cieczy wraz ze wzrostem prędkości przepływu.

Prędkość przepływu płynu wzrasta albo poprzez przepływ przez zwężającą się dyszę (wyrzutnik strumienia wody), albo poprzez wirowanie płynu podczas obrotu wirnika.

Po usunięciu pary z odgazowywacza próżniowego ciśnienie w odgazowywaczu spada do ciśnienia nasycenia odpowiadającego temperaturze wody wpływającej do odgazowywacza. Woda w odgazowywaczu osiągnęła temperaturę wrzenia. Na granicy faz woda-gaz powstaje różnica stężeń gazów rozpuszczonych w wodzie (tlenu, dwutlenku węgla) i odpowiednio siła napędowa proces odpowietrzania.

Jakość wody odpowietrzonej za odgazowywaczem próżniowym zależy od wydajności pompy próżniowej.

Cechy instalacji odgazowywacza próżniowego.

Ponieważ temperatura wody w odgazowywaczu próżniowym jest niższa niż 100°C i w związku z tym ciśnienie w odgazowywaczu próżniowym jest niższe od ciśnienia atmosferycznego – powstaje podciśnienie główne pytanie przy projektowaniu i eksploatacji odgazowywacza próżniowego - jak doprowadzić odgazowaną wodę za odgazowywaczem próżniowym dalej do systemu ciepłowniczego. To jest główny problem stosowania odgazowywacza próżniowego do odpowietrzania wody w kotłowniach i punktach ciepłowniczych.

Problem ten rozwiązano głównie poprzez zainstalowanie odgazowywacza próżniowego na wysokości co najmniej 16 m, co zapewniało niezbędną różnicę ciśnień pomiędzy podciśnieniem w odgazowywaczu a ciśnienie atmosferyczne. Woda spływała grawitacyjnie do zbiornika akumulatora znajdującego się na poziomie zerowym. Wysokość montażu odgazowywacza próżniowego została dobrana w oparciu o maksymalne możliwe podciśnienie (-10 m słupa wody), wysokość słupa wody w zbiorniku akumulatora, opór rurociągu spustowego oraz spadek ciśnienia niezbędny do zapewnienia ruchu wody odgazowanej. Wiązało się to jednak z szeregiem istotnych wad: wzrostem początkowych kosztów budowy (półka o wysokości 16 m z podestem obsługowym), możliwością zamarzania wody w rurociągu spustowym w przypadku przerwania dopływu wody do odgazowywacza, uderzeniem hydraulicznym w rurociąg spustowy, trudności w przeglądach i konserwacji odgazowywacza w okresie zimowym.

W przypadku kotłowni blokowych, które są aktywnie projektowane i instalowane, rozwiązanie to nie ma zastosowania.

Drugą opcją rozwiązania problemu dostarczania wody odpowietrzonej po odgazowywaczu próżniowym jest zastosowanie zbiornika pośredniego do przechowywania wody odpowietrzonej - zbiornika odpowietrzającego i pomp zasilających w wodę odpowietrzoną. Zbiornik odgazowywacza znajduje się pod tą samą próżnią, co sam odgazowywacz próżniowy. W rzeczywistości odgazowywacz próżniowy i zbiornik odgazowywacza stanowią jedno naczynie. Główne obciążenie spoczywa na pompach doprowadzających odpowietrzoną wodę, które pobierają odpowietrzoną wodę z próżni i dostarczają ją dalej do układu. Aby zapobiec występowaniu kawitacji w pompie zasilającej w wodę odpowietrzoną, należy zadbać o to, aby wysokość słupa wody (odległość pomiędzy powierzchnią wody w zbiorniku odpowietrzacza a osią ssania pompy) na ssaniu pompy była nie mniejsza niż wartość określona w paszporcie pompy jako rezerwa kawitacyjna lub NPFS. Rezerwa kawitacyjna, w zależności od marki i wydajności pompy, waha się od 1 do 5 m.

Zaletą drugiej opcji konstrukcyjnej odgazowywacza próżniowego jest możliwość zainstalowania odgazowywacza próżniowego na małej wysokości, w pomieszczeniu zamkniętym. Pompy doprowadzające wodę odpowietrzoną zapewnią pompowanie odpowietrzonej wody dalej do zbiorników magazynowych lub do uzupełnienia. Aby zapewnić stabilny proces pompowania wody odpowietrzonej ze zbiornika odgazowywacza, istotny jest dobór odpowiednich pomp zasilających w wodę odpowietrzoną.

Zwiększenie wydajności odgazowywacza próżniowego.

Ponieważ odpowietrzanie próżniowe wody przeprowadza się przy temperaturach wody poniżej 100°C, wzrastają wymagania dotyczące technologii procesu odpowietrzania. Im niższa temperatura wody, tym większa rozpuszczalność gazów w wodzie, tym trudniej jest przeprowadzić proces odpowietrzania. Należy odpowiednio zwiększyć intensywność procesu odpowietrzania; konstruktywne rozwiązania w oparciu o nowe osiągnięcia naukowe i eksperymenty w dziedzinie hydrodynamiki i przenoszenia masy.

Zastosowanie przepływów dużych prędkości z turbulentnym przenoszeniem masy przy tworzeniu warunków w przepływie cieczy w celu dalszego obniżenia ciśnienia statycznego w stosunku do ciśnienia nasycenia i uzyskania stanu przegrzania wody może znacznie zwiększyć efektywność procesu odpowietrzania i zmniejszyć gabaryty i masę odgazowywacza próżniowego.

W celu kompleksowego rozwiązania problemu montażu odgazowywacza próżniowego w kotłowni na poziomie zerowym przy minimalnej wysokości całkowitej, opracowano, przetestowano i z sukcesem wprowadzono do produkcji seryjnej blokowy odgazowywacz próżniowy BVD. Przy wysokości odgazowywacza wynoszącej niecałe 4 m, blokowy odgazowywacz próżniowy BVD pozwala na skuteczne odpowietrzanie wody w zakresie wydajności od 2 do 40 m3/h dla wody odpowietrzonej. Blokowy odgazowywacz próżniowy zajmuje w kotłowni przestrzeń nie większą niż 3 x 3 m (u podstawy) w najbardziej produktywnej konstrukcji.