Что такое деаэрируемая вода

Деаэрация, удаление газов термическим способом

Термическая деаэрация — процесс очистки, устройство атмосферного деаэратора.

Деаэрация — это процесс удаления из воды растворенных газов: кислорода и углекислого газа, изначально присутствующих в воде в результате ее контакта с атмосферой и приводящих к коррозии теплоэнергетического оборудования.

Концентрация газа (G), растворенного в воде, пропорциональна парциальному давлению (p) этого газа над поверхностью воды (закон равновесия между жидкой и паровой фазами — закон Генри выражается формулой G=kp). Коэффициент растворимости газа (k) при одном и том же давлении зависит от температуры – чем выше температура, тем меньше коэффициент растворимости.

Сущность термической деаэрации заключается в создании условий, при которых парциальное давление газов над поверхностью воды минимально и, соответственно, растворимость газов в воде также минимальна. Кислород и углекислота из воды (жидкой фазы) переходят в пар (паровая фаза), контактирующий с поверхностью воды, и удаляются в атмосферу (выпар).

Для осуществления процесса атмосферной деаэрации необходимо выполнение следующих условий:

• Избыточное давление в паровом (надводном) пространстве 0,2 ати.

Избыточное давление создается подачей пара в деаэратор для изоляции его от поступления атмосферного воздуха и вентиляции парового объёма, то есть постоянного удаления выделенных газов и предотвращает вскипание воды (превращение в пар) при температуре, обеспечивающей удаление газов.

При температуре воды 102 о С и избыточном давлении 0,2 кгс/см 2 (0,2 ати) растворимость кислорода и углекислого газа равна нулю и, тем самым, обеспечивается их выход из воды. Нагрев воды в деаэраторе до нужной температуры происходит паром.

Отвод паровоздушной смеси (выпар) — обеспечивает удаление агрессивных газов из деаэратора благодаря открытому сообщению с атмосферой и избыточному давлению в деаэраторе.

Стабильный уровень воды в деаэраторе — способствует поддержанию заданных параметров температуры и давления, обеспечивается равномерным подводом и отводом количества воды, соответствующего производительности деаэратора и потребности паровых котлов в питательной воде.

Обеспечение наилучшего контакта воды и греющего пара для эффективного нагрева и деаэрации осуществляется применением противотока и дробления потоков. Потоки пара и воды противоположны по своим направлениям: вода движется сверху вниз, пар – снизу вверх. Чем больше площадь соприкосновения этих потоков воды и пара, тем полнее происходит удаление кислорода и углекислоты. Для увеличения площади соприкосновения этих потоков предназначена распределительная дырчатая тарелка и насадки из профильных пакетов – поток воды, проходя через отверстия, дробится на тонкие струи.

Более полное удаление связанной углекислоты обеспечивает подача пара в нижнюю часть деаэраторного бака через барботажное устройство, при этом постепенно происходит разрушение бикарбоната натрия до карбоната натрия и свободной углекислоты.

Для осуществления процесса термической деаэрации применяются деаэраторы.

Атмосферный деаэратор состоит из двух основных частей: деаэрационной колонки, внутри которой установлены три распределительные тарелки с отверстиями и деаэраторного бака-аккумулятора.

Деаэрационная колонка оборудована:

• трубопроводами подвода химически очищенной воды и конденсата;
• трубопроводом отвода паровоздушной смеси (выпара);
• распределительными тарелками с отверстиями.

Химически очищенная вода и конденсат отдельными потоками поступают в верхнюю часть деаэрационной колонки на первую дырчатую тарелку, затем, в виде струй сливаются последовательно на нижние дырчатые тарелки и далее в деаэраторный бак. С помощью тарелок осуществляется равномерное распределение воды по всему сечению деаэрационной колонки и дробление воды на тонкие струи.

Навстречу потоку воды движется пар, так происходит многократное пересечение потоков и увеличение поверхности контакта воды и пара.

Деаэраторный бак обеспечивает запас воды для работы котлов, необходимое время выдержки воды при температуре насыщения для усиления эффекта деаэрации и более полное удаление связанной углекислоты (разрушение бикарбоната натрия до карбоната натрия и свободной углекислоты) благодаря размещению в нижней части деаэраторного бака барботажного устройства.

Деаэраторный бак оборудован:

• трубопроводом с регулирующим клапаном подачи пара в надводную часть деаэраторного бака;
• трубопроводом подвода пара на барботаж и барботажным устройством;
• предохранительным устройством – гидрозатвором, который защищает деаэратор от повышения уровня и давления выше допустимого;
• водоуказательными стеклами;
• термометром и манометром;
• трубопроводом отвода деаэрированной воды;
• трубопроводом отвода воды в дренаж.

Пар нагревает воду до 102-104 о С, создает избыточное давление в деаэраторе 0,2-0,25 ати, конденсируется, а меньшая его часть вместе с выделившимися газами удаляется через верхний патрубок колонки в охладитель выпара или в атмосферу.

В настоящее время на рынке появились атмосферные деаэраторы без деаэрационной колонки, которые, согласно паспортных данных, должны эксплуатироваться при температуре 90 – 100 о С и давлении 0 кгс/см 2 . При этих условиях невозможно полное удаление кислорода и углекислоты, неизбежна коррозия бака деаэратора.

Схему проезда, а также другую информацию о том как с нами связаться вы можете получить на странице «контакты»
Звоните, будем рады ответить на Ваши вопросы!

ООО «Воды Урала» г. Екатеринбург, ул. Парниковая, д.10, к.121.
Телефон (343) 306-89-09, факс (343) 368-69-34

Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности и даете согласие на обработку Ваших персональных данных

Источник

Что такое деаэратор в котельной

Для того чтобы добиться долговечности и качества работы гидравлической системы необходимо использовать деаэратор. Он применяется во всех котельных, так как налаживает стабильную и правильную работу системы. В нашей статье рассмотрим подробнее, что такое деаэратор в котельной.

Что такое деаэратор и для чего он применяется в котельной

Деаэрация – это процесс очищения жидкости от различных примесей. Например, от углекислого газа и кислорода. Для организации системы водоподготовки в котельной обязательно используют деаэратор. Он помогает улучшить качество работы.

Первым способом является химическая деаэрация. В таком случае в воду добавляют реагенты, вследствие чего из воды удаляются лишние газы. Второй способ называется термическая деаэрация. Воду нагревается до кипения до тех пор, пока она не очистится от газообразных веществ, которые в ней растворились.

Деаэраторы разделяют на атмосферные и вакуумные. Первые применяют с водой или паром. А вакуумные только с паром.

Деаэраторы обладают общим двухступенчатым устройством. Таким образом, в бак попадает вода, где она протекает через мембраны, а затем очищается от примесей. Химическая вода, которая находится в баке, не дает образовываться различным естественным примесям в теплоносителе.

Деаэраторы бывают пониженного и повышенного давления. Так как кислород и углекислый газ относятся к агрессивным газам, то они способствуют образованию коррозии в трубопроводах, а также изнашивают их. Для того чтобы этого не происходила необходимо перед подачей воды по трубопроводам ее подготовить. Именно для этого используют деаэрирущие фильтры.

Из-за загазованности воды возникают различные неисправности в системе. Некоторые из них могут привести к утечке воды или газа или вовсе вывести систему из строя. Наличие газовых пузырей в воде приводит к некачественной работе насосов, форсунков и ухудшает функции гидравлической системы. Установить деаэратор в котельной выйдет дешевле, чем часто ремонтировать систему.

Деаэрация воды в паровой котельной

Деаэрация воды в паровой котельной необходима для защиты всей парогенераторной системы и трубопроводов. При наличии вредных примесей система будет изнашиваться и начнет подвергаться коррозии.

Газообразные и естественные примеси могут вызвать кавитацию насоса. А она в свою очередь может привести к гидравлическим ударам и нарушит работу насосного режима. В худшем случае может произойти разрыв гидравлической системы или вовсе насосы перестанут работать.

Деаэратор, который применяется для парового котла, имеет вид бака со специальными мембранами и тарелками. Они устроены вертикально на емкости для воды. Под маленьким давлением вода поступает из подающей линии в бак, затем протекает через мембраны и тарелки и таким образом происходит очищение от примесей.

Иногда в паровых котельных применяют распылительные деаэраторы. В них вода распыляется таким образом, чтобы примеси сразу уходили в выпар.

Система повышенного давления

Систему повышенного давления применяют для котлов с высокой мощностью. Они подают много пара, а также обеспечивают необходимый температурный режим для централизованной отопительной системы под высоким давлением. Для функционирования системы требуется давления свыше 0,6 Мпа.

Такая установка является термической также как и деаэратор пониженного давления. Это означает, что при повышении температурного режима воды и подачи пара происходит освобождение системы от газообразных примесей.

В систему устанавливают гидрозатворы. Они понижают давление в случае его повышения.

Система пониженного давления

Для системы пониженного давления в основном применяют установки атмосферного и вертикального типа, которые оснащены барботажным дополнительным баком. Через него происходит выпар.

В основном баке системы химически подготовленная смесь смешивается с водой, затем она протекает через мембраны и тарелки и затем происходит отделение всех примесей.

Котельные, которые обеспечивают горячим водоснабжением, нуждаются в вакуумной термической системе. Так как для такой котельной лучше всего подходит дегазация вакуумом. Такая система используется для очистки воды в водонагревательных котлах.

В зависимости от того какой необходим режим подачи пара для паровых котлов применяются деаэраторы повышенного или пониженного давления. Для менее мощных котельных, которые обеспечивают невысокий температурный режим, который подходит для центрального отопления, используют установку с пониженным давлением. Оно может быть 0,025-0,2 Мпа.

Правильная эксплуатация

Для качественной работы котла и для предотвращения аварийных ситуаций необходимо правильно использовать деаэратор и всю систему. Для этого необходимо поддерживать воду в баке на определенном уровне при понижении давления, проверять условия требуемого режима, соблюдать все правила использования и проверять работу приборов более 1 раза за смену.

В химической воде необходимо правильно добавлять вещества, а также вести контроль их уровня. Проверять качество химической воды.

Гидрозатворы должны обладать легким ходом. В случае повышения давления ими нужно воспользоваться без каких-либо помех. Все устройства должны быть аттестованы метрологически и проверены. Они должны соответствовать предварительно установленным графикам. За уровнем воды можно следить при помощи специального водоуказательного стекла. Не стоит забывать про контроль показаний манометра.

Все приборы автоматики должны работать исправно для правильно работы деаэратора. Необходимо проверять работу автоматов и приборов. Для этого проводят регулярные осмотры и проверки.

Деаэратор выступает в роли защиты для всей котельной системы. Поэтому каждая котельная оснащена такой установкой.

Так как кавитация приводит к выходу из строя насоса и гидравлической системы, то деаэратор просто необходим в котельной. Такое устройство полностью очищает воду от всех примесей. Таким образом, система работает без каких-либо повреждений.

Источник

Деаэрация воды: предназначение и конструктивное выполнение

Обеспечение контакта жидкости с воздушной средой является необходимым условием поддержания работоспособности многих инженерных установок, технологических емкостей и теплосетей. Данный процесс называется аэрацией. Но также применяется и обратная технология, предполагающая удаление воздуха из технологических жидкостных сред. Деаэрацию воды обычно используют как способ исключения нежелательных газовых включений.

Принцип действия устройства

В воде пузырьки воздуха и газовые смеси могут присутствовать в виде растворенных молекул, как микропузырьки или в качестве соединений, которые постепенно разрушаются. Задача типового деаэратора заключается в организации процесса массообмена между прогазовыми смесями и жидкостью. Технически эта процедура может осуществляться разными способами, отличающимися глубиной дегазации. В небольших установках деаэрации воды определенная доля вывода газов достигается путем облучения жидкости ультразвуком. Интенсивное воздействие ультразвуковыми волнами эффективно особенно в тех случаях, когда требуется обеспечить коагуляцию пузырьков.

Также существует понятие выпара – это масса выведенного из жидкости газа, которая подлежит удалению из самого деаэратора. Оптимальная работоспособность данных приборов обеспечивается при показателях парового расхода не меньше 2 кг/т. Если в жидкости содержится углекислота, то этот нормативный показатель увеличивается до 3 кг/т.

Классификация устройств по назначению

Для разных сфер применения и условий работы выпускаются специальные модели деаэратора. По признакам конструкционного исполнения стоит выделить горизонтальные и вертикальные устройства, предназначенные для конкретных условий технической установки. По целевому назначению выделяют две обширные группы деаэраторов – устройства для инженерных сетей и смежного оборудования, а также системы для поддержки запаса воды в котельных агрегатах, тепловой технике и т. д. В первом случае за счет удаления воздушных пузырей обеспечивается защита от коррозии, а во втором – оптимизация емкостного давления. При этом деаэрация воды для котельных и тепловых сетей тоже производится разными устройствами.

В случае с бойлерным оборудованием, например, желательно использовать вакуумные аппараты, работающие с небольшими температурами порядка 50-100 градусов Цельсия. Атмосферные деаэраторы в большей степени ориентируются на обслуживание испарительного оборудования и тепловых сетей – температура у них тоже небольшая и немного превышает 100 градусов Цельсия. На этом фоне отличаются установки повышенного давления, предназначенные для работы с энергетическими котлами. Температура в данном случае может составлять около 200 градусов Цельсия, а давление – 9-10 МПа.

Тарельчатые деаэраторы

Такие установки обычно имеют горизонтальную конструкцию с вертикально расположенным баком. Завоздушенная вода из котла поступает сверху и выходит через нижний ряд перфорированных тарелок. Для процесса деаэрации используется пар пониженного давления, который направляется вверх через отверстия тарелок. Механика перемешивания жидкости с паром может реализовываться не только за счет перфорированных элементов, но и при помощи системы фильтрации с мембранами и прокладками. Они обеспечивают большую площадь раздела фаз для массообмена. Растворенные газы при деаэрации воды переходят в паровую фазу, после чего парогазовые смеси выбрасываются в патрубок системы вентиляции.

Так происходит стандартный выпар, но в некоторых системах предусматривается конденсация пара с возвратом тепла от газовой смеси.

Распылительные деаэраторы

Устройства этого типа тоже преимущественно выполняются в горизонтальном форм-факторе с отдельными зонами для подогрева и деаэрации, которые разделяются специальной пластиной. Рабочий пар проходит в область бака через гребенку. В процессе распылительной деаэрации жидкость нагревается вместе с паром до точки кипения. По мере повышения температуры через вентиляцию удаляются газовые смеси. Для экономии тепловой энергии распылительная деаэрация воды может предусматривать рекуперацию через теплообменные конструкции. Они воспринимают тепло выходящих газов, передавая его рабочему оборудованию. Еще один способ экономии предполагает изначальный прогрев воды до температуры, близкой к точке кипения.

Особенности термической деаэрации

Эта группа деаэраторов имеет ряд принципиальных отличий от теплообменных установок. Такие устройства бывают смесительными или поверхностными. Греющие и деаэрационные зоны также разделяются перегородками. Важным является сам способ создания фазного контакта между средами. В этом смысле термическая деаэрация воды может предусматривать пленочные, струйные и барботажные контуры направления рабочих сред.

Первые два в основе конструкции содержат колонны – это устройства, по которым жидкость стекает к баку, в то время как нагревающий пар поднимается вверх к точке выпара. В ходе этого процесса происходит выделение конденсата. Небольшие конструкции таких деаэраторов могут допускать объединение бака и корпуса прибора в одну систему. Что касается барботажных деаэраторов, то в них пар напрямую подается на водную поверхность и в ней дробится на мелкие пузырьки. К достоинствам таких аппаратов относят скромные габариты конструкции и высокую производительность деаэрации.

Атмосферная деаэрация

В питательной водной среде содержится кислород и углекислота. В растворенном виде эти газовые смеси негативно влияют на стенки оборудования. Причем провоцируемые коррозийные процессы усиливаются при воздействии пара под высоким давлением, что ограничивает использование некоторых методов деаэрации. Выходом становится атмосферная водоподготовка, обеспечивающая положительные процессы химической дегазации. Оптимальным решением в данном случае будет деаэрация питательной воды в безнакипном режиме. Принцип действия такого устройства заключается в разбивке потока воды на мелкие струи с параллельным подогревом до кипящего состояния. В конечном счете можно добиться эффекта, при котором содержание углекислоты сократится до 2 мг/л, а кислорода – до 0,01 мг/л.

Деаэрация подпиточной жидкости

Для подготовки подпиточной воды используется технология вакуумной дегазации. Она чаще применяется в обслуживании систем горячего водоснабжения с помощью насадочных деаэраторов. Надо учесть, что такая схема обработки допускается только при условии низкого содержания щелочи в жидкости.

Деаэрация осуществляется с автоматической регуляцией давления воды в стальных и чугунных конструкциях. Температура котла может варьироваться от 70 до 150 градусов Цельсия. С целью минимизации энергетических расходов рекомендуется активировать режим постоянной поддержки низкого температурного порога. Это увеличит время процедуры, но деаэрация подпиточной воды даст более высокий эффект. В качестве альтернативного варианта можно использовать атмосферную деаэрацию, которая вместо горячей среды будет использовать пар.

Заключение

В выборе подходящего метода избавления воды от газов и воздуха не менее важно правильно подобрать и коммуникационную инфраструктуру. Современные средства деаэрации воды позволяют осуществлять регуляцию через автоматику, сопоставляя рабочие показатели с характеристиками обслуживаемого оборудования. Также ответственен и подбор силового оборудования с защитными системами. Будет не лишним обзавестись мощным насосом для поддержки давления, предохранителями и датчиками для контроля критических рабочих показателей.

Источник