Какое давление в атмосферном деаэраторе

Что такое деаэратор и принцип его работы

Деаэратор это устройство позволяющее исключать из состава воды растворенный кислород, а также диоксид углерода. Эти элементы активно способствуют коррозийным реакциям, происходящим на стальных поверхностях.

Подобное оборудование устанавливается на тепло и атомных электростанциях для приведения к заданным параметрам питательной воды, которая используется в генераторах пара. В теплосетях такие установки применяют на котельных, для снижения содержания газов в подпиточной воде.

Что такое деаэрация

Для котельных, обслуживающих теплосети, деаэрация воды является подготовительным процессом. Это мероприятие позволяет обезопасить теплоноситель, исключая из его состава вредоносные компоненты, которые снижают срок службы оборудования.

Деаэраторы предусматривают три группы очистки:

1. К первой группе относят термические аппараты, они выделяют из воды избыток газов посредством ее нагрева.
2. Ко второй — можно отнести устройства с химическим способом очистки. Здесь избыток газов выводится при помощи определенных реагентов.
3. Третья группа — сталестружечная, она эффективна для небольших тепло установок, производительность которых составляет не более 2-х тонн в час. Принцип работы таких приспособлений предполагает использование химической реакции с применением металлической стружки, которая поглощает кислород при окислении.

В некоторых случаях термической деаэрации оказывается недостаточно для преобразования подпитывающей воды в безопасный теплоноситель. По этой причине возникает необходимость применения химических реагентов, способствующих приведению насыщенности растворенных газов к допустимой пропорции.

Что представляет собой деаэратор

Конструкции газовых котлов, осуществляющих подогрев воды для отопительных систем, состоят (большей частью) из стальных элементов.

Основным теплоносителем для данных систем отопления служит обычная вода, содержащая излишки кислорода, а также углекислого газа.

Такое сочетание составляет для стальной поверхности агрессивную среду, приводящую к коррозии металла с выделением ржавчины, что существенно сокращает сроки эксплуатации.

Обеспечить безопасность металлических конструкций от преждевременного разрушения и засорения, позволяет специальное оборудование, способное снизить концентрацию активных газов.

Данные установки называют деаэраторами, которые устанавливают в котельных с целью сбора и обработки подпиточной воды, используемой в системе отопления.

Назначение

При помощи деаэратора создается необходимый запас подготовленной воды, способной обеспечить безопасный режим работы для нагревательных агрегатов системы отопления. Однако, прежде чем попасть в накопительную емкость, обычная водопроводная вода проходит сложный подготовительный процесс, позволяющий исключить из ее состава агрессивные составляющие.

Таким образом, для колов, работающих по различным принципам действия, необходимо устанавливать оборудование, обеспечивающее безопасность теплоносителя в соответствующих режимах работы.

По принципу действия все установки разделяют на две группы. К первой относятся атмосферные деаэраторы способные работать как на воде, так и на пару. Вторые — вакуумные способные обслуживать исключительно паровые агрегаты. Устройство двухступенчатого типа характерно для всех типов деаэраторов.

Здесь воду, которая поступает в деаэратор, пропускают через специальные мембраны, там она освобождается от примесей. Далее вода попадает в резервуар для сочетания с химическим составом, исключающим дальнейшие соединения теплоносителя с вредоносными элементами.

Принцип работы деаэратора

Газы, содержащиеся в жидкостях, могут принимать разнообразные формы.

Различают три основных состояния, позволяющих удерживать активные газы в воде:

• в виде растворенных молекул;
• в виде микро пузырьков, которые формируются около элементов гидрофобных примесей;
• в структуре соединений, которые разрушаются при нагреве воды, в результате чего выделяется газ.

На первой стадии процесса деаэрации вода подается в подогреватель, а затем проходит через фильтры, осуществляющие химическую очистку. Следующей на пути воды находится деаэрационная колонна, специально предусмотренную в деаэраторе для высвобождения газов. На последнем этапе подпиточный насос переправляет очищенную воду в накопительный резервуар, откуда она подается в систему.

В двух словах принцип работы деаэратора выглядит, как кипячение воды при помощи пара, с целью высвобождения избыточного содержания газов.

Все же этого недостаточно для полного высвобождения активных составляющих теплоносителя. Поэтому на следующем этапе очистки применяют различные реагенты, способные связывать кислород. Для разогретого теплоносителя хорошо подходит сульфит натрия, реакция которого усиливается в данных условиях.

В некоторых случаях для ускорения реакции используют различные катализаторы. Контакт воды с металлической стружкой обеспечивает высвобождение излишних молекул кислорода, в результате окисления стружка превращается в ржавчину.

Виды деаэраторов

Деаэраторы подразделяются по типу конструкции на:

1. Деаэратор тарельчатого типа.
2. Распылительного типа.

По давлению:

1. Атмосферные.
2. Вакуумные.
3. Повышенного давления

По распылению воды:

1. Струйные.
2. Пленочные.
3. Капельные.
4. Барботажные.
5. Комбинированные

И по способу теплообмена подразделяются на:

1. Деаэраторы перегретой воды.
2. Смесительные.
3. Поверхностные

Почему деаэратор обязательное условие котельной.

Наличие газообразных примесей и нерастворимых элементов в составе воды, используемой в системе отопления, чревато опасными последствиями. Среди прочего может произойти кавитация насоса, что закончится гидравлическим ударом, представляющим угрозу для целостности системы.

Отказ насосов, так же как и разрыв в трубопроводной системе, станет причиной остановки на незапланированный ремонт. В зависимости от мощности и режима работы котла устанавливают систему деаэрации, способную обеспечить безопасный режим работы.

Деаэрация в разных системах отопления

Система высокого давления

Данную систему используют в котлах, которые обладают высокой мощностью подачи. Они способны генерировать большое количество концентрированного пара, обеспечивая заданный температурный режим в действующей центральной системе отопления, концентрация которого передается под постоянным высоким давлением.

Регламентированное давление в этих условиях составляет от 0,6 мПа и выше. Данный деаэратор в котельной высокого давления обладает термическими свойствами, что позволяет выделяться газообразным примесям при нагреве теплоносителя. Защитой от избыточного давления деаэратора служат гидрозатворы, которые обязательно устанавливают в указанных устройствах.

Система низкого давления

Для подобных систем используются установки атмосферного или вертикального типа, которые дополнительно имеют барботажный бак, способный обеспечивать прохождение охладителя выпара для деаэратора. В основном корпусе такой установки добавляют в очищаемую воду реагент, необходимый для химической реакции.

Далее ее пропускают через мембраны, а также специальные тарелки, где происходит очищение воды от различных примесей. Для водогрейных котельных, подающих в систему горячую воду, устанавливают вакуумный деаэратор, его принцип работы позволяет принудительно извлекать избыточные газы.

Нарушения в работе деаэраторов

Использование деаэраторов для различных систем отопления сопровождается систематическими пробами состава теплоносителя и регистрацией показаний датчиков давления, а также термометров, которые отмечаются в эксплуатационном журнале.

К сбоям в работе установки могут привести следующие изменения:

• стабильного расхода воды;
• температуры очищенной воды;
• давления внутри деаэратора;
• расхода пара поступающего в колонку деаэрации;
• расхода пара в баке для барботажа;
• уровня воды, находящейся в баке.

Для удаления избыточных газов из теплоносителя в деаэраторе необходимо выдерживать четкое соотношение температуры деаэратора с давлением. В этих условиях растворимость газов в теплоносителе приблизится к нулевой отметке. Качественную работу установки может обеспечить лишь постоянная величина давления.

Правила эксплуатации

Для эффективной работы котла важно неукоснительно соблюдать правила безопасной эксплуатации, которых требует деаэрационная установка.

Это значит, что необходимо следить за стабильностью уровня воды в деаэраторном баке, за давлением внутри установки и проверять условия протекания установленного режима.

Показания приборов необходимо регистрировать несколько раз в течение смены, для возможности расчета состояния деаэратора.

Для химических реагентов следует составлять указанные пропорции, регулярно брать на пробу очищенную воду и контролировать ее уровень в баке.

Чтобы сбои не происходили из-за ошибок в показаниях измерительных приборов или автоматики, оборудование подвергается систематическому осмотру, периодичность которого регламентируется в технической документации.

Источник

Деаэраторы атмосферные

Цены на поставляемую продукцию смотрите здесь

Назначение и область применения.

Деаэраторы атмосферного давления серии ДА с барботажным устройством в нижней части деаэрационной колонки предназначены для удаления коррозионно-агрессивных газов (кислорода и свободной углекислоты) из питательной воды паровых котлов и подпиточной воды систем теплоснабжения в котельных всех типов (за исключением чисто водогрейных) и на ТЭЦ.

Устройство и принцип работы

В состав деаэратора атмосферного входит:

• Деаэрационная колонка
• Бак деаэраторный
• Охладитель выпара
• Предохранительное устройство (гидрозатвор)

В деаэраторе атмосферном применяется двухступенчатая схема дегазации обе ступени размещены в деаэрационной колонке: Первая ступень струйная, Вторая ступень барботажная. В деаэраторном баке возможно (оговаривается при заказе деаэратора в сборе или только деаэраторного бака) размещение третьей, дополнительной, ступени в виде затопленного барботажного устройства. Потоки воды, подлежащей деаэрации, подаются в колонку (1) через патрубки (2) на верхнюю перфорированную тарелку (3). С верхней перфорированной тарелки вода струями стекает на расположенную ниже перепускную тарелку (4), откуда узким пучком струи увеличенного диаметра сливаются на начальный участок непровального барботажного листа (5). Затем вода проходит по барботажному листу в слое, обеспечиваемом переливным порогом (выступающая часть сливной трубы), и через сливные трубы (6) сливается в аккумуляторный бак, после выдержки в котором отводится из деаэратора по трубе (14) (см. рис. 2), весь пар подается в аккумуляторный бак деаэратора по трубе (13) (см. рис. 2), вентилирует объем бака и попадает под барботажный лист (5). Проходя сквозь отверстия барботажного листа, площадь которых выбрана с таким расчетом, чтобы исключить провал воды при минимальной тепловой нагрузке деаэратора, пар подвергает воду на нем интенсивной обработке. При увеличении тепловой нагрузки давление в камере под барботажным листом (5) возрастает, срабатывает гидрозатвор перепускного устройства (9) и избыточный пар перепускается в обвод барботажного листа через пароперепускную трубу (10). Труба (7) обеспечивает залив гидрозатвора перепускного устройства деаэрированной воды при снижении тепловой нагрузки. Из барботажного устройства пар через отверстие (11) направляется в отсек между тарелками (3) и (4). Парогазовая смесь (выпар) отводится из деаэратора через зазор (12) и патрубок (13). В струях происходит подогрев воды до температуры, близкой к температуре насыщения; удаление основной массы газов и конденсация большей части пара, подводимого в деаэратор. Частичное выделение газов из воды в виде мелких пузырьков идет на тарелках (3) и (4). На барботажном листе осуществляется догрев воды до температуры насыщения с незначительной конденсацией пара и удаление микроколичеств газов. Процесс дегазации завершается в деаэрационном баке где происходит выделение из воды мельчайших пузырьков газа за счет отстоя.

Деаэрационная колонка не имеет фланца и приваривается непосредственно к деаэрационному баку (по заказу возможно изготовление фланцевого соединения колонки деаэрационной и деаэраторного бака). Относительно вертикальной оси колонка может быть ориентирована произвольно, в зависимости от конкретной схемы установки. Корпуса деаэраторов серии ДА изготавливаются из углеродистой стали, внутренние элементы — из нержавеющей стали, крепление элементов к корпусу и между собой осуществляется электрической сваркой.

Рис.1 Принципиальная схема деаэрационной колонки ДА

СХЕМА ВКЛЮЧЕНИЯ ДЕАЭРАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ

Схема включения атмосферных деаэраторов определяется проектной организацией в зависимости от условий назначения и возможностей объекта, на котором они устанавливаются. На рис. 2 приведена рекомендуемая схема деаэрационной установки серии ДА. Химически очищенная вода (1) через охладитель выпара (2) и регулирующий клапан (4) подается в деаэрационную колонку (6). Сюда же направляется поток основного конденсата (7) с температурой ниже рабочей температуры деаэратора. Деаэрационная колонка устанавливается у одного из торцов деаэраторного бака (9). Отвод деаэрированной воды (14) осуществляется из противоположного торца бака с целью обеспечения максимального времени выдержки воды в баке. Весь пар подводится по трубе (13) через регулирующий клапан давления (12) в торец бака, противоположный колонке, с целью обеспечения хорошей вентиляции парового объема от выделяющихся из воды газов. Горячие конденсаты (чистые) подаются в деаэраторный бак по трубе (10). Отвод выпара из установки осуществляется через охладитель выпара (2) и трубы (3) или непосредственно в атмосферу по трубе (5). Для защиты деаэратора от аварийного повышения давления и уровня устанавливается самозаливающее комбинированное предохранительное устройство (гидрозатвор)(8). Периодическая проверка качества деаэрированной воды на содержание кислорода и свободной углекислоты производится с помощью теплообменника для охлаждения проб воды (15).

МОНТАЖ ДЕАЭРАЦИОННЫХ УСТАНОВОК

При монтаже деаэраторов необходимо руководствоваться проектом, чертежа­ми завода-изготовителя и настоящей инструкцией.

Для выполнения монтажных работ монтажные площадки должны быть оснащены основным монтажным оборудованием, приспособлениями и инструментом в соответствии с проектом производства работ. При приемке деаэраторов следует проверить комплектность и соответствие номенклатуры и количества мест отправочным документам, соответствие поставленного оборудования установочным чертежам, отсутствие повреждений и дефектов оборудования. Перед монтажом производится внешний осмотр и расконсервация деаэратора, и устраняются обнаруженные дефекты. Монтаж деаэратора на объекте выполняется в следующем порядке:

— установить бак-аккумулятор на фундаменте в соответствии с установочным чертежом проектной организации;

— приварить к баку водосливную горловину;

— обрезать нижнюю часть деаэрационной колонки по наружному радиусу корпуса деаэрационного бака и установить ее на бак в соответствии с установочным чертежом проектной организации, чертежами завода-изготовителя, при этом тарелки должны быть расположены строго горизонтально;

— приварить колонку к деаэраторному баку;

— установить охладитель выпара и предохранительное устройство согласно установочному чертежу проектной организации;

— присоединить к штуцерам бака, колонки и охладителя выпара трубопроводы в соответствии с чертежами обвязки деаэратора, выполненными проектной организацией;

— установить запорную и регулирующую арматуру и контрольно-измерительные приборы;

— провести гидравлическое испытание деаэратора;

— установить тепловую изоляцию по указанию проектной организации

Рис.2 Принципиальная схема включения деаэрационной установки атмосферного давления:

1-Подвод химочищенной воды; 2-охладитель выпара; 3,5-выхлоп в атмосферу; 4-клапан регулировки уровня; 6-колонка; 7-подвод основного конденсата; 8-предохранительное устройство (гидрозатвор); 9-бак деаэрационный; 10-подвод горячих конденсатов; 11-манометр; 12-клапан регулировки давления; 13-подвод горячего пара; 14-отвод деаэраторной воды; 15-охладитель проб пара и воды; 16-указатель уровня; 17-дренаж; 18-мановакуумметр.

УКАЗАНИЕ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ

При монтаже и эксплуатации атмосферных деаэраторов должны соблюдаться меры безопасности, определенные требованиями Госгортехнадзора, соответствующими нормативно-техническими документами, должностными инструкциями и т.д. Деаэраторы атмосферного типа должны подвергаться техническим освидетельствованиям (внутренним осмотрам и гидравлическим испытаниям) в соответствии с правилами усройств и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Для обеспечения безопасной эксплуатации деаэраторов предусматривается их защита от опасного повышения давления и уровня воды в аккумуляторном баке с помощью комбинированного самозаливающегося предохранительного устройства 8 (см. рис. 2). Устройство состоит практически из 2 самостоятельных гидрозатворов, один из которых (высотой 4,3 м) защищает деаэратор от превышения допустимого давления, а другой (длиной 1,0 м) — от насосного повышения уровня, объединенных в общую гидравлическую систему, и расширительного бачка. Последний служит для накопления объема воды (при срабатывании устройства), необходимой для автоматической заливки устройства (после устранения нарушения в работе установки). Устройство подключается к деаэраторному баку в соответствии с установочным чертежом. Диаметр парового гидрозатвора проверяется, исходя из наибольшего допустимого давления в деаэраторе 1,7 кгс/см (абс) и максимально возможного в аварийной ситуации расхода пара в деаэратор при полностью открытом регулирующем клапане и максимальном давлении в источнике пара. Для ограничения расхода пара в деаэратор в любых ситуациях до максимально необходимого на паропроводе рекомендуется дополнительно установить ограничительную диафрагму. Диаметр переливного гидрозатвора проверяется, исходя из максимально возможного расхода воды в деаэратор в аварийных ситуациях. Предохранительные устройства изготавливаются 3 типоразмеров для деаэраторов ДА-5 — 25; ДА-50; ДА-100

1 — переливной гидрозатвор; 2 — подвод воды из деаэратора; 3 — расширительный бачок; 4 — слив воды;

5 — выхлоп в атмосферу; 6 — труба для контроля залива; 7 — подвод химически очищенной воды для залива;

8 — подвод пара из деаэратора; 9 — гидрозатвор от повышения давления; 10 — дренаж;

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДЕАЭРАТОРОВ СЕРИИ ДА

Подготовка деаэратора атмосферного к пуску:

— убедиться, что все монтажные и ремонтные работы закончены, временные заглушки из трубопроводов удалены, люки на деаэраторе закрыты, болты на фланцах и арматуре затянуты, все задвижки и регулирующие клапаны исправны и закрыты;

— проверить наличие и исправность контрольно-измерительных приборов, подготовить их к работе;

— испытать деаэратор на прочность пробным гидравлическим давлением 0,2941 МПа(абс), (3 кгс/см2);

— залить водой предохранительное устройство;

— подготовить к включению имеющиеся в схеме подогреватели и насосы;

— подготовить к работе схему подачи пара на деаэратор, продуть и прогреть паропровод;

— открыть задвижку на линии выхлопа в атмосферу;

Включение атмосферного деаэратора в работу:

— открыть задвижку на подводе пара в деаэратор;

— прогреть деаэратор в течение 20-30 минут. Давление в деаэраторе при этом не должно превышать рабочего. При подогреве периодически продувать указатели уровня;

— слить конденсат из бака через дренажную линию;

— подать в деаэратор химочищенную воду, установить минимальный ее расход (при наличии подогревателей химочищенной воды включить их в работу), увеличив одновременно расход пара в деаэратор с помощью регулирующего клапана давления;

— включить в работу систему автоматического регулирования давления в деаэраторе;

— подать в деаэрационную колонку основной конденсат (некипящий);

— включить в работу охладитель вы пара;

— установить нормальный уровень воды в деаэраторном баке и включить систему автоматического регулирования уровня;

— открыть задвижку на линии отвода деаэрированной воды из бака к питательным насосам;

— установить номинальный расход выпара.

Отключение атмосферного деаэратора :

— отключить подачу конденсата в деаэратор;

— отключить подачу химочищенной воды в деаэратор;

— закрыть задвижку на линии отвода деаэрированной воды из бака к питательным насосам;

— отключить подачу пара в деаэратор;

— отключить охладитель выпара;

— отключить системы автоматического регулирования и контроля;

— при необходимости слить воду из деаэраторного бака.

Эксплуатационный контроль за работой деаэратора атмосферного.

Для обеспечения требуемого качества деаэрированной воды при эксплуатации деаэраторов необходимо:

— поддерживать номинальное давление в деаэраторе и следить, чтобы температура деаэрированной воды соответствовала температуре насыщения;

— следить за показаниями контрольно-измерительных приборов и уровнем воды в баке, который не должен отклоняться от номинального больше, чем на 100 мм;

— периодически продувать водомерные стекла указателей уровня;

— не допускать тепловой и гидравлической перегрузки деаэратора, появления вибраций и гидравлических ударов, переполнения деаэратора;

— не допускать снижения тепловой и гидравлической нагрузки деаэратора ниже минимальных, указанных в табл. 1 и 6 ГОСТа 16860-77;

— не реже одного раза в смену производить отбор пробы деаэрированной воды после деаэратора для определения содержания в ней кислорода и свободной углекислоты;

— линии отбора и змеевик охладителя пробы должны быть изготовлены из нержавеющей стали;

— поддерживать номинальный расход выпара из деаэратора при всех режимах его работы и периодически его контролировать с помощью мерного сосуда или по балансу охладителя выпара.

ОСНОВНЫЕ НЕПОЛАДКИ В РАБОТЕ ДЕАЭРАТОРОВ И ИХ УСТРАНЕНИЕ

Повышение концентрации кислорода и свободной углекислоты в деаэрированной воде выше нормы может происходить по следующим причинам :

а). неправильно производится определение концентрации кислорода и свободной углекислоты в пробе. В этом случае необходимо:

— проверить правильность выполнения химических анализов в соответствии с инструкцией;

— проверить правильность отбора пробы воды, ее температуру, расход, отсутствие в ней пузырьков воздуха;

— проверить плотность трубной системы — холодильника отбора проб;

б). значительно занижен расход выпара. В этом случае необходимо:

— проверить соответствие поверхности охладителя выпара проектному значению и при необходимости установить охладитель выпара с большей поверхностью нагрева;

— проверить температуру и расход охлаждающей воды, проходящей через охладитель выпара, и при необходимости снизить температуру воды или увеличить ее расход;

— проверить степень открытия и исправность задвижки на трубопроводе отвода, паровоздушной смеси из охладителя выпара в атмосферу;

в). температура деаэрированной воды не соответствует давлению в деаэраторе. В этом случае необходимо :

— проверить температуру и расход поступающих в деаэратор потоков и повысить среднюю температуру исходных потоков или уменьшить их расход;

— проверить работу регулятора давления и при неисправности автоматики перейти на дистанционное или ручное регулирование давления;

г). подача в деаэратор пара с повышенным содержанием кислорода и свободной углекислоты. Необходимо определить и ликвидировать очаги заражения пара газами или взять пар из другого источника;

д). не исправен деаэратор (засорение отверстий в тарелках, коробление, поломка, обрыв тарелок, установка тарелок с уклоном, разрушение барботажного устройства). Необходимо деаэратор вывести из работы и произвести ремонт;

е). недостаточен расход пара в деаэратор (величина среднего подогрева воды в деаэраторе меньше 10°С). Необходимо понизить среднюю температуру исходных потоков воды и обеспечить подогрев воды в деаэраторе не менее, чем на10°С;

ж). в деаэраторный бак направляются дренажи, содержащие значительное количество кислорода и свободной углекислоты. Необходимо ликвидировать источник заражения дренажей или подать их в колонку в зависимости от температуры на верхнюю или переливную тарелки;

з). понижено давление в деаэраторе;

— проверить исправность регулятора давления и в случае необходимости перейти на ручное регулирование;

— проверить давление и достаточность расхода жара в источнике питания.

Повышение давления в деаэраторе и срабатывание предохранительного устройства может происходить:

а). вследствие неисправности регулятора давления и резкого увеличения расхода пара или снижения расхода исходной воды; в этом случае следует перейти на дистанционное или ручное регулирование давления, а при невозможности снизить давление — остановить деаэратор и проверить регулирующий клапан и систему автоматики;

б). при резких повышениях температуры при уменьшении расхода исходной воды или снизить ее температуру, или уменьшить расход пара.

Повышение и понижение уровня воды в деаэаторном баке сверх допустимого может происходи