Водоснабжение, водоподготовка и очистка сточных вод

Содержание

Лекции о теплотехнике

Деаэратор

Для просмотра сайта используйте Internet Explorer


Наиболее простым методом удаления из воды растворенных в ней газов, является метод термической деаэрации. Термическая деаэрация основывается на свойстве газов снижать степень растворимости по мере повышения температуры вплоть до кипения, когда при нулевых парциальных давлениях вне воды их растворимость падает до нуля.

6.2.Деаэрационные и обескислораживающие установки

В конденсате, питательной и добавочной воде содержатся, агрессивные газы (кислород, углекислый газ и др.), вызывающие коррозию оборудования и трубопроводов электростанции. Для защиты от газовой коррозии применяют деаэрацию воды, т. е. удаление растворённых в ней газов. Основное коррозионное действие на металл оборудования оказывает кислород, тем более что содержание его в воздухе и при растворении в воде весьма значительно. Углекислота вызывает коррозию самостоятельно и действует как катализатор агрессивного воздействия кислорода, а также способствует загрязнению пароводяного тракта соединениями железа и меди, которые затем откладываются на трубах паровых котлов. Углекислота содержится в пароводяном тракте в свободном состоянии и как продукт термического разложения солей натрия — бикарбонатов. Они поступают в пароводяной тракт преимущественно в конденсаторе турбины и в вакуумной части системы регенерации.

Для удаления растворенных в воде газов на паротурбинных электростанциях применяют термическую деаэрацию воды. Кислород, оставшийся в воде после термической деаэрации, дополнительно обезвреживают, связывая его химическими реагентами (гидразингидрат N2H4·H2O или его соли) в обескислораживающих установках.


6.2.1.Деаэрационные установки

Для идеального разбавленного раствора газов в жидкости согласно закону Генри равновесная массовая концентрация газов в растворе , мг/кг, пропорциональна парциальному давлению в газовой фазе над раствором , где - константа фазового равновесия (константа Генри), мг/(кг•Па), которая изменяется в зависимости от температуры и не зависит от количественного состава и давления в системе.

Когда температура воды повышена до температуры насыщения, парциальное давление водяного пара над уровней воды достигает полного давления над водой а парциальное давление других газов снижается до нуля, - вода освобождается от растворенных в ней газов. Недогрев воды до температуры насыщения при данном давлении увеличивает остаточное содержание в нёй газов, в частности кислорода. Термическая деаэрация воды сочетается с её подогревом в специальном теплообменнике — деаэраторе. По сравнению с удалением О2 выделение из воды СO2 более сложная задача, так как в процессе подогрева воды количество углекислого газа в ней увеличивается вследствие разложения бикарбонатов и гидролиза образующихся карбонатов.

Термические деаэраторы делятся по назначению на:

1)деаэраторы питательной воды паровых котлов;

2)деаэраторы добавочной воды и обратного конденсата внешних потребителей;

3)деаэраторы подпиточной, воды тепловых сетей;

по давлению греющего пара на:

l)деаэраторы повышенного давления ДП, работающие, при давлении 0,6~0,8 МПа, а на АЭС — до 1,25 МПа и использующиеся в качестве деаэраторов питательной воды ТЭС и АЭС;

2)атмосферные деаэраторы (ДА), работающие при давлении 0,12 МПа;

3)вакуумные (ДВ), в которых деаэрация происходит при давлении ниже атмосферного: 7,5—50 кПа;

по способу обогрева деаэрируемой воды на:

1)деаэраторы смешивающего типа со смешением греющего пара и обогреваемой деаэрируемой воды. Этот тип деаэраторов применяется на всех без исключения ТЭС и АЭС;

2) деаэраторы перегретой воды с внешним предварительным нагревом воды отборным паром;

по конструктивному выполнению (по принципу образования межфазной поверхности) на:

1)деаэраторы с поверхностью контакта, образующейся в процессе движения пара и воды:

а)струйно-барботажные;

б)пленочного типа с неупорядоченной насадкой;

в)струйного (тарельчатого) типа;

2)деаэраторы с фиксированной поверхностью контакта фаз (пленочного типа с упорядоченной насадкой).

Наибольшее значение для работы электростанций имеют деаэраторы питательной воды паровых котлов (ДПВ). Применяют преимущественно деаэраторы с вертикальной цилиндрической деаэрационной колонкой струйного типа, с насадкой, а в последнее время струйно-барботажные с внутренним обогревом воды паром постоянного давления 0,6—0,8 МПа. Эти деаэраторы являются одновременно регенеративными подогревателями смешивающего типа в тепловой схеме электростанции (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Деаэрационная колонка струйного типа атмосферного давления.
1 и 2 - подвод химически очищенной воды и обратного конденсата; 3 - смесительная камера; 4 - порог; 5 и 7—10 — тарелки; 6 — горловина в тарелке 5 для перехода выпара; 11 — подвод конденсата сетевых подогревателей; 12, 13 — штуцер для подвода пара в распределительный коллектор; 14 — отвод выпара.


В деаэраторе струйного типа вода, подлежащая деаэрации, подается в деаэрационную колонку через смесительную камеру на верхнюю распределительную тарелку кольцеобразной формы. Через отверстия диаметром 5—8 мм в днище этой тарелки вода падает в виде дождя на следующую, расположенную под ней дискообразную тарелку (сито) и т. д. Применяют от двух до пяти тарелок, размещаемых одна под другой на расстояний 400 — 1200 мм. Тарелки выполняют попеременно в виде центрально расположенных дисков и кольцеобразных, прилегающих к внутренней стенке.

Греющий, пар подается в нижнюю часть колонки через горизонтальный коллектор с отверстиями. Поднимаясь, поток пара проходит последовательно через промежутки между центрально расположенными тарелками и внутренней поверхностью стенки колонки и внутри кольцеобразных тарелок, пересекает струи воды, нагревая ее до температуры насыщения, выделяемые из воды газы вместе с небольшой несконденсированной частью пара — выпаром поднимаются и в виде паровоздушной смеси удаляются из колонки через центральный штуцер в верхней ее части. Необходимая деаэрация воды обеспечивается обязательным нагревом воды до кипения и выделением при этом пара с выпаром в количестве не менее 1,5—3 кг на тонну деаэрируемой воды.

Деаэрированная вода собирается под деаэрационной колонкой в деаэраторном (аккумулирующем) баке горизонтальной, цилиндрической формы. Деаэраторные баки предназначены в основном для аккумулирования запаса питательной (подпиточной) воды, обеспечивающего надежное питание паровых котлов в течение некоторого определенного времени, т. е. выполняют функцию демпфирующей емкости в пароводяном тракте. Кроме того, в деаэраторном баке заканчивается процесс дегазации воды — выделения дисперсных газов и разложения бикарбонатов. Для этого в нижней части деаэрационной колонки и в баках некоторых деаэраторов применяют барботажные устройства.

Схема атмосферного струйно-барботажного деаэратора приведена на рис.6.4.

Рис.6.4. Атмосферный струйно-барботажный деаэратор ЦКТИ—ЧМЗ: 1 — аккумуляторный бак; 2 — струйная деаэрационная колонка; 3 — барботер — «домик»; 4 и 5 — верхняя и нижняя тарелки; 6 — фланцевый разъем; 7 - гидрозатвор-перелив; 8 — лазы; 9 — отвод пара; 10 — подвод химически обработанной воды; 11 и 12 — подвод холодного и горячего конденсата; 13 и 14 — подвод основного и барботажного пара; 15 — отвод деаэрированной воды; 16 — опорожнение; 17 — лестница; 18 — направляющий лист.


В струйно-барботажных деаэраторах деаэрация происходит в основном, под действием барботажа. В уменьшенной колонке деаэратора (две тарелки) происходит подогрев воды и деаэрация на 85—90%. Последняя заканчивается только в результате барботажа. При барботаже используется эффект вскипания перегретой воды при подъеме ее из нижней части бака к поверхности (разность давлений 0,2—0,25 кгс/см2).

В таких деаэраторах вода и холодные конденсаты (<80°С) поступают на верхнюю тарелку колонки, на нижнюю подаются горячие конденсаты (80—105° С), а перегретые конденсаты (>105°С) подаются непосредственно в аккумуляторный бак. Пройдя через основной объем аккумуляторного бака, не полностью деаэрированная вода поступает в щелевой барботер — «домик» и выбрасывается с паром в отсек полностью деаэрированной воды. Избыток воды из этого отсека перебрасывается через перегородку обратно в основной отсек аккумуляторного бака, совершая, таким образом, многократную циркуляцию.






Отправить e-mail автору сайта на ice-axe@mail.ru



Содержание

Лекции о теплотехнике

Яндекс.Метрика