Деаэрация воды
В химически очищенной воде находятся относительно нейтральные (N2 и NH3 и др.) и агрессивные (О2 и СО2) газы, последние приводят к химической коррозии внутренних поверхностей нагрева котла. Кроме этого, продукты коррозии нарушают циркуляцию воды в контуре котла, что может привести, в конечном итоге, к пережогу труб. Поэтому коррозионно-активные газы необходимо удалять из воды. Для этого существует несколько способов - химическая, каталитическая, термическая деаэрация.
Сущность химической деаэрации заключается в следующем - в воду добавляют сульфит натрия (Na2SO3), который окисляется до сульфата натрия (Na2SO4), забирая из воды кислород.
При каталитической деаэрации воды коррозионно-активные газы удаляются из воды водородом.
Основным способом удаления газов из воды в теплогенерирующих установках в настоящее время остается термическая деаэрация, которая основана на использовании закона растворимости газов в жидкости (закон Генри). Согласно этому закону количество растворенного газа ОГ в единице объема жидкости прямо пропорционально парциальному давлению газа над жидкостью
Растворимость газа в воде при ее нагреве снижается в соответствии с законом Генри, т.к. давление пара стремится к давлению насыщения, т.е. РП Р, а РГ 0, При кипении, когда РП = Р, из воды удаляются все газы.
Удаление газов из воды в теплогенерирующих установках осуществляется в специальных устройствах - термических деаэраторах, в которых также происходит подогрев воды до кипения.
Деаэраторы подразделяются по рабочему давлению на три вида:
- вакуумные (Р < 0,03...0,093 МПа) ;
- атмосферные (Р = 0,12 МПа);
- повышенного давления (Р > 0,12 МПа).
В теплогенерирующих установках малой и средней мощности обычно используются на водогрейных котлах вакуумные деаэраторы и на паровых котлах - атмосферные деаэраторы.
Принципиальная схема деаэраторной установки атмосферного типа показана на рис. 4.4.
Деаэратор состоит из двух основных частей - деаэраторного бака 3 и деаэраторной колонки 2. Химически очищенная вода поступает через охладитель выпара 1 в верхнюю часть колонки деаэратора. Сюда же подается конденсат от сетевых подогревагелей. Вода стекает по распределительным тарелкам (по всему сечению колонки) вниз, в бак, и нагревается за счет пара, который движется вверх. Для измерения давления пара имеются манометры на паропроводе и баке. При нагреве воды из нее выделяются газы, которые с частью пара из верхней части колонки поступают в охладитель выпара. Там оставшийся пар конденсируется, и конденсат возвращается по сливной трубке в деаэратор, а газы выходят в атмосферу. Освобожденная в деаэраторе от газов питательная вода из нижней части бака направляется к котлам. Температура подогрева воды в деаэраторе атмосферного типа обычно лежит в пределах 102...104 °С, что соответствует давлению в деаэраторе 0,12 МПа.
При превышении давления в деаэраторе относительно рабочего может произойти его разрыв, а при разрежении атмосферное давление может деформировать деаэратор. Чтобы этого не произошло, деаэратор оборудуется гидрозатвором 4, как показано на рис. 4.4. Гидрозатвор устанавливается высотой 3,5...4 м относительно уровня воды в деаэраторе, диаметр трубы гидрозатвора берется обычно 70 мм.
При уходе воды из деаэратора и создании в нем разрежения подпиточная вода поступает из гидрозатвора в питательный бак. При резком повышении уровня воды в баке деаэратора (перепитке) происходит сброс избытка воды через переливную трубу в гидрозатворе.
Для контроля за уровнем воды в баке имеется водоуказательное стекло 5. Для предотвращения кавитации во всасывающих патрубках питательных насосов деаэратор устанавливают выше уровня установки насосов таким образом, чтобы создать требуемый подпор во всасывающих патрубках.
Для удаления газов из воды в теплогенерирующих установках с водогрейными котлами обычно используют вакуумные деаэраторы. Схема включения вакуумного деаэратора показана на рис. 4.5. Она практически не отличается от описанной выше для деаэраторов атмосферного типа.
Поддержание разрежения в вакуумном деаэраторе осуществляется с помощью специальной вакуумной установки или эжекторного насоса 3, который включен в дополнительный контур, состоящий из бака резервной воды 1 и насоса 2.
Неконденсирующиеся газы выпара удаляются из бака 1, а подпитка бака осуществляется химически очищенной водой.
