Общая характеристика

Деаэратор представляет собой механическое устройство для удаления растворенных газов из питательной воды котлы. Деаэрация позволяет предохранить паровые системы от коррозийного действия растворенных газов. В результате деаэрации концентрации растворенного кислорода и диоксида углерода снижаются до уровня, безопасного с точки зрения коррозии. Для предотвращения коррозии в большинстве котлов высокого давления (>13,79 бар (м)) концентрация кислорода не должна превышать 5 част./млрд. (частей на миллиард). Хотя в котлах низкого давления приемлемы концентрации растворенного кислорода до 43 част./млрд., снижение содержания кислорода до уровня 5 част./млрд. является малозатратным способом продления срока службы оборудования. Растворенный диоксид углерода удаляется в процессе деаэрации практически полностью.

Конструкция эффективной системы деаэрации определяется исходным содержанием растворенных газов и желаемой концентрацией кислорода после деаэрации. Эти параметры, в свою очередь, зависят от соотношения подпиточной воды и возвратного конденсата, а также рабочего давления котла.

Пар используется в деаэраторах для нагрева воды до температуры полного насыщения, соответствующей давлению пара в деаэраторе, а также для уноса выделяющихся растворенных газов. Пар может подаваться прямотоком, противотоком или перпендикулярно по отношению к потоку воды. Деаэратор состоит из деаэрационной колонки, резервуара (бака) и охладителя выпара. В деаэрационной колонке пар продувается (барботирует) через воду, нагревая и вспенивая ее. Затем пар поступает в охладитель выпара, где конденсируется, отдавая тепло воде, поступающей на деаэрацию. Неконденсируемые газы и часть пара выбрасываются из деаэратора. При этом расход подаваемого пара и выбрасываемого выпара должны быть оптимизированы с тем, чтобы обеспечить достаточную деаэрацию, одновременно сведя к минимуму потери пара (см. «Производственная информация»).

Внезапное увеличение количества выпара может привести к резкому росту давления в деаэрационной колонке и, как следствие, повторному растворению кислорода в воде. Поэтому деаэратор должен быть оборудован специальным регулирующим клапаном, обеспечивающим постоянное давление.

Экологические преимущества

Сокращение потерь энергии с выпаром.

Производственная информация

Пар, подаваемый в деаэратор, обеспечивает нагрев смеси возвратного конденсата и подпиточной воды до температуры насыщения, а также физическое действие (барботирование), приводящее к выделению растворенных газов. После использования большая часть пара конденсируется, однако незначительная его доля (как правило, от 5 до 14 %) выбрасывается вместе с газами в составе выпара. Как правило, при проектировании деаэраторов рассчитывается расход пара, необходимый для подогрева воды, а затем проектировщики при необходимости обеспечивают достаточность расхода и для барботажа. При высокой степени возврата конденсата (>80 %) и его высоком давлении по сравнению с давлением в деаэраторе требуется лишь небольшое количество греющего пара, и могут быть приняты меры по конденсации избыточного барботажного пара.

Энергия пара, использованного в деаэраторе, может утилизироваться посредством конденсации пара и передачи тепла воде, поступающей в деаэратор, при помощи теплообменника (см. раздел 3.2.5).

Потребности деаэратора в паре должны быть проанализированы и оценены при рассмотрении любых планов реконструкции паровых систем, а также мер по возврату конденсата и утилизации тепловой энергии.

Установка устройств, осуществляющих постоянный мониторинг содержания растворенного кислорода, может способствовать выявлению режимов и практических подходов, не обеспечивающих достаточной деаэрации.

Назначением деаэратора является удаление кислорода, растворенного в воде, а не дополнительно подсасываемого воздуха. Источником такого воздуха могут служить некачественные уплотнения на всасывающей стороне насоса, а также недостаточная изоляция насоса.

Применимость

Применимо на всех объектах, где в состав паровых систем входит деаэратор. Оптимизация представляет собой постоянный процесс, являющийся частью технического обслуживания.

Мотивы внедрения

Снижение затрат за счет сокращения расхода пара.