Driftsprinsipp for termisk avlufter. Design og prinsipp for drift av avlufteren

Avluftingsenheter

OG KONDENSPUMPER

§ Typer, design, koblingsskjemaer for avluftere.

§ Material- og varmebalanser til avlufteren.

§ Tilknytningsordninger matepumper, stasjonstype.

§ Tilkoblingsskjemaer for kondenspumper.

Luft oppløst i kondensat, tilførsels- og etterfyllingsvann inneholder aggressive gasser (oksygen, karbondioksid) som forårsaker korrosjon av kraftverksutstyr og rørledninger. Korrosjon øker med økende vanntemperatur og trykk.

Oksygen og fri karbondioksid kommer inn i fødevannet med luftsuging inn i kondensatoren og utstyret til det regenerative systemet, som er under vakuum, og med ekstra vann.

For å beskytte mot gasskorrosjon det benyttes avlufting av vann, dvs. fjerning av luft oppløst i den, eller avgassing av vann, dvs. fjerning av etsende gass oppløst i den.

For å fjerne oppløst luft, bruk termisk avlufting vann, som er hovedmetoden for å fjerne oppløste gasser fra vann. Oksygenet som er igjen i vannet etter termisk avlufting nøytraliseres i tillegg ved å binde det kjemisk reagens(ammoniakkforbindelser).

Termisk avlufting av vann er basert på følgende. I henhold til Henry-Dalton-loven er likevektskonsentrasjonen til en gass oppløst i vann, μg/kg, proporsjonal med partialtrykket til denne gassen over overflaten og er ikke avhengig av tilstedeværelsen av andre gasser

hvor er proporsjonalitetskoeffisienten, avhengig av type gass, dens trykk og temperatur, mg/(kgּPa). Den relative sammensetningen av gasser når luft er oppløst i vann i samsvar med denne loven, skiller seg fra deres sammensetning i luft. Så, ved en temperatur på 0 o C og normalt trykk vann inneholder volumprosent oksygen 34,9 % (i luft 21 %), karbondioksid 2,5 % (i luft 0,04 %), nitrogen og andre inaktive gasser 62,6 % (i luft 78,96 %).

Konsentrasjonen av gass oppløst i vann kan uttrykkes i form av likevektspartialtrykk:

Når partialtrykket til en gass over vannoverflaten er under likevekt< происходит десорбция (выделение) газа из раствора; если >, adsorpsjon (absorpsjon) av gass skjer av vann hvis lik =, oppstår en tilstand av dynamisk likevekt. For å sikre fjerning av gass oppløst i den fra vann, er det derfor nødvendig å redusere partialtrykket i det omkringliggende rommet. Dette kan oppnås ved å fylle rommet med vanndamp. Prosessen med gassdesorpsjon fra løsning vil i dette tilfellet være ledsaget av oppvarming av vann til metningstemperatur. Drivkraft av gassdesorpsjonsprosessen er forskjellen mellom likevektspartialtrykket til gassen i det avluftede vannet og dets partialtrykk i dampmiljøet.

Det absolutte trykket over væskefasen er summen av partialtrykket til gasser og vanndamp:

.

Derfor er det nødvendig å øke partialtrykket av vanndamp over overflaten av vannet, oppnå , og som en konsekvens oppnå .

Matevann fra dampkjeler til termiske kraftverk i henhold til reglene teknisk drift kraftverk (PTE) må inneholde oksygen mindre enn 10 mcg/kg.

Sammenlignet med fjerning av O, er separering av CO fra vann en vanskeligere oppgave, siden under prosessen med å varme opp vann øker mengden karbondioksid på grunn av nedbrytningen av bikarbonater og hydrolysen av de resulterende karbonatene.

I tillegg til å fjerne oppløste aggressive gasser fra vann, tjener avluftere også for regenerativ oppvarming av hovedkondensatet og er et sted for oppsamling og lagring av reserver mate vann.

Termiske avluftere av dampturbininstallasjoner av kraftverk er delt inn i:

For bruk på:

1) dampkjeler matevannavluftere;

2) avluftere av ekstra vann og returkondensat av eksternt

forbrukere;

3) avluftere av etterfyllingsvann fra varmenettverk.

Ved å varme opp damptrykket til:

1) høytrykksavluftere (DP-type, driftstrykk 0,6–0,7 MPa, sjeldnere 0,8–1,2 MPa, metningstemperatur 158–167 C og følgelig 170–188 C);

2) atmosfæriske avluftere (type DA, driftstrykk 0,12 MPa, metningstemperatur 104 C;

3) vakuumavluftere (DV-type, driftstrykk 0,0075 – 0,05 MPa, metningstemperatur 40–80 C).

I henhold til metoden for oppvarming av avluftet vann til:

1) avluftere av blandingstype med blanding av oppvarmingsdamp og oppvarmet avluftet vann. Denne typen avluftere brukes på alle termiske kraftverk og kjernekraftverk uten unntak;

2) avluftere av overopphetet vann med ekstern forvarming av vann med valgt damp.

Ved design (i henhold til prinsippet om dannelse av en interfaseoverflate) til:

1) avluftere med en kontaktflate dannet under bevegelse av damp og vann:

a) jetbobling;

b) filmtype med tilfeldig pakking;

c) jet (skive) type;

2) avluftere med fast fasekontaktflate (filmtype med bestilt pakning).

I vakuum I avluftere er trykket under atmosfærisk trykk og en ejektor er nødvendig for å suge ut gassene som slippes ut fra vannet. Det er fare for gjentatt "kontaminering" av vann med oksygen på grunn av sug atmosfærisk luft inn i banen foran pumpen. Vakuumavluftere brukes når det er nødvendig å avlufte vann ved temperaturer under 100 (etterfyllingsvann til oppvarmingsnett, vann i den kjemiske behandlingskanalen). Disse inkluderer også avluftingsfester for kondensatorer. Vannavlufting utføres ikke bare i avluftere, men også i kondensatorer dampturbiner. Men på vei fra kondensatoren til kondensatpumpen kan oksygeninnholdet øke på grunn av luftlekkasjer gjennom pumpetetninger og andre lekkasjer.

Atmosfærisk avluftere opererer med et lite overskudd av indre trykk i forhold til atmosfæretrykk (omtrent 0,02 MPa), nødvendig for gravitasjonsevakuering av frigjorte gasser til atmosfæren. Fordelen med atmosfæriske avluftere er minimum tykkelse husvegger (sparer metall).

For tiden brukes atmosfæriske avluftere hovedsakelig til etterfyllingsvann fra fordampere og tilskuddsvann fra varmenettverk.

Høytrykksavluftere brukes til prosessering av tilførselsvann til kraftkjeler med et initialt damptrykk på 10 MPa og over. Bruken av avluftere av DP-type ved termiske kraftverk gir mulighet for mer høy temperatur regenerativ vannoppvarming bør begrenses i den termiske kretsen til et lite antall seriekoblede HPH-er (ikke mer enn tre), noe som bidrar til å øke påliteligheten og redusere kostnadene ved installasjonen og har en gunstig effekt på driften på grunn av en mindre fall i temperaturen på matevannet når HPH er slått av.

I avluftere overopphetet vann Vannet kommer først inn i den forhåndskoblede overflatevarmeren, hvor vannet, gjenstand for påfølgende avlufting, varmes opp til en temperatur 5–10 C høyere enn metningstemperaturen ved trykket i avlufteren. For å unngå at vannet i varmeren koker, må vanntrykket være 0,2–0,3 MPa høyere enn i avlufteren. Når du går inn i avlufteren, synker vanntrykket og vannet koker, og frigjør damp som fyller kolonnen.

Prinsippet om forvarming etterfulgt av koking av vann bidrar til å forbedre kvaliteten på avluftingen. Imidlertid er overopphetede vannavluftere komplekse i design, ikke pålitelige nok, vanskelige å justere, og brukes derfor ikke i vår energisektor.

Prinsippet om foreløpig overoppheting av vann etterfulgt av koking, nyttig for termisk avlufting, implementeres i avluftere bobler type. I dem introduseres damp under vannstanden i akkumulatoren eller i en mellombeholder plassert i kolonnen. På grunn av hydrostatisk trykk har dampen som føres inn i vannlaget et noe økt trykk sammenlignet med trykket i kolonnens damprom. Når den kommer i kontakt med vann dypt i laget, varmer dampen den opp til en temperatur som er høyere enn metningstemperaturen ved overflaten. Når vann beveger seg, båret av dampbobler opp i boblerommet, koker vannet og frigjør intensivt oppløste gasser.

I avluftere blanding type oppvarmingsdamp innføres i nederste del kolonne, fyll den og vann i den øverste del. Vannstrømmen deles i dråper, stråler eller filmer for å øke kontaktflaten med dampen og beveger seg mot den fra topp til bunn. Gasser som frigjøres fra vannet fjernes gjennom en dampledning som er plassert på toppen av kolonnen.

Sammen med gassene fjernes en viss mengde damp, kalt damp, fra avluftingskolonnen. Vanligvis utgjør fordampningen 1–2 kg, og hvis det er en betydelig mengde fritt eller bundet karbondioksid i kildevannet, 2–3 kg per tonn avluftet vann. Fordampning forårsaker ytterligere tap av varme og kjølevæske og bør derfor være minimal.

Tabell 10.1

Det skal ikke være fritt karbondioksid i vannet etter avlufteren, og pH-verdien (ved 25) til fødevannet bør holdes innenfor 9,1 - 0,1.

Avlufter- teknisk innretning, som implementerer prosessen med avlufting av noe væske (vanligvis vann), det vil si dens rensing fra uønskede gassurenheter som er tilstede i den (oksygen og karbondioksid). Når de er oppløst i vann, forårsaker disse gassene korrosjon av tilførselsrør og kjeleoppvarmingsflater, noe som resulterer i utstyrssvikt. Ved dampturbinstasjoner brukes termisk avlufting av vann.

Driftsprinsipp termiske avluftere er basert på at det absolutte trykket over en væske er summen av partialtrykket til gasser og damp.

Hvis du øker partialtrykket til damp slik at mens du fjerner damp (dette er en blanding av gasser som frigjøres fra vann og liten mengde damp som skal evakueres fra avlufteren), og som et resultat oppnår vi det totale partialtrykket av gasser. Så, i henhold til Henrys lov (likevektsmassekonsentrasjonen av gasser i en løsning er proporsjonal med partialtrykket i det gassformige mediet over løsningen), dvs. det er ingen oppløste gasser. En økning i partialtrykket til damp kan på sin side oppnås ved å øke vanntemperaturen til metningstemperaturen ved et gitt trykk ved .

Klassifisering av termiske avluftere.

Tiltenkt bruk: dampkjeler matevannsavluftere; ekstra vann og returkondensat fra eksterne forbrukere; etterfyllingsvann til varmenettet.

Ved å varme opp damptrykk: høyt trykk (0,6-0,8 MPa)( D); atmosfærisk (0,12 MPa)( JA); vakuum (7,5-50 kPa)( Fjernøsten).

I henhold til metoden for oppvarming av avluftet vann: blandetype (med blanding av oppvarmingsdamp med oppvarmet vann); avluftere av overopphetet vann med ekstern forvarming av vann med valgt damp.

Ved design (i henhold til prinsippet om dannelse av interfaseoverflaten): med en kontaktflate dannet i en turbulent modus (slank boble, filmtype med uordnet dyse, jet-skive type); med fast fasekontaktflate (filmtype med bestilt pakning).

Skjematisk diagram avluftingsinstallasjon.

Ris. Atmosfærisk avlufter blandetype: 1 - tank (batteri), 2 - utløp av matevann fra tanken, 3 - vannindikatorglass, 4 - trykkmåler, 5, 6 og 12 - plater, 7 - drenering av vann inn i dreneringstanken, 8 - automatisk regulator tilførsel av kjemisk renset vann, 9 - dampkjøler, 10 - damputslipp til atmosfæren, 11 og 15 - rør, 13 - avluftingskolonne, 14 - dampfordeler, 16 - vanninntak i den hydrauliske tetningen, 17 - hydraulisk tetning, 18 - frigjøring av overflødig vann fra en hydraulisk ventil

Avlufteren består av en tank 1 og en søyle 13, på innsiden av hvilke et antall fordelingsplater 5, 6 og 12 er installert. Matevann (kondensat) fra pumpene kommer inn i den øvre delen av avlufteren på fordelingsplaten 12. gjennom en annen rørledning gjennom regulator 8, tilføres kjemisk renset vann til platen 12 som et additiv; Fra platen blir tilførselsvannet fordelt i separate og jevne strømmer over hele omkretsen av avluftingskolonnen og strømmer sekvensielt ned gjennom en rekke mellomplater 5 og 6 plassert under hverandre med små hull. Damp for oppvarming av vann føres inn i avlufteren gjennom rør 15 og dampfordeler 14 nedenfra vanngardin, dannet når vann strømmer fra plate til plate, og, divergerende i alle retninger, stiger oppover, mot matevannet, og varmer det opp. Ved denne temperaturen frigjøres luft fra vannet og går sammen med resten av den ukondenserte dampen ut gjennom blyrøret 11, plassert i den øvre delen av avluftingshodet, direkte inn i atmosfæren eller dampkjøleren 9. Oksygen- fritt og oppvarmet vann helles i oppsamlingstanken 1, plassert under avluftingskolonnen , hvorfra det brukes til å drive kjeler. For å unngå en betydelig økning i trykket i avlufteren, er to hydrauliske ventiler installert på den, samt en hydraulisk ventil 17 i tilfelle vakuumdannelse i den. Hvis trykket overskrides, kan avlufteren eksplodere, og hvis det er et vakuum, kan atmosfærisk trykk knuse den. Avlufteren er utstyrt med vannindikatorglass 3 med tre kraner - damp, vann og spyling, vannstandsregulator i tanken, trykkregulator og nødvendig måleutstyr. Til pålitelig drift For matepumper monteres avlufteren i en høyde på minst 7 m over pumpen.

Forkjele vannbehandling for damp kjeler inkluderer nødvendigvis et avluftingstrinn. Vannbehandling for varmtvannskjeler og varmenettverk krever også noen ganger fjerning av oksygen og karbondioksid. Det er åpenbart at oppløst oksygen ved oppvarming av vann har en svært negativ effekt på fyrromsutstyr. Avlufting kan utføres ved hjelp av ulike metoder. Det skal bemerkes at selv med avluftingsutstyr kan det være nødvendig å redusere konsentrasjonen av oppløst oksygen og karbondioksid ytterligere ved bruk av spesielle reagenser .

Hvis avluftingen ikke fungerer bra, bruk korrigerende vannbehandlingsteknologier (se her) .

Metoder for avlufting av matevann i kjelerom

• Bruk av reagenser

Komplekse komplekser kan brukes til å binde oksygen i fôr og tilførselsvann. reagenser for vannbehandling, som tillater ikke bare å redusere konsentrasjonen av oksygen og karbondioksid til standardverdier, men å stabilisere pH i vannet og forhindre dannelsen av avleiringer. På denne måten kan den nødvendige kvaliteten oppnås nettverksvann uten bruk av spesielt avluftingsutstyr.

• Kjemisk avlufting

Essensen av kjemisk avlufting er tilsetning av reagenser til fødevannet, som gjør det mulig å binde oppløste etsende gasser i vannet. For varmtvannskjeler anbefaler vi å bruke en kompleks reagens - en korrosjons- og avleiringshemmer Fordel K350B. For å fjerne oppløst oksygen fra vann under vannbehandling for dampkjeler - Amersite 10L, som lar deg jobbe uten avlufting. Hvis den eksisterende avlufteren ikke fungerer som den skal, anbefaler vi å bruke et reagens for å korrigere vannkjemiregimet Boilex E460B.

• Atmosfæriske avluftere med damptilførsel

For å avlufte vann i kjelehus med dampkjeler, brukes hovedsakelig termiske totrinns atmosfæriske avluftere (DSA), som opererer ved et trykk på 0,12 MPa og en temperatur på 104 °C. En slik avlufter består av et avluftingshode med to eller flere perforerte plater, eller andre spesielle anordninger, takket være hvilke kildevannet, som bryter inn i dråper og stråler, faller inn i batteritank, møter damp som beveger seg i motstrøm på sin vei. I kolonnen varmes vann opp og det første stadiet av avluftingen skjer. Slike avluftere krever installasjon av dampkjeler, som kompliserer den termiske kretsen til varmtvannskjelehuset og den kjemiske vannbehandlingskretsen.

• Vakuum avlufting

I fyrrom med varmtvannskjeler Som regel brukes vakuumavluftere som opererer ved vanntemperaturer fra 40 til 90 °C.

Vakuumavluftere har mange betydelige ulemper: stort metallforbruk, et stort antall ekstra hjelpeutstyr (vakuumpumper eller ejektorer, tanker, pumper), behovet for å være plassert i en betydelig høyde for å sikre driften av sminkepumper. Den største ulempen er tilstedeværelsen av en betydelig mengde utstyr og rørledninger som er under vakuum. Som et resultat kommer luft inn i vannet gjennom akseltetningene til pumper og armaturer, lekkasjer i flensforbindelser og sveisede skjøter. I dette tilfellet forsvinner avluftingseffekten helt, og det er til og med mulig å øke oksygenkonsentrasjonen i etterfyllingsvannet sammenlignet med den opprinnelige.

For å oppnå holdbarhet og kvalitet på arbeidet hydraulisk system en avlufter må brukes. Den brukes i alle fyrhus, da den etablerer stabil og riktig arbeid systemer. I vår artikkel vil vi se mer detaljert på hva en avlufter er i et kjelerom.

Hva er en avlufter og hvorfor brukes den i et fyrrom?

Avlufting er prosessen med å rense en væske fra forskjellige urenheter. For eksempel fra karbondioksid og oksygen. For å organisere et vannbehandlingssystem i et kjelerom, må en avlufter brukes. Det bidrar til å forbedre kvaliteten på arbeidet.

Den første metoden er kjemisk avlufting. I dette tilfellet tilsettes reagenser til vannet, som et resultat av at overflødig gass fjernes fra vannet. Den andre metoden kalles termisk avlufting. Vann varmes opp til det koker opp til det er rent for gassformige stoffer, som ble oppløst i den.

Avluftere er delt inn i atmosfærisk og vakuum. De første brukes med vann eller damp. Og vakuum de bruker bare damp.

Avluftere har en felles to-trinns enhet. Dermed kommer vann inn i tanken, hvor det strømmer gjennom membraner og blir deretter renset for urenheter. Kjemikalievannet som er i tanken hindrer dannelsen av ulike naturlige urenheter i kjølevæsken.

Avluftere kommer i lavt og høyt trykk. Siden oksygen og karbondioksid tilhører aggressive gasser, bidrar de til dannelse av korrosjon i rørledninger og sliter dem også ut. For å forhindre at dette skjer, er det nødvendig å forberede det før vann tilføres gjennom rørledninger. Det er nettopp dette avluftingsfiltrene brukes til.

På grunn av gassforurensning av vann oppstår ulike funksjonsfeil i systemet. Noen av dem kan føre til vann- eller gasslekkasjer eller fullstendig skade systemet. Tilstedeværelsen av gassbobler i vann fører til dårlig ytelse av pumper og dyser og svekker funksjonene til det hydrauliske systemet. Å installere en avlufter i et fyrrom vil være billigere enn å reparere systemet ofte.

Avlufting av vann i et dampkjelrom

Avlufting av vann i et dampkjelrom er nødvendig for å beskytte hele dampgeneratorsystemet og rørledningene. Hvis skadelige urenheter er tilstede, vil systemet slites ut og begynne å korrodere.

Gassformige og naturlige urenheter kan forårsake pumpekavitasjon. Og dette kan igjen føre til vannhammer og forstyrre driften av pumpemodusen. I verste fall Hydraulikksystemet kan sprekke eller pumpene kan slutte å fungere helt.

Avlufteren, som brukes til en dampkjele, har form av en tank med spesielle membraner og plater. De er plassert vertikalt på en vanntank. Under lavt trykk strømmer vann fra tilførselsledningen inn i tanken, strømmer deretter gjennom membraner og plater og fjerner dermed urenheter.

Noen ganger brukes sprayavluftere i dampkjelhus. I dem sprøytes vann på en slik måte at urenheter umiddelbart fordamper.

Trykksystem

Høytrykkssystemet brukes til kjeler med høy effekt. De leverer mye damp og sørger også for det nødvendige temperaturregime for sentralisert varmesystem under høyt trykk. For at systemet skal fungere, kreves trykk over 0,6 MPa.

Denne installasjonen er termisk på samme måte som en redusert trykkavlufter. Dette betyr at når temperaturen på vann- og damptilførselen øker, frigjøres systemet for gassformige urenheter.

Vanntetninger er installert i systemet. De senker blodtrykket hvis det stiger.

Redusert trykksystem

For et redusert trykksystem, atmosfærisk og vertikal type, som er utstyrt med en ekstra bobletank. Fordampning skjer gjennom den.

I hovedtanken til systemet blandes den kjemisk tilberedte blandingen med vann, deretter strømmer den gjennom membraner og plater og deretter separeres alle urenheter.

Kjelehus som gir varmt vann krever et vakuum termisk system. Siden vakuumavgassing er best egnet for et slikt fyrrom. Dette systemet brukes til å rense vann i vannvarmekjeler.

Avhengig av nødvendig damptilførselsmodus for dampkjeler, brukes høy- eller lavtrykksavluftere. For mindre kraftige fyrhus som gir lave temperaturforhold, som er egnet for sentralvarme, bruk installasjonen med lavt blodtrykk. Det kan være 0,025-0,2 MPa.

Riktig drift

For høykvalitets kjeledrift og for å forebygge nødsituasjoner Det er nødvendig å bruke avlufteren og hele systemet riktig. For å gjøre dette er det nødvendig å opprettholde vannet i tanken på et visst nivå når trykket synker, sjekk betingelsene for den nødvendige modusen, følg alle bruksregler og kontroller driften av enhetene mer enn en gang per skift.

I kjemisk vann Det er nødvendig å legge til stoffer på riktig måte, samt overvåke nivåene deres. Sjekk kvaliteten på kjemisk vann.

Vanntetninger må bevege seg lett. Hvis trykket øker, må de brukes uten forstyrrelser. Alle enheter må være metrologisk sertifisert og testet. De må forholde seg til forhåndsetablerte tidsplaner. Vannstanden kan overvåkes ved hjelp av et spesielt vannindikatorglass. Ikke glem å overvåke trykkmåleravlesningene.

Alle automatiseringsenheter må fungere som de skal for at avlufteren skal fungere som den skal. Det er nødvendig å kontrollere driften av maskiner og enheter. For å oppnå dette gjennomføres det regelmessige inspeksjoner og kontroller.

Avlufteren fungerer som en beskyttelse for hele kjelesystemet. Derfor er hvert kjelerom utstyrt med en slik installasjon.

Siden kavitasjon fører til svikt i pumpen og hydraulikksystemet, er en avlufter ganske enkelt nødvendig i fyrrommet. Denne enheten renser vannet fullstendig fra alle urenheter. På denne måten fungerer systemet uten skader.

Laboratoriearbeid nr. 4

STUDERE PRINSIPPET FOR DRIFT OG DIAGRAMMER OVER DEARATORS

Mål med arbeidet: å studere driftsprinsippet og diagrammer av avluftere, laboratorieutstyr som tillater avlufting, å studere driftsprosedyren til avlufteren, for å utføre operativ vannrensing.

1. Generell informasjon

Avlufting av tilførselsvann til dampkjel og etterfyllingsvann for varmenett er obligatorisk for alle kjelehus. Avluftere er designet for å fjerne ikke-kondenserbare gasser oppløst i vann fra vann. Tilstedeværelsen av oksygen og karbondioksid i tilførsels- og etterfyllingsvann fører til korrosjon av tilførselsrør, kjelerør, kjeltromler og nettverksrørledninger, noe som kan føre til en alvorlig ulykke. Tilstedeværelsen av jevne inerte gasser som nitrogen er også ekstremt uønsket det forstyrrer varmeoverføringen og reduserer varmeytelsene.

Mengden restinnhold av O 2 og CO 2 i tilførselsvannet til dampkjeler er strengt regulert av reglene til Gosgortekhnadzor. Så for kjeler med ståløkonomiser ved et trykk på opptil 1,4 MPa, bør O 2-innholdet ikke være mer enn 30 μg/kg. Det skal ikke være fritt karbondioksid (CO 2) i fødevannet etter avluftere.

For avlufting av tilførselsvann i fyrrom benyttes jet-blande termiske avluftere. Avhengig av trykket som opprettholdes i avlufteren, skilles høytrykks-, atmosfæriske og vakuumavluftere. I kjeleinstallasjoner med dampkjeler for trykk opp til 4,0 MPa brukes atmosfæriske avluftere.

2. Termisk avlufting av vann

Termisk avlufting av vann. Etsende (O2, CO2, NH3) og andre gasser løses opp i vannet i termiske kraftverk og må fjernes. Gasser fjernes fra vann hovedsakelig ved hjelp av termiske avluftere, avkarboniseringsmidler og kjemiske metoder.

Termisk avlufting (avgassing) av vann er basert på Henry-Dalton-loven, som uttrykkes i forhold til dette tilfellet med følgende ligning, gyldig for likevektsforhold:

m = kppг = kр (p - pп),

hvor t er løseligheten av gasser i vann;

p er det totale trykket av gass og vanndamp i rommet over vannet;

рп, рг - partialtrykk av henholdsvis damp og gass i samme rom;

kp er løselighetskoeffisienten for gass i vann, avhengig av temperatur (jo høyere temperatur, jo lavere er løselighetskoeffisienten).

Hvis vann varmes opp til kokepunktet, blir på den ene side løselighetskoeffisienten for gasser i vann lik null, og på den annen side blir partialtrykket av damp over vannoverflaten lik det totale trykket. av blandingen. Som et resultat av likevekt blir løseligheten av gasser i vann null. Derav konklusjonen: for å fjerne gasser oppløst i det fra vann, er det nok å varme det opp til kokepunktet. Dette er essensen av termisk avgassing.

Ligning (18.2.1) karakteriserer den begrensende likevektstilstanden som systemet vil komme til dersom visse forhold skapes og systemet er utstyrt med tilstrekkelig

tid. La oss kort vurdere disse forholdene.

Av ovenstående følger det at vannet må varmes opp. Vanligvis blir avluftet vann, som renner ned i bekker, dråper og filmer, oppvarmet av damp som strømmer mot det. Deretter den nødvendige mengden varme Q for oppvarming per tidsenhet vann i mengden W fra starttemperaturen t1 til kokepunktet tb (og de tilsvarende entalpiverdiene i1, i")

Hvor F- varmevekslingsoverflate;

tons- gjennomsnittlig vanntemperatur for varmevekslingsforhold;

t- temperatur trykk;

 - varmeoverføringskoeffisient.

Høyre side av ligning (18.2.2) lar oss konkludere med at det er ønskelig å gjøre varmevekslingsoverflaten så stor som mulig. Dette gjør det mulig å fremskynde varmeoverføringsprosessen og redusere dimensjonene til enheten. For å løse disse problemene blir vannstrømmen knust til stråler, dråper eller tynne filmer. For å sikre maksimalt temperaturtrykk skapes en motstrøm av damp og vann. Fragmenteringen av strømmen og spesielt dens drenering av tynne filmer gir turbulisering av strømmen og følgelig en økning i varmeoverføringskoeffisienten.

På samme måte oppnår de en økning i hastigheten på gassdesorpsjon fra vann, siden mengden som fjernes fra det per tidsenhet avhenger av konsentrasjonen av gass i vannet og i rommet over vannet, og derfor, tatt i betraktning . (18.2.1), gasstrykkforskjellen i samsvar med ligningen

m = kdF p = kdF (pr .p - pr), (18.2.3)

hvor pr.p er det såkalte likevektspartialtrykket for gass i vann, tilsvarer det gasskonsentrasjonen i vann under likevektsforhold i samsvar med (18.2.1.);

pr er partialtrykket til gass over vann;

kd er desorpsjonskoeffisienten, avhengig av turbulensen i vannstrømmen, viskositet, overflatespenning, gassdiffusjonshastighet i vann, og derfor av temperatur.

For å oppnå et minimum partialgasstrykk i rommet over vannet, fjernes gasser (med innblanding av damper) kontinuerlig fra avlufterens arbeidsrom gjennom en spesiell beslag for fjerning av avluftingsdamp. Hvis avlufteren er vakuum (dvs. trykket i den er mindre enn atmosfærisk), suges luften ut ved hjelp av dampstråle- eller vannstråleejektorer.

Eksempler på utformingen av avluftere er vist i fig. 12.2.3, 12.2.4. I det første av disse tilfellene implementeres filmprinsippet for å knuse vannstrømmen, i det andre implementeres jetprinsippet. I fig. 12.2.4 brukes bobling som andre trinn av avgassing, dvs. at dampbobler føres gjennom et lag med vann. Sparging brukes for mer fullstendig avgassing av vann, spesielt for mer fullstendig fjerning av karbondioksid.

Ved industrielle termiske kraftverk mates avluftere oftest med damp fra et industristyrt turbinuttak, og ved kondenskraftverk - fra uregulerte turbinuttak (fig. 18.2.5). Ved avgassing av matevann ved et termisk kraftverk utfører avlufteren samtidig funksjonen til en varmeovn for neste oppvarmingstrinn i regenereringssystemet.

Avluftere av typen vist i fig. 12.2.4 kalles avluftere av "overopphetet" vann. Avluftere krever ikke oppvarmingsdamp for å bli tilført dem som et resultat

strupe det oppvarmede vannet til et trykk der metningstemperaturen er lavere enn temperaturen på vannet som kommer inn i avlufteren. Dette vannet viser seg å være foreløpig overopphetet over temperaturen i avlufteren, som det avkjøles til som et resultat av struping og delvis transformasjon til damp.

I kondensatorene til dampturbiner skjer en ganske fullstendig fjerning av gasser fra hovedkondensatet, det vil si at kondensatoren samtidig fungerer som en avlufter.

Ris. 18.2.5. Ordninger for å slå på matevannsavluftere.

a-som et uavhengig stadium av regenerativ vannoppvarming; b- som en forvarmer i et gitt oppvarmingstrinn; c - til regulert utvalg ved termiske kraftverk; /-.dampgenerator; 2 - turbin; 3-kondensator; 4 - kondensatpumpe; 5 - lavtrykksvarmer - 6 - avlufter; 7 - matepumpe; 8 - høytrykksvarmer - 9 - trykkregulator.

Men på grunn av luftsuging gjennom tetningene til kondensatpumper og andre lekkasjer inn vakuumsystem turbiner, er kondensatet igjen forurenset med gasser. Disse gassene fjernes deretter i atmosfæriske avluftere (med et trykk litt høyere enn atmosfærisk) eller i høytrykksavluftere (med et trykk flere ganger høyere enn atmosfærisk).

Den atmosfæriske avlufteren består av en sylindrisk avluftingskolonne og en matevannstank. Strømmer av avluftet vann kommer inn i en vannfordeler, hvorfra kolonner strømmer jevnt langs det ringformede tverrsnittet på perforerte brett. Når vannet passerer gjennom åpningene på bakeplatene, brytes vannet i små bekker og faller ned. Damp tilføres til den nedre delen av avluftingskolonnen for å varme opp det avluftede vannet til kokepunktet. Ved en vanntemperatur lik kokepunktet er løseligheten av gasser i vann null, noe som bestemmer fjerning av oksygen og karbondioksid fra vann. Det frigjorte oksygenet og karbondioksidet med en liten mengde damp fjernes gjennom et avløpsrør på toppen av avluftingskolonnen. For at avluftingskolonnen skal fungere effektivt, er det nødvendig at gassene som frigjøres fra vannet fjernes fra kolonnen raskt nok, noe som sikres ved fordampning. Mengden damp antas å være 2 kg per 1 tonn avluftet vann.

Avluftingskolonner er ikke konstruert for å varme opp vann med mer enn 10-40 o C. Den optimale driftsmodusen til en avluftingskolonne, dvs. beste fjerning gasser fra matevann oppstår når gjennomsnittstemperaturen på alle vannstrømmene som kommer inn i kolonnen er 10-15 o C under kokepunktet ved trykket som opprettholdes i avlufteren. For fullstendig avlufting av matevann er oppvarming til koketemperatur en helt nødvendig betingelse. Underoppvarming av vann selv med noen få grader fører til en kraftig økning i det gjenværende oksygeninnholdet i det. Derfor må avluftere utstyres med automatiske regulatorer som opprettholder konsistens mellom strømmen av damp og vann inn i kolonnen.

Avluftingsordninger

a – atmosfærisk; b - bobler; 1 - tank; 2 - matevannsutløp;

3 - vannindikatorglass; 4 - sikkerhetsventil; 5 - tallerkener; 6 - tilførsel av kjemisk renset vann; 7 – meldingsrør; 8 - kondensatinnløp; 9 - avlufter kolonne; 10 - dampinntak; 11 - hydraulisk ventil; 12 - brett; 13 - rist; 14 – skillevegg med persienner.

Antallet og produktiviteten til installerte matevannsavluftere velges basert på beregningen av den fullstendige dekningen av matvannsforbruket til kjelene, tatt i betraktning deres rensing og matvannsforbruket for injeksjon i ROU under maksimale vinterforhold. Minst to avluftere må installeres. Reserveavluftere er ikke installert. Den nyttige totale kapasiteten til fødevannstankene bør gi en tilførsel på minst 15 minutter under maksimale vinterforhold. Den nyttige kapasiteten til tankene antas å være lik 85 % av deres geometriske kapasitet.

Etterfyllingsvann skal også avluftes i alle tilfeller. Oksygeninnholdet i etterfyllingsvannet bør ikke være mer enn 50 μg/kg, og fritt karbondioksid bør være helt fraværende. I varmeforsyningssystemer med direkte vannforsyning må kvaliteten på etterfyllingsvannet i tillegg tilfredsstille GOST 2874-82 "Drikkevann".

Avlufting av etterfyllingsvann utføres enten i termisk blandende atmosfæriske avluftere eller i vakuumavluftere.

Avluftere skal installeres på steder med en høyde høyere enn høyden til matepumpene. Størrelsen på dette overskuddet bestemmes av summen av det nødvendige vanntrykket ved inngangen til pumpen, satt av pumpeprodusenten, og det nødvendige hydrostatiske trykket for å overvinne motstanden til rørledningene fra avlufteren til pumpen. For kjeler med trykk på ~4,0 og 1,4 MPa (40 og 14 kgf/cm2), er høyden på avluftingsplattformen henholdsvis 10 og 6 m.

I sentrale kjeleinstallasjoner som opererer på store varmeforsyningssystemer med åpen vannforsyning, som krever avlufting av etterfyllingsvann i mengder målt i hundrevis av tonn, er det å foretrekke å installere vakuumavluftere. En etterfyllingsinstallasjon med atmosfæriske avluftere ved høye strømningshastigheter av etterfyllingsvann, på grunn av den begrensede enhetskapasiteten til atmosfæriske avluftere (maksimalt 300 t/t) og behovet for å installere etterfyllingsvannkjølere bak dem (opptil 70 stk. o C), viser seg å være svært tungvint og dyrt. I tillegg har sminkeinstallasjoner med atmosfæriske avluftere en annen betydelig ulempe: For å bevare oppvarmingsdampkondensatet, må kjemisk renset vann som tilføres avlufterne forvarmes til 90 o C.

Den varmes opp i vann-vann varmevekslere-kjølere med avluftet etterfyllingsvann og i damp-vannvarmere. Disse varmeovnene, så vel som rørledningene bak dem, er utsatt for intens korrosjonsødeleggelse og gir ikke den nødvendige varigheten av driften av oppvarmingsnettverket.

Avlufting av sminkevann under vakuum lar deg bli kvitt de ovennevnte ulempene ved sminkeinstallasjonen. Industrien produserer vakuumavluftere med en enhetskapasitet på opptil 2000 t/t, temperaturen på påfyllingsvannet som produseres av avlufteren er 40 o C, og installasjon av spesielle kjølere er ikke nødvendig. Med et vakuum i avlufteren på ~0,0075 MPa (0,075 kgf/cm2) ved en avluftingstemperatur på 40 o C, er det ikke nødvendig med forvarming av kjemisk renset vann som tilføres avlufteren selve apparatet ved 15-25 o C.

Når den brukes til avlufting av etterfyllingsvann i små vakuumavluftere som opererer under vakuum - trykk ~0,03 MPa (0,3 kgf/cm2), skapt av vannjet-ejektorer eller væskeringpumper, skjer avluftingsprosessen ved en temperatur på 70°C . I dette tilfellet må det kjemisk rensede vannet som tilføres avlufterne kun forvarmes til 50°C.

I dampindustrivarmekjelhus med lukkede varmeforsyningssystemer, der strømmen av etterfyllingsvann kun bestemmes av lekkasjer fra varmenettet, er det tillatt å fylle opp varmenettet med vann fra matevannsavluftere. Tekniske egenskaper for avluftere er gitt i tabell 10.1 og 10.2 (se vedlegg).

3. Dampkjølere, avluftere

Fjerning av frigjort oksygen og karbondioksid fra avluftingskolonnen utføres gjennom et avløpsrør i lokket til avluftingskolonnen. Sammen med oksygen og karbondioksid forlater en viss mengde damp kolonnen og fører med seg varme, som går tapt når dampen slippes ut i atmosfæren. For å bruke varmen fra dampen, er avluftere utstyrt med spesielle overflatevarmevekslere-kjølere av dampen, der dampen kondenseres med kjemisk renset vann som tilføres avlufteren.

4. Fôrpumper

Fôringsanordninger er kritiske elementer i kjeleinstallasjonen, og sikrer sikkerheten ved driften. Gosgortekhnadzor-reglene stiller en rekke krav til fôringsinstallasjoner.

Fôringsanordninger skal gi nødvendig strøm av matevann, ved et trykk som tilsvarer full åpning av driftssikkerhetsventilene installert på dampkjelen. Den totale produktiviteten til hovedpumpene må være minst 110 % for alle fungerende kjeler ved deres nominelle dampeffekt, tatt i betraktning kostnadene ved kontinuerlig utblåsning, desuperheaters, reduksjon-kjøling og kjøleenheter. Den totale produktiviteten til reservematepumpene skal gi 50 % av normal produktivitet for alle kjeler i drift, tatt i betraktning utblåsning, vannforbruk for reduksjonskjøle- og kjøleenheter. Når du velger en pumpe, bør du tilstrebe å sikre at pumpebelastningen under driftsforhold er nær den nominelle. Når du installerer flere sentrifugalpumper For parallell drift er det nødvendig å installere pumper med samme egenskaper. Belastningen av pumper med forskjellige egenskaper i prosessen med å regulere produktiviteten endres ujevnt, og pumpene gir kanskje ikke den nødvendige vannforsyningen i andre moduser enn den nominelle (som de er valgt for), eller de vil fungere uøkonomisk.

Designtrykket til matepumpen Pnas, Pa, bestemmes fra følgende uttrykk:

Pnas = Pk (1 + P) + Rek + Rp.v.d +
,

hvor Rk – overtrykk i kjele trommelen;

р – trykkmargin for åpning av sikkerhetsventiler, tatt lik 5 %;

Рк – motstanden til kjelevannsøkonomisatoren;

Rp.v.d - motstand av høytrykks regenerative varmeovner;

Rnag tr - motstand av forsyningsrørledninger fra pumpen til kjelen, tatt i betraktning motstanden til automatiske kjeleforsyningsregulatorer;

Rvsos tr – motstand av sugerørledninger;

Рс.в – trykk skapt av en vannsøyle som er lik avstanden mellom aksen til kjeletrommelen og avlufterens akse;

Pdr – trykk i avlufteren.

Ved beregning av motstand tas vanntettheten basert på gjennomsnittstemperaturen i utslippsbanen, inkludert vannøkonomisatoren.

Trykket bestemt ved beregning i utløpsrøret til fôrpumpene bør økes med 5-10 % for å gi en margin for en uforutsett økning i motstanden i fôrkanalen. En tilbakeslagsventil må monteres på trykkrøret til sentrifugalpumpen for mate.

Drift av matepumper med kapasitet under 10-15 % av nominell strømningshastighet er ikke tillatt, da dette fører til «damping» av pumpene. For å beskytte mot en reduksjon i matevannstrømmen utover den tillatte grensen, er pumpene utstyrt med spesielle avlastningsventiler og resirkulasjonsledninger som kobler dem til avluftere der vann slippes ut. Resirkulasjonsledninger slås på når pumper starter og stopper. Stengeventiler på disse linjene har manuell kontroll. Tilbakeslagsventiler installert bak pumpene har koblinger for tilkobling av resirkulasjonsledninger.

Utvalget av matepumper for kjeler som brukes i fyrrom er gitt i tabell 10.5. Både sentrifugalfødepumper og damppumper må installeres ved 0,0-merket under avlufterne eller i kort avstand fra dem slik at motstanden til sugerørledningene er så lav som mulig, i henhold til prosessdesignstandarder - ikke mer enn 10 000 Pa ( 1000 mm vannsøyle).