Виды деаэраторов

Термические деаэраторы паротурбинных установок электростанций 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:

1) 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).

По способу увеличения поверхности контакта воды с греющим паром деаэраторы делятся на капельные, струйные, пленочные, с насадками, барботажные и комбинированные.
В капельных деаэраторах вода подается в деаэратор в виде капель при помощи форсунок или сопел. Распыление воды на капли обеспечивает высокую эффективность деаэрации воды, однако из-за засорений сопл капельные деаэраторы недостаточно надежны в эксплуатации. Кроме того, применение сопл и форсунок требует значительного расхода электроэнергии на распыление.
В струйных деаэраторах вода, подаваемая в верхнюю часть колонки деаэратора, поступает в водораспределительное устройство, под которым установлено несколько дырчатых тарелок (сит или противней). Сливаясь струями из распределителя и тарелок, вода образует дождевую занесу, которая пересекается потоком греющего пара, подаваемого в нижнюю часть колонки.
В пленочных деаэраторах вода подается через сопло и, ударяясь о розетку, разбрызгивается на расположенные под ней вертикальные (концентрические пли прямоугольные) листы. Тонкие пленки деаэрируемой воды стекают вниз по листам, а греющий пар проходит между листами снизу вверх.
В деаэраторах с насадками вода, подаваемая в верхнюю часть колонки деаэратора, разделяется на отдельные струи, которые стекают на насадку, заполняющую деаэрационную колонку. Назначение насадки — дробление потока на тончайшие струйки и пленки. Греющий пар подается между элементами насадки снизу вверх навстречу воде. В качестве насадки используют деревянные решетки, кольца Рашига, металлические  керамические кольца, элементы специальной формы. Кольца  элементы в определенном порядке или беспорядочно размещаются на поддерживающей их сетке. В результате этого происходит эффективное взаимодействие воды с греющим паром.
В барботажных деаэраторах контакт пара и воды осуществляется благодаря пропуску пара через слой жидкости. Барботаж обеспечивает в несколько раз (от 3 до 10) большую поверхность контакта воды и пара, чем при дроблении воды на струи. Однако использование барботажных деаэраторов затрудняется тем, что тепла пара, поступающего на барботаж, обычно недостаточно для подогрева воды до температуры насыщения.
Как правило, барботаж применяют в качестве второй ступени деаэрации в сочетании со струйным или насадочным методом распределения воды. Такие деаэраторы называются двухступенчатыми. В струйно-барботажных деаэраторах нагрев воды до температуры насыщения и первоначальное газоудаление происходят в малогабаритных струйных колонках, а окончательная деаэрация осуществляется при обработке воды паром в барботажном устройстве, размещенном в баке-аккумуляторе.
В комбинированных деаэраторах сочетается несколько способов разделения воды на струи и капли.

По давлению в деаэраторе, при котором происходит процесс деаэрации, термические деаэраторы разделяют на вакуумные, атмосферные, среднего и повышенного давления. В вакуумных деаэраторах удаление газов протекает при давлении ниже атмосферного (<1 кгс/см2). Атмосферные деаэраторы работают при давлении в колонке деаэратора 1,05—1,5 кгс/см2, среднего давления — 3,5 кгс/см2, повышенного давления — до 7 кгс/см2.
В вакуумных деаэраторах вакуум в колонке создается водяными или паровыми эжекторами. Температура воды, при которой идет деаэрация, определяется вакуумом в колонке и колеблется в пределах 25—70° С. Основными достоинствами вакуумных деаэраторов являются простота конструкции и то, что они не нуждаются в специальном источнике греющего пара при наличии потоков конденсата с температурой 70—80° С.
Естественными вакуумными деаэраторами являются конденсаторы турбин, в которых поддерживается глубокий вакуум и образующийся конденсат находится в контакте с поступающим паром. Однако для электростанций высокого давления удаление газов из питательной воды в конденсаторах является недостаточным, так как вследствие «переохлаждения» конденсата содержание в нем кислорода превышает допускаемые концентрации. Для достижения более полного газоудаления конденсатосборники конденсаторов оборудуют барботажным деаэрирующим устройством.
Вакуумные деаэраторы применяют на ТЭС для деаэрации подпиточной воды тепловых сетей.
Атмосферные деаэраторы проще вакуумных, работают при низком давлении греющего пара и удобны в эксплуатации. При давлении в колонке деаэратора, близком к атмосферному, в него можно подавать потоки воды любой температуры и давления. Однако атмосферные деаэраторы требуют поддержания в колонке постоянного избыточного давления. При значительных колебаниях нагрузки деаэратора давление в нем может стать ниже допустимого (вплоть до образования вакуума), что повлечет за собой увеличение содержания кислорода и свободной углекислоты в деаэри­рованной воде.
Атмосферные деаэраторы применяют, как правило, на небольших станциях с парогенераторами давлением до 40 кгс/см2 и на станциях высокого давления для предварительной деаэрации химически очищенной воды.
Деаэраторы среднего и повышенного давления менее чувствительны к колебаниям нагрузки. Процесс деаэрации в таких деаэраторах протекает при более высокой, чем в атмосферных деаэраторах, температуре, что ведет к улучшению качества деаэрации питательной воды и более полному разложению бикарбонатов. Однако наличие в колонке повышенного давления усложняет конструкцию деаэраторов и делает невозможным введение в нее потоков конденсата с более низким давлением, а также требует более внимательного обслуживания. Деаэраторы повышенного дав­ления широко применяют на ТЭС с давлением пара выше 40 кгс/см2.
При небольшой добавке химически очищенной воды, что характерно для конденсационных электростанций, вода вначале направляется в конденсатор турбины, откуда конденсатными насосами через регенеративные подогреватели низкого давления в смеси с конденсатом подается в деаэратор повышенного давления. Расход воды в конденсаторе может достигать 30% от количества поступающего пара. Защита от коррозии трубок конденсатора и трубопроводов химически очищенной воды обеспечивается ее предвари­тельной деаэрацией в вакуумном или атмосферном деаэраторе.
При больших добавках химически очищенной воды, что характерно для ТЭЦ, применяется двухступенчатая деаэрация. В этом случае химически очищенная вода и низкотемпературные конденсаты предварительно дегазируются в атмосферном деаэраторе (I ступень дегазации). Окончательная дегазация осуществляется в деаэраторе повышенного давления (II ступень дегазации), куда подаются также конденсат турбины, прошедший через систему регенеративного подогрева низкого давления, и дренажи подогревателей высокого давления.
Наиболее экономичной для ТЭЦ является схема дегазации, по которой часть добавки химически очищенной воды подается в конденсатор, а остальное количество — в деаэратор атмосферного давления. В него же направляются конденсаты с производства и из сетевых подогревателей. Деаэрированная в атмосферном деаэраторе вода смешивается с основным конденсатом перед вторым подогревателем низкого давления и подается в деаэратор повышенного давления. Для химического связывания остающихся в питательной воде после деаэраторов микроконцентраций кислорода предусматривают ввод на всас питательных насосов гидразина (III ступень дегазации).

Next ArticleПринцип действия деаэратора