Деаэратор в котельной что это такое. Деаэратор в котельной что это такое.

Деаэратор — это устройство, которое позволяет удалять из воды растворенный кислород, а также углекислый газ. Эти элементы активно участвуют в реакциях коррозии, которые происходят на стальных поверхностях.

Деаэратор в котельной: для чего нужен и как утеплить

Растворенные в воде кислород и углекислый газ вызывают коррозию металлических поверхностей. Осушитель — обязательный элемент современной котельной — представляет собой устройство, позволяющее удалить из воды эти «агрессивные» элементы.

Устройства предназначены для снижения концентрации газов в подпиточной воде, тем самым увеличивая срок службы и эффективность работы тепловых сетей.

Что такое деаэратор в котельной

Термин «дегазация» относится к процессу очистки жидкости от вредных газообразных примесей. Наиболее распространенными газами, удаляемыми из воды в котельной системе, являются углекислый газ и кислород, которые вызывают ржавление. Углекислый газ действует как катализатор, усиливая и без того негативное воздействие кислорода. Сам углекислый газ также может влиять на технические характеристики и работу двигателя.

Другими «нежелательными» веществами являются азот и аммиак.

Деаэратор в котельной установке является неотъемлемой частью эффективной системы водоподготовки. Устройство может значительно улучшить качество очистки, защитить теплоноситель, продлить срок службы котельного оборудования и повысить эффективность работы установки.

Существует два типа испарения:

Избыток агрессивных газов, вызывающих разрушительное окисление металлических трубопроводов, компонентов котельного оборудования и коррозию, удаляется с помощью активных реагентов, добавляемых в воду. Наиболее часто используемыми реагентами являются комплексные препараты — ингибиторы коррозии и соли.

Метод основан на достижении температуры кипения жидкости. В процессе нагрева высокое давление стимулирует активное удаление растворенных в воде газообразных веществ.

При использовании метода термической очистки следует учитывать, что если жидкость в системе не нагрета до температуры не менее 1-1,5 ⁰C и не достигла полной температуры кипения, оставшиеся газы будут просто размножаться.

Если термической деаэрации недостаточно для превращения подпиточной воды в безопасный теплоноситель, используются дополнительные химические реагенты. Комплексный подход обеспечивает снижение концентрации растворенных газов до максимально допустимых значений.

Стоит отметить, что существует отдельная группа установок, основанных на процессе дробеструйной обработки стали. Данный тип установок предназначен для небольших тепловых станций производительностью менее 2 т/ч.

В результате химической реакции металлические детали окисляются и поглощают свободный кислород, содержащийся в воде.

Задача любого опреснителя — произвести необходимое количество очищенной воды для обеспечения безопасной работы трубопроводов и нагревательного оборудования теплоцентрали.

Важность опреснения трудно переоценить. Коррозия изнашивает оборудование и значительно сокращает срок его службы. Наличие пузырьков газа в жидкости может привести к серьезным повреждениям оборудования, вызвать утечку воды или газа или привести к разрушению всей конструкции. Наличие газовых пузырьков является распространенной причиной выхода из строя насосов и форсунок и снижения гидравлических характеристик.

Принцип работы оборудования

Независимо от технических особенностей, принцип работы всех деаэраторов практически одинаков — все модели имеют двухступенчатую конструкцию.

Основные компоненты устройства:

• деаэраторный бак;
• предохранительный клапан (гидрозатвор);
• охладитель выпара;
• колонка;
• регуляторы перелива;
• защитные устройства;
• запорная и регулирующая арматура;
• приборы КИПиА.

Процесс удаления растворенных газов из воды происходит в несколько последовательных этапов. На первом этапе исходная вода нагревается до температуры кипения, а на втором этапе происходит собственно дегазация.

Принцип работы деаэратора очень прост. Исходная вода поступает в специальный дегазационный резервуар, где она проходит через мембраны и пластины и постепенно очищается от всех нежелательных газов и агрессивных соединений. В процессе обработки кислород и углекислый газ преобразуются в пары, которые удаляются из системы.

На заключительном этапе процесса осушения очищенная вода с помощью насоса пополнения подается в накопительный бак, откуда поступает в систему.

Виды деаэраторов

Специалисты используют различные основания для классификации осушителей. Каждый тип имеет свои функциональные характеристики и свои требования к организации рабочего процесса.

Классификация основана на типе конструкции:

Основным элементом установки является вертикальный колонный осушитель, установленный в горизонтальном резервуаре с питательной водой. Питательная вода поступает в верхнюю часть колонны и постепенно стекает вниз, где встречается с паром низкого давления.

Специальные диски и мембраны предназначены для увеличения поля контакта между водой и паром и улучшения перемешивания сред.

Когда вода закипает, газ, растворенный в жидкости, поднимается наверх и выходит через клапан в верхней части аппарата.

Деаэрированная жидкость поступает в горизонтальный резервуар, где подвергается дальнейшей обработке небольшим количеством Дам pf

В системе этого типа вода поступает в горизонтальный резервуар через форсунку, куда пар вводится через специальные гребенки в нижней части системы.

Вода поступает в зону обработки, предварительно нагретая до температуры кипения. Под действием пара удаляются газообразные примеси, которые выводятся через систему аэрации.

В зависимости от давления греющего пара установки делятся на различные секции:

Установки очищают газообразные примеси из воды для паровых котлов низкого и среднего давления (0,11-0,12 МПа) и из подпиточной воды для тепловых сетей, которые могут работать как на жидкости, так и на паре.

Применяется для очистки воды, подаваемой в водогрейные котлы, а также устанавливается в линии подпиточной воды систем отопления. Дегазация в системах, которые могут работать только с паром, осуществляется под вакуумом при давлении ниже атмосферного (7,5-50 кПа).

Кроме того, дегазаторы могут быть подняты и разгерметизированы.

Установки первого типа используются в основном потоке конденсата для систем большой производительности, высокого и сверхкритического давления (0,6-0,8 МПа).

Системы низкого давления могут быть только термическими — очистка воды от примесей происходит в них путем искусственного повышения температуры. Такие системы можно использовать в котельных любого типа.

В зависимости от типа контакта воды с паром существуют деаэраторы:

Что это такое?

При деаэрации вода освобождается от всевозможных добавок и примесей. В котлах чаще всего из воды удаляются кислород и углекислый газ. Для организации эффективной системы водоподготовки в котельной системе устанавливается специальное устройство — деаэратор, который способствует значительному повышению качества процесса очистки.

Существует несколько основных методов осушения. Самым распространенным является химическая обработка — в этом случае в жидкость добавляются специальные реагенты, которые удаляют все ненужные газы.

Второй метод — термическая обработка. Вода нагревается до температуры кипения, пока все растворенные в ней газообразные компоненты полностью не испарятся.

Независимо от принципа работы, все модели характеризуются единой двухступенчатой конструкцией. Это означает, что вода сначала попадает в бак, где она проходит через мембраны и затем освобождается от примесей.

Важность дегазации невозможно переоценить — и кислород, и углекислый газ являются коррозионно-активными веществами, вызывающими ржавчину в трубопроводах. Коррозия изнашивает оборудование и значительно сокращает срок его службы. Наличие пузырьков газа может привести к серьезным повреждениям вашей системы, утечкам воды или выходу из строя всей системы. Наличие газовых пузырьков часто приводит к плохой работе насоса, ограничению работы форсунок и снижению гидравлической мощности.

Чтобы избежать этих негативных последствий, необходимо кондиционировать воду перед ее транспортировкой по трубопроводам — для этого и предназначены дегазационные фильтры. Установка дегазационных фильтров в каждой котельной гораздо экономичнее для владельца, чем замена всей системы в случае поломки.

Принцип работы

Все газы и пары попадают в воду из окружающего воздуха или путем ионного обмена. Кислород оказывает самое неблагоприятное воздействие и вызывает ржавчину. В этом случае углекислый газ выступает в роли катализатора, который усиливает и без того негативное воздействие кислорода. Но и сам углекислый газ может оказывать негативное влияние на работу машины.

В прошлом в основном использовалось химическое удаление воды. Оно заключалось в добавлении специальных веществ для улавливания растворенных в воде газообразных веществ. Обычно для этого использовались сложные продукты, такие как ингибиторы коррозии и соли.

Для удаления кислорода, присутствующего в воде, могли использоваться составы, разработанные для обработки воды паровых котлов.

В настоящее время на первый план выходит термическое опреснение. Его механизм прост: при нагревании жидкости высокое давление способствует выходу растворенных газов. Когда вода нагревается до температуры кипения, концентрация газовых смесей снижается до минимума. Следовательно, жидкость полностью освобождается от них. Однако если вода в системе не достигает точки кипения первой, остатки газа в системе увеличиваются. В промышленности даже существуют нормы, которые строго регламентируют физико-химическое состояние влаги в таких котлах. Если жидкость не подогрета предварительно хотя бы на 1-1,5 градуса, она не соответствует этим стандартам.

Часто даже воздействия высоких температур недостаточно для удаления остаточных газов из жидкости. При работе котельной установки необходимо полностью освободить воду, поэтому в нее необходимо подавать мощную струю пара, причем гораздо большего объема, чем требуется для доведения жидкости до температуры кипения. Если расход пара в очищенной воде принимается равным 15-20 кг/т, то типичное испарение составляет 2-3 кг/т. Уменьшение этого объема может привести к серьезному ухудшению качества воды в котельной. Кроме того, котел должен быть достаточно большим для деаэрации, так как вода должна стоять в котле не менее получаса. Этого времени достаточно для удаления избыточных газов и очистки воды от следов разложения карбонатов.

Виды

Двухступенчатый атмосферный деаэратор обычно используется для обработки жидкости на заводах с паровыми баками. Он включается путем нагрева до 105 °C и давления 0,13 МПа. Конструкция состоит из головки деаэратора с двумя или более перфорированными пластинами и некоторых принадлежностей.

На выходе перекачиваемая вода разбивается на струи и капли, после чего попадает в сборный бак и встречает на своем пути горячий пар, который движется в обратном направлении. В колонне вода нагревается, после чего начинается первый этап опреснения, т.е. очистки. Такие конструкции требуют установки паровых котлов, что значительно усложняет технологическую цепочку монтажа котельной.

В котельной с баками для хранения горячей воды чаще всего используются вакуумные модели, которые работают при температуре от 45 до 90 градусов. Эти модели имеют ряд недостатков:

• повышенная металлоемкость;
• необходимость использования вспомогательных приспособлений — насосы, а также эжекторы и вакуумные насосы;
• требование монтажа на существенной высоте для поддержания функциональности подпиточных насосов.

Основным недостатком считается наличие большого количества приборов, а также трубопроводов в разведенном состоянии. В результате воздух может попасть в воду через уплотнения вала насоса, неплотные сварные швы и фланцевые соединения. Это сводит на нет весь эффект от вытяжки и дополнительно приводит к увеличению концентрации кислорода в подпиточной воде по сравнению с исходным значением.

Этот ряд недостатков привел к тому, что атмосферные деаэраторы, в которых не добавляется пар, стали наиболее популярными в последние годы. В этом случае влага, проходящая через структуру катиона натрия, нагревается до температуры от 105 до 110 градусов Цельсия.

Нагреваясь, он поступает в головку атмосферного деаэратора и, благодаря снижению давления, капли вскипают внутри. В процессе кипения из влаги вместе с перегретым паром удаляются все агрессивные газы, и этот процесс происходит гораздо активнее, чем в вакуумных системах подачи пара.

Этот метод работы полностью устраняет недостатки вакуумной паровой экстракции. К преимуществам относятся практичность, простота и надежность, поэтому система надежно работает во всех типах водогрейных котлов.

Где применяют деаэрацию

Водоотбор обязателен в паровых котельных, снабжающих системы отопления, на некоторых предприятиях электротехнической и других отраслей промышленности, на атомных электростанциях и тепловых электростанциях — атомных и тепловых.

Какие жидкости удаляются?

• Питательная вода. Именно она является исходным материалом и специальным насосом подаётся в паровые котлы для дальнейшего получения пара. Деаэрация питательной воды – неотъемлемая часть работы оборудования в паровых котельных, электростанциях.
• Подпиточная, она же добавочная вода. Она применяется для подпитки, то есть для поддержания необходимого количества теплоносителя, для восполнения потерь, возникающих из-за водных утечек в сетях и различных теплопотребляющих установках, из-за продувок паровых котлов.
• Резервная вода. Это запас жидкости, хранящийся в специальных баках и необходимый для поддержания работоспособности устройств.
• Обратный конденсат, который поступает от внешних потребителей пара. В процессе работы оборудования пар конденсируется. И этот конденсат сначала подвергается очистке, а потом добавляется в питательную воду.
• Жидкие топлива. Они также не должны содержать никаких пузырьков газов.

Какой бывает деаэрация

Существует несколько способов деаэрации воды. К ним относятся: Деаэрация осуществляется несколькими способами:

• Термическая деаэрация питательной воды или иных жидкостей. В её основе – нагрев, который запускает процесс выделения газов. Такой способ самый распространённый и обладают множеством преимуществ. Деаэраторы термического типа имеют относительно простую конструкцию, недорого стоят, подходят для большинства котлов отопительных систем и установок электросетей.
• Химическая. Такая деаэрация не требует нагрева, превращения воды в пар, а также поддержания необходимого давления в деаэраторе. Установки химического типа работают с помощью реагентов, добавляемых в определённых концентрациях. Такие ингибиторы связывают молекулы содержащихся в воде газов, тем самым нейтрализуя их коррозионное действие. Некоторые реагенты также умягчают воду, снижают её жёсткость и защищают трубопроводы и насосы от накипи. В качестве химикатов обычно используют сульфит либо таннат натрия, гидразин. Для деаэрации химическим способом не нужно поддерживать постоянные дополнительные условия типа высокой температуры и давления. Но есть у такой технологии и недостатки. Во-первых, требуются точные расчёты концентрации ингибиторов. Во-вторых, многие реагенты имеют высокую цену. В-третьих, некоторые химические вещества нужно утилизировать особым образом. Есть среди них и вредные для окружающей среды.
• Обескислороживание воды с помощью сталестружечных деаэрационных фильтров. Такой вариант подходит для небольших объёмов – не более 2 тысяч литров в час. Металлическая стружка в процессе запускаемого окисления поглощает частицы кислорода.
• Ультразвуковая. На насыщенную газами воду воздействуют ультразвуковые волны. Газовые молекулы слипаются, образуя более крупные элементы, которые благодаря собственному объёму выходят на поверхность и улетучиваются. Такие установки работают с тёплой или горячей жидкостью, нагрев которой осуществляется в диапазоне 30-80 градусов, то есть без кипения. Конструкция ультразвукового деаэратора состоит из генератора, вырабатывающего ультразвук, наполненного водой бака, а также блока контроллера, который регулирует функционирование всей установки. Размеры системы небольшие, производительность средняя, вред для экологии минимален. Главный минус – значительная стоимость технологии.
• Мембранная с использованием азота. При таком способе в станции аэрации устанавливают специальные мембраны. На них направляется поток воды, а также поступает азот. Этот газ соединяется с растворённым в жидкости кислородом. Далее насос создаёт вакуумное давление, благодаря которому газовая смесь устремляется вверх и выделяется с поверхности. Мембранно-азотные установки небольшие. Вода в них имеет температуру не выше 20℃, так что необходимости нагрева нет. Габариты систем небольшие. Но мембраны деаэраторов служат недолго, и их периодические замены требуют больших затрат. Также необходимо регулярно покупать азот.

Все перечисленные способы деаэрации воды, кроме первого, редко используются в промышленных целях из-за низкой эффективности, высокой стоимости обслуживания оборудования, дополнительных неизбежных затрат и отсутствия возможности эффективного использования.

Что такое деаэратор, как он работает

Осушитель — это специальное техническое устройство, используемое для удаления газов из воды или других жидкостей. Он является частью оборудования паровых котлов, некоторых промышленных предприятий или электростанций. Часто осушитель также служит в качестве накопительного бака, в котором содержится количество питательной воды, необходимое для бесперебойной работы системы отопления и ее эффективного функционирования.

Принцип работы осушителя зависит от типа осушителя, но обычно процесс состоит из нескольких этапов. На первом этапе вода закачивается в специальный нагреватель. Оттуда она достигает определенной температуры и попадает в зону фильтрации, где очищается от химических и механических примесей. Затем вода поступает непосредственно в опреснительную колонну. На следующем этапе из жидкости удаляются газы. Затем насос подпитки всасывает уже очищенную воду и направляет ее в накопительный бак дегидратора. Из этого резервуара жидкость поступает в систему на последнем этапе обработки.

Однако одного нагрева обычно недостаточно для полного удаления кислорода и других газов. Поэтому в процесс обработки могут быть добавлены реагенты — химические вещества, которые притягивают и связывают кислород. Если процесс идет слишком медленно, для ускорения реакций можно использовать катализаторы.

Важная информация! Во время работы систем термической дегазации (описанных в следующей статье) образуются так называемые пары. Это смесь газов и паров, которая выделяется из воды в процессе обработки. Она должна быть удалена из системы. В больших и более эффективных установках пары конденсируются, чтобы устранить большие потери воды из контура. Для этого используется охладитель. В термовакуумных дегазаторах пар частично превращается в воду во время конденсации с помощью эжектора.

Принцип работы деаэратора

Газы, содержащиеся в жидкостях, могут принимать различные формы.

Существует три основных состояния, в которых активные газы могут содержаться в воде:

• в виде растворенных молекул;
• в виде микро пузырьков, которые формируются около элементов гидрофобных примесей;
• в структуре соединений, которые разрушаются при нагреве воды, в результате чего выделяется газ.

На первом этапе процесса опреснения вода подается в подогреватель, а затем проходит через фильтры, в которых осуществляется химическая обработка. Затем следует опреснительная колонна, которая специально разработана для выделения газов в дегидраторе. На последнем этапе насос подпитки транспортирует очищенную воду в накопительный бак, откуда она поступает в систему.

Вкратце, принцип работы осушителя похож на кипячение воды с паром для выпуска избыточных газов.

Однако этого недостаточно для полного высвобождения активных компонентов теплоносителя. Поэтому на следующем этапе очистки используются различные реагенты, способные связывать кислород. Для нагретого теплоносителя подходит сульфит натрия, реакция которого усиливается в этих условиях.

В некоторых случаях для ускорения реакции используются различные катализаторы. Контакт воды с металлической стружкой вызывает высвобождение избыточных молекул кислорода, и в результате окисления стружка превращается в ржавчину.

Виды деаэраторов

В зависимости от конструкции деаэраторы делятся на:

1. Деаэратор тарельчатого типа.
2. Распылительного типа.

1. Атмосферные.
2. Вакуумные.
3. Повышенного давления

По распылению воды:

1. Струйные.
2. Пленочные.
3. Капельные.
4. Барботажные.
5. Комбинированные

А по типу теплопередачи они делятся на:

1. Деаэраторы перегретой воды.
2. Смесительные.
3. Поверхностные

Почему деаэратор обязательное условие котельной.

Наличие газообразных примесей и нерастворимых элементов в воде, используемой в системе отопления, может иметь опасные последствия. Помимо прочего, в насосе может возникнуть кавитация, что приведет к гидравлическому удару, который поставит под угрозу целостность системы.

Отказ насоса, а также разрыв трубопроводной системы приведут к внеплановой остановке для ремонта. В зависимости от мощности и режима работы котла устанавливается система вентиляции, которая может обеспечить безопасную эксплуатацию.

По форме деаэраторы выпускают:

• Тарельчатые. Мембрана в таком деаэраторе выполнена в виде тарелки с отверстиями. Бак для подготовленной воды располагается горизонтально, а над ним вертикально устанавливается бак с тарелками для деаэрации. Жидкость для очистки поступает через вертикальный бак сверху и выходит через тарелки с отверстиями. Пар низкого давления поступает в установку снизу вверх через дырочки в тарелках. Результат — газ выводится наружу, а подготовленная вода поступает в горизонтальный резервуар.
• Распылительные. Представляет собой горизонтальный бак без колонны. Бак делится перегородкой на зону очистки от газов и зону подогрева. Попадая в зону подогрева, жидкость нагревается до определенной температуры и поступает в зону деаэрации, где снизу подается пар, и происходит очищение воды от агрессивных газов. Такие устройства используют не часто.

Эти устройства имеют прочную и стабильную конструкцию. Все датчики должны быть в идеальном состоянии, а их значения не должны отклоняться от действующих норм во избежание неисправностей агрегатов.

Установки вытяжного воздуха могут использоваться в различных системах отопления. Системы высокого давления используются в котлах с большим расходом воздуха. Они способны производить высокую концентрацию пара под высоким давлением и поддерживать определенную температуру в системе отопления. В системе низкого давления в основном используются вертикальные атмосферные деаэраторы с барботажными баками. Для котлов, которые нагревают воду и подают ее в систему, используется вакуумный деаэратор, в котором принудительно удаляются все газовые примеси.

Кроме вышеуказанных методов дегазации, существует также ультразвуковая дегазация и мембранная дегазация азотом. Эти методы не получили широкого распространения.

Что может привести к нарушению (сбою) работы деаэраторных установок:

1. Изменения расхода воды;
2. повышение или понижение температуры очищенной воды;
3. скачки или даже незначительные изменения давления в деаэраторе;
4. изменение количества пара, подающего в колонку деаэрации;
5. изменение объема пара для барботажа;
6. понижение или повышение определенного уровня воды в баке.

Для удаления агрессивных газовых смесей из теплоносителя в дегазаторе в установке должно поддерживаться определенное соотношение температуры и давления. При этих условиях растворимость газов приближается к нулю. Постоянное давление необходимо для правильной работы дегазатора.

Меры безопасности

Важно, чтобы системы дегазации подвергались внешнему и внутреннему осмотру каждые четыре года. Гидравлические испытания проводятся каждые восемь лет в специальных условиях в соответствии со стандартами и правилами, установленными ГОСТом.

Для бесперебойной работы котла необходимо знать, как правильно пользоваться дегазатором.

Строго следить за уровнем воды в баке, который должен находиться на определенном уровне при падении давления, регулярно проверять условия требуемого режима и записывать показания приборов.

Следить за количеством реагентов в воде и качеством воды, контролировать уровень очищенной воды.

Сифоны должны легко открываться и закрываться. Все оборудование должно быть метрологически сертифицировано. Вы должны следить за показаниями манометров.

Подводя итоги. Все методы имеют как недостатки, так и преимущества. Однако наиболее выгодным методом с экономической точки зрения, при высоком качестве очистки жидкости от газов, является термическое обессоливание. Оно применяется для очистки жидкости паровых котлов на электростанциях, ТЭЦ и различных котельных. Остаточный пар используется для обмена теплом и энергией между системами, снижая эксплуатационные расходы.

г. Тольятти, ул. Комсомольская, 86А

8 (800) 302-79-37 (звонки по России бесплатные).

Группа компаний TEH: все для промышленной водоподготовки и очистки воды