Андрей Смирнов
Время чтения: ~19 мин.
Просмотров: 5

Деаэратор

Повышение эффективности работы вакуумного деаэратора.

Так как вакуумная деаэрация воды проводится при температуре воды ниже 100 °С повышаются требования к технологии процесса деаэрации. Чем ниже температура воды, тем выше коэффициент растворимости газов в воде, тем сложнее процесс деаэрации. Необходимо повышать интенсивность процесса деаэрации, соответственно применяются конструктивные решения на основе новых научных разработок и экспериментов в области гидродинамики и массопереноса.

Использование высокоскоростных течений с турбулентным массопереносом при создании условий в потоке жидкости для дополнительного снижения статического давления относительно давления насыщения и получения перегретого состояния воды позволяет значительно повысить эффективность процесса деаэрации и уменьшить габаритные размеры и вес вакуумного деаэратора.

Для комплексного решения вопроса установки вакуумного деаэратора в помещении котельной на нулевой отметке с минимальной габаритной высотой был разработан, испытан, и успешно введен в серийное производство блочный вакуумный деаэратор БВД. При высоте деаэратора чуть менее 4 м блочный вакуумный деаэратор БВД позволяет производить эффективную деаэрацию воды в диапазоне производительностей от 2 до 40 м3/ч по деаэрированной воде. Блочный вакуумный деаэратор занимает пространство в помещении котельной не более чем 3х3 м (в основании) в своем самом производительном исполнении.

ДЕАЭРАЦИЯ = ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ

Каталог Все

Работа деаэратора.

Работа деаэратора зависит от эффективности работы устройства, отводящего выделившуюся из воды парогазовую смесь. В качестве устройства, отводящего парогазовую смесь, служит вакуумный водокольцевой насос.

Деаэратор принцип работы.

Принципа работы деаэратора основывается на создании над поверхностью контакта фаз (вода-газ) нулевого парциального давления растворенных в воде коррозионно-активных газов (кислород и углекислота).

Это достигается за счет снижения давления в деаэраторе до давления насыщения согласно температуры воды, поступающей в деаэратор и за счет удаления из внутреннего объема деаэратора образованной парогазовой смеси. При достижении давления насыщения парциальное давление над поверхностью воды равно парциальному давлению водяных паров, а парциальное давление растворенных газов стремится к нулю. Возникает разница концентраций растворенных газов в воде и парогазовой смеси над водой.

Установка деаэратора.

Установка деаэратора производится с учетом уровня вакуума в деаэраторе. Высота установки деаэратора и деаэраторного бака определяется значением вакуума, температурой воды и столбом воды на всасе подающего насоса.

Назначение деаэратора.

Деаэрация подпиточной воды тепловых сетей.

Деаэрация воды сетевого контура котельной.

Деаэрация воды котлового контура котельной.

Деаэрация воды системы ГВС.

Деаэрация питательной воды паровых котлов.

Деаэрация воды на технологию.

Конструкция деаэратора.

Конструкция деаэратора позволяет выполнять глубокую деаэрацию воды при температуре воды 65 °С.

В конструкции деаэратора реализованы две ступени деаэрации. Первая ступень – кавитационная, вторая ступень – пленочная.

На первой ступени поток исходной воды проходит через рабочие сопла, где происходит интенсивное вскипание воды с образование большого количества парогазовых пузырей внутри потока воды. При движении воды через сопло с изменяющейся геометрией увеличивается скорость движения потока и падает статическое давление в воде. При снижении статического давления в потоке воды до давления ниже давления насыщения происходит взрывное вскипание внутри потока воды. Высокая скорость потока воды создает условия для интенсивного перемешивания и дробления парогазовых пузырей с образованием поверхности контакта фаз, значительно превосходящей поверхность контакта в струйно-капельных деаэраторах.

На второй ступени поток воды с парогазовыми пузырями поступает на переливную тарелку, где происходит отделение парогазовых пузырей от воды. Далее вода в виде пленки стекает по вертикальной поверхности в нижнюю часть деаэратора.

Повышение интенсивности процесса деаэрации позволяет снизить габаритные размеры и массу деаэратора.

Схема деаэратора.

Поток исходной химочищенной воды проходит через водоводяной теплообменник, где нагревается до температуры 65 °. В качестве греющей среды используется прямая котловая вода.

Нагретая вода поступает на вход деаэратора, где происходит деаэрация воды под вакуумом, глубина которого зависит от температуры воды. С увеличением температуры глубина вакуума снижается.

После деаэратора деаэрированная вода сливается в деаэраторный бак, где происходит накопление деаэрированной воды. Давление в деаэраторе и деаэраторном баке имеет одинаковое значение, вакуум создается и поддерживается вакуумными водокольцевыми насосами. Деаэратор устанавливается непосредственно над деаэраторным баком. Крепление деаэратора – фланцевое.

Деаэрированная вода из деаэраторного бака подается насосами деаэрированной воды далее по схеме на подпитку теплосети или в аккумуляторные баки.

Высота установки деаэраторного бака с установленным над ним деаэратором определяется кавитационным запасом насосов подачи деаэрированной воды. В среднем при расходе подпиточной воды 50 м3/ч расстояние между зеркалом воды в деаэраторном баке и осью всаса насоса составляет 5 м.

Создание вакуума и откачивание выделившейся парогазовой смеси обеспечивает вакуумный водокольцевой насос. Для работы вакуумного насоса необходим постоянный расход холодной воды. Например вакуумный насос для вакуумного деаэратора производительностью 50 м3/ч потребляет до 500 л/ч воды.

После вакуумного насоса отработанная вода сбрасывается в бак газоотделитель, откуда ее можно вернуть в цикл водоподготовки, добавив в основной поток воды, поступающей на деаэратор.

В качестве рабочей воды для вакуумного насоса рекомендуем использовать химочищенную воду до теплообменника.

Принцип действия

В жидкости газ может присутствовать в виде:

  • собственно растворённых молекул ;
  • микропузырьков (порядка 10 −7 ), образующихся вокруг частиц гидрофобных примесей;
  • в составе соединений, разрушающихся на последующих стадиях технологического цикла с выделением газа (например, NaHCO 3).

В деаэраторе происходит процесс массообмена между двумя фазами : жидкостью и парогазовой смесью. Кинетическое уравнение для концентрации растворённого в жидкости газа при его равновесной (с учётом содержания во второй фазе) концентрации , исходя из закона Генри , выглядит как

где — время; f
— удельная поверхность раздела фаз; k
— скоростной коэффициент, зависящий, в частности, от характерного диффузионного пути , который газ должен преодолеть для выхода из жидкости. Очевидно, для полного удаления газов из жидкости требуется (парциальное давление газа над жидкостью должно стремиться к нулю, то есть выделившиеся газы должны эффективно удаляться и замещаться паром) и бесконечное время протекания процесса. На практике задаются технологически допустимой и экономически целесообразной глубиной дегазации.

В термических
деаэраторах, основанных на принципе диффузионной десорбции
, жидкость нагревается до кипения ; при этом растворимость газов близка к нулю, образующийся пар (выпар) уносит газы ( снижается), а коэффициент диффузии высок (растёт k
).

В вихревых
деаэраторах собственно обогрева жидкости не происходит (это делается в теплообменниках перед ними), а используются гидродинамические эффекты, вызывающие принудительную десорбцию
: жидкость разрывается в самых слабых местах — по микропузырькам газа, а затем в вихре фазы разделяются силами инерции под действием разности плотности .

Кроме того, известны небольшие установки, где некоторая степень деаэрации достигается облучением жидкости ультразвуком . При облучении воды ультразвуком интенсивностью порядка 1 Вт /см 2 происходит снижение на 30-50 %, k
возрастает примерно в 1000 раз, что приводит к коагуляции пузырьков с последующим выходом из воды под действием Архимедовой силы .

Выпар

Выпар
— это смесь выделившихся из воды газов и небольшого количества пара, подлежащая эвакуации из деаэратора. Для нормальной работы деаэраторов распространённых конструкций его расход (по пару по отношению к производительности) должен составлять не менее 1-2 кг/т, а при наличии в исходной воде значительного количества свободной или связанной углекиcлоты — 2-3 кг/т. Чтобы избежать потерь рабочего тела из цикла, выпар на крупных установках конденсируют . Если охладитель выпара, применяемый для этой цели, устанавливается на исходной воде деаэратора (как на рис.), она должна быть достаточно сильно недогрета до температуры насыщения в деаэраторе. При использовании выпара на эжекторах он конденсируется на их холодильниках, и специальный теплообменник не нужен.

Что представляет из себя деаэратор в котельной?

Деаэраторы могут быть вакуумными и атмосферными: первые используются с паром, вторые — с паром или водой.

Как правило, все деаэраторы для котельных установках имеют общее двухступенчатое устройство. Вода поступает в специальный деаэрационный бак, где проходит через мембраны и тарелки, и последовательно очищается от всех агрессивных газов и примесей. Кислород и углекислота по результатам обработки превращаются в выпар, который удаляется из системы, а наличие в баке химической воды предотвращает образование в теплоносителе всевозможных естественных примесей.

Помимо прочего, деаэраторы могут быть повышенного и пониженного давления — выбор зависит от ряда факторов.

Системы повышенного давления используются в мощных установках с давлением пара от 0,6 МПа. Системы пониженного давления могут быть только термическими: иными словами, освобождение воды от газов в них происходит путём искусственного изменения её температуры. Они могут использоваться в любых котельных.

Для расчёта стоимости котельной, пожалуйста, заполните опросный лист на котельную.Опросный лист можно заполнить в онлайн-режиме или скачать.

По всем возникшим вопросам: многоканальный телефон: 8 (495) 781-81-55 электронная почта: kotelzakaz@mail.ru

Вас также может заинтересовать

Как происходит запуск котельной? Запуск котельной необходим для новых, модернизированных и реконструированных установок, а также в ситуации, когда котельную перевели с одного топлива на другое. Непосредственно запуск подразумевает пусконаладку котлов, вспомогательного и дополнительного оборудования и систем, обеспечивающих бесперебойную и безопасную работу всей котельной.

Почему российский ВВП такой энергоемкий? О трех главных причинах высокой энергоемкости отечественного ВВП рассказывает Александр Богданов, эксперт СРО «Энергоаудиторы Сибири».

Котельные для сельскохозяйственных объектов Котельные для сельскохозяйственных объектов — это мощные отопительные установки, в некоторых случаях использующиеся ещё и для промышленных нужд. Как правильно, они монтируются в капитальном строении, которое возводится специально для комплекса, но современные блочно-модульные установки позволяют создать котельные достаточной мощности.

Особенности изготовления модульных котельных Модульные котельные представляют из себя котельное оборудование, размещенное в специальном модуле (или нескольких модулях). Конструктивные особенности позволяют с легкостью перевозить готовую установку в любое место, быстро монтировать и осуществлять пусконаладочные работы, а также гарантировать высокую эффективность агрегата за счет сборки у производителя.

Как происходит выработка тепловой энергии котельными? Иными словами — как работают котельные установки? Давайте рассмотрим принцип выработки тепловой энергии на примере водогрейной котельной и заодно узнаем, какое оборудование за что отвечает.

Деаэрация воды в котельных бывает нескольких видов

Деаэрация воды в котельных — это докотловая водоподготовка, во время которой из воды удаляются растворенный кислород и углекислота. Дело в том, что при нагревании воды в котельных именно растворенный кислород оказывает отрицательное влияние на оборудование. Но необходимо сказать, что даже после проведения деаэрации может потребоваться применение специальных химических реагентов, чтобы снизить концентрацию растворенных газообразных веществ.

Для связывания в сетевой и питательной среде кислорода можно применять комплексные реагенты, с помощью которых можно не только уменьшить концентрацию углекислоты и кислорода до приемлемого уровня, но также и привести в норму уровень рН котельной воды, а также предотвратить образование известковых отложений. Таким образом, в некоторых случаях приемлемого качества воды в котельных можно достичь даже без использования оборудования для деаэрации.

Химическая деаэрация заключается в добавлении в котловую воду реагентов, с помощью которых можно связать присутствующие там растворенные газообразные вещества, провоцирующие возникновение коррозии. Для водогрейных котлов рекомендуется применять комплексные реагенты — ингибиторы отложений и коррозий. Для удаления растворенного кислорода можно воспользоваться реагентами, специально предназначенными водоподготовки паровых котлов, при этом можно даже обойтись без деаэрации. В некоторых случаях, если оборудование деаэрации работает некорректно, то для нормализации воднохимического режима котлов можно использовать специальные реагенты.

В любой воде в больших количествах имеются агрессивные растворенные газы, в основном углекислота и кислород, которые и способствуют появлению коррозии трубопроводов и оборудования. Термическая деаэрация воды в котельных позволяет существенно снизить количество газов. Коррозионно-активные газы проникают в питательную воду из окружающей атмосферы, либо в процессе ионного обмена. Но самое большое негативное воздействие оказывает кислород, являясь причиной коррозии. Что касается углекислоты, то она выступает в качестве своеобразного катализатора, усиливая действие кислорода. Но она и сама в состоянии оказывать негативное воздействие.

Термическая деаэрация используется чаще всего. Во время нагрева воды в котельной при постоянном давлении происходит выделение растворенных газов. По мере увеличения температуры, когда она доходит до кипения, концентрация газов постепенно снижается до минимума, вследствие чего вода полностью от них освобождается. Если воду в котельной не нагреть до температуры кипения, остаточное содержание в ней газов будет увеличиваться. Причем, влияние данного параметра довольно существенное. Существуют определенные нормы, регламентирующие состояние воды в котельных, и если недогреть воду хотя бы на один градус, добиться соответствия этим нормам не удастся.

Поскольку концентрация растворенных газов в воде котельных очень маленькая, то недостаточно просто удалить их из воды — очень важно полностью освободить от них установку деаэрации. Для того, чтобы этого добиться, приходится подавать избыточный пар в установку, в количестве гораздо большем, чем требуется для доведения воды до кипения

Если взять расход пара в количестве обрабатываемой воды в пределах 15-20 кг/т, то выпар будет составлять 2-3 кг/т, а его снижение может привести к значительному ухудшению воды в котельной. Помимо этого емкость установки деаэрации должна быть достаточно большой, чтобы вода могла пробыть в ней не менее 20-30 минут. Такой длительный промежуток времени требуется не только для выведения газов, но и для полного разложения карбонатов.

Вакуумная деаэрация воды в котельных применяется тогда, когда в котельных установлены водогрейные котлы. В этом случае деаэраторы могут работать при температуре в пределах 40-90 градусов.

Но при всех своих положительных качествах системы водоочистки и водоподготовки путем вакуумной деаэрации обладают и существенными недостатками — высокая металлоемкость, очень много вспомогательного оборудования (вакуумные эжекторы и насосы, баки и т.д.), необходимость монтировать их на возвышенности.

Что представляет собой деаэратор

Конструкции газовых котлов, осуществляющих подогрев воды для отопительных систем, состоят (большей частью) из стальных элементов.

Основным теплоносителем для данных систем отопления служит обычная вода, содержащая излишки кислорода, а также углекислого газа.

Такое сочетание составляет для стальной поверхности агрессивную среду, приводящую к коррозии металла с выделением ржавчины, что существенно сокращает сроки эксплуатации.

Обеспечить безопасность металлических конструкций от преждевременного разрушения и засорения, позволяет специальное оборудование, способное снизить концентрацию активных газов.

Данные установки называют деаэраторами, которые устанавливают в котельных с целью сбора и обработки подпиточной воды, используемой в системе отопления.

Назначение

При помощи деаэратора создается необходимый запас подготовленной воды, способной обеспечить безопасный режим работы для нагревательных агрегатов системы отопления. Однако, прежде чем попасть в накопительную емкость, обычная водопроводная вода проходит сложный подготовительный процесс, позволяющий исключить из ее состава агрессивные составляющие.

По принципу действия все установки разделяют на две группы. К первой относятся атмосферные деаэраторы способные работать как на воде, так и на пару. Вторые – вакуумные способные обслуживать исключительно паровые агрегаты. Устройство двухступенчатого типа характерно для всех типов деаэраторов.

Здесь воду, которая поступает в деаэратор, пропускают через специальные мембраны, там она освобождается от примесей. Далее вода попадает в резервуар для сочетания с химическим составом, исключающим дальнейшие соединения теплоносителя с вредоносными элементами.

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:

Деаэраторы с поверхностью контакта, образующейся в процессе движения пара и воды:

  • а) струйно-барботажные;
  • б) пленочного, типа с неупорядоченной насадкой;
  • в) струйного (тарельчатого) типа;

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
  • 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 (

Деаэратор тарельчатого типа

Рис. 1 Схема устройства тарельчатого деаэратора атмосферного давления.

Обычно горизонтальный тарельчатый деаэратор, изображенный на рисунке 1 имеет вертикальный бак деаэрации, установленный на горизонтальном баке с питательной водой для котла. Недеаэрированная питательная вода сверху подаётся в вертикальную деаэрационную камеру и стекает вниз через ряд перфорированных тарелок деаэрационной колонны и попадает в бак с питательной водой через отверстия перфорации. Пар низкого давления для деаэрациии вводится снизу стопки перфорированных тарелок и проходит вверх через их отверстия. В некоторых конструкциях деаэраторов используются различные виды прокладок и мембран вместо перфорированных тарелок для обеспечения большей поверхности раздела фаз и перемешивания пара с водой.

Растворенный в воде газ переходит в газовую паровую фазу, парогазовая смесь сбрасывается через вентиляционное отверстие в верхней части колонны (так называемый «выпар»). Обычно отверстие сброса выпара снабжено клапаном, регулирующим количество отходящего пара и рассчитанном на открывание при превышении некоторого давления — давления насыщенного пара при рабочей температуре деаэратора (102—110 С для деаэраторов атмосферного типа). В некоторых конструкциях может быть предусмотрен конденсатор выпара для конденсации воды из выпара и возврата уносимого тепла в систему.

Деаэрированная вода стекает в горизонтальный накопительный бак, из которого она подается в парогенирирующую установку.

Во многих конструкциях деаэраторов часть пара подаётся через перфорированную трубу в нижней части накопительного бака, расположенную под поверхностью воды. Этот пар поддерживает температуру воды в баке и дополнительно деаэрирует её барботацией.

Для уменьшения потерь тепла через теплообмен с окружающим воздухом и исключения ожогов персонала котельной поверхность деаэратора теплоизолируют.

Деаэрация в разных системах отопления

Система высокого давления

Данную систему используют в котлах, которые обладают высокой мощностью подачи. Они способны генерировать большое количество концентрированного пара, обеспечивая заданный температурный режим в действующей центральной системе отопления, концентрация которого передается под постоянным высоким давлением.

Регламентированное давление в этих условиях составляет от 0,6 мПа и выше. Данный деаэратор в котельной высокого давления обладает термическими свойствами, что позволяет выделяться газообразным примесям при нагреве теплоносителя. Защитой от избыточного давления деаэратора служат гидрозатворы, которые обязательно устанавливают в указанных устройствах.

Система низкого давления

Для подобных систем используются установки атмосферного или вертикального типа, которые дополнительно имеют барботажный бак, способный обеспечивать прохождение охладителя выпара для деаэратора. В основном корпусе такой установки добавляют в очищаемую воду реагент, необходимый для химической реакции.

Далее ее пропускают через мембраны, а также специальные тарелки, где происходит очищение воды от различных примесей. Для водогрейных котельных, подающих в систему горячую воду, устанавливают вакуумный деаэратор, его принцип работы позволяет принудительно извлекать избыточные газы.

ДЕАЭРАЦИЯ

Деаэратор предназначен для удаления из питательной воды растворенных в ней газов O2 и CO2, которые способствуют коррозии металлов.Принцип деаэрации основан на том, что при нагреве воды в ней уменьшается количество растворенных газов, чем выше температура, тем больше таких газов удалятся из воды.Полная деаэрация достигается при кипении воды. Диаграмма, приведенная ниже, показывает содержание кислорода, растворенного в воде в зависимости от давления и температуры.Можно заметить, что при температуре кипения 105 °С и абсолютном давлении 1,2 бар, мы находимся в зоне, где содержание O2 в воде практически стремится к нулю.

Термофизический деаэратор (полная деаэрация)

При полной деаэрации, процесс удаления растворенных в воде газов происходит при избыточном давлении (0.3 – 0.4 бар).»Горячий» пар, необходимый для нагрева питательной воды в деаэраторе, подается через форсунки, расположенные в нижней части бака деаэратора, а также через модуляционный клапан в деаэрационную колонну.Подача пара контролируется электромеханическим термостатом, который поддерживает температуру воды в пределах 95 °С при помощи пневматического регулятора, действующего на модуляционный клапан.Подача сырой воды происходит по датчику уровня.ПРИМЕЧАНИЕ: Термофизические деаэраторы должны всегда применятся в сочетании с химической деаэрацией.

Деаэраторы DETE относятся к деатераторам термофизического типа и предназначены для деаэрации питательной воды паровых котлов.Деаэраторы изготовливаются согласно требованиям Директивы PED (Оборудование, работающее под давлением) 2014/68/UE ст. 3 п. 3.Давление внутри резервуара контролируется регулятором, который управляет пневматическим модуляционным клапаном, воздействующим на подачу пара в деаэрационной колонне.Деаэраторы должны устанавливаться на высоту более 5 метров от оси питательных насосов, чтобы избежать кавитации в питательных насосах.Деаэратор оборудован системой управления уровнем воды в режиме смешения возврата конденсата и подачи питательной воды от установки химической очистки.

Деаэратор TFE состоит из следующих групп: 

  • Паровая группа, сблокированная с группой терморегуляции (регулирование терморегулирующим клапаном для поддержания заданной температуры)
  • Группы регулятора давления, сблокированной с датчиком давления для контроля невматического модуляционного клапана клапан (регулирование подачи пара в деаэрационную колонну)
  • Группы четырехконтактного магнитного указателя уровня ВКЛ-ВЫКЛ. Контакты расположены в точках контроляи сигнализации верхнего и нижнего уровней воды в баке деаэрации
  • Пневматического клапана на линии входа воды
  • Группы подачи деаэрированной воды Парового клапана
  • Перелива
  • Пневматического выпускного клапана Предохранительного клапана Рециркуляционного насоса
  • Реле давления безопасности для управления пневматическим запорным клапаном на линии подачи пара
  • Шкафа управления

Принцип действия автоматических регуляторов


Рис. 4

Этот регулятор имеет пропорциональную характеристику. При такой характеристике большей разнице между текущим и заданным значением параметра соответствует больший ход штока. Диапазон изменения заданного давления зависит от площади диафрагмы и диапазона пружины. Управляющее отклонение в нашем случае – разница между давлением 0,2 бар, соответствующем рабочему давлению в деаэраторе, и текущим давлением, соответствующим рабочей точке на расходной характеристике клапана. Регулятор реагирует на изменение давления практически мгновенно. Время задержки определяется в основном временем заполнения или опорожнения полости привода.

Теперь подробно рассмотрим, как работает регулятор расхода пара на барботаж. Будем называть его именно регулятором расхода, хотя обычно такая система используется в качестве регулятора температуры. Этот регулятор также имеет пропорциональную характеристику. Диапазон изменения задания зависит от объема жидкости в чувствительном элементе и ее коэффициента объемного расширения. При такой характеристике большей разнице между текущим значением температуры и ее заданным значением соответствует больший ход штока.
Управляющее воздействие в нашем случае будет определяться разницей между температурой, соответствующей рабочему давлению в деаэраторе (103-105 ºС), и температурой, заданной настроечной рукояткой. Но необходимо иметь в виду, что результат этого воздействия, в общем случае, имеет нелинейный вид. Поясним, в чем тут дело.

Полный ход штока толкателя составляет 10мм и соответствует изменению температуры жидкости в чувствительном элементе на 10ºС. Полный ход плунжера клапана, в зависимости от диаметра, составляет от 3 до 9мм. При этом при перемещении штока клапана от 0 до 20% расход возрастает от 0 до 75% полного расхода. Это особенность расходной характеристики клапана быстрого открытия. Таким образом, расход будет меняться линейно, только если текущее перемещение плунжера клапана не выйдет за пределы линейного участка расходной характеристики.

Другая особенность рассматриваемого регулятора – его инерционность. Дело в том, что для нагрева или охлаждения жидкости в чувствительном элементе требуется некоторое время. Его продолжительность, кроме прочего, зависит и от способа монтажа датчика. Наибольшее время задержки будет при использовании сухой гильзы. Наименьшее – при монтаже без защитной гильзы

При этом важно отметить, что в любом случае время задержки регулятора расхода существенно больше, чем у регулятора давления. Поэтому при совместной работе регуляторов их взаимное влияние не приводит к колебаниям режима

На работе регулятора уровня остановимся кратко. Корректность его работы определяется соблюдением порядка действий по настройке, предписанных в инструкции. В результате настройки устанавливаются ПИД параметры, соответствующие интегральному критерию качества.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации