Деаэратор струйный вихревой: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ – Деаэраторы атмосферные и вакуумные (СВД)

Согласно CleanBoiler.org, механическая деаэрация сама по себе не может обеспечить полное удаление кислорода. Производители деаэраторов заявляют, что правильно работающие деаэраторы могут снизить концентрацию растворенного кислорода в питательной воде до 0,005 см3 на литр, или 7 частей на миллиард, и 0 свободного диоксида углерода. Однако уровни кислорода в растении варьируются от 3 до 50 частей на миллиард, что делает необходимым химическое удаление кислорода из питательной воды с помощью поглотителей кислорода.Лучшие методы работы с поглотителями кислорода включают помещение их в резервуар для хранения деаэратора, чтобы у них было как можно больше времени для реакции с оставшимся растворенным кислородом. Однако при определенных условиях поглотители кислорода следует размещать в других местах.

Одним из широко используемых поглотителей кислорода является сульфит натрия. Однако в некоторых котлах с более высоким давлением сульфит разлагается и попадает в пар, что может представлять опасность для конденсатных систем и конденсационных паровых турбин. Стоит отметить, что изменение спроса на химические поглотители кислорода может указывать на отказ деаэратора.

Кредит:

Эльхам Горбанзаде

Ведущий инженер по проектированию трубопроводов в Sazeh Consultants

Принцип деаэрации, деаэратор Sterling

, информация о котлах

Деаэрация в котлах, Леннтех

Очистка питательной воды котлов, термическая очистка промышленной воды

Что такое деаэратор котла и как он работает? – MPC

Введение в деаэратор, CleanBoiler.org, ESC

Деаэратор распылительного типа, STS Canada

Что такое процесс деаэрации? – деаэратор.ит

Деаэратор, википедия

Деаэрация:

Процесс удаления растворенных газов из воды называется деаэрацией. Оборудование, которое используется в этом процессе, называется деаэратором .

Необходимость деаэрации:

Деаэрация необходима для контроля процессов коррозии в системе ниже по потоку.В воде присутствие растворенных газов, особенно кислорода и углекислого газа, вызывает ускоренную коррозию. Из них кислород является наиболее агрессивным. Невозможно переоценить важность устранения кислорода как источника точечной коррозии и осаждения железа. Даже небольшие концентрации этого газа могут вызвать серьезные проблемы с коррозией.

Подпиточная вода вводит в систему значительное количество кислорода. Кислород также может попасть в систему питательной воды из системы возврата конденсата.Возможными источниками возвратной линии являются прямая утечка воздуха на стороне всасывания насосов, системы под вакуумом, дыхание закрытых резервуаров для сбора конденсата, открытых резервуаров для сбора конденсата и утечка недеаэрированной воды, используемой для уплотнения конденсатного насоса и / или охлаждающей воды. . Со всеми этими источниками хорошее ведение домашнего хозяйства является важной частью профилактической программы.

Одним из наиболее серьезных аспектов кислородной коррозии является то, что она возникает в виде точечной коррозии. Этот тип коррозии может привести к отказу, даже если было потеряно только относительно небольшое количество металла и общая скорость коррозии относительно низкая.Степень кислородного воздействия зависит от концентрации растворенного кислорода, pH и температуры воды.

Процесс коррозии особенно быстр при повышенных температурах, которые встречаются в котлах и теплообменном оборудовании. Влияние температуры на коррозионную активность растворенного кислорода особенно важно в закрытых нагревателях и экономайзерах, где температура воды быстро увеличивается. Повышенная температура сама по себе не вызывает коррозии.Небольшие концентрации кислорода при повышенных температурах действительно вызывают серьезные проблемы. Это повышение температуры обеспечивает движущую силу, ускоряющую реакцию, так что даже небольшое количество растворенного кислорода может вызвать серьезную коррозию.

Основная функция деаэратора и деаэратора заключается в предотвращении этой коррозии путем удаления растворенных газов из всех источников воды, попадающих в систему ниже по потоку, таких как трубопроводы, трубопроводы, особенно котлы, трубопроводы для конденсата и т. Д.

Поскольку котельные установки в основном изготавливаются из углеродистой стали, а теплоносителем является вода, вероятность коррозии высока.Железо поступает в котел в различном химическом составе и физическом состоянии. Большая часть железа, содержащегося в котле, поступает в виде оксида или гидроксида железа. Любое растворимое железо в питательной воде превращается в нерастворимый гидроксид при воздействии высокой щелочности и температуры в бойлере.

Железо растворяется в чистой воде в незначительной степени согласно формуле.

Fe + 2 H ₂ O ® Fe (OH) ₂ + H ₂

Но образующийся гидрат железа (Fe (OH) ₂ ) является щелочным и повышает значение pH.При определенном значении pH дальнейшее растворение железа прекращается. Однако, если присутствует кислород, он немедленно окисляет гидрат двухвалентного железа, образуя гидрат трехвалентного железа (Fe (OH) ₃ ), который нерастворим и выпадает в осадок, позволяя большему количеству железа перейти в раствор, и, таким образом, реакция продолжается до тех пор, пока весь кислород не рассеется. Очевидно, что удаление кислорода и углекислого газа из раствора очень важно.

Насколько эффективно можно удалить газ из жидкости, зависит от следующих факторов:

Ниже приведены основные факторы, определяющие удаление газа из жидкости.

1. Ионизация
2. Относительное парциальное давление газа на поверхности жидкости и внутри воды.
3. Температура воды.
4. Агитация.
5. Газоудаление (вентиляция).

Ионизация: –

Кислород не ионизируется и легко удаляется. Двуокись углерода и аммиак ионизируются. Только та часть, которая остается в неионизированной молекулярной форме, может быть легко удалена.

Следовательно, углекислый газ легче удалить при низких значениях pH, а аммиак – при высоких щелочных значениях pH.

Относительное парциальное давление: –

Жидкость растворяет свободный газ только до точки, в которой достигается равновесное давление между парциальным давлением газа в воде и парциальным давлением газа в контактирующей атмосфере.

Так как воздух содержит 21% кислорода и 79% азота. Парциальное давление кислорода в воздухе составляет около 1/5 атмосферы. Вода, окруженная воздухом, растворяет кислород до тех пор, пока кислород в воде не достигнет парциального давления 1/5 атмосферы.

При дегазации умышленно нарушается равновесие между кислородом в воде и кислородом в атмосфере.

Температура:

Когда температура воды повышается до точки замасливания, все свободные газы теоретически становятся нерастворимыми. Практически полного удаления газов не происходит. Это связано с тем, что, если вода в паровой фазе контактирует с водой в жидком состоянии, жидкость будет немного холоднее, чем пар, и некоторое количество газа останется растворенным в водной фазе.

Вода должна быть нагрета до оптимальной температуры, чтобы минимизировать растворимость нежелательных газов и обеспечить воду самой высокой температуры для впрыска в бойлер. Чем выше температура воды, тем ниже будет содержание газа в воде.

В деаэраторе пар используется для очистки воды от газов и для нагрева воды. Через воду необходимо пропустить соответствующий пар, чтобы очистить и унести газы после их выхода из жидкости.Необходимо поддерживать чрезвычайно низкое парциальное давление газа, чтобы свести к минимуму концентрацию газов, растворенных в жидкости.

Вода должна быть нагрета до температуры насыщения (т. Е. Точки кипения), соответствующей давлению пара в установке. Теоретически растворимость любого газа равна нулю при температуре кипения жидкости, полное удаление газа невозможно, если жидкость не поддерживается при температуре кипения. Но следует иметь в виду, что увеличение воды до точки насыщения приведет к увеличению потерь воды, что неэкономично.

Типичные уровни производительности:

Ниже приведены уровни производительности различного оборудования для дегазации.

Рабочий диапазон мг / л Остаток

Тип Давление (фунт / кв. Дюйм) Температура (C) O ₂ CO ₂

Атмосфера типа воздуходувки 99 ^o 0.5-1,0 5-10

(Открытый нагреватель)

Деаэрационные нагреватели 20-25 125 0,04 ——

Деаэраторы 20-25 125 0,007 0

Удаление аммиака зависит как от pH, так и от температуры. Например,

pH 9.0 при 25 ^o C = 35% аммиака

pH 9,0 при 38 ^o C = 18% аммиака

pH 8,5 при 25 ^o C = 18% аммиака

pH 8,5 при 38 ^o C = 7,5% аммиака

Перемешивание:

Нагретую воду необходимо механически перемешать, чтобы максимальная площадь поверхности подвергалась воздействию чистящей атмосферы. Это позволяет полностью выпускать газы, поскольку расстояние, которое газовый пузырек должен пройти для выпуска, уменьшается.Тщательное перемешивание также преодолевает тенденции поверхностного натяжения и вязкости к удержанию пузырьков газа и увеличивает скорость диффузии газа из жидкости в окружающую атмосферу.

Некоторые методы перемешивания:

2. Каскад по лоткам.

и т. Д.

Функции деаэратора:

выполняют следующие основные функции.

1. Нагрев воды, закрытый до температуры насыщенного пара.
2. Механическое перемешивание для интенсивной очистки нагретой воды свежим бескислородным паром.
3. Поддерживая парциальное давление кислорода и углекислого газа на минимально возможном уровне в точке контакта пара с водой для удаления из воды кислорода и других неконденсируемых газов.
4. Непрерывно выпускайте эти неконденсирующиеся газы из деаэратора.
5. Хранение деаэрированной и нагретой воды.

Однако после эффективной деаэрации все еще требуется химическая обработка для удаления последних следов кислорода.

Типы деаэраторов:

Деаэраторное оборудование предназначено для снижения содержания кислорода в питательной воде котла. Иногда это делается путем нагрева воды до температуры, близкой к температуре насыщения при давлении внутри деаэрирующего оборудования. Деаэратор, как правило, снижает уровень кислорода до 7 частей на миллиард. Обычно используются два типа деаэраторов:

1. Лоток
   2. Распылительный

Деаэратор лоткового типа:

Вода нагревается до температуры, близкой к температуре насыщения, с минимальным падением давления и минимальным сбросом давления.Это обеспечивает наилучшую термическую эффективность работы. Деаэрация достигается за счет распределения нагретой воды по нескольким слоям поддонов, предназначенных для обеспечения максимального пролива или водослива, тем самым обеспечивая максимальный контакт поверхности жидкости и очищающего пара.

Лотковые деаэрационные нагреватели выделяют растворенные газы в поступающей воде, превращая ее в мелкую струю, когда она каскадом проливается на несколько рядов лотков. Пар, который находится в тесном контакте с водой, затем очищает растворенные газы своим противотоком.Пар нагревает воду до температуры насыщения пара в пределах 3-5 º F, и он должен удалить все, кроме самых последних следов кислорода. Затем деаэрированная вода попадает в хранилище, расположенное ниже, где паровое одеяло защищает ее от повторного загрязнения.

Деаэратор распылительного типа:

Вода распыляется энергией пара, проходящего через распылительную насадку, при этом пар нагревает воду и отделяет ее от растворенного кислорода. Этот тип деаэратора требует разницы температур между водой и паром не менее 50 ^o F.Из-за перепада давления на распылителе это устройство менее эффективно, чем деаэратор лоткового типа.

Деаэрационные нагреватели распылительного типа работают по той же общей концепции, что и лотковые, но отличаются по принципу действия. На первом этапе вода распыляется в непосредственном контакте с паром и нагревается практически до температуры насыщения. На этом этапе основная часть неконденсируемых газов выделяется и выпускается из установки. Подпружиненные форсунки, расположенные в верхней части устройства, распыляют воду в атмосферу пара, которая нагревает ее.Проще говоря, пар нагревает воду, и при повышенной температуре растворимость кислорода чрезвычайно мала, и большая часть растворенных газов удаляется из системы путем вентиляции. Распыление снизит содержание растворенного кислорода до 20-50 частей на миллиард.

Предварительно нагретая частично деаэрированная вода затем проходит на вторую ступень, где она вступает в контакт с постоянной высокоскоростной струей пара для окончательной деаэрации. Энергия паровой струи разбивает воду, образуя мелкодисперсный туман или туман из мелкодисперсных частиц, чтобы обеспечить максимальное воздействие очищающего пара на поверхность.Любой оставшийся газ удаляется и переносится паром на первую ступень. В конце также может быть предусмотрена лотковая секция для окончательного удаления газов. Лотки дополнительно снижают содержание кислорода примерно до 7 частей на миллиард или меньше.

Во время нормальной работы выпускной клапан должен быть открыт для поддержания непрерывного потока выходящих паров и пара длиной не менее 18 дюймов. Если дросселировать этот клапан слишком сильно, в деаэраторе будут скапливаться воздух и неконденсирующиеся газы. Это называется воздушной подушкой, и ее можно исправить, увеличив скорость вентиляции.

Для оптимального удаления кислорода вода в секции хранения должна быть нагрета до температуры пара в условиях насыщения в пределах 5 º F. От входа до выхода вода деаэрируется менее чем за 10 секунд.

Склад :

Секция накопления обычно рассчитана на хранение воды, достаточной для 10 минут работы котла при полной нагрузке.

Ограничения :

Входящая вода не должна практически содержать взвешенных твердых частиц, которые могут закупорить распылительные клапаны и порты входного распределителя и лотков деаэратора. Кроме того, распылительные клапаны, порты и лотки деаэратора могут забиваться накипью, которая образуется, когда деаэрируемая вода имеет высокие уровни жесткости и щелочности. В этом случае очень важна плановая чистка и осмотр деаэратора.

Расположение :

Деаэраторы обычно находятся на достаточной высоте, чтобы обеспечить достаточный напор (NPSHA) для работы насосов BFW без кавитации.Высота от минимального уровня воды в деаэраторе до центральной линии насоса должна использоваться в расчетах NPSHA для насосов BFW.

Трубопровод от деаэратора к насосам BFW должен иметь подходящий (т.е. большой) диаметр с максимально прямым участком и минимальным количеством фитингов. Трубопровод должен проходить как можно дальше вертикально до того, как будут выполнены какие-либо горизонтальные участки.

Принадлежности :

• Типичный деаэратор с приборами показан на рисунке 4.2.

• Вихревой прерыватель должен быть установлен на выходе деаэрированной воды секции хранения. Это поможет уменьшить завихрение потока во всасывающей линии насоса BFW и снизить вероятность кавитации.

• Переполнение секции хранения деаэратора необходимо для предотвращения переполнения деаэратора.

• Деаэратор может быть оборудован внутренним вентиляционным конденсатором прямого контакта, который минимизирует потери пара из-за вентиляции.

• Предохранительный клапан необходим для защиты корпуса от избыточного давления из-за отказа регулятора давления подаваемого пара.

• Вакуумная защита необходима для защиты корпуса от вакуума из-за внезапной конденсации пара во время остановки агрегата. Устройство сброса вакуума может быть обратным клапаном поворотного типа, установленным таким образом, чтобы клапан был закрыт, когда деаэратор работает и находится под давлением, но позволит воздуху втягиваться в установку, если создается разрежение.

Химическая добавка :

Помните, что деаэратор снижает содержание кислорода в воде до 7 частей на миллиард. Если котел рассчитан на 50 000 PPH, это означает, что он будет производить 1,2 миллиона фунтов. в день пара. При концентрации кислорода 7ppb, которая, в свою очередь, будет 0,0084 фунта. кислорода в день или примерно 03 фунта. в год.

Формула реакции железа и кислорода

4Fe + 3O ₂ → 2Fe ₂ O ₃

Исходя из молекулярной массы, 1 фунт кислорода вступит в реакцию 2.4 фунта. железа. Следовательно, 3 фунта. кислорода будет реагировать с 7 фунтами. железа. Это объем примерно 25 кубических дюймов железа. Если средний диаметр ямы составляет 3/16 дюйма, а глубина – 3/16 дюйма, объем ямы составит 0,002 куб. в. Теоретически 25 куб. дюйм, деленный на 0,002, дает 12 626 ям в год из этого небольшого количества кислорода. Фактически, ямы будут достаточно большими, чтобы вывести из строя трубы котла задолго до конца года.

Вышеупомянутое обсуждение показывает важность надлежащей деаэрации питательной воды котла для предотвращения кислородной коррозии.Полное удаление кислорода не может быть достигнуто только механической деаэрацией. Производители оборудования заявляют, что правильно эксплуатируемый деаэрирующий нагреватель может механически снизить концентрацию растворенного кислорода в питательной воде до 0,005 куб. См на литр (7 частей на миллиард) и «нулевого» содержания свободного диоксида углерода. Обычно уровни кислорода в растениях варьируются от 3 до 50 частей на миллиард. Следы растворенного кислорода, остающегося в питательной воде, затем можно химически удалить с помощью поглотителя кислорода.

Итак, после деаэрации вода в деаэраторе требует добавления химикатов.В паровых системах высокого давления (> 600 фунтов на кв. Дюйм) деаэрации до уровня 0,005 мг / л недостаточно. В этом случае поглотитель кислорода может быть введен в секцию хранения для дальнейшей обработки воды и обеспечения дополнительного уровня уверенности в том, что весь кислород был удален.

Поглотители кислорода:

Операция по химическому поглощению кислорода – последняя возможность удалить кислород. Кислород, не удаленный в ходе этой операции, попадет в систему котла и может вызвать коррозию.

Поглотитель кислорода следует подавать в систему как можно раньше, чтобы защитить систему как можно большей частью. Типичным местом добавления поглотителя кислорода является накопительная секция деаэратора.

Для предотвращения потерь химикатов линия подачи химикатов в резервуар-хранилище деаэратора должна находиться в зоне хорошего перемешивания. Поглотитель кислорода должен подаваться непрерывно.

Типы поглотителей кислорода:

Наиболее распространенными поглотителями кислорода, используемыми при очистке питательной воды котла, являются сульфит натрия и гидразин.У каждого есть свой набор преимуществ и недостатков, которые необходимо учитывать.

Сульфит натрия (Na ₂ SO ₃ ):

Сульфит натрия является наиболее распространенным химическим поглотителем кислорода в системах низкого давления. Количество сульфита, который может безопасно переноситься в воде, уменьшается по мере увеличения рабочего давления паровой системы. Свойство сульфита натрия поглощать кислород демонстрируется следующей реакцией.

Na ₂ SO ₃ + O ₂ → 2Na ₂ SO ₄

При более высоких рабочих давлениях в системе соответствующая высокая температура вызывает разложение сульфита на кислые газы, которые могут вызвать усиленную коррозию. Использование сульфита ограничено максимальным рабочим давлением 1800 фунтов на квадратный дюйм. Для удаления 1 части на миллион кислорода требуется около 8 частей на миллион сульфита.

Вот некоторые преимущества и недостатки сульфита натрия.

Преимущества Недостатки

1. Простота использования. Добавляет твердые частицы в котловую воду
2. Простота применения. Может разлагаться с образованием кислых газов.
3. Простота тестирования Вносят нежелательные ионы натрия.
4. Сравнительно невысокая стоимость.Не может использоваться для пароохладителя.
5. Быстрая реакция при низком давлении. Скорость реакции зависит от pH.
6. Может использоваться на пищевых заводах. Уменьшить оксидные отложения только выше 221 ^o C.

Гидразин:

Альтернативным химическим поглотителем кислорода является гидразин. Гидразин удаляет растворенный кислород по следующей реакции.

N ₂ H ₄ + O ₂ → 2H ₂ O + N ₂ ↑

Продукты разложения и кислородной реакции гидразина летучие, поэтому они не увеличивают содержание растворенных твердых частиц и не вызывают коррозию в местах конденсации пара.Разложение гидразина начинается примерно при 200-^– ° C в соответствии с реакцией.

3N ₂ H ₄ → 4NH ₃ + N ₂

Более 90% гидразина разлагается при температуре около 316 ^o ° C в течение одной минуты.

В питательной воде котла поддерживается остаточная концентрация 0,125–0,150 частей на миллион. Недостатком гидразина является то, что он подозревается в канцерогенности и его использование ограничено.

Вот некоторые преимущества и недостатки гидразина.

Преимущества Недостатки

1. Не добавляет твердых частиц в котловую воду. Сильный щелочной раствор, требующий

защитная одежда и меры предосторожности при обращении.

2. Способствует образованию пассивных оксидных пленок. Разлагается до аммиака выше 260 ^o C.
3. Уменьшение оксидных отложений выше 120 ^o C Медленное прямое поглощение кислорода при

низкая температура.

4. Может использоваться для пароохладителя. 4. Нельзя использовать в пищевых растениях.
5. Не добавляет ионы натрия. 5. Канцерогенный

Слой магнетита:

Пассивацией металла традиционно считается восстановление гематита (Fe ₂ O ₃ ) до магнетита (Fe ₃ O ₄ ) в котле на основе железа.Фактически, это процесс, при котором на голых металлических поверхностях образуется защитная оксидная пленка, предотвращающая дальнейшую коррозию, пассивная пленка очень тонкая и плотная. Его можно отличить от основного металла по окраске. В случае углеродистой стали этот защитный слой представляет собой магнетит (Fe ₃ O ₄ ) черного цвета. Перед проявкой магнетита рекомендуется очистить поверхность от отложений, масел и жиров.

Если оксидный слой неоднороден, пористый и нарушен отложениями любого вида, процесс коррозии будет продолжаться с динамическим процессом коррозии горячей водой в областях с высокой теплопередачей с последующим разрушением из-за утечки.

При температуре кипения воды сталь реагирует с водой / кислородом в двухстадийном процессе с образованием магнетита. Присутствие в воде растворенного кислорода влияет на качество магнетита и приводит к образованию гематита. Это вызывает неравномерное покрытие различных оксидов железа и позволяет увеличить коррозию стальной поверхности.

При запуске содержание H ₂ может составлять 20–30 частей на миллиард и снижаться до прибл. 2-5 частей на миллиард при формировании защитного слоя магнетита.

3Fe + 4H ₂ O → Fe ₃ O ₄ + 8H ⁺ + 8e ^– (4H ₂ )

Гидразин и элеминокс также реагируют с оксидом железа (Fe ₂ O ₃ ) с образованием пассивной магнетитовой пленки на поверхности котла, предотвращающей дальнейшую коррозию.

Fe ₂ O ₃ + N ₂ H ₄ → Fe ₃ O ₄ + N ₂ + H ₂ O

12 Fe ₂ O ₃ + (N ₂ H ₃ ) ₂ CO → 8Fe ₃ O ₄ + 3H ₂ O + 2N ₂ + CO ₂

Для поддержания стабильной защитной пленки оксида железа pH котловой воды должен поддерживаться в пределах 9-10.

Коррозия железа:

Fe + OH ^– → (FeOH) + е

(FeOH) → (FeOH) ⁺ + е

(FeOH) ⁺ → Fe ⁺⁺ + OH ^–

____________________________

Fe + H ₂ O → (FeOH) + H ⁺ + е

(FeOH) → (FeOH) ⁺ + е

(FeOH) ⁺ + H ⁺ → Fe ⁺⁺ + H ₂ O

Fe + 2H ₂ O → Fe ⁺⁺ + H ₂ + 2OH ^–

____________________________________

Fe + 2H ⁺ → Fe ⁺⁺ + H ₂

Коррозия железа в газированной воде:

Fe + O ₂ + 2H ₂ O → Fe ⁺⁺ + 4 OH ^–

2 Fe ⁺⁺ + 4 OH ^– → 2Fe (OH) ₂

2Fe (OH) ₂ + H ₂ O + ½ O ₂ → 2Fe (OH) ₃ ↓

_________________________________________________

Fe ⁺⁺ + 2H ₂ O → HFeO ₂ ^– + 3H ⁺

HFeO ₂ ^– + H ⁺ → Fe (OH) ₂ ⁺ + e ^–

Fe (OH) ₂ ⁺ + 2H ₂ O → FeO ₄ ^– + 6H ⁺ + 3e ^–

HFeO ₂ ^– + 2H ₂ O → FeO ₄ ^– + 5H ⁺ + 4e ^–

________________________________________________

Fe ⁺⁺ → Fe ⁺⁺⁺ + e ^–

Fe ⁺⁺⁺ + H ₂ O → FeOH ⁺⁺ + H ⁺

FeOH ⁺⁺ + 3H ₂ O → FeO ₄ ^– + 7H ⁺ + 3e ^–

Fe ⁺⁺⁺ + 4H ₂ O → FeO ₄ ^– + 8H ⁺ + 3e ^–

___________________________________________________

Fe ⁺⁺ + H ₂ O → FeOH ⁺⁺ + H ⁺ + e ^–

FeOH ⁺⁺ + 3H ₂ O → FeO ₄ ^– + 7H ⁺ + 3e ^–

_____________________________________________________

Fe ⁺⁺ + 2H ₂ O → Fe (OH) ₂ ⁺ + 2H ⁺ + e ^–

Fe (OH) ₂ ⁺ + 2H ₂ O → FeO ₄ ^– + 6H ⁺ + 3e ^–

^{___________________________________________________________}

Fe + H ₂ O → FeO + 2H ⁺ + 2e ^–

3Fe + 4H ₂ O → Fe ₃ O ₄ + 8H ⁺ + 8e ^–

2Fe + 3H ₂ O → Fe ₂ O ₃ + 6H ⁺ + 6e ^–

___________________________________________________

3FeO + H ₂ O → Fe ₃ O ₄ + 2H ⁺ + 2e ^–

2FeO + H ₂ O → Fe ₂ O ₃ + 2H ⁺ + 2e ^–

________________________________________________

2Fe ₃ O ₄ + H ₂ O → 3Fe ₂ O ₃ + 2H ⁺ + 2e ^–

________________________________________________

Fe ⁺⁺ + H ₂ O → FeO + 2H ⁺

FeO + H ₂ O → HFeO ₂ ^– + H ⁺

3HFeO ₂ ^– + H ⁺ → Fe ₃ O ₄ + 2H ₂ O + 2e ^–

2HFeO ₂ ^– → Fe ₂ O ₃ + H ₂ O + 2e ^–

____________________________________________________

2 Fe ⁺⁺⁺ + 3H ₂ O → Fe ₂ O ₃ + 6H ⁺

__________________________________________________

FeOH ⁺⁺ + H ₂ O → Fe ₂ O ₃ + 4H ⁺

__________________________________________________

2Fe (OH) ₂ ⁺ → Fe ₂ O ₃ + H ₂ O + 2H ⁺

___________________________________________________

Fe → Fe ⁺⁺ + 2e ^–

3Fe ⁺⁺ + 4H ₂ O → Fe ₃ O ₄ + 8H ⁺ + 2e ^–

___________________________________________________

Fe + 2H ₂ O → HFeO ₂ ^– + 3H ⁺ + 2e ^–

3HFeO ₂ ^– + H ⁺ → Fe ₃ O ₄ + 2H ₂ O + 2e ^–

_____________________________________________________

Fe → Fe ⁺⁺⁺ + 3e ^–

2 Fe ⁺⁺⁺ + 3H ₂ O → Fe ₂ O ₃ + 6H ⁺

_____________________________________________________

2Fe ⁺⁺ + 3H ₂ O → Fe ₂ O ₃ + 6H ⁺ + 2e ^–

Таким образом, железо будет разъедать в присутствии воды, и будет происходить большое количество реакций, которые будут интенсивными при кислых значениях pH.При pH 10-13 железо будет покрыто пленкой оксида железа (магнетита). Пассивация будет относительно сложной или даже невозможной при pH ниже 8 и легче при pH 10-13.

Защита путем подщелачивания – это особый случай защиты путем пассивации. Он включает в себя регулировку pH агрессивной воды или среды путем добавления щелочных веществ, так что защита путем пассивации достигается особенно легко, например, для pH 10-13. этот процесс используется при очистке воды с помощью программы обработки фосфатом или других средств.

Просмотры сообщений: 8 154

Деаэраторы

Технические данные вакуумного деаэратора:

Краткое описание работы системы вакуумной деаэрации воды:

Химически очищенный поток воды с температурой 20 ° С проходит через теплообменник, таким образом, нагревается потоком воды системы с температурой 75-80 ° С (в летнее время используют воду из пересчетной линии водогрейного котла) и затем идет в рабочий режим. насадки вакуумного деаэратора.

Система вакуумной деаэрации может работать в разных режимах. Номинальная мощность каждого режима и количество режимов определяются после получения детального технического задания на проектирование.

Производительность можно регулировать по сигналу датчика уровня, установленного на горячем колодце.

При прохождении химически очищенной воды через рабочие форсунки она закипает, а затем начинает отводить растворенные агрессивные газы (О ₂ , СО ₂ ).

Деаэрация и удаление агрессивных газов осуществляется вакуумным насосом.

Давление вакуумного деаэратора (-0,5 ÷ -0,8) атм (по вакуумметру). Деаэрирующая вода после вакуумного деаэратора поступает в горячий колодец. Минимальный объем горячего колодца составляет 5-10% от максимальной производительности деаэратора. Возможна поставка горячего колодца любого другого объема по желанию заказчика.

Деаэрирующая вода из скважины в накопительный бак или котлы подается деаэрирующим водяным насосом.

Отвод агрессивных газов, отводимых жидкостным вакуумным насосом из деаэрационной колонны и деаэрационного бака в бак для холодной воды. В системе два насоса: рабочий и резервный. В качестве уплотнительной воды вакуумного насоса используется холодная техническая вода с температурой 15-20˚С. Насос холодной воды из бака холодной воды.

После слива вакуумного насоса вода и водная смесь с агрессивными газами вместе стекают в бак вакуумных насосов. Горячая вода температурой 50-60 ° С перекачивается в трубопровод холодной воды перед теплообменником с производительностью Q = 1 м³ / ч., H = 60 м.в.ст насос. В системе два насоса: рабочий и резервный.

Резервуар для масла турбинного двигателя с деаэратором

Эта заявка испрашивает приоритет согласно 35 U.S.C. §119 к заявке на патент Бельгии № 2015/5611, поданной 2 октября 2015 г., под названием «Резервуар для масла турбинного двигателя с деаэратором», которая включена в настоящий документ посредством ссылки для всех целей.

1. Область применения

Настоящая заявка относится к области устройств для деаэрации масла.Более конкретно, настоящая заявка относится к резервуару для моторного масла, снабженному деаэратором и вентиляционным отверстием для выпуска газа, удаленного из масла. В настоящей заявке также предлагается газотурбинный двигатель, в частности турбореактивный двигатель самолета или турбовинтовой двигатель самолета.

2. Описание предшествующего уровня техники

Многопоточный турбореактивный двигатель содержит множество независимых роторов, шарнирно сочлененных относительно камеры статора. Их шарнирные соединения выполнены множеством смазанных подшипников в камерах, где преобладает масляный туман.Масло попадает на подшипники качения, а затем собирается для возврата в масляный резервуар турбореактивного двигателя. Во время работы образуется воздушно-масляная смесь, снижающая характеристики масла.

Чтобы уменьшить влияние пузырьков воздуха в этой смеси, резервуар соединен с устройством деаэрации, позволяющим отделять воздух от масла, а затем возвращать воздух в окружающую среду. Деаэрационное устройство может быть статического типа и работать по принципу вихря, когда воздушно-масляная смесь вращается внутри резервуара, способствуя разделению двух фаз.

В документе EP1297875A1 раскрыта схема смазки турбореактивного двигателя с сухим корпусом. Контур снабжен устройством деаэрации воздушно-масляной смеси, встроенным в масляный резервуар турбореактивного двигателя. Вращательное движение масла внутри резервуара позволяет удалять из него воздух. Затем этот воздух выпускается через вентиляционное отверстие в верхней части. Деаэрационное устройство также снабжено ограничителем, контролирующим циркуляцию через вентиляционное отверстие. Ограничитель соединен с поплавком, поддерживаемым уровнем масла, что позволяет адаптировать его как к расходу, так и к содержанию воздуха в воздушно-масляной смеси.

Однако воздух, выпускаемый через вентиляционное отверстие, обычно содержит масло в форме капель. Выброс этих капель в окружающую среду увеличивает потребление масла турбореактивным двигателем и, таким образом, увеличивает количество масла, которое необходимо хранить, чтобы масло не вытекло. Это неудовлетворительно, поскольку турбореактивный двигатель тяжелее, а соответствующий самолет потребляет больше топлива для подъемной силы.

Несмотря на то, что в области устройств для удаления воздуха из масла были достигнуты большие успехи, многие недостатки остаются.

РИС. 1 показан осевой газотурбинный двигатель согласно настоящей заявке.

РИС. 2 показывает схему нефтяного пласта согласно настоящей заявке согласно первому варианту осуществления настоящей заявки.

РИС. 3 показано вентиляционное отверстие согласно второму варианту осуществления настоящей заявки.

Настоящая заявка направлена ​​на решение по меньшей мере одной из проблем, связанных с предшествующим уровнем техники. Более конкретно, одной целью настоящей заявки является снижение потерь масла в деаэрационном устройстве.Другой целью настоящей заявки является улучшение работы масляного контура. Другой предмет настоящей заявки – предложить простое, прочное, легкое, экономичное и надежное решение.

Предметом настоящей заявки является устройство деаэрации масла, в частности для масляного резервуара, устройство деаэрации масла, содержащее: деаэрационную камеру для жидкой воздушно-масляной смеси; вход для смеси в камеру; вентиляционное отверстие, обеспечивающее сообщение между камерой и окружающей средой устройства, чтобы выпускать воздух от деаэрации воздушно-масляной смеси в окружающую среду; что примечательно тем, что в области вентиляционного отверстия он содержит ротор, который сконфигурирован так, чтобы позволять собирать масляные капли в виде суспензии в деаэрированном воздухе, выпускаемом вентиляционным отверстием.

Согласно одному выгодному варианту осуществления настоящей заявки вентиляционное отверстие содержит канал, окружающий ротор, в нормальном направлении сборки масло, присутствующее на внутренней поверхности канала, потенциально возвращается под действием силы тяжести в камеру.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения устройство сконфигурировано так, что вращение ротора вызывает центрифугирование деаэрированного воздуха, выпускаемого через вентиляционное отверстие.

Согласно одному выгодному варианту осуществления настоящей заявки ротор содержит ведомую часть, в частности, в форме колеса или винта, способную приводиться во вращение за счет циркуляции воздушно-масляной смеси, в частности, в область впуска.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения ведомая часть расположена напротив впускного отверстия для масла.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения ведомая часть расположена внутри впускного отверстия для масла.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящей заявки ведомая часть содержит кольцевой ряд лопастей, проходящих в осевом или радиальном направлении относительно оси вращения ротора.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения ротор содержит фильтрующую часть, состоящую из пенопласта и расположенную внутри вентиляционного отверстия, в частности, внутри внутренней поверхности.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения вентиляционное отверстие содержит слой пены, прикрепленный к камере, причем указанный слой расположен напротив ротора, потенциально ниже по потоку от ротора или вокруг него.

Согласно одному преимущественному варианту осуществления настоящей заявки вентиляционное отверстие содержит множество слоев пенопласта, прикрепленных к камере, ротор содержит, по меньшей мере, один диск из пенопласта, предпочтительно множество дисков из пенопласта, причем слои и каждый диск ротора чередуются с одним. Другой.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения входное отверстие содержит входной канал, который открывается по касательной в камеру.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения входное отверстие содержит модуль для уменьшения поперечного сечения его прохода, чтобы иметь возможность увеличить скорость потока смеси в этой точке.

Согласно одному преимущественному варианту осуществления настоящей заявки, устройство содержит модуль теплообменника.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения выпускное отверстие находится на том же уровне, что и впускное отверстие для масла.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения длина трубы превышает ширину; возможно, длина трубы больше диаметра трубы.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения камера содержит карман уменьшенной ширины, который может быть цилиндрическим, в котором расположен ротор, и / или вход воздушно-масляной смеси открывается в указанный карман.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения ротор, по меньшей мере, частично расположен в вентиляционном отверстии.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления внутренний объем камеры больше 0,50 л, предпочтительно больше или равен 3 л, более предпочтительно больше или равен 20 л, возможно, больше или равен 40 л

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения резервуар имеет в целом изогнутую форму, предпочтительно резервуар образует изогнутый цилиндр или изогнутую пластину.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящей заявки вентиляционное отверстие содержит внутреннюю поверхность, окружающую ротор и / или противоположную ротору, причем указанная поверхность способна собирать капли масла.

Согласно одному преимущественному варианту осуществления настоящей заявки в нормальном направлении сборки вентиляционное отверстие расположено в верхней части камеры.

Согласно одному преимущественному варианту осуществления настоящей заявки резервуар содержит перегородку, ограничивающую камеру, причем перегородка, возможно, имеет одинаковую толщину.

Согласно одному преимущественному варианту осуществления настоящей заявки, резервуар содержит заправочную пробку, в частности, в верхней части в нормальном направлении сборки, и предпочтительно резервуар имеет продолговатую форму с двумя противоположными основными концами, вентиляционным отверстием и вилка находится на том же конце.

Согласно одному преимущественному варианту осуществления настоящей заявки, по меньшей мере, одна пена, или каждая пена, или множество пен представляют собой металлические пены.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения ротор в основном или полностью удерживается в камере.Пропорция измеряется по массе или в продольном направлении по оси вращения ротора.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящей заявки ведомая часть образует турбину, способную воспринимать механическую работу, создаваемую циркуляцией воздушно-масляной смеси.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения устройство содержит выпускное отверстие для дегазированной нефти, которое может располагаться напротив впускного отверстия и / или выпускного отверстия.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения впускной канал способен пропускать поток воздушно-масляной смеси по касательной к внутренней поверхности камеры и / или способен образовывать вихрь в воздушно-масляной смеси. содержится в камере.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения устройство сконфигурировано так, что вращение ротора вызывает выброс капель масла в виде суспензии в воздухе на внутреннюю поверхность вентиляционного отверстия, в частности, под действием центробежной силы.

Функция деаэратора не является обязательной для данного приложения. В настоящей заявке также предлагается масляный резервуар, в частности, для газотурбинного двигателя, причем резервуар содержит: камеру, предназначенную для содержания масла, в частности камеру деаэрации для воздушно-масляной смеси; вход для смеси в камеру; вентиляционное отверстие, сообщающееся с впуском смеси через камеру и / или обеспечивающее сообщение между камерой и окружающей средой резервуара; который примечателен тем, что он содержит в области вентиляционного отверстия ротор, который сконфигурирован так, чтобы позволять собирать капли масла в виде суспензии в воздухе, проходящем через указанный ротор.

Предметом настоящей заявки также является газотурбинный двигатель, содержащий устройство деаэрации масла, которое примечательно тем, что устройство деаэрации масла соответствует настоящей заявке, и предпочтительно газотурбинный двигатель содержит масляный контур с насосом, сообщающимся с устройство деаэрации масла; и / или газотурбинный двигатель содержит резервуар согласно настоящей заявке.

Согласно одному преимущественному варианту осуществления настоящей заявки, газотурбинный двигатель содержит две концентрические кольцевые стенки, радиально разнесенные друг от друга, причем устройство расположено между указанными стенками.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения масляный контур дополнительно содержит камеры смазки с подшипниками и уплотнениями.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения насос сконфигурирован так, что давление воздушно-масляной смеси на входе больше или равно 0,5 бар, предпочтительно больше или равно 3 бар, предпочтительно больше, чем или равняется 7 бар.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения резервуар повторяет контур по меньшей мере одной из кольцевых стенок, предпочтительно каждой кольцевой стенки.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения насос расположен после деаэрационного устройства и нагнетает смесь под давлением через входное отверстие резервуара.

Согласно одному преимущественному варианту осуществления настоящей заявки, газотурбинный двигатель содержит компрессор высокого давления с внешним корпусом, резервуар расположен в осевом направлении в области указанного компрессора высокого давления и, возможно, прикреплен к указанному внешнему корпусу.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения насос представляет собой объемный насос.

Как правило, выгодные варианты осуществления каждого объекта настоящей заявки также применимы к другим объектам настоящей заявки. Где возможно, каждый предмет настоящей заявки может быть объединен с другими предметами.

Настоящая заявка позволяет обрабатывать поток через вентиляционное отверстие и делать выпускаемый воздух более чистым.Жидкая фаза, присутствующая в воздухе, собирается, что позволяет избежать высаливания. Ротор позволяет собирать капли масла прямо или косвенно. Пена перемешивает газ в вентиляционном отверстии, так что капли прикрепляются к нему. Турбулентность, создаваемая в вентиляционном отверстии, позволяет каплям выбрасываться на поверхность вентиляционного отверстия. Эта поверхность собирает капли и обеспечивает поддержку, чтобы они текли в камеру.

Решение, предоставляемое настоящим приложением, является простым и надежным, поскольку для него требуется только один элемент, который работает пассивно.Внешний источник энергии не требуется, поскольку потока смеси достаточно для вращения ротора. Эта операция требует мало энергии, поскольку энергия, отводимая из смеси, предназначена для рассеивания. Действие силы тяжести также влияет на энергосбережение и надежность.

В нижеследующем описании термины “внутренний” или “внутренний” и “внешний” или “внешний” относятся к расположению относительно оси вращения осевого газотурбинного двигателя.Осевое направление соответствует направлению вдоль оси вращения ротора вентиляционного отверстия. Радиальное направление перпендикулярно оси вращения.

РИС. 1 в упрощенном виде показан осевой газотурбинный двигатель. В данном случае это двухконтурный турбореактивный двигатель. Турбореактивный двигатель 2 содержит первую ступень сжатия, называемую компрессором низкого давления 4 , вторую ступень сжатия, называемую компрессором высокого давления 6 , камеру сгорания 8 и одну или несколько ступеней турбины . 10 .Во время работы механическая мощность турбины 10 , передаваемая через центральный вал на ротор 12 , приводит в движение два компрессора 4 и 6 . Эти два компрессора содержат множество рядов лопаток ротора, связанных с рядами лопаток статора. Вращение ротора вокруг его оси вращения 14 , таким образом, позволяет создавать воздушный поток и постепенно сжимать указанный воздушный поток до входа в камеру сгорания 8 .

Впускной вентилятор, обычно называемый вентилятором или нагнетателем 16 , соединен с ротором 12 и генерирует воздушный поток, который делится на основной поток 18 , проходящий через вышеупомянутые различные ступени газотурбинного двигателя и вторичный поток 20, , проходящий через кольцевой канал (показан частично) вдоль машины, чтобы присоединиться к первичному потоку на выходе из турбины. Средство редуктора, такое как планетарный редуктор 22 , может снижать скорость вращения нагнетателя 16 и / или компрессора низкого давления 4 относительно соответствующей турбины 10 .Вторичный поток 20, может быть ускорен, чтобы вызвать реакцию тяги.

Первичный поток 18 и вторичный поток 20 представляют собой радиально концентрические кольцевые потоки. Их постепенная циркуляция становится возможной благодаря множеству роторов 12 с отдельными валами 24 . Эти валы , 24, могут быть соосными и вставлены друг в друга. Валы подвижны во вращении посредством подшипников 26, на их стыках с корпусом газотурбинного двигателя 2 или даже посредством подшипников на их общих стыках.

Охлаждение и / или смазка подшипников 26 и дополнительного планетарного редуктора 22 обеспечивается масляным контуром, который может быть замкнутым. Этот масляный контур может также питать приводы, такие как гидроцилиндры (не показаны). Масляный контур может также содержать теплообменник (не показан) для охлаждения масла. Подшипники , 26, расположены в камерах, которые обычно герметично закрываются уплотнениями вокруг валов, где на них распыляется масло. При контакте с подшипниками 26 масло заполняется воздухом, так что собранное масло становится жидкой воздушно-масляной смесью, например, с содержанием воздуха не менее 1% по объему.

Поскольку камеры потенциально образуют сухие кожухи, указанные камеры снабжены всасывающими отверстиями, также называемыми дренажными отверстиями, сообщающимися с насосами 28 . Насосы , 28, могут быть объемными насосами, например, для регулирования расхода. Таким образом, масляный контур может содержать множество маслосборных трубопроводов, сходящихся к резервуару , 30, , который может быть основным резервуаром. Резервуар , 30, также является отправной точкой для множества линий подачи (не показаны) подшипников , 26, и различного оборудования.Резервуар , 30, может быть прикреплен к гондоле газотурбинного двигателя. Его можно разместить между двумя кольцевыми стенками, направляющими концентрические потоки; например, вторичный поток 20, и поток, окружающий газотурбинный двигатель, или первичный поток 18 и вторичный поток 20 .

РИС. 2 представляет собой вид в разрезе верхней части масляного резервуара 30, , как на фиг. 1. Резервуар 30 частично заполнен, его нижняя часть 32 содержит жидкую воздушно-масляную смесь 34 , а верхняя часть 36 содержит преимущественно газовую фазу, в которой капли масла находятся во взвешенном состоянии.

Резервуар 30 образует камеру 38 , например контейнер с полезным объемом для содержания масла. Резервуар , 30, снабжен деаэрационным устройством , 40, , позволяющим отделять воздух от масла, объединенного в смеси 34 . Вход 42 воздушно-масляной смеси 34 может быть выполнен по касательной к внутренней поверхности камеры 38 . В результате скорость всасывания смеси , 34, в камеру , 38, создает вращательное движение количества масла, уже присутствующего в камере , 38, .Создается вихрь, и граница раздела газ-жидкость становится параболической. Пузырьки воздуха смеси 34 стремятся вернуться к границе раздела. Масло, лишенное воздуха, уплотняется и концентрируется в нижней части камеры, у ее стенки. Здесь масло, которое стало гомогенным, удаляется для повторного использования в оборудовании масляного контура.

Резервуар 30 содержит вентиляционное отверстие 44 . Указанное вентиляционное отверстие может быть занято устройством деаэрации 40 .Сообщение между камерой , 38, и вентиляционным отверстием , 44, может быть реализовано через устройство деаэрации , 40, . Вентиляционное отверстие 44 содержит ротор 46 . Вентиляционное отверстие 44 может образовывать трубу или канал вокруг ротора 46 . Ось его вращения может быть в направлении циркуляции воздуха, выходящего из резервуара , 30, , через вентиляционное отверстие , 44, .

Ротор 46 может содержать ведомую часть 48 , принимающую по меньшей мере одну часть кинетической энергии воздушно-масляной смеси 34 на входе 42 .Эта ведомая часть извлекает выгоду из динамического давления смеси и допускает вращательное движение ротора. Ведомая часть , 48, преобразует движение смеси , 34, во вращательное движение ротора , 46, . Ведомая часть 48 может состоять из пенопласта. Это может быть диск с кольцевым рядом лопастей или совков, которые принимают и собирают энергию от потока смеси 34 .

Поперечное сечение впускного отверстия 42 может быть откалибровано для приведения в действие ротора , 46, с заданной скоростью вращения.Впускное отверстие может быть снабжено модулем, уменьшающим его поперечное сечение, чтобы увеличить скорость всасывания смеси и, таким образом, контролировать скорость вращения ротора. Ведомая часть , 48, может быть расположена в специальном кармане камеры , 38, ; и внутренняя поверхность кармана может в целом повторять контур ведомой части , 48, . Впускной патрубок , 42, смеси , 34, может открываться в карман так, чтобы входить в контакт с ведомой частью , 48, , приводя в действие упомянутую ведомую часть.

Ротор 46 содержит фильтрующую часть 50 , например, расположенную в вентиляционном отверстии 44 или на входе в вентиляционный канал. Фильтрующая часть , 50, может состоять из пенопласта, возможно, из металлической пены. Сообщающиеся поры пены позволяют деаэрированному воздуху проходить через ротор 46 и выходить через вентиляционное отверстие 44 . Фильтрующая часть 50 соединена с ведомой частью 48 посредством стержня 52 , который подвижно установлен с возможностью вращения относительно стенки резервуара 30 и, в частности, канала вентиляционного отверстия 44 .

Вращательное движение фильтрующей части 50 позволяет выполнять несколько действий. Он позволяет удалить масло, собранное фильтрующей частью 50 , центрифугированием и направить это масло на внутреннюю поверхность вентиляционного отверстия 44 . В нормальном направлении сборки масло, выбрасываемое на внутреннюю поверхность, падает из канала под действием силы тяжести в камеру , 38, и добавляется к уже имеющемуся там объему масла.Вращательное движение также приводит во вращение деаэрированный воздух, так что капли в суспензии скапливаются вместе на внутренней поверхности вентиляционного канала. Это также результат центробежной силы, которая предшествует силе тяжести, которая позволяет возвращать масло в камеру , 38, , расположенную ниже. Примечательно, что ведомая часть может способствовать вращению воздуха в вентиляционном отверстии 44 .

Внутренняя поверхность канала вентиляционного отверстия 44 расположена напротив ротора 46 и окружает указанный ротор.Он может быть гладким или может быть покрыт пеной, собирающей капли масла по всему ротору. Масло, которое собирается в этой точке, может течь и возвращаться в камеру 38 .

РИС. 3 показана верхняя часть резервуара , 130, с деаэрационным устройством , 140, согласно второму варианту осуществления настоящей заявки. Эта фиг. 3 воспроизводит нумерацию предыдущих фигур для идентичных или подобных элементов, однако нумерация увеличена на 100 .Конкретные номера используются для элементов, которые относятся к этому варианту осуществления.

Ротор 146 состоит из множества дисков 154 , перемешивающих воздух в вентиляционном отверстии 144 . Диски приводят во вращение воздух, проходящий через вентиляционное отверстие 144 . Диски 154 могут состоять из пенопласта. Они могут быть отделены друг от друга. Слои пены статора ( 156 ; 158 ) могут быть помещены между дисками 154 ротора 144 , например, для образования чередующихся слоев 156 ; 158 и диски 154 .На выходе вентиляционное отверстие , 144, может иметь выходной слой , 158, , образующий пористую пробку, собирающую капли.

Настоящая заявка была раскрыта в отношении резервуара, снабженного деаэрирующим устройством. Однако можно применить настоящее изобретение к резервуару без деаэрирующего устройства. Ротор может быть помещен в канал, соединяющий входное отверстие с вентиляционным отверстием, при этом камера резервуара не будет непосредственно способствовать деаэрации. Деаэрационное устройство также может представлять собой отдельную часть оборудования, отделенную от резервуара.Альтернативно, деаэрационное устройство может быть интегрировано в теплообменник, например его коллектор может образовывать камеру. Может быть встроен в насос.

Также возможно, что ротор содержит ведомую часть, которая вводится во входное отверстие или находится выше по потоку от входа. Вентиляционное отверстие может быть расположено в продолжении ротора и, следовательно, в продолжении впускного отверстия. В нормальном направлении сборки, как и в случае вентиляционного отверстия, ротор может быть горизонтальным или по существу наклонным относительно горизонтали.Может быть добавлен наклонный носик для возврата масла в камеру под действием силы тяжести. Вентиляционное отверстие может быть смещено относительно оси вращения ротора. Ротор может находиться вне вентиляционного отверстия. Ведомая часть может быть расположена так, чтобы частично контактировать с параболической границей раздела между жидкостью и газом.

% PDF-1.6 % 1 0 obj > эндобдж 5 0 obj > / Шрифт >>> / Поля [] >> эндобдж 2 0 obj > поток 2016-02-16T09: 20: 40-05: 002016-02-16T09: 20: 40-05: 002016-02-16T09: 20: 40-05: 00PScript5.dll версии 5.2.2application / pdf

Справочник по воде – Системы подачи химикатов

Хорошо спроектированная система подачи является неотъемлемой частью эффективной программы очистки воды. Если система подачи не спроектирована должным образом, химический контроль не будет соответствовать спецификациям, результаты программы могут быть неадекватными, а эксплуатационные расходы, вероятно, будут чрезмерными.Некоторые из дорогостоящих проблем, связанных с плохим химическим контролем, включают:

• Высокие химические затраты из-за проблем с перекачкой
• Непостоянное качество продукции, снижение производительности и более высокие затраты на пар и электроэнергию из-за загрязнения воды
• высокая скорость коррозии и связанное с этим техническое обслуживание и замена оборудования (т. Е. Закупорка или замена корродированных трубок или пучков теплообменников)
• высокие затраты на рабочую силу из-за чрезмерного внимания оператора
• Риск серьезного и широко распространенного повреждения технологического оборудования из-за плохого контроля или утечки кислоты в градирни

Значительные инвестиции в систему подачи химикатов часто могут быть оправданы по сравнению с высокой стоимостью этих проблем управления.Когда система подачи химикатов не спроектирована должным образом, уровни химикатов часто выше или ниже программных спецификаций. Использование правильной системы кормления может предотвратить эту ситуацию.

Системы подачи химикатов можно классифицировать по используемым компонентам, типу подаваемого материала (порошок или жидкость), применяемой схеме управления и применению.

КОМПОНЕНТЫ КОРМОВОЙ СИСТЕМЫ

Хранилище химикатов

Химические вещества для обработки обычно доставляются и хранятся одним из трех способов: навалом, полутопом и в бочках.Выбор из этих трех зависит от ряда факторов, включая интенсивность использования, требования безопасности, правила перевозки, доступное пространство и потребности в инвентаре.

Бестарное хранилище. Крупные пользователи часто считают выгодным осуществлять доставку и хранение жидких химикатов наливом. Обработка жидкости доставляется автоцистерной поставщика или обычным перевозчиком. Большой резервуар, часто поставляемый компанией по очистке воды для хранения обрабатываемой жидкости, размещается на территории пользователя рядом с точкой подачи (рис. 35-3).Представители сервиса часто берут на себя все функции управления запасами.
Очистка может быть получена из этих резервуаров для хранения и закачана непосредственно в водную систему или добавлена ​​в меньшую емкость для вторичного питания, которая служит дневным резервуаром. Дневные резервуары используются в качестве защиты для предотвращения случайного опорожнения всего материала из основного резервуара для хранения в систему. Они также предоставляют удобный способ измерения дневной нормы использования продукта.

Полубалочное хранилище. Если скорость подачи химикатов недостаточно велика, чтобы оправдать доставку и хранение навалом, химикаты могут поставляться в многоразовых челночных танках (рис. 35-4).Обычно эти резервуары конструируются таким образом, что их можно штабелировать или размещать наверху постоянного базового резервуара для облегчения заполнения основного резервуара под действием силы тяжести.

Барабан для хранения. Хотя бочки на 40 и 55 галлонов широко использовались для доставки химикатов всего несколько лет назад, растущие экологические проблемы резко сократили их использование. Ограничения на утилизацию бочек и утилизацию бочек снизили популярность этого метода доставки и хранения в пользу многоразовых или возвратных контейнеров.

СИСТЕМЫ ПОСТАВКИ

Системы доставки – это сердце системы подачи химикатов. Наиболее часто используемая система подачи – это дозирующий химический насос. Почти 95% всех систем подачи используют насосы-дозаторы. Однако в системах водяного охлаждения набирает популярность подача самотеком. Иногда используются эдукторы.

Дозирующие насосы

Наиболее часто используемые насосы-дозаторы для обработки воды – это плунжерные, поршневые и диафрагменные насосы с набивкой.Иногда также используются роторные шестеренчатые и винтовые насосы. Все они подпадают под общее название «поршневые насосы прямого вытеснения».

Конструкция и выбор дозирующего насоса и контура трубопровода имеют решающее значение для обеспечения того, чтобы производительность насоса соответствовала техническим характеристикам. Параметры, которые необходимо учитывать, включают статический напор на стороне всасывания, чистый положительный напор на всасывании (NPSH), динамический диапазон насоса, возможное сифонирование, сброс давления и совместимость материалов.

Для обеспечения точной перекачки рабочие условия должны быть близки к проектным.Например, в случае плунжерного насоса увеличение давления в линии нагнетания может значительно снизить производительность насоса. Поскольку на производительность насоса влияет множество факторов, производительность следует часто проверять с помощью калибровочного цилиндра. Некоторые компьютеризированные системы подачи химикатов автоматически проверяют производительность дозирующего насоса и при необходимости вносят коррективы.

Плунжерные насосы с набивкой. Поскольку плунжерные насосы могут быть рассчитаны на высокое давление нагнетания, они часто используются для химической обработки в котельных системах.Перекачивающее действие осуществляется поршнем прямого действия или плунжером, который возвратно-поступательно движется вперед и назад и непосредственно контактирует с технологической жидкостью внутри замкнутой камеры. Скорость двигателя и / или длина хода могут использоваться для регулировки этого типа насоса. Полезный рабочий диапазон для плунжерных насосов с насадкой составляет примерно 10-100% от номинальной производительности.

В плунжерных насосах с набивкой используются уплотнительные кольца, образующие уплотнение между плунжером и его отверстием. В некоторых случаях это может потребовать периодической регулировки или замены колец.

Мембранные насосы. Мембранные насосы становятся все более популярными в системах водоподготовки. Конструкция диафрагмы использует возвратно-поступательное действие поршня или плунжера для передачи давления через гидравлическую жидкость на гибкую диафрагму. Диафрагма изолирует и вытесняет перекачиваемую жидкость и приводится в действие механически или гидравлически.

На рис. 35-6 показан диафрагменный насос, в котором используется электронная импульсная схема для управления соленоидом, который обеспечивает ход диафрагмы.И длину хода, и частоту хода можно регулировать, чтобы обеспечить полезный диапазон регулирования 10–100% от производительности. Мембранные насосы можно настроить на автоматическую регулировку частоты хода по внешнему сигналу. Эта возможность обычно используется для управления соотношением подачи химикатов к расходу воды.

Диафрагменный насос, показанный на Рисунке 35-7, использует внутреннюю гидравлическую систему для приведения в действие диафрагмы, контактирующей с обрабатывающим раствором. Насос доступен в моделях, работающих при давлении нагнетания, превышающем 1500 фунтов на квадратный дюйм.Скорость подачи насоса регулируется вручную во время работы насоса, а также может регулироваться автоматически с помощью пневматического или электрического управляющего сигнала. Внутренняя гидравлическая система имеет встроенный клапан для защиты от избыточного давления.

Некоторые диафрагменные насосы могут использоваться для подачи тяжелых или вязких материалов, таких как суспензии и полимеры. На Рис. 35-8 показан трубчатый мембранный насос, который часто используется в этих приложениях. В конструкции трубчатой ​​диафрагмы также используется поршень, совершающий возвратно-поступательное движение, но трубчатая диафрагма расширяется или сжимается под давлением гидравлической жидкости.Доступны регулируемые насосы с расходом до 60 галлонов в час при давлении 100 фунтов на кв. Дюйм.

Пневматический мембранный насос работает со скоростью от 1 до 200 галлонов в минуту. Эта конструкция обычно используется для вязких продуктов, а из-за ее большой емкости обычно используется для перекачки химикатов из резервуара для хранения в дневной резервуар. Его можно использовать для подачи чувствительных к сдвигу полимерных растворов.

Насос с пневматическим приводом устойчив к абразивным материалам, а также используется для перекачивания песка и шламов. Давление нагнетания ограничено примерно 100 фунтами на квадратный дюйм.

Роторные насосы. Роторные насосы имеют один или два вращающихся элемента для обеспечения положительного или полуположительного перемещения. Насос может состоять из двух зацепляющихся шестерен или одного вращающегося элемента в эксцентриковом корпусе. В типе полного объемного вытеснения скорость подачи определяется скоростью вращения. Полуположительные поршневые насосы имеют внутреннее проскальзывание, которое влияет на скорость подачи и давление нагнетания. Ротационные насосы обычно зависят от жидкости, перекачиваемой для смазки. Большинство конструкций не допускают попадания в жидкость абразивного материала.Они могут перекачивать жидкости с высокой вязкостью и особенно полезны для полимеров, в которых желателен низкий сдвиг.

На Рисунке 35-9 показан роторный насос с промежуточной шестерней, движущейся внутри шестерни ротора. Перекачивающее действие достигается за счет зацепления зубьев ротора и промежуточной шестерни и использования малых допусков на ход. При каждом обороте вала насоса фиксированное количество жидкости всасывается в насос через всасывающий патрубок. Этот объем жидкости заполняет пространство между зубьями ротора, проходит через насос и вытесняется через выпускное отверстие.

Подача самотеком

Другой широко используемый метод доставки, конструкция с гравитационной подачей, использует разницу высот между химикатом в резервуаре и точкой приложения в качестве движущей силы. Основными преимуществами самотечной подачи являются простота и надежность. Эта безнасосная конструкция исключает движущиеся части и связанные с ними требования к техническому обслуживанию. Устранение обратных клапанов и их периодических отказов значительно повышает надежность. При использовании методов проверки подачи подача под действием силы тяжести может обеспечить точный химический контроль.

Существует несколько типов систем гравитационной подачи. Устройство подачи дроби представляет собой пример простого, но эффективного способа дозирования предварительно отмеренных «дозировок» химикатов. В питателе дроби используется мерная емкость известного объема, которая заполняется из бункера-накопителя. Клапан на дне мерной емкости открывается, и продукт самотеком перетекает в систему.

Проверка подачи может быть достигнута путем измерения скорости потока продукта или объема за раз. Это обеспечивает точную подачу и измерение продукта в систему без традиционных проблем обслуживания, связанных с дозирующими насосами.Самые сложные системы гравитационной подачи сочетают в себе проверку подачи с компьютеризированным контролем для обеспечения оптимального химического контроля и устранения необходимости в дозирующих насосах.

Правильный размер важен. Система слишком большого размера вызовет резкие скачки химической обработки (периодические перегрузки). Если система слишком мала, она не сможет обеспечить достаточное количество химической обработки. Ключевые переменные, которые необходимо учитывать при определении размеров системы гравитационной подачи, включают вязкость продукта, доступный статический напор, влияние колебаний уровня в резервуаре и потери на трение в системе.

Водоструйный эдуктор

Водоструйный эдуктор использует кинетическую энергию движущейся жидкости под давлением. Эдуктор увлекает другую жидкость, газ или смесь газа и твердого вещества, смешивает ее с жидкостью под давлением и выпускает смесь против противодавления, как показано на рисунке 35-10. Применение водоструйных эдукторов ограничено необходимой величиной подъема или всасывания, доступным движущим давлением и давлением нагнетания. Как правило, отношение рабочего давления к давлению нагнетания не менее 3.5: 1 необходимо.

Управляемый вместе с клапаном водоструйный эдуктор может использоваться для непрерывной закачки химикатов в поток воды. Обычно он используется в этих приложениях для смешивания, а не для дозирования. Водоструйный эдуктор является важным компонентом хлораторов и сульфонаторов вакуумного типа, а также используется для транспортировки сухих полиэлектролитов.

обладают многими важными преимуществами, в том числе низкой стоимостью, отсутствием движущихся частей и возможностью самовсасывания.Кроме того, поскольку для работы не требуется электроэнергия, эдукторы очень хорошо подходят для использования во взрывоопасных зонах, где требуется дорогое взрывозащищенное оборудование. Эдукторы также могут быть адаптированы для работы с автоматизированными системами управления.

Скопление твердых частиц внутри и вокруг сопла эдуктора может вызвать потерю всасывания. Фильтры и сетчатые фильтры могут помочь уменьшить эту проблему. Эжекторы следует периодически проверять и очищать в установках, где вероятно образование отложений.

Принадлежности

Насосные / резервуарные агрегаты. В большинстве случаев одного насоса для подачи химикатов недостаточно. Обычно система подачи химикатов объединяет насос, резервуар, клапаны, манометры, смеситель, сетчатый фильтр и предохранительные клапаны (для приготовления химического раствора), смешивание (при необходимости) и перекачку.

Смесители. Вертикально установленная крыльчатка с приводом от вала – это наиболее распространенный тип смесителя, используемый для систем подачи химикатов. Если химическое вещество представляет собой разбавленный полимер с высокой молекулярной массой, может потребоваться редуктор скорости.С некоторыми химическими веществами желательно свести к минимуму унос воздуха. В этих случаях для смешивания следует использовать рециркуляционный насос с электрическим или воздушным приводом.

Таймеры. Таймеры находят множество применений в системах кормления, в первую очередь, для управления смесителями и периодической подачи химикатов (особенно противомикробных).

Тревоги. Системы охранной сигнализации становятся все более изощренными. Теперь можно осуществлять мониторинг и сигнализацию по мере необходимости в зависимости от состояния насоса, расхода химикатов, высокого и низкого уровней в резервуаре и необычных условий эксплуатации.

Форсунки. Специальные форсунки необходимы для впрыскивания химикатов в трубопроводы. На рисунках 35-11 и 35-12 показаны типичные форсунки низкого и высокого давления. Форсунки низкого давления используются для впрыска в поток жидкости. Пиновые форсунки высокого давления используются в паровых системах. Перо распыляет химическое вещество на мелкие капли, которые уносятся потоком пара. Следует проявлять осторожность, чтобы предотвратить нагнетание жидкости в паропроводы непосредственно перед изгибами труб, где высокоскоростные капли жидкости могут ударить по стенкам труб и разрушить их.

Уровнемеры. Необходимость контролировать уровни в резервуарах на месте и удаленно привела к разработке многих различных типов мониторов уровня. Среди наиболее известных методов – датчики давления, ультразвуковые мониторы, емкостные датчики, чувствительные к давлению линейные потенциометры и пузырьковые трубки. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы обеспечить следующее:

• совместимость с материалами конструкции
• адекватная температурная компенсация
• изоляция от разрушающих скачков давления

ХИМИЧЕСКИЕ КОРМОВЫЕ СИСТЕМЫ

Жидкое сырье

Химикаты могут подаваться «дробью» (партиями) или на постоянной основе.Выбор между этими двумя методами зависит от требуемой степени контроля, приложения и конструкции системы.

Подача дроби. Химикат может подаваться дробью путем двухпозиционного управления насосом подачи химикатов или путем выгрузки из калиброванного сосуда или измерительной камеры. Подача дробью может использоваться в системах охлаждения, бассейнах биологического окисления и других местах, где отношение объема системы к продувке велико. В этих системах дробь просто восполняет потерянный или израсходованный материал.Подача дробью также используется в тех случаях, когда требуется только периодическая подача. Противомикробные препараты для систем водяного охлаждения обычно вводятся в виде порций. Подача дробью не может использоваться в прямоточных системах, где требуется равномерная концентрация химикатов.

Непрерывная подача. Системы непрерывной подачи дозируют химикаты в воду постоянно. Более совершенные системы распределяют корм в соответствии с обрабатываемым объемом и требованиями к химическим веществам. Непрерывная подача подходит для многих систем, которые также могут иметь дробеструйную подачу.Это абсолютно необходимо в таких применениях, как хлорирование воды для бытовых нужд и контроль отложений в прямоточных системах, где необходимо обрабатывать каждый галлон воды и не существует резервуара для хранения. Это также необходимо при подаче химикатов для осветления воды, чтобы гарантировать, что все частицы мутности столкнутся с молекулами полимера перед попаданием в осветлитель.

Непрерывная подача может быть обеспечена простым методом самотечной капельной подачи, при котором скорость подачи регулируется игольчатым клапаном. Также можно использовать дозирующие насосы или ротометры и регулирующие клапаны, питающие от линии рециркуляции под давлением (Рисунок 35-13).

Сухая химия

Большие количества квасцов, извести и кальцинированной соды обычно используются на очистных сооружениях и крупных промышленных установках водоподготовки. Из-за того, что эти добавки используются в больших количествах, они обычно хранятся и загружаются в виде сухих материалов. Основное преимущество сухих кормов – более низкие затраты на транспортировку и хранение. К недостаткам можно отнести пыль, отсутствие контроля, высокие эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание, а также повышенное внимание оператора.

Системы сухой подачи, обычно используемые для обработки воды, включают объемные питатели, гравиметрические питатели и питатели растворения.

Волюметрические питатели. Объемные дозаторы точно дозируют порошкообразный материал. Материал можно наносить непосредственно или использовать для получения суспензии, которая применяется в процессе. Объемные дозаторы используются для подачи и гашения извести, подачи сухих полимеров и глины, а также подачи противопожарных добавок в топки котлов.

Производительность и точность объемных дозаторов сухого вещества во многом зависят от характеристик дозируемого порошка. Основными характеристиками, влияющими на подаваемый порошок, являются гранулометрический состав, насыпная плотность в сыпучем и упакованном виде, влажность и абразивность.

Типичная объемная система подачи включает бункер для хранения насыпных материалов или силос, загрузочный бункер и дозирующее устройство. Самым распространенным дозирующим устройством является винтовой или шнековый. Скорость вращения шнека определяет скорость подачи.

Некоторые порошки имеют тенденцию к образованию перемычек или «дыр», что приводит к неравномерной подаче. Для обеспечения равномерного поступления порошка в зону спирали могут потребоваться вспомогательные устройства. Среди наиболее распространенных – изгибающиеся стенки бункера, вибраторы бункера и вспомогательные шнеки увеличенного размера, расположенные над спиралью подачи.

Гравиметрические питатели. Гравиметрические дозаторы дозируют химикаты по весу, а не по объему, и имеют точность в пределах 1-2%. Гравиметрический питатель представляет собой весы, уравновешенные для обеспечения доставки в систему нужного веса химиката. Химикат, выбрасываемый гравиметрическим дозатором, обычно переводится в раствор или суспензию.

Поскольку гравиметрические питатели значительно дороже, чем объемные питатели, они используются только с большими системами, требующими точной подачи, или для химикатов, свойства текучести которых не позволяют использовать объемные питатели.

Питатели растворяющиеся. Питатели для растворения регулируют скорость растворения сухих химикатов. Резервуар для растворения заполняется сухим химикатом, и регулируемый поток воды подается в резервуар. Концентрация выходящего продукта определяется площадью контакта между сухим материалом и водой и скоростью растворения. Примеры питателей для растворения включают питатели для твердых галогенов и системы для растворения полиэлектролитов.

В некоторых питателях для растворения требуется дополнительная энергия для обеспечения адекватного растворения (смачивания) и тщательного перемешивания.Например, в устройстве подачи твердых галогенов распылительные форсунки направляют высокоскоростной поток воды в слой продукта. В других питателях для растворения эдуктор используется для смачивания и перемешивания.

Автоматические и полуавтоматические системы были созданы для подачи, увлажнения, старения, переноса и подачи сухих полиэлектролитов (полимеров). Часть подачи и смачивания этих систем подобна питателю для растворения. Для «смачивания» полимера используются либо распылительные завесы (смачивающие камеры), либо эжекторные устройства.Различные резервуары, элементы управления и насосы используются для перемешивания, выдерживания, переноса и подачи разбавленного полимерного раствора (см. Рис. 35-14). Эти системы подачи обычно имеют объемные шнековые питатели для точного дозирования сухих полиэлектролитов. Единственный ручной труд, связанный с этим, – это загрузка бункера, связанного с объемным шнековым питателем.

СИСТЕМЫ ХИМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

Еще одним важным компонентом хорошо спроектированной системы подачи химикатов является схема управления – метод, с помощью которого происходит регулировка скорости подачи химикатов.Схема контроля может иметь огромное влияние на контроль остаточных химических веществ, потребности в рабочей силе и конечные результаты программы обработки. Ключевые переменные, которые необходимо учитывать при выборе схемы управления, включают требуемый диапазон регулирования, период полураспада системы, время простоя, доступность рабочей силы и экономические показатели.

Методы управления можно классифицировать в зависимости от способа регулирования конечного элемента управления и степени сложности логики управления. Типичные схемы управления, используемые при очистке воды, включают: ручное, двухпозиционное, упреждающее, соотношение, обратную связь и комбинации упреждающей / обратной связи.Самые изощренные методы управления требуют использования программируемых логических контроллеров или компьютеров.

Ручное управление

В системе с ручным управлением химикаты добавляются непрерывно и с постоянной скоростью. Регулировки производятся операторами завода через фиксированные интервалы времени – обычно один раз в смену или один раз в день. Эти настройки включают длину или частоту хода насоса, концентрацию химического раствора и положение клапана.

Ручное управление наиболее подходит для применений, в которых химический контроль не является критическим, установленные диапазоны регулирования широки, а время удержания системы велико.В таких ситуациях ручное управление поддерживает средний химический баланс в допустимых пределах.

К недостаткам ручного управления можно отнести возможные потери контроля, высокие затраты на химическую обработку, повышенную потребность в рабочей силе и возможность получения неприемлемых результатов. Сегодня, когда упор делается на улучшенный контроль качества, наблюдается тенденция отхода от ручного управления к использованию более сложного оборудования.

Режим постоянной скорости включения-выключения

При двухпозиционном методе управления насос подачи химикатов (или другое устройство подачи с постоянной скоростью) автоматически включается и выключается с помощью управляющего сигнала.Этот метод применим к системам (например, градирням), которые не требуют непрерывной подачи химикатов и имеют большое отношение объема к продувке.

Примером двухпозиционного управления является насос подачи кислоты, который включается при высоком заданном значении pH и выключается при низком заданном значении pH.

Счетчик-счетчик-таймер – еще одна двухпозиционная система управления, применяемая в системах водяного охлаждения. В этом методе управления химический насос включается на фиксированный период времени после того, как накопится заданный объем подпиточной воды или продувки.

Управление с прогнозированием

с упреждением предназначены для обнаружения изменений в спросе на химические вещества и их компенсации, чтобы держать систему под контролем. Напротив, системы управления с обратной связью реагируют только после обнаружения системной ошибки. Управление с прогнозированием обычно используется для регулировки скорости подачи ингибитора коррозии (на основе изменений температуры воды), скорости подачи хелатирующего агента (на основе испытаний на твердость) и скорости подачи коагулянта (на основе показаний входящей мутности).

Контроль соотношения. Управление соотношением – это форма управления с прогнозированием, при которой производительность химического насоса или другого дозирующего устройства автоматически регулируется пропорционально переменной, например расходу воды. Контроль соотношения наиболее часто используется для поддержания фиксированной концентрации химического вещества в потоке воды, где скорость потока колеблется. Типичным примером является подача ингибитора коррозии пропорционально расходу воды, подаваемой в мельницу.

Основным недостатком этой схемы управления является отсутствие проверки подачи в реальном времени.Хотя контроллер посылает сигнал на насос, нет гарантии, что выходная мощность дозирующего насоса соответствует сигналу контроллера или даже что дозирующий насос работает. Последние достижения в технологии управления с обратной связью предоставили решение этой проблемы.

Управление с обратной связью. При управлении с обратной связью фактическое значение регулируемой переменной непрерывно сравнивается с желаемым значением. Когда обнаруженное значение отличается от заданного значения, контроллер выдает сигнал, указывающий степень отклонения.Во многих системах водоподготовки этот сигнал отправляется на дозирующий насос, и мощность насоса изменяется.

Одним из наиболее распространенных примеров управления с обратной связью является подача кислоты в градирню в зависимости от pH. Когда контроллер обнаруживает разницу между заданным значением и фактическим значением pH, он изменяет скорость насоса или положение клапана, чтобы вернуть pH к заданному значению.

Ручная регулировка насоса подачи химреагентов на основе анализа остаточного фосфата в котловой воде является простой формой управления с обратной связью.Точность этого метода ограничена только частотой тестирования, временем, необходимым для воздействия на изменение, и надежностью метода мониторинга.

Основным недостатком управления с обратной связью является тот факт, что управляющее воздействие не происходит до тех пор, пока не разовьется ошибка. Еще одна ключевая проблема с управлением с обратной связью заключается в том, что оно сильно зависит от сигнала анализатора. Во многих системах точность и надежность анализатора вызывают сомнения.

ОБРАБОТКА СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ

Большинство открытых рециркуляционных систем охлаждения требуют добавления четырех классов химикатов для минимизации коррозии, накипи и загрязнения: ингибиторы коррозии

• Ингибиторы коррозии
• агенты или диспергенты для борьбы с отложениями
• противомикробные препараты
• химикаты для регулирования pH

Контроль продувки также является неотъемлемой частью управления химическим режимом охлаждающей воды.

Сырье для химикатов

Ингибиторы коррозии и средства контроля отложений часто подают в чистом (неразбавленном) виде в резервуар градирни. Обычные методы доставки химикатов включают в себя дозирующие насосы и программируемые системы подачи самотеком. В системах гравитационной подачи могут использоваться водоструйные эжекторы для переноса химикатов в бассейн. Кислоты или щелочи, используемые для контроля pH, и некоторые противомикробные препараты требуют разбавления перед впрыском в основную охлаждающую воду.

могут обеспечивать точную непрерывную подачу при условии, что подача насоса регулируется для отражения изменений в системе.Из-за большого отношения объема системы охлаждающей воды к скорости продувки периодическая подача химиката дробью часто может обеспечить удовлетворительный химический контроль.

Ингибиторы и диспергенты. Ингибиторы и диспергаторы можно подавать в чистом виде в бассейн градирни, где легко может происходить разбавление рециркулирующей воды. Системы подачи варьируются от простого насоса непрерывного действия или периодической подачи дроби до компьютеризированного автоматического управления.

Две самые простые в использовании системы подачи – это непрерывно работающие насосы подачи химикатов и системы периодической подачи дроби по времени.В некоторых случаях эти методы обеспечивают адекватный контроль, но они неточны, если условия эксплуатации или химический состав системы охлаждения меняются. Когда условия меняются, оператор установки должен стать неотъемлемой частью контура управления, проверяя химические остатки и регулируя скорости подачи химикатов, чтобы поддерживать надлежащие уровни ингибитора и диспергатора в воде.

Для улучшения химического контроля химикат может подаваться пропорционально сигналу расхода от расходомера продувочной или подпиточной воды. Это можно делать на постоянной основе с помощью сигнала потока, непосредственно регулирующего скорость откачки.Это также можно делать на полунепрерывной основе с помощью счетчика потока, который запускает подачу химиката.

Дополнительное улучшение контроля возможно с помощью компьютеризированных контроллеров, которые используют измеренные параметры для расчета циклов концентрации и объединяют эту информацию с данными потока в реальном времени для расчета и подачи необходимых количеств ингибитора и диспергатора.

Контроль pH. Для правильного выполнения программы обработки обычно требуется контроль pH и щелочности охлаждающей воды в заданном диапазоне.Хороший контроль pH стал более важным, поскольку программы обработки ингибиторами хрома заменяются, а в градирнях используются более высокие циклы для минимизации продувки.

Промышленная концентрированная серная кислота (66 ° Боме) обычно используется для контроля pH охлаждающей воды. В чистом виде он почти в два раза плотнее воды и опускается на дно резервуара градирни. Это может повредить бетон бассейна и вызвать плохой контроль pH. По этой причине кислоту следует хорошо смешать с водой перед тем, как попасть в бассейн.Лоток для разбавления используется для подачи кислоты в бассейн градирни с использованием подпиточной воды в качестве разбавителя.

Резервуары из мягкой стали обычно используются для хранения концентрированной серной кислоты. Надлежащая вентиляция необходима для предотвращения скопления взрывоопасного газообразного водорода в резервуаре для хранения. Рекомендуется использовать фильтры перед кислотными насосами для удаления любых остаточных продуктов коррозии или других твердых частиц, которые могут присутствовать в резервуаре для хранения.

Управление с обратной связью почти всегда используется для управления подачей кислоты в систему охлаждения.Чаще всего используются двухпозиционные схемы управления и пропорционально-интегрально-производная (ПИД). Дозирующие насосы или регулирующие клапаны обычно используются для регулирования подачи кислоты. Расположение датчика pH имеет решающее значение; в большинстве случаев зонд следует размещать рядом с насосами циркуляционной воды.

Правильная конструкция важна при установке линии подачи кислоты. Линии должны быть проложены таким образом, чтобы предотвратить медленное наполнение и слив, которые могут вызвать чрезмерную задержку в контуре управления.Горизонтальные секции должны слегка наклоняться вверх по направлению потока. Установка повышенного контура на выпускном конце линии выше, чем у кислотного насоса, обеспечивает непрерывное заполнение линии. В установках, где резервуар для хранения кислоты находится выше точки подачи, можно использовать антисифонное устройство для обеспечения дополнительной защиты от перегрузки кислоты. Линии подачи концентрированной кислоты, как правило, должны быть не больше дюйма и обычно изготавливаются из трубок из нержавеющей стали 304 или 316. Трубы из полиэтилена или жесткого ПВХ сортамента 80 могут использоваться, если они защищены от физических повреждений.

Другие важные соображения включают размер насоса / клапана, качество кислоты, процедуры технического обслуживания и частоту калибровки.

Сульфаминовая кислота, соляная кислота, азотная кислота (жидкости) и бисульфат натрия (твердый) также могут использоваться для снижения pH. Иногда контроль pH связан с подачей газообразного хлора, поскольку газообразный хлор соединяется с водой с образованием соляной кислоты вместе с антимикробной хлорноватистой кислотой. Это не рекомендуется, так как это может привести к чрезмерному хлорированию.

Если требуется повышенная щелочность, обычно используется кальцинированная сода или каустическая сода.

Контроль продувки

В охлаждающей воде растворенные твердые частицы (измеряемые по проводимости) поддерживаются на заданном уровне за счет непрерывной или периодической продувки (продувки) рециркуляционной воды. В некоторых случаях достаточно периодически продувать, открывая клапан, до тех пор, пока проводимость воды в градирне не достигнет определенного заданного уровня. Улучшенное управление может быть достигнуто с помощью автоматического контроллера продувки, который открывает и закрывает клапан продувки в зависимости от пределов проводимости или модулирует клапан управления продувкой для поддержания заданного значения проводимости.

Еще более точный контроль растворенных твердых веществ может быть достигнут при использовании компьютеризированных систем контроля. Измеренная проводимость рециркуляционной воды, деленная на проводимость подпиточной воды, позволяет оценить циклы концентрирования. Уставка проводимости рециркуляционной воды затем регулируется онлайн-компьютером для поддержания желаемого количества циклов.

Компьютеризированные системы подачи химикатов и управления

Компьютеризированные системы химического контроля охлаждающей воды могут включать в себя некоторые или все функции управления, уже обсужденные в этом разделе, включая подачу ингибитора и диспергатора, контроль pH, продувку и контроль циклов, а также подачу неокисляющих антимикробных препаратов.На рис. 35-15 представлена ​​схема компьютеризированной системы подачи химикатов охлаждающей воды, мониторинга и управления.

Компьютеризированные системы управления обычно можно запрограммировать для подачи химикатов или регулировки рабочих параметров в соответствии со сложными индивидуальными алгоритмами. Это позволяет системе подачи автоматически компенсировать изменяющиеся рабочие условия, которые часто сильно зависят от конкретной установки. Например, в некоторых случаях подпиточная вода может содержать различные количества ингибитора коррозии. Скорость подачи ингибитора коррозии в рециркуляционную воду необходимо регулировать, чтобы компенсировать попадание ингибитора в систему с подпиткой.В других случаях может потребоваться корректировка уставки скорости подачи диспергатора в соответствии с химическим составом воды в системе (например, pH, проводимостью или уровнями кальция). В каждом из этих случаев компьютер может быть использован для выполнения необходимых вычислений и автоматической корректировки.

Некоторые компьютеризированные системы обеспечивают проверку количества химического сырья. В сочетании с онлайн-контролем химического состава и настраиваемыми алгоритмами управления проверка подачи позволяет наиболее точно контролировать обработку.Система измерения определяет химический состав воды. Затем компьютер рассчитывает необходимые дозировки химикатов, а система подачи проверяет количество подаваемых химикатов. Обычно используемая система показана на Рисунке 35-16.

Удаленные компьютеры используются для мониторинга и хранения состояния системы охлаждения и результатов программы. Интересующие параметры обычно включают pH и проводимость рециркуляционной и подпиточной воды, скорость подачи химикатов, скорость коррозии и данные о загрязнении. После сбора данных используются статистические методы для анализа эффективности программы лечения.

встроены в некоторые компьютеризированные системы подачи, поэтому условия тревоги вызывают автоматический телефонный звонок соответствующему обслуживающему персоналу и извещают его о проблеме. Это предотвращает превращение мелких проблем в серьезные. Например, если клапан непреднамеренно остается открытым и содержимое резервуара с кислотой начинает стекать в бассейн градирни, срабатывает сигнализация низкого pH и автоматически отправляется вызов системному оператору, который возвращается в зону. и закрывает клапан.Модемы также используются, чтобы позволить обслуживающему персоналу вносить изменения в рабочие параметры системы и скорость подачи химикатов из удаленного места.

КОТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКАЯ ПОДАЧА

Для достижения наилучших результатов все химические вещества для внутренней обработки парогенератора должны подаваться непрерывно и в соответствующие точки впрыска. Химикаты могут подаваться непосредственно из резервуара для хранения (в чистом виде) или могут быть разбавлены в дневном резервуаре водой высокой чистоты. Некоторые химикаты можно смешивать и подавать из одного и того же дневного резервуара.

Точки подачи химреагентов обычно выбираются как можно дальше от контура котловой воды. Для подачи химикатов за насосом питательной воды или в паровой барабан насос должен соответствовать давлению котла. Для котлов высокого давления очень важен правильный выбор насоса.

Рекомендации по подаче продукта

Как показано на Рис. 35-17, паропроизводящая система включает три основных компонента, требующих обработки: деаэратор, котел и конденсатную систему.Поглотители кислорода обычно подают в накопительную часть деаэратора. Внутренняя очистка котла подается на всасывание или нагнетание насоса питательной воды или в паровой барабан. Точки подачи конденсатной системы также различаются в зависимости от химиката и цели обработки. Типичные точки подачи включают паровой коллектор или другие удаленные паропроводы. Химическое сырье также может подаваться непосредственно в сочетании с химическими веществами для внутренней обработки или поглотителями кислорода.

Химическая промышленность

Поглотители кислорода. Поглотители кислорода чаще всего подают из дневного резервуара в секцию хранения деаэратора. Некоторые поглотители кислорода также применялись в коллекторах пара или трубопроводах для конденсата для уменьшения связанной с кислородом коррозии в конденсатных системах. В коммунальных системах поглотители кислорода обычно подают в горячий колодец поверхностного конденсатора. Скорость подачи поглотителя кислорода зависит от уровня кислорода в системе и количества химических добавок в системе.

Сульфит. Некатализированный сульфит натрия можно смешивать с другими химическими веществами.Предпочтительным местом для нагнетания сульфита является точка в секции хранения деаэрирующего нагревателя, где сульфит будет смешиваться с выходом из деаэрирующей секции.

Если сульфит подается отдельно, необходимо следующее оборудование: Резервуар из нержавеющей стали 304

• Мешалка из нержавеющей стали
• предохранительный клапан из нержавеющей стали
• железные трубопроводы, клапаны и фитинги
• насос с механически обработанной жидкой частью из стали или чугуна и затвором из нержавеющей стали

Во всех случаях следует использовать иглу для инъекций.

Сульфит, поставляемый в виде жидкого концентрата, обычно является кислым и при подаче в чистом виде вызывает коррозию резервуаров из нержавеющей стали на уровне жидкости. Емкости должны быть из полиэстера, стекловолокна или полиэтилена. Линии могут быть из ПВХ или нержавеющей стали 316.

Катализированный сульфит. Катализированный сульфит должен подаваться отдельно и непрерывно. Смешивание катализированного сульфита с любым другим химическим веществом ухудшает работу катализатора. По той же причине катализированный сульфит необходимо разбавлять только конденсатом или деминерализованной водой.Для защиты всей системы предбойлера, включая любые экономайзеры, катализированный сульфит следует подавать в секцию хранения деаэрирующего нагревателя.

Каустическая сода может использоваться для регулирования pH раствора дневного резервуара; поэтому нельзя использовать бак из мягкой стали. Материалы конструкции для загрузочного оборудования такие же, как и для обычного сульфита.

Гидразин. Гидразин совместим со всеми химикатами для обработки котловой воды, кроме органических веществ, аминов и нитратов.Однако хорошей инженерной практикой является подача только гидразина. Обычно он непрерывно подается в накопительную часть деаэрирующего нагревателя. Из-за проблем с обращением и воздействием, связанных с гидразином, закрытые системы хранения и подачи стали стандартом. Материалы конструкции такие же, как и для сульфита.

Органические поглотители кислорода. Доступно множество органических соединений, включая гидрохинон и аскорбиновую кислоту. Некоторые из них катализируются. Большинство следует кормить в одиночку.Как и сульфит, органические поглотители кислорода обычно непрерывно подают в накопительную часть деаэрационного нагревателя. Материалы конструкции такие же, как и для сульфита.

Химикаты для внутренней обработки

Существует три основных классификации химических веществ, используемых при внутренней обработке: фосфаты, хелатирующие агенты и полимеры. Эти химические вещества можно подавать по отдельности или в комбинации; в наиболее сбалансированных программах обработки два или три химиката скармливаются вместе.Предпочтительная точка подачи зависит от указанного химического вещества. Например, когда каустическая сода используется для поддержания щелочности котловой воды, она подается непосредственно в корпус котла. Когда каустик используется для регулирования pH питательной воды, он обычно впрыскивается в секцию хранения деаэрирующего нагревателя.

Фосфаты. Фосфаты обычно подают непосредственно в паровой барабан котла, хотя при определенных условиях они могут подаваться в линию питательной воды. Обработки, содержащие ортофосфат, могут привести к образованию отложений на линии подачи фосфата кальция; поэтому их нельзя подавать через питающую линию котла.Ортофосфат следует подавать прямо в паровой барабан котла через линию подачи химреагентов. Полифосфаты нельзя подавать в линию питательной воды котла, когда экономайзеры, теплообменники или ступенчатые нагреватели являются частью системы предварительного котла. Если система предварительного кипячения не включает такое оборудование, полифосфаты могут подаваться в трубопровод питательной воды при условии, что общая жесткость не превышает 2 частей на миллион.

Во всех случаях скорость подачи зависит от уровня жесткости питательной воды. Фосфаты следует подавать в чистом виде или разбавлять конденсатом или водой особой чистоты.Подходят резервуары из мягкой стали, фитинги и питающие линии. При подаче кислых фосфатных растворов рекомендуется использовать нержавеющую сталь и полиолефины.

Chelants. Все хелатирующие агенты должны подаваться в линию питательной воды котла через инжекторную форсунку в точке за пределами выхода питательных насосов котла. Если в питающей линии котла имеются теплообменники или ступенчатые нагреватели, точка впрыска должна находиться на их выходе. Следует проявлять осторожность при выборе металлов для высокотемпературных инъекционных игл.

При концентрации исходного раствора и повышенных температурах хелатирующие агенты могут вызывать коррозию низкоуглеродистой стали и медных сплавов; поэтому для всего загрузочного оборудования рекомендуется нержавеющая сталь 304 или 306. Хелатирующие продукты можно подавать в чистом виде или разбавленными конденсатом. Скорость подачи хеланта необходимо тщательно контролировать в зависимости от жесткости питательной воды, поскольку неправильное применение может иметь серьезные последствия.

Хеланты нельзя подавать непосредственно в бойлер. Потребуются химические линии из нержавеющей стали, а хлоридная или едкая коррозия под напряжением может вызвать выход из строя линии подачи хелатирующего агента внутри котла.Тогда произойдет локальная атака котельного металла. Хелатирующие агенты не следует подавать, если питательная вода содержит значительный уровень кислорода.

Полимерные диспергаторы. В большинстве случаев полимерные диспергаторы представлены в составе комбинированного продукта с хелатирующими агентами и / или фосфатами. Для программ хелат-диспергатор и хелант-фосфат-диспергатор необходимо соблюдать рекомендации по разбавлению и кормлению хелатирующими агентами. Для программ диспергирования фосфатов следует соблюдать рекомендации по разведению и кормлению фосфатов.Эти комбинированные программы обычно дают наилучшие результаты в отношении чистоты котла.

Съемка аминов. Все пленкообразующие амины должны подаваться в паровые коллекторы в точках, обеспечивающих надлежащее распределение. Для некоторых систем достаточно одной точки подачи. В каждом случае следует исследовать парораспределение и устанавливать точки подачи, чтобы гарантировать, что все части системы будут должным образом обработаны.

Пленочные амины необходимо смешивать с конденсатом или деминерализованной водой.Воду, содержащую растворенные твердые частицы, нельзя использовать, поскольку твердые частицы могут загрязнять пар и могут образовывать нестабильные аминовые эмульсии.

Стальные резервуары использовались для загрузки пленочных аминов, но некоторая коррозия может происходить выше уровня жидкости. Рекомендуется использовать нержавеющую сталь. Технические характеристики оборудования такие же, как и для обычного сульфита, за исключением того, что требуется форсунка парового типа или игла.

Нейтрализующие амины. Нейтрализующие амины могут подаваться в секцию хранения деаэрирующего нагревателя, непосредственно в котел с химическими веществами для внутренней обработки или в главный паровой коллектор.Некоторым системам распределения пара может потребоваться более одной точки подачи, чтобы обеспечить правильное распределение. Для подачи в парораспределительную линию требуется впрыскивающее перо.

Нейтрализующие амины обычно подают в зависимости от pH конденсатной системы и измеренных скоростей коррозии. Эти амины можно подавать в чистом виде, разбавлять конденсатом или деминерализованной водой или смешивать в низких концентрациях с химическими веществами для внутренней обработки. Для кормления можно использовать стандартный упакованный стальной насос и резервуар.

Компьютеризированные системы подачи химреагентов в котлы. Компьютеризированные системы подачи химикатов в котел используются для улучшения результатов программы и сокращения эксплуатационных расходов. Эти системы могут использоваться для подачи поглотителей кислорода, аминов и химикатов для внутренней обработки.

Типичная система, показанная на рис. 35-18, включает в себя дозирующий насос, оборудование для проверки подачи и микропроцессорный контроллер. Эти системы часто связаны с персональными компьютерами, которые используются для мониторинга результатов программы, скорости подачи, состояния системы и рабочих условий завода.Затем могут быть созданы графики тенденций и управленческие отчеты, чтобы предоставить документацию по результатам программы и помочь в поиске и устранении неисправностей.

Во многих случаях эти системы можно запрограммировать на подачу химикатов для обработки котлов в соответствии со сложными индивидуальными алгоритмами. Например, подача хеланта может регулироваться автоматически на основании результатов испытаний на жесткость анализатора или оператора, расхода питательной воды котла и минимальных / максимальных допустимых скоростей подачи продукта. Таким образом, химическая подача точно соответствует системному спросу, практически исключая возможность недостаточной или избыточной подачи.

Проверка кормов – еще один важный аспект некоторых компьютеризированных систем кормления. Фактическая производительность насоса постоянно измеряется и сравнивается с рассчитанной компьютером уставкой. Если выходная мощность не соответствует заданному значению, скорость или длина хода регулируются автоматически. Преимущества этой технологии включают устранение трудоемких измерений просадки, возможность подачи большинства химикатов непосредственно из резервуаров, точный контроль остаточных химических веществ и минимальные потребности в рабочей силе.

СИСТЕМЫ ПОДАЧИ ПОЛИМЕРОВ ДЛЯ ВОДЫ

Полиэлектролиты, используемые в системах очистки воды, имеют определенные требования к хранению, обращению, подаче и разбавлению. Крайне важно, чтобы эти материалы подавались точно, чтобы предотвратить недокорм и перекармливание, что может привести к потере химической обработки и снижению производительности системы.

Типы полимеров

Полимеры доступны в виде порошков, жидкостей и эмульсий. У каждой формы разные требования к кормлению, обращению и хранению.

Сухие полимеры. Катионные и анионные высокомолекулярные полимеры доступны в порошковой форме. Преимущество этих продуктов состоит в том, что они на 100% состоят из полимера, что позволяет минимизировать расходы на транспортировку и транспортировку. Тем не менее, абсолютно необходимо, чтобы сухие полимерные материалы обрабатывались и разбавлялись должным образом, чтобы предотвратить недокорм и перекорм.

Раствор полимеров. Растворные полимеры обычно представляют собой катионные продукты с низкой молекулярной массой и высокой плотностью заряда, которые обычно используются для осветления сырой воды.Полимеры в растворах легче разбавлять, обрабатывать и подавать, чем сухие и эмульсионные полимеры. Во многих случаях в предварительном разбавлении раствора полимера нет необходимости, и продукт можно подавать непосредственно из транспортного контейнера или резервуара для хранения сыпучих материалов. Полимеры в растворах обеспечивают удобство чистой подачи, и их можно разбавлять до любой удобной концентрации, соответствующей производительности насоса подачи химикатов.

Эмульсионные полимеры. Катионные и анионные высокомолекулярные полимеры доступны в виде эмульсий.Эмульсионный продукт позволяет производителю предоставлять концентрированные жидкие полимерные композиции, которые нельзя приготовить в форме раствора. Только после того, как эмульсионный полимер «перевернется» с водой, полимер становится доступным в своей активной форме. Поэтому перед использованием эти продукты необходимо правильно разбавить.

Склад

Сухие полимеры. Сухие полимеры склонны к слеживанию при хранении в условиях высокой влажности. Слеживание нежелательно, поскольку оно мешает процессу восстановления и разбавления полимера.Поэтому сухие полимеры следует хранить в местах с низкой влажностью, а открытые емкости с сухим материалом следует герметично закрыть перед восстановлением. В целом полимерные продукты начинают терять активность после 1 года хранения. Хотя этот процесс является постепенным, в конечном итоге он влияет на стоимость химической обработки. Настоятельно рекомендуется использовать полимеры до истечения срока их годности.

Раствор полимеров. Раствор полимеров следует хранить в помещении с умеренной температурой, чтобы защитить их от замерзания.Некоторые продукты в виде раствора подвержены необратимым повреждениям при замораживании. Другие демонстрируют отличное восстановление при замораживании-оттаивании. Ни в коем случае нельзя хранить растворные полимеры при температуре выше 120 ° F. В качестве растворов эти полимеры не требуют периодического перемешивания (для предотвращения разделения) перед использованием. Однако некоторые полимеры в растворах имеют короткий срок годности, и запасы должны быть соответственно скорректированы.

Эмульсионные полимеры. Поскольку эмульсионные полимеры не являются настоящими растворами, они отделяются, если им дают отстояться в течение длительного периода времени.Следовательно, эмульсионные полимеры необходимо смешивать перед использованием в барабанном смесителе, баке-смесителе или рециркуляционной установке в баке. Контейнер для рециркуляции наливных резервуаров или контейнеров должен быть спроектирован таким образом, чтобы рециркулировать содержимое резервуара не реже одного раза в день для предотвращения разделения. Эмульсионные полимеры, содержащиеся в бочках, также следует перемешивать ежедневно. Чистый эмульсионный полимер должен быть защищен от загрязнения водой, которое вызывает гелеобразование продукта и может сделать перекачивание трудным или невозможным. В зонах с высокой влажностью вентиляционные отверстия резервуара следует оборудовать осушителем, чтобы предотвратить конденсацию воды в резервуаре для хранения эмульсии.Даже небольшое количество конденсата может вызвать значительное гелеобразование продукта. Как и жидкие продукты, эмульсионные полимеры необходимо защищать от замерзания и хранить при температуре ниже 120 ° F.

Разбавление и кормление

Сухие полимеры. Сухие полимеры перед использованием необходимо разбавить водой. Большинство операций требуют приготовления разбавленных полимеров один раз в смену или ежедневно. Обычно оператор установки несет ответственность за отмерить правильное количество сухого полимера в контейнер.Содержимое контейнера подается в смесительный бак через эдуктор полимера. Эдуктор – это устройство, которое использует давление воды для создания вакуума и спроектировано таким образом, что частицы сухого полимера смачиваются водой по отдельности при прохождении через узел эдуктора (рис. 35-19). Если частицы сухого полимера не смачивать по отдельности перед введением в резервуар для разбавления, в резервуаре для раствора образуются «рыбьи глаза» (нерастворенные глобулы полимера). Fisheyes представляет собой потраченный впустую полимер и вызывает засорение насосов подачи химикатов.

Содержание сухого раствора полимера должно быть ограничено примерно 0,5–1% или менее по весу, в зависимости от используемого продукта. Это необходимо для поддержания вязкости раствора на приемлемом уровне. Скорость миксера, используемого в резервуаре для раствора, не должна превышать 350 об / мин, и перемешивание должно продолжаться только до тех пор, пока весь материал не растворится. Обычно партию разбавленного сухого полимера следует использовать в течение 24 часов после приготовления, поскольку разбавленный продукт начинает терять активность по прошествии этого времени.

Автоматические системы разбавления сухого полимера могут использоваться для выполнения ранее описанных функций смачивания, разбавления и смешивания; однако систему необходимо периодически вручную заряжать сухим полимером. Хотя эти системы являются дорогостоящими, они могут значительно сэкономить время для персонала завода, а операции обычно более последовательны при использовании автоматических устройств восстановления.

Раствор полимеров. Полимеры в растворах можно разбавлять перед использованием или подавать в чистом виде из транспортных контейнеров, бункеров или резервуаров для хранения.Разбавление этих продуктов становится необходимым, если смешивание недостаточно для объединения полимера с обрабатываемой водой. Встроенные системы разбавления статического смесителя приемлемы для растворных полимеров и являются самым простым методом разбавления и подачи раствора полимера. Раствор полимера можно подавать через одну из многих коммерчески доступных систем разбавления и разбавления эмульсионного полимера. Однако, как правило, использование этих систем для растворных полимеров не обязательно. Полимеры в растворах легче всего перекачивать с помощью шестеренчатых насосов.Однако многие полимеры в растворах имеют достаточно низкую вязкость, чтобы их можно было перекачивать с помощью мембранных насосов-дозаторов химикатов.

Эмульсионные полимеры. Эмульсионные полимеры перед использованием необходимо разбавить. Разбавление позволяет эмульсионному продукту инвертировать и «переводить» полимер в его активное состояние. Правильная инверсия эмульсионных полимеров происходит быстро и эффективно. Неправильная инверсия эмульсионного полимера может привести к потере активности из-за неполного разматывания и растворения молекул полимера.

Для эмульсионных полимеров приемлемы системы периодического и непрерывного разбавления. При приготовлении партии оператор установки подает предварительно отмеренное количество чистой эмульсии в вихревую мешалку резервуара для разбавления. Продукт перемешивают до однородности, а затем миксеры отключают. Как и в случае с сухими полимерными продуктами, скорость миксера всегда должна быть ниже 350 об / мин, и миксер следует отключать, как только продукт станет однородным. Это предотвращает чрезмерный сдвиг молекулы полимера и, как следствие, потерю активности полимера.Система разбавления полимерной эмульсии периодического действия показана на Рисунке 35-20.

Несколько производителей продают системы непрерывной эмульсии полимеров для разбавления и подачи. Эти системы перекачивают чистый полимер из контейнера для хранения в камеру разбавления, где полимер смешивается с водой и полностью активируется. Затем водно-полимерный раствор течет под давлением воды к месту нанесения. Предусмотрено использование вторичной промывочной воды для дальнейшего разбавления полимера перед использованием. Эти системы подачи полимеров на сегодняшний день являются самым простым и лучшим способом непрерывной подачи эмульсий.Их производители заявляют о превосходной способности инвертировать молекулы полимера по сравнению с системами разбавления в резервуарах периодического действия. Коммерчески доступная система непрерывного нанесения эмульсионного полимера показана на Рисунке 35-21.

Недопустимо использовать только статическое смешивание в потоке для разбавления эмульсионных полимеров. Однако поточное статическое смешивание может использоваться для смешивания вторичной разбавляющей воды с разбавленным эмульсионным продуктом перед нанесением. Первоначальное разбавление эмульсионных полимеров должно составлять 1% или 2% по весу.Такая концентрация раствора обеспечивает правильное взаимодействие частиц с частицами на этапе инверсии, что помогает в полной инверсии.

Обычно желательно обеспечить возможности вторичного разбавления водой для систем подачи эмульсионных полимеров, потому что эти продукты имеют тенденцию быть наиболее эффективными при загрузке с концентрацией раствора приблизительно 0,1%.

Общие рекомендации

В дополнение к вышесказанному, некоторые общие правила применяются к подаче и обращению со всеми полимерами для обработки воды.В областях, где температура обычно опускается ниже точки замерзания, рекомендуется изолировать все линии подачи полимера, чтобы не происходило замерзание линии подачи.

Для партий разбавленных полимеров в резервуарах скорость миксера в резервуаре не должна превышать 350 об / мин. При приготовлении разбавленных партий полимера в резервуар всегда следует добавлять воду в первую очередь. Затем следует запустить миксер и добавить полимер поверх воды.

могут использоваться для перекачивания большинства растворов полимеров.Однако из-за вязкости некоторых продуктов могут потребоваться шестеренчатые насосы. В системах подачи полимеров следует использовать пластиковые трубопроводы; также допускается нержавеющая сталь. Большинство полимеров вызывают коррозию мягкой стали и латуни. Следует принять дополнительные меры предосторожности, чтобы предотвратить разлив полимеров, поскольку разливы влажного полимера могут стать очень скользкими и представлять угрозу безопасности. Разливы должны быть покрыты абсорбирующим материалом, а смесь должна быть немедленно удалена и утилизирована.

Рисунок 35-1.Результат неправильно спроектированной системы кормления.

Рисунок 35-2. Результаты правильно спроектированной системы кормления.

Рисунок 35-3. Резервуар для хранения сыпучих материалов.

Рисунок 35-4. Резервуар для хранения полуфабрикатов.

Рисунок 35-5. Насос плунжерный с набивкой. (Перепечатано из «Насосы-дозаторы – Выбор и спецификация», стр. 8. Любезно предоставлено Marcel Dekker, Inc.)

Рисунок 35-6. Мембранный насос LMI.(Любезно предоставлено Liquid Metronics, Inc.)

Рисунок 35-7. Мембранный насос для высокого давления. (Предоставлено Milton Roy Company.)

Рисунок 35-8. Трубчатый мембранный насос. (Перепечатано из «Дозирующие насосы – Выбор и спецификация», стр. 14. Любезно предоставлено Marcel Dekker, Inc.)

Рисунок 35-9. Роторный насос. (С любезного разрешения Viking Pump Div., Houdaille Industries, Inc.)

Рисунок 35-10.Водоструйный эдуктор.

Рисунок 35-11. Форсунка низкого давления.

Рисунок 35-12. Форсунка высокого давления.

Рисунок 35-13. Принципиальная схема подачи постоянного давления с использованием регулятора противодавления и насоса.

Рисунок 35-14. Устройство подачи сухого полимера.

Рисунок 35-15. Компьютеризированная система питания для градирен.

Рисунок 35-16.