Струйный вихревой деаэратор: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ – Деаэраторы атмосферные и вакуумные (СВД)

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ – Деаэраторы атмосферные и вакуумные (СВД)

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ – Деаэраторы атмосферные и вакуумные (СВД)

Вы здесь:
• Главная
• Продукция и услуги
• Деаэраторы атмосферные и вакуумные (СВД)

 

К специальным приборам, позволяющим удалять из жидкости примеси углекислого газа, кислорода, азота и аммиака, относятся деаэраторы воды, которые помогают избежать окисления элементов из металла в оборудовании и предотвращать коррозию. У вас есть возможность заказать данные агрегаты на выгодных условиях, а компания «Новые Технологии» в сжатые сроки сделает поставку товаров.

В нашем ассортименте представлены струйные устройства. Их особенность заключается в том, что жидкость проходит сквозь устройство эффективного распыла жидкости (узкоконусные центробежные вихревые форсунки) во вторую ступень деаэрационной колонки, где происходит повторное формирование большой площади контакта фаз, но уже не в капельном, а в пенном режиме. При этом работа создания поверхности контакта фаз обеспечивается за счет кинетической энергии движения парогазовой смеси, выделившейся в первой ступени деаэратора. В пенном режиме за счет высокой скорости обновления поверхности существенно возрастает коэффициент массопередачи – в десятки раз больше, чем в струйно-барботажных и в сотни раз больше, чем в пленочных и насадочных деаэраторах. Такие приборы обладают минимальными размерами, при этом они характеризуются высокой надежностью и универсальностью в использовании. Наши сотрудники занимаются разработкой и производством запатентованных высокотехнологичных изделий. Также у нас ведется проектирование продукции согласно индивидуальным требованиям и параметрам. Вы можете приобрести устройства, которые имеют простую конструкцию и не нуждаются в трудном обслуживании. Они являются энергоэффективными в функционировании и легкими в управлении за счет автоматизации.

Струйные Вихревые Деаэраторы СВД разработанные и выпускаемые ООО «НПО «НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» -универсальные прямоточные термические деаэраторы компактного типа.

       Струйные Вихревые Деаэраторы СВД относятся к классу десорберов (ДУ) и служат для удаления из воды растворенных в ней коррозионно-агрессивных газов (кислорода и углекислого газа). Деаэраторы СВД изготавливаются в универсальном исполнении и могут работать как в атмосферном, так и в вакуумном режиме.

Для покупки деаэраторов воды позвоните по номеру телефона +7 (812) 322-97-79 и задайте возникающие вопросы нашим специалистам.

•  

  

       ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СВД: 

        Струйные Вихревые Деаэраторы СВД применяются в паровых и водогрейных котельных, в системах отопления, горячего водоснабжения и прочих технологических системах, где требуется удаление кислорода или диоксида углерода из воды, а так же в схемах приготовления питательной воды для паровых котлов.

     СВД построены по эффективной двухступенчатой схеме деаэрации, имеют малые массогабаритные характеристики и используют все основные принципы интенсификации массообменных процессов, применяемые в деаэрационной технике.

       ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СВД:  

• Максимальная площадь контакта фаз в деаэраторе СВД достигается за счет распыления потока деаэрируемой воды при помощи блока узкоконусных центробежных вихревых форсунок на первой ступени деаэратора.
• Максимальная движущая сила процесса  достигается за счет значительного снижения парциального давления кислорода при интенсивном выделении выпара после первой ступени деаэратора.
• Максимальный коэффициент массопередачи обеспечивается за счет высокой скорости обновления поверхности фаз в пенном режиме на второй ступени деаэратора.

       ПРЕИМУЩЕСТВА СТРУЙНЫХ ВИХРЕВЫХ ДЕАЭРАТОРОВ СВД:

• Сверхмалые габариты и вес (за счет интенсивного массообмена при большой поверхности контакта фаз).  
• Низкая цена ( из-за малой металлоемкости). 
• Простота и надежность конструкции; простое и недорогое техобслуживание.
• Энергоэффективность в работе (за счет полной утилизации теплоты выпара).
• Устойчивая гидравлика (за счет рециркуляции деаэрированной воды). 
• Универсальность в работе (одинаково эффективно работают как в вакуумном режиме, так и в атмосферном). 
• Простая автоматизация и управление в работе. 

    ОПИСАНИЕ РАБОТЫ СТРУЙНЫХ ВИХРЕВЫХ ДЕАЭРАТОРОВ СВД:

Принцип работы струйного вихревого деаэратора СВД следующий: вода, предварительно нагретая до необходимой температуры, при которой должен происходить процесс деаэрации, подается в рабочую полость первой ступени деаэратора, проходя через устройство эффективного распыла жидкости (узкоконусные центробежные вихревые форсунки). В полости деаэратора формируется двухфазный поток капельной структуры с большой площадью контакта фаз в малом объеме пространства. При этом работа создания поверхности контакта фаз обеспечивается за счет потенциальной энергии давления жидкости перед форсунками (чем больше давление, тем больше площадь контакта фаз). Давление в полости деаэратора поддерживается ниже давления насыщения нагретой воды, поэтому при распылении из воды будет выделяться большое количество выпара. Это приводит к значительному снижению парциального давления кислорода в парогазовой смеси и существенному увеличению движущей силы. Необходимо отметить, что кинетическая энергия образующейся парогазовой смеси на выходе первой ступени деаэратора имеет достаточно большую величину, поэтому она повторно используется для обеспечения массообменного процесса во второй ступени.

Далее двухфазная смесь поступает во вторую ступень деаэратора, где происходит повторное формирование большой площади контакта фаз, но уже не в капельном, а в пенном режиме. При этом работа создания поверхности контакта фаз обеспечивается за счет кинетической энергии движения парогазовой смеси, выделившейся в первой ступени деаэратора.

В пенном режиме за счет высокой скорости обновления поверхности существенно возрастает коэффициент массопередачи – в десятки раз больше, чем в струйно-барботажных и в сотни раз больше, чем в пленочных и насадочных деаэраторах. 

     Поскольку в деаэратор не подается греющий пар, следовательно, на поверхности раздела фаз не происходит процесса конденсации. Происходит только процесс испарения, то есть осуществляется направленное движение молекул пара не к поверхности раздела фаз, а от поверхности раздела фаз. Это не создает дополнительного сопротивления для оттока молекул кислорода из пограничного слоя и тем самым позволяет обеспечить очень высокий коэффициент массопередачи. Поэтому, несмотря на то, что удаление выпара из рабочей полости деаэратора происходит по прямоточной схеме, движущая сила процесса десорбции получается больше, чем при противоточной схеме движения выпара.

     Таким образом, одновременное применение всех основных вышеуказанных принципов интенсификации массообменных процессов в СВД, позволяет универсальному прямоточному термическому деаэратору СВД эффективно работать и при этом одинаково успешно осуществлять как процесс вакуумной, так и процесс атмосферной деаэрации.

 

          ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СВД

Температура воды на входе СВД, ºС	70	80	90	95	104
Давление (разрежение) в СВД, кгс/см²	-0,73	-0,52	-0,34	-0,26	0,1
Давление воды на входе СВД, кгс/см², не менее	3,0	2,5	2,0	1,5	1,1
Остаточное содержание кислорода мкг/л, не более	50	40	30	25	20

        ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВД

ТИПОРАЗМЕР	Характеристики					Масса, кг, не более
	Производительность, т/ч	Диаметр входного патрубка, мм	Диаметр выходного патрубка, мм	Высота корпуса, мм, не более	Диаметр корпуса, мм, не более
СВД- 01	1-2	25	50	350	210	44
СВД- 02	2-4	32	65	400	260	68
СВД- 03	4-8	40	80	500	320	102
СВД- 04	8-15	50	100	600	390	154
СВД- 05	15-30	65	125	700	480	230
СВД- 06	25-50	80	150	800	630	340
СВД- 07	50-100	100	200	900	820	520
СВД- 08	90-180	125	250	1100	1020	780
СВД- 09	150-300	150	300	1300	1280	890
СВД-10	250-500	200	350	1500	1600	1320

При наличии в котельной паровых котлов, мы рекомендуем использовать в деаэрационной системе пароводяной струйный аппарат ПСА для подогрева воды перед подачей на СВД, что будет способствовать ещё более глубокому удалению газов из воды.

По режиму работы все известные деаэраторы разделяются на две основные группы – атмосферные и вакуумные. 

Атмосферная деаэрация происходит при температуре более 100ºС. При данной температуре для кипения воды не требуется дополнительных устройств обеспечения вакуума, хотя необходим источника пара для нагрева воды до температуры 102º – 104ºС или более мощный подогреватель. Поэтому при наличии пара система атмосферной деаэрации получается более простой, чем система вакуумной деаэрации. Однако, если источника пара нет, то вакуумная деаэрация остается единственно возможным вариантом.

Вакуумная деаэрация происходит при температурах менее 100ºС. При данной температуре вода кипит под давлением меньше атмосферного, поэтому вакуумные деаэраторы обязательно должны комплектоваться средствами обеспечения вакуума, например вакуумными эжекторами. Причем, чем ниже температура деаэрируемой воды, тем более глубокий вакуум должен создавать эжектор. Обычно вакуумные деаэраторы работают при температуре 75-80ºС, которая является наиболее оптимальной с точки зрения соотношения качества деаэрации и затрат на поддержание вакуума и нагрев воды.

Необходимо отметить, что при работе систем атмосферной или вакуумной деаэрации возможны два варианта построения схем – с рециркуляцией деаэрированной воды и без рециркуляции. При работе деаэратора в широком диапазоне изменения во времени расхода потребляемой деаэрированной воды (от 0 до 100% номинального значения) предпочтительны схемы с рециркуляцией деаэрированной воды через деаэратор. В системах с практически постоянным потреблением деаэрированной воды или с незначительным изменением во времени расхода потребляемой воды (не более 20-30% от номинального значения) можно применять схемы без рециркуляции деаэрированной воды, которые более просты и менее затратные в эксплуатации. Основным требованием, предъявляемым к таким системам деаэрации, является необходимость поддержания требуемой температуры воды на входе деаэратора.

     ПРИМЕРЫ СХЕМ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ АТМОСФЕРНОЙ И ВАКУУМНОЙ ДЕАЭРАЦИИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТРУЙНЫХ ВИХРЕВЫХ ДЕАЭРАТОРОВ СВД.

НПО «Новые Технологии» предлагают не просто оборудование, а решение проблемы. В последнее время у ряда производителей наметилась тенденция производить деаэраторы только серийно, а их внедрение по типовым схемам перекладывать на плечи самих заказчиков. Между тем, каждый энергетический объект имеет индивидуальные параметры и характеристики, поэтому типовое решение далеко не всем подходит. Кроме того, подбор деаэратора – технически сложный процесс. Необходимо учитывать большое количество факторов, влияющих на его работу. На какой высоте установить деаэратор и эжектор? Как выбрать оптимальную производительность деаэратора и объем аккумуляторного бака. Как автоматизировать работу установки? Как предотвратить вторичное насыщение кислородом деаэрированной воды в аккумуляторном баке? Ведь если деаэратор увязан с неправильным схемным решением, система работать не будет. Поэтому, на наш взгляд, оборудование должно продаваться не само по себе, а вместе с техническим решением, обеспечивающим его запуск и нормальную работу в схеме заказчика. Иной путь может привести к ситуации, когда оборудование закуплено, смонтировано, но не работает. И производитель оказывается как бы не причем, так как он продал только изделие, а не техническое решение. А изделие не может работать в технологической схеме заказчика по причине неверного технического решения по компоновке оборудования. Заказчик об этом не знал, а производитель не счел нужным предупредить. В результате – оборудование не работает, деньги потрачены впустую. Неработающее оборудование – это пятно на репутации фирмы. Чтобы такого не происходило, НПО «Новые Технологии» индивидуально для каждого объекта подготавливают техническое решение по внедрению деаэратора. На основании заполненного клиентом технического задания, бесплатно составляется технико-экономическое обоснование, которое включает в себя режимную карту, технологическую и монтажную схемы, список арматуры и автоматики, технические и экономические расчеты. Благодаря этому у наших заказчиков появляется гарантия, что впоследствии оборудование будет работать нормально, и они останутся довольны.

---

Скачать техническое задание на деаэратор СВД (в формате WORD)

Новости

Наши клиенты

Струйный вихревой деаэратор

Изобретение относится к устройствам термической деаэрации воды и может быть использовано в малогабаритных отопительных и блочно-модульных котельных для удаления коррозионно-активных газов из питательной и подпиточной воды. Деаэратор содержит вертикально размещенный корпус с боковым патрубком подвода нагретой воды, завихритель со спиральными каналами, укрепленный соосно в верхней части корпуса, и обтекатель, укрепленный соосно в нижней его части. Спиральные каналы на наружной поверхности завихрителя имеют переменное сечение, сужающееся от входа к выходу. Завихритель выполнен полым с осевым каналом для удаления выпара, вход в который имеет форму раструба и смещен вниз относительно выходных кромок спиральных каналов так, что наружная поверхность раструба вместе с внутренней поверхностью стенки корпуса образуют кольцевую камеру внезапного расширения, сужающуюся в сторону обтекателя. Обтекатель закреплен в корпусе при помощи опоры с отверстиями для выпуска воды так, что между наружной поверхностью обтекателя и внутренней поверхностью корпуса образован кольцевой диффузор. Между нижним краем завихрителя и верхним краем обтекателя образована цилиндрическая камера вращения с профилированной внутренней поверхностью. Технический результат – повышение эффективности сепарации капель жидкости из потока выпара, снижение остаточного содержания кислорода в деаэрированной воде, уменьшение величины брызгоуноса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам термической деаэрации воды и может быть использовано в малогабаритных отопительных и блочно-модульных котельных для удаления коррозионно-активных газов из питательной воды для паровых и водогрейных котлов, а также из подпиточной воды для тепловых сетей.

Известен циклонный деаэратор (патент №2102329), который содержит корпус, размещенный вертикально. Патрубок подвода нагретой деаэрируемой воды расположен в его верхней части тангенциально. Воронка с патрубком деаэрированной воды размещена в нижней части корпуса. Труба выпара установлена соосно внутри корпуса. В патрубок подвода нагретой деаэрируемой воды врезан дробящий узел, содержащий дробящую решетку. Известен также циклонный деаэратор (патент № 12407), содержащий вертикально размещенный корпус с патрубками подвода нагретой деаэрируемой воды в верхней его части, трубой выпара, установленной соосно внутри корпуса, и патрубком слива деаэрированной воды в нижней части, отличающийся тем, что дополнительно он снабжен не менее чем одной трубчатой вставкой, при этом трубчатые вставки установлены внутри корпуса соосно с разделением полости корпуса вокруг трубы выпара на кольцевые секции, кроме того, каждый патрубок подвода нагретой деаэрируемой воды выполнен с форкамерой, и форкамера со стороны трубы выпара ограничена верхней частью одной из имеющихся вставок или боковой стенки корпуса, частью, в которую вмонтированы сопловые аппараты с тангенциально ориентированной щелью.

Основным недостатком известных устройств является невозможность реализации с их использованием (при работе в вакуумном режиме) компактных компоновочных решений. При работе под вакуумом данные деаэраторы должны быть расположены на отметке 9-10 м над аккумуляторной емкостью, в которую производится слив воды, чтобы обеспечить свободный слив и исключить возможность всасывания деаэрированной воды эжектором через выпарную трубу. Однако это невозможно в условиях ограниченного конструкционного пространства блочно-модульной котельной.

Вторым недостатком известных устройств является унос деаэрируемой воды через трубу выпара. В деаэраторах (№ 2102329) и (№ 12407) труба выпара размещена вертикально, в связи с чем вода попадает на нее с внешней стороны, свободно стекает вниз и сносится с нижней кромки трубы восходящим потоком выпара. Для уменьшения брызгоуноса приходится снижать скорость движения выпара путем увеличения внутреннего объема устройства, что негативно сказывается на массогабаритных характеристиках деаэратора. Таким образом, данные устройства не позволяют добиться минимальных массогабаритных характеристик при условии отсутствия брызгоуноса, так как данные условия получаются взаимоисключающими.

В качестве наиболее близкого аналога может быть принят центробежный деаэратор (патент №2246446), содержащий цилиндрический корпус, завихритель, укрепленный на входе в деаэратор, трубу выпара, началом которой внутри корпуса является полое тело вращения, наружная поверхность которого вместе с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса образует сопло с сужающейся до минимального сечения и далее расширяющейся частью. Спрямляющие лопатки укреплены продольно на трубе выпара.

Основным недостатком данного устройства является зависимость качества деаэрации от высоты расположения деаэратора над аккумуляторной емкостью. Чем ниже над аккумуляторной емкостью расположен деаэратор, тем выше получается рабочее противодавление. При этом давление в газовой полости деаэратора остается постоянным и равным давлению насыщения при температуре деаэрируемой воды. Чем больше получается разница между давлением в полости деаэратора и противодавлением, тем больше возрастает толщина вращающегося слоя воды внутри деаэратора. Учитывая, что за счет действия центробежных сил давление в ядре вращающегося потока воды (то есть между стенкой деаэратора и поверхностью раздела жидкой и газообразной фаз) всегда больше, чем давление насыщенных паров в газовой полости, то происходит только поверхностное вскипание воды на границе раздела фаз. При вскипании газовая полость заполняется парами воды, в связи с чем снижается парциальное давление кислорода над поверхностью воды пропорционально его мольной доле в парогазовой смеси. Это приводит к нарушению равновесной концентрации кислорода в воде и к диффузии кислорода через свободную поверхность жидкости в газовую среду. То есть происходит десорбция кислорода. При этом эффективно деаэрируется только поверхностный слой потока жидкости. Деаэрация ядра потока жидкости происходит менее эффективно по мере того, как частицы жидкости, составляющие ядро потока, попадают в поверхностный слой вследствие конвективного перемешивания в процессе движения. Однако при увеличении толщины вращающегося слоя воды ухудшаются условия конвективного массопереноса в ядре потока воды и одновременно снижается скорость молекулярной диффузии кислорода через поверхностный пограничный слой. В результате коэффициент массопередачи между фазами жидкость-газ уменьшается, десорбция кислорода ухудшается, остаточное содержание кислорода в ядре потока растет. Кроме того, часть потока жидкости, непосредственно примыкающая к внутренней поверхности стенки корпуса и образующая пристеночный ламинарный пограничный слой, вовсе не перемешивается с турбулентным ядром потока, поэтому концентрация кислорода в данном слое остается равной начальной концентрации. Практически это приводит к тому, что при компактном расположении данного деаэратора на одном уровне с емкостью в диапазоне температур деаэрируемой воды до 75°С добиться снижения содержания кислорода до заявленного значения 50 мкг/л невозможно.

Вторым недостатком данного устройства является неполное исключение брызгоуноса через трубу выпара, обусловленное выбранным расположением входа парогазовой смеси в выпарную трубу в конце камеры вращения (со стороны выхода воды из деаэратора). Поскольку на выходе из спиральных каналов в камеру вращения происходит взрывообразное выделение основного количества выпара, то образуется большое количество мелкодисперсных капель, причем значительная часть капель имеет осевую составляющую скорости, направленную непосредственно в сторону входа в канал для удаления выпара, что и является причиной повышенного брызгоуноса.

Третьим недостатком является периодическое затягивание воды в трубу выпара, обусловленное формой спиральных каналов. Поскольку завихритель данного устройства имеет каналы, образованные спирально навитыми ребрами на цилиндрическом теле вращения, то сечение каждого канала получается постоянным по всей длине. Известно, что при течении воды в протяженном узком канале постоянного сечения на входе в канал происходит местное сужение потока. В соответствии с законом Бернулли сужение потока сопровождается местным увеличением скорости потока и снижением статического давления в потоке. А поскольку для обеспечения вскипания давление на выходе из канала завихрителя (в камере вращения) должно получаться равным давлению насыщенных паров жидкости, то в зоне местного сужения давление в канале снижается ниже давления насыщенных паров. Особенно это проявляется при работе в области температур более 85°С. Это приводит к локальному вскипанию жидкости внутри канала и к возникновению снарядного течения двухфазной среды в канале, что в свою очередь является причиной неравномерного истечения жидкости в камеру вращения и появления механических пульсаций во вращающемся потоке жидкости. Кроме того, за счет действия сил вязкого трения между слоем быстро вращающейся воды и неподвижной внутренней поверхностью корпуса происходит интенсивное торможение потока воды, поэтому ближе к выходу из деаэратора окружная скорость движения воды получается значительно ниже, чем в начале камеры вращения. Известно, что центробежная сила прямо пропорциональна квадрату окружной скорости и обратно пропорциональна радиусу окружности. Снижение окружной скорости приводит к уменьшению радиуса вихря и увеличению толщины вращающегося слоя воды ближе к выходу из деаэратора. Поэтому толщина вращающегося слоя воды со стороны выхода всегда получается больше, чем со стороны входа. При этом внутренняя граница слоя воды подходит слишком близко к краю входа в канал для удаления выпара, который расположен в конце камеры вращения. А поскольку внутренняя граница слоя воды при работе деаэратора претерпевает механические пульсации, вызванные неравномерностью истечения воды через каналы завихрителя, то данное обстоятельство способствует периодическому затягиванию воды в трубу для отвода выпара.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является улучшение условий конвективного массопереноса в ядре потока воды, увеличение коэффициента массопередачи между жидкой и газообразной фазами, повышение эффективности сепарации капель жидкости из потока выпара, устранение механических пульсаций внутренней границы вихря.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемой конструкции струйного вихревого деаэратора, является снижение остаточного содержания кислорода в деаэрированной воде, уменьшение величины брызгоуноса, исключение втягивания воды в трубу выпара. Данный технический результат достигается за счет следующих технических решений.

1. Внутренняя поверхность камеры вращения выполнена профилированной при помощи пластин, вваренных в стенку камеры. Это позволяет разрушить пристеночный ламинарный пограничный слой, примыкающий к поверхности, повысить конвективный массоперенос в ядре потока, в связи с чем обновление поверхностного пограничного слоя происходит более интенсивно, следовательно, скорость диффузии кислорода через поверхностный пограничный слой возрастает, остаточное содержание кислорода снижается.

2. Выпар из деаэратора удаляют со стороны входа воды. Для этого завихритель выполнен полым с осевым каналом для удаления выпара. Диаметр осевого канала выбирается таким, чтобы обеспечить скорость движения выпара в самом узком сечении канала 30-50 м/с.

3. На входе в каналы выполнена приемная камера для равномерного распределения потока по каналам. Спиральные каналы на внешней поверхности завихрителя, примыкающей к внутренней поверхности цилиндрического корпуса, нарезаны так, чтобы обеспечивалось непрерывное сужение сечения канала от входа к выходу.

4. На выходе из спиральных каналов выполнена камера внезапного расширения. Для этого вход в канал выпара выполнен в виде раструба и смещен в глубину камеры вращения относительно выходных кромок спиральных каналов на величину не менее 1 диаметра осевого канала. При этом между внешней поверхностью раструба и внутренней поверхностью цилиндрического корпуса образуется полость кольцевого сечения, сужающаяся к выходу. Сечение выхода камеры внезапного расширения выбирают таким, чтобы обеспечить скорость движения выпара на выходе камеры 100-150 м/с.

Конструкция струйного вихревого деаэратора раскрыта более подробно на приведенных чертежах, где показаны:

фиг.1 – деаэратор на виде сверху;

фиг.2 – деаэратор на виде сбоку в разрезе по линии А-А по фиг.1;

фиг.3 – камера вращения в разрезе по линии Б-Б по фиг.2.

На фиг.2 видно, что струйный вихревой деаэратор состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с боковым патрубком 2 и фланцем 3 для присоединения трубы, подводящей нагретую воду. В верхней части корпуса соосно установлен завихритель 4. На внешней поверхности завихрителя, примыкающей к внутренней поверхности цилиндрического корпуса, нарезаны спиральные каналы 5 с непрерывно сужающимся сечением по всей длине каналов. В зоне расположения бокового патрубка между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью завихрителя образована форкамера 6 кольцевого сечения, необходимая для равномерного распределения воды по входам в спиральные каналы. Для отвода выпара завихритель имеет осевой канал 7. Вход в канал выпара выполнен в виде раструба 8, который смещен в глубину камеры вращения относительно выходных кромок спиральных каналов на величину не менее одного диаметра осевого канала. При этом между внешней поверхностью раструба 8 и внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1 образуется камера внезапного расширения 9, имеющая кольцевое сечение и сужающаяся в направлении осевого движения потока. В нижней части корпуса соосно установлен обтекатель 10, имеющий опору, наружная поверхность которого вместе с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса образует кольцевой диффузор 11. Между нижним краем завихрителя 4 и верхним краем обтекателя 10 в корпусе образована цилиндрическая камера вращения 12. Как показано на фиг.3, внутренняя поверхность камеры вращения выполнена профилированной при помощи пластин 13, вваренных в стенку камеры. Опора обтекателя снабжена отверстиями 14 для выпуска воды. Корпус имеет нижний фланец 15 и верхний фланец 16, к которым присоединяются трубы для слива деаэрированной воды и отвода выпара.

Устройство работает следующим образом.

Вода, нагретая до температуры 70-90°С, через патрубок 2 поступает в форкамеру 6 и равномерно распределяется по входам в спиральные каналы 5. Проходя через непрерывно сужающиеся спиральные каналы, вода постепенно разгоняется и закручивается вокруг оси деаэратора. По мере увеличения скорости статическое давление в каналах снижается. В выходном сечении каналов вода приобретает максимальную скорость и минимальное давление. При выходе из каналов вода попадает в камеру внезапного расширения 9, где происходит мгновенное вскипание потока. В этой зоне из ядра потока воды выделяется основное количество выпара, что приводит к существенному снижению парциального давления кислорода в газовой фазе и обеспечивает десорбцию кислорода из потока воды в выпар. Образовавшийся выпар, как более легкая фаза, под действием центробежных сил вытесняется ближе к оси, а вода прижимается к стенке корпуса 1. Однако часть потока жидкости, непосредственно примыкающая к внутренней поверхности стенки корпуса и образующая пристеночный ламинарный пограничный слой, вскипеть не может, так как за счет действия центробежных сил находится под давлением более высоким, чем давление насыщенных паров. Кроме того, жидкость, составляющая пристеночный пограничный слой, движется ламинарно, то есть не перемешивается с ядром потока, следовательно, концентрация кислорода в данном слое остается равной начальной концентрации. В камере вращения 12 за счет профилированной поверхности происходит разрушение пристеночного ламинарного пограничного слоя и обеспечивается интенсивное перемешивание потока. При этом усиливается конвективный массоперенос в ядре потока и возрастает скорость молекулярной диффузии кислорода через поверхностный пограничный слой в поток выпара. Выпар, выделившийся в камере внезапного расширения 9, содержит большое количество воды в мелкодисперсном капельном состоянии. Благодаря сужению, образованному между наружной поверхностью раструба 8 и внутренней поверхностью корпуса 1, на выходе из камеры внезапного расширения 9 происходит разгон газовой фазы в осевом направлении. При этом на входе в камеру вращения 12 осевая скорость движения потока выпара достигает 150 м/с и направлена вдоль поверхности потока вращающейся воды от завихрителя к обтекателю. Ближе к обтекателю поток выпара меняет свое направление и движется в приосевой зоне от обтекателя к завихрителю в направлении входа в трубу выпара. Поскольку плотность жидкой фазы более чем в 1000 раз превышает плотность газовой фазы, то при изменении направления движения потока выпара на противоположное под действием сил инерции происходит сепарация капель жидкости из потока выпара. Поэтому приосевой поток выпара получается осушенным и содержит значительно меньше капель жидкости. Таким образом, в камере вращения формируется газожидкостный вихрь со сложной структурой. Периферийная пристеночная область вихря занята потоком воды, движущимся вдоль стенки по спирали в направлении от завихрителя к обтекателю. Центральная приосевая область занята осушенным потоком выпара, движущимся в осевом направлении от обтекателя 10 к завихрителю 4. Пограничная область между потоком жидкости и осушенным потоком выпара занята двухфазным капельным потоком, движущимся с высокой скоростью вдоль границы раздела фаз от завихрителя 4 к обтекателю 10. Из камеры вращения 12 деаэрированная вода попадает в горловину кольцевого диффузора 11, который обеспечивает плавное расширение потока воды, приводящее к снижению скорости и восстановлению статического давления. Из корпуса деаэратора деаэрированная вода выходит через отверстия в опоре 14 и отводится по трубопроводу, присоединенному к нижнему фланцу 15. Выпар отводится по трубопроводу, присоединенному к верхнему фланцу 16.

Предлагаемая конструкция струйного вихревого деаэратора обеспечивает скоростную деаэрацию нагретой воды от начального содержания коррозионно-активных газов порядка 3000-5000 мкг/л до остаточного содержания 15-50 мкг/л.

1. Струйный вихревой деаэратор, содержащий вертикально размещенный корпус с боковым патрубком подвода нагретой воды, завихритель со спиральными каналами, укрепленный соосно в верхней части корпуса, и обтекатель, укрепленный соосно в нижней его части, отличающийся тем, что спиральные каналы на наружной поверхности завихрителя имеют переменное сечение, сужающееся от входа к выходу, а на входе в корпус между наружной поверхностью завихрителя и внутренней поверхностью стенки корпуса образована кольцевая приемная камера, при этом завихритель выполнен полым с осевым каналом для удаления выпара, вход в который имеет форму раструба и смещен вниз относительно выходных кромок спиральных каналов так, что наружная поверхность раструба вместе с внутренней поверхностью стенки корпуса образуют кольцевую камеру внезапного расширения, сужающуюся в сторону обтекателя, а обтекатель закреплен в корпусе при помощи опоры с отверстиями для выпуска воды так, что между наружной поверхностью обтекателя и внутренней поверхностью корпуса образован кольцевой диффузор, при этом между нижним краем завихрителя и верхним краем обтекателя образована цилиндрическая камера вращения с профилированной внутренней поверхностью.

2. Струйный вихревой деаэратор по п.1, отличающийся тем, что профилирование внутренней поверхности цилиндрической камеры вращения выполнено при помощи пластин, вваренных в стенку камеры.

Деаэраторы

Системы BFW – Деаэраторы
27 февраля 2005 г.

6 6 Введение
Коррозия
Механическая деаэрация
Типы деаэраторов
Тип лотка
        Тип распыления
Расположение
Аксессуары
Химическая добавка

Дополнительный Ссылки

---

Введение

Деаэраторы служат три функции:

1. Удаление кислород в воде
2. Нагрев воды
3. Хранение деаэрированной и подогретой воды

Коррозия

В воде наличие растворенных газов, особенно кислород и углекислый газ, вызывает ускоренную коррозию. Процесс коррозии протекает особенно быстро при повышенных температурах, таких как встречается в котлах и теплообменном оборудовании. Основная функция деаэратора состоит в том, чтобы предотвратить эту коррозию, удаляя растворенные газы из всех источников воды, поступающие в котел.

Железо растворяется в чистой воде до незначительного протяженность по формуле:

Fe + 2 H ₂ O ® Fe(OH) ₂ + H ₂

но гидрат железа (Fe(OH) ₂ ) образуется щелочь и повышает значение pH. При определенном значении рН дальнейшее растворение железа прекращается. Однако, если присутствует кислород, он немедленно окисляет гидрат железа. образуя гидрат 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 испаряется. это Очевидно, что удаление кислорода и углекислого газа из раствора важный.

Механический Деаэрация

Деаэрация есть механическое удаление растворенных газов из жидкости. Процесс деаэрация чаще всего применяется в подогревателях питательной воды котла для защиты трубопроводов, котлов и конденсатного оборудования от коррозии. Три принципы механической деаэрации:

1. Отопление
2. Механическая мешалка
3. Удаление газа

Вода должна быть нагревают до температуры полного насыщения (т.е. точки кипения), соответствующей давление пара в агрегате. Теоретически растворимость любого газа равна ноль при температуре кипения жидкости, полное удаление газов невозможно если жидкость не поддерживается при температуре кипения.

Нагретая вода необходимо механически взбалтывать путем распыления, каскадирования на лотки или распыления подвергать максимальную площадь поверхности очищающей атмосфере. Это позволяет полное выделение газов, так как расстояние, которое должен пройти газовый пузырек ибо выпуск уменьшен. Тщательная агитация также преодолевает тенденции поверхностное натяжение и вязкость для удержания пузырьков газа и увеличения скорости диффузии газа из жидкости в окружающую атмосферу.

Достаточное количество пара необходимо пропустить через воду, чтобы очистить и унести газы после они освобождаются от жидкости. Чрезвычайно низкое парциальное давление газа необходимо поддерживать, чтобы свести к минимуму концентрацию газов, растворенных в жидкость.

Типы Деаэраторы

Деаэраторы в основном бывают двух типов. общее использование:

1. Лоток типа
2. Распылительного типа

Лоток

Вода нагревается до температуры полного насыщения с минимальным перепадом давления и минимальной вентиляцией. Это обеспечивает наилучшую тепловую эффективность. Деаэрация осуществляется путем распределения нагретой воды по нескольким слоям. лотков, предназначенных для обеспечения максимального разлива или края водослива, тем самым давая максимальный контакт поверхности жидкости и промывочного пара.

Распылительный тип

В на первом этапе вода распыляется в непосредственном контакте с паром и нагревается практически до температуры насыщения. На этом этапе основная часть неконденсирующиеся газы высвобождаются и удаляются из агрегата.

Предварительно подогретая частично деаэрированная вода, затем переходит на вторую стадию, где он вступает в контакт с постоянным высоким струя пара для окончательной деаэрации. Энергия струи пара разбивает воду, образуя мелкодисперсный туман или туман. мелкодисперсных частиц, чтобы обеспечить максимальное воздействие на поверхность чистящий пар. Любой оставшийся газ удаляется и переносится на первую ступень паром, а деаэрированная вода попадает в секцию хранения.

Вода распыляется энергией пара проходя через распылительное сопло, пар нагревает и очищает воды растворенного в ней кислорода. Для этого типа деаэратора требуется перепад температур не менее 50 ^o F. между водой и паром. Из-за перепада давления на распылителе это устройство меньше эффективнее тарельчатого деаэратора.

Местоположение

Деаэраторы обычно достаточно приподняты чтобы обеспечить достаточный напор (NPSHA) для насосов BFW. работать без кавитации. Высота от минимального уровня воды в деаэраторе до осевая линия насоса должна использоваться в расчетах NPSHA для насосов BFW.

Трубопровод от деаэратора до насосов BFW должны иметь подходящий (т.е. большой) диаметр с как можно более прямым бегом и минимумом фитингов. Трубопровод должен бегите вертикально как можно дальше, прежде чем делать какие-либо горизонтальные пробежки.

Принадлежности

На выпуск деаэрированной воды накопительной секции. Это поможет уменьшить закрутку потока во всасывающей линии насоса BFW и уменьшить вероятность кавитации.

Перелив на накопительной секции деаэратор необходим для предотвращения переполнения деаэратора.

Деаэратор может быть оборудован внутренним конденсатор с прямым контактом, который сводит к минимуму потери пара через вентиляция.

Для защиты корпуса требуется предохранительный клапан от избыточного давления из-за выхода из строя регулятора давления подаваемого пара.

Вакуумная защита необходима для защиты оболочки из вакуума из-за внезапной конденсации пара при отключении Единица. Вакуумный сброс устройство может представлять собой обратный клапан поворотного типа, установленный таким образом, чтобы клапан был закрыт когда деаэратор работает и находится под давлением, но пропускает воздух втягивается в устройство, если создается вакуум.

Химическая промышленность Дополнение

Иногда требуется добавление химикатов в воду в деаэраторе после деаэрация. В паровых системах высокого давления (> 600 фунтов на кв. дюйм) деаэрация до уровень 0,005 мг/л является недостаточным. В этом случае кислород поглотитель может быть введен в секцию хранения для дальнейшей очистки воды и обеспечить дополнительный уровень гарантии того, что весь кислород был удален.

Сульфит натрия является наиболее распространенным типом химического поглотителя кислорода. Количество количество сульфита, которое можно безопасно переносить в воде, уменьшается по мере эксплуатации. давление паровой системы увеличивается. При работе с более высокой системой давление, соответствующие высокие температуры вызывают разложение сульфита в кислые газы, которые могут вызвать повышенную коррозию. Применение сульфита. ограничено максимальным рабочим давлением 1800 psig. Около 8 частей на миллион сульфита требуется для удаления 1 ppm кислорода.

Альтернативный химическим поглотителем кислорода является гидразин. Разложение и продукты кислородной реакции гидразина летучи, поэтому они не увеличивают содержания растворенных твердых частиц, а также они не вызывают коррозии при конденсации пара. Недостатком гидразина является то, что он предположительно является канцерогеном и его использование могут быть ограничены в будущем.

 

 

Системы деаэрации — компания PC McKenzie

Деаэраторы используются для удаления кислорода из питательной воды котла.

Industrial Steam разрабатывает и производит полную линейку оборудования для предварительной обработки котлов, включая:

• Системы деаэрации
• Системы питательной воды котлов
• Системы продувки (прерывистого и непрерывного действия)
• Системы рекуперации тепла

Атмосферные деаэраторы

Атмосферные деаэраторы Spray Flow II (SP5II) обеспечивают гарантированную производительность 0,005 см3/л при нагрузке 0–100 %.

• Раздельный ресивер со встроенным рециркуляционным насосом
• Уникальная конструкция устраняет угрозу повторного входа в атмосферу
• Устраняет высокие вентиляционные потери, характерные для других атмосферных конструкций

Принцип работы:
Модулированная подпиточная вода распыляется через подпружиненное сопло из нержавеющей стали во внутренний вентиляционный конденсатор из нержавеющей стали, расположенный в секции промывки. Форсунка создает тонкий конический слой воды, который конденсирует пары, позволяя кислороду выходить через неограниченный атмосферный клапан. Перекачиваемая низкотемпературная обратка также распыляется через сопло. Сила тяжести возвращает поток без ограничений в секцию очистки.

Объединенная подпитка и возврат в секции промывки нагреваются паром и оборотной деаэрированной водой из секции деаэрации. И пар, и деаэрированная вода поступают в секцию скруббера через отдельные коллекторы из нержавеющей стали. Перфорированный паровой коллектор подает струи пара для энергичного вымывания большей части растворенного кислорода из подпиточной, насосной и гравитационной обратки. Температура в скрубберной секции поддерживается на уровне 208°F на уровне моря, что обеспечивает высвобождение большей части растворенного кислорода без потерь при мгновенном испарении.

Вода из секции скруббера, которая почти полностью деаэрирована, постоянно рециркулируется в секцию деаэрации, где она распыляется через широкоугольные полноконусные форсунки из нержавеющей стали. Пар поступает в секцию деаэрации в зависимости от температуры в секции очистки. Поскольку цикл является непрерывным, чистый пар всегда доступен для окончательной деаэрации. Последние следы кислорода удаляются в месте контакта с чистейшим паром. Избыточная, полностью деаэрированная вода непрерывно течет из секции деаэрации в секцию скруббера через рециркуляционный коллектор из нержавеющей стали. Захваченные возвраты направляются в секцию деаэрации, где пар мгновенного испарения преимущественно используется для окончательной деаэрации.
Поскольку производительность циркуляционного насоса превышает производительность деаэратора не менее чем на 25 %, деаэратор может выдерживать 0,005 см3/л при нагрузке от нуля до 100 %. Эта же функция также позволяет деаэратору подавать полностью деаэрированную воду в котел при запуске. Быстрое изменение нагрузки и управление питательной водой котла. которые очень неприятны для других атмосферных деаэраторов, не повлияют на производительность или работу Spray Flow II.

Деаэраторы под давлением

Принцип работы:
Поток воды – Поступающая неаэрированная вода и насосные возвраты поступают в деаэратор через подпружиненный патрубок из нержавеющей стали, который направляет поток коническими пластинами в паровую атмосферу прямоконтактного вентиляционного конденсатора. В этот момент температура воды повышается до температуры пара в пределах нескольких градусов, и удаляется большая часть коррозионно-активных неконденсирующихся газов. Вода направляется секцией лотка из нержавеющей стали в распылительный клапан Jet Spray. Здесь высокая скорость поступающего чистого пара буквально распыляет воду на мельчайшие частицы. Это действие фиолетовой очистки удаляет последние следы растворенных газов. Затем горячая деаэрированная вода попадает в накопительный отсек для использования в котле.

Поток пара – Пар сначала поступает в деаэратор через специальный распылительный клапан Jet Spray из нержавеющей стали. Этот клапан предназначен для полного распыления и обеспечения полной деаэрации при любых условиях нагрузки. Такая конструкция гарантирует, что самый чистый пар вступает в контакт с самой чистой водой. Как только этот высокоскоростной пар механически вытряхивает последние следы неконденсирующихся газов из воды, он течет вверх в зону подогревателя, где встречается с поступающей подпиточной водой и насосами. Эта вода непрерывно конденсирует пар, который предварительно нагревает и выпускает неконденсируемые газы во внутренний вентиляционный конденсатор, где они дозируются без вреда для атмосферы. Это действие приводит к тому, что в систему подается больше пара для завершения цикла.

Деаэраторы тарельчатого типа

Питательная вода котла поступает в вертикальную секцию деаэрации над перфорированными тарелками и стекает вниз через перфорацию. Деаэрационный пар низкого давления поступает под перфорированные тарелки и через перфорации поднимается вверх. В некоторых конструкциях используются различные типы уплотненного слоя, а не перфорированные тарелки, чтобы обеспечить хороший контакт и смешивание между паром и питательной водой котла.

Пар удаляет растворенный газ из питательной воды котла и выходит через выпускной клапан в верхней части куполообразной секции. Если этот выпускной клапан недостаточно открыт, деаэратор не будет работать должным образом, что приведет к высокому содержанию кислорода в питательной воде, поступающей в котлы. Если в котле нет анализатора содержания кислорода, высокий уровень хлоридов в котле может указывать на недостаточное открытие выпускного клапана.