Деаэрированная вода для отопления что это
Деаэрация умягченной воды и нормы качества питательной и подпиточной воды
Растворимые в воде газы необходимо удалять, поскольку приводят к коррозии стенок котла, преждевременному износу, а иногда и к аварии. Растворенные газы (02, С02) и воздух удаляется из воды деаэрацией. Известно несколько ее способов деаэрации: термический, химический, электромагнитный, высокочастотный и ультра-звуковой. Три последних способа недостаточно освоены, и в котельных с паровыми и водогрейными котлами наибольшее распространение получил термический способ.
При термическом способе растворение в воде газов уменьшается с повышением температуры и совсем прекращается при достижении температуры кипения, когда растворенные газы полностью удаляются из воды.
Существует несколько типов термических деаэраторов, но в котельных с паровыми котлами применяются смешивающие деаэраторы атмосферного типа (ДСА). Такой деаэратор (рис. 94) состоит из вертикальной цилиндрической колонки 1 диаметром 1-2 м и высотой 1,5-2 м, установленной на горизонтальном цилиндрическом баке 2, предназначенном для сохранения запаса деаэрованной воды.
Рис. 94. Атмосферный деаэратор смешивающего типа: 1 — колонка; 2 — бак-аккумулятор; 3 — водоуказательное стекло; 4 — манометр; 5 — гидрозатвор; 6 — распределительное устройство; 7,8 — тарелки; 9 — распределитель пара; 10 — клапан; 11 — охладитель выпара; 12 — регулятор уровня воды; 13 — выпуск питательной воды из бака-аккумулятора; 14 — вестовая труба.
Из паровых котлов в нижнюю часть деаэрационной колонки через парораспределитель 9 подается пар с давлением 0,2-0,3 кгс/см2 и, поднимаясь вверх, подогревает химически очищенную воду до температуры кипения 102-104 °С. При этом из воды выделяются кислород и углекислый газ и вместе с остатками несконденсированного пара через вестовую трубу 14 выбрасываются в атмосферу. При закрытии вестовой трубы этот поток может быть направлен в охладитель выпара 11. Деаэрованная вода поступает в бак-аккумулятор. Из бака деаэрованная вода забирается питательным насосом для питания паровых котлов.
Вакуумный деаэратор (ДСВ). Для деаэрации подпиточной воды тепловых сетей в котельных с водогрейными котлами используются вакуумные деаэраторы (рис. 95).
Вакуумный деаэратор, как и атмосферный, состоит из колонки 4 и бака деаэрованной воды 6.
Рис. 95. Вакуумный деаэратор: 1 — бак-газоотделитель; 2 — водяной эжектор; 3 — охладитель выпара; 4 — деаэрационные колонки; 5 — водоводяной водоподогреватель; 6 — бак деаэрованной воды; 7 — центробежный насос; 8 — трубопровод городской воды; 9 — трубопровод воды к ХВО; 10- трубопровод заполнения бака- газоотделителя; 11 — змеевик
Вакуум в деаэрационной колонке создается водоструйным эжектором 2, присоединенным к верхней части колонки. Для облегчения работы эжектора перед ним устанавливается охладитель выпара 3, так как водоструйный эжектор работает лучше, когда температура испарения ниже. Вода через эжектор перекачивается центробежным насосом 7, создает разрежение, за счет которого из деаэрационной колонки отсасывается выпар и, смешавшись с водой, поступает в бак-газоотделитель 1. В баке вода опускается вниз, а выпар остается наверху и удаляется в атмосферу.
Вода после умягчения, пройдя водоводяной подогреватель 5, нагревается до 75-80 °С и подается в деаэрационную колонку 4, где закипает при давлении ниже атмосферного. Освободившись от кислорода и углекислого газа, вода стекает в бак деаэрированной воды. Вода из бака подается подпиточным насосом на подпитку тепловой сети.
Для сохранения температуры деаэрованной воды в деаэраторном баке устанавливают змеевик 11, через который проходит горячая вода из водогрейных котлов.
Вакуумные деаэраторы работают при давлении 0,3 абсолютной атмосферы (Р = 0,7 кгс/см2), которому соответствует температура кипения воды 68,9 °С.
Нормы качества питательной воды для водотрубных котлов с рабочим давлением пара до 4 МПа приведены в табл. 8.
Нормы качества сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов даны в табл. 9.
Нормы качества питательной воды для водотрубных котлов с рабочим давлением пара до 4 МПа
Пути попадания газов в системы отопления и некоторые особенности деаэрации
Федоров Сергей Анатольевич, директор ООО «Терма-СЕТ»
Поскольку вода является основным веществом, используемым в системах тепло- и водоснабжения, от ее качества практически полностью зависит состояние этих систем. Почти половина проблем, связанных с эксплуатацией систем, вызывается наличием газов в воде, в первую очередь кислорода, азота и углекислого газа. Концентрация кислорода и углекислого газа решающим образом влияет на скорость процессов коррозии. От концентрации азота во многом зависит появление воздушных пробок, эффективность работы радиаторов и регулирующих вентилей на верхних этажах, появление шумов, скорость эрозии металлических поверхностей, эффективность работы насосов. Для решения подобных проблем достаточно важно понимать пути и особенности попадания и удаления газов из системы.
Концентрация разных компонентов газов в недеаэрированной водопроводной воде зависит от местных условий и варьирует в пределах 2-14 мг/л для кислорода O2, 0-35 мг/л для углекислого газа СО2 и находится на уровне примерно 20 мг/л для азота N2.
При начальном заполнении системы водой атмосферный воздух вытесняется, а в оставшихся пробках воздух находится при повышенном давлении. При этом концентрация уже находящихся в воде подпитки газов (в основном азота и кислорода) повышается, поскольку часть воздуха из пробок растворяется в воде. Однако затем концентрация вступающих в реакцию кислорода и углекислоты достаточно быстро снижается, а концентрация нейтрального в этих условиях азота без специальных мероприятий практически не меняется [1]. Очевидно, что конечные концентрации газов в воде будут зависеть от трех параметров: скорости поступления газов в систему, эффективности устройств дегазации и свойств самой системы, в частности скорости процессов коррозии, объема и геометрии системы и т.д.
Можно выделить следующие основные каналы, по которым газы попадают в систему:
□ поступление с водой подпитки;
□ через расширительные и аккумуляторные баки;
□ через воздухоотводчики (при отрицательном давлении);
□ диффузия через пластиковые трубы;
□ через фитинги и штоки арматуры.
□ Пороговым уровнем, определяющим наличие потенциальных проблем с коррозией, является концентрация кислорода выше 0,1 мг/л. В теплосетях с открытым водоразбором концентрация кислорода в основном определяется состоянием устройств деаэрации, обрабатывающих потоки подпитки. На рис. 1 представлено характерное среднесуточное содержание кислорода в подающем потоке одной из ТЭЦ в Санкт-Петербурге, работающей с неотрегулированной системой деаэрации. Среднегодовая концентрация кислорода в воде превышала 200 мкг/л. Пиковые увеличения на графике связаны с увеличением потребления ГВС из сети [2].
В закрытых системах основным каналом поступления газа может оказаться диффузия газов через эластичные мембраны баков.
Дело в том, что диффузионные потоки газов в жидкость через мембрану или через пластиковую трубу определяются вовсе не абсолютными давлениями с каждой стороны или перепадом общих давлений. При контакте газов с жидкостью концентрация определенного газа в ней в равновесии определяется законом Генри:
где L — константа Генри, Р — парциальное давление данного газа в воздухе над жидкостью. Если концентрация газа в жидкости в данный момент меньше равновесной, газ будет поглощаться жидкостью до насыщения, т.е. до достижения величины Сравн. Если между газом и жидкостью появляется мембрана, соотношение (1) по прежнему определяет соответствие парциальных давлений газов с одной стороны мембраны и их равновесных концентраций в жидкости. Но величины потоков и скорость установления равновесия теперь определяются скоростью диффузии газов через мембрану. Таким образом, величины потоков газов через мембрану зависят от того, насколько далеки концентрации газов в жидкости от равновесных, а также от проницаемости мембраны, но не зависят от давления жидкости, или от того насколько давление жидкости отличается от общего давления газа! Косвенным признаком такой диффузии является снижение давления газовой подушки в процессе работы баков. В некоторых напорных баках скорость диффузии газов через мембрану из воздушной подушки в воду настолько велика, что через полгода-год давление газа падает настолько, что бак перестает сглаживать давление. В этом случае при каждом цикле сжатие-расширение свежая вода закачивается через блок подпитки или вода системы стравливается через клапан максимального давления. В качестве материала мембран большинство производителей используют EPDM, обладающий хорошей эластичностью и температурным диапазоном, но имеющий высокую проницаемость для газов. Кроме него используется более дорогой бутил, обладающий существенно меньшей проницаемостью, чем EPDM. На рис. 2 представлены величины падения давления в воздушной камере баков разных европейских фирм за год эксплуатации на реальных объектах. На общем фоне заметно выделяются баки Pneumatex с камерной конструкцией бака и специальным материалом мембраны на основе бутила [3 ].
Оценим вклад потока газа из напорного бака на примере системы отопления с внутренним объемом 20 м 3 и максимальным давлением 6 бар. В системе используется расширительный бак объемом 1 м 3 (5% от объема системы) и предварительным давлением 3 бар. Если предварительное давление бака падает на 30%, то при ежегодной подкачке бака воздухом в воздушную подушку добавляется примерно 240 г кислорода (1/5 часть порции).
Инертный в условиях эксплуатации систем теплоснабжения азот содержится в теплоносителе в достаточно заметных количествах. На рис. 4 представлены измеренные значения для ряда закрытых и открытых систем отопления [4]. Интервал концентраций растворенного азота составляет 15-50 мг/л. Причем это значение зависит от вида установок, поддерживающих давление. Из-за химической инертности удаление азота возможно только устройствами с физическими механизмами, например, сепараторами и вакуумными деаэраторами.
Устройства дегазации являются обязательными в современных системах отопления. Только тщательное удаление воздуха при заполнении и эффективная дегазация в процессе работы могут обеспечить надежную и длительную работу системы. Это в особенности относится к сложным разветвленным системам, системам средней и большой мощности, высотным зданиям, системам с относительно большими потоками натекания газа, например, системы с повышенными объемами подпитки (системы ГВС)
и системы с большим количеством элементов из пластика (теплые полы). Очевидно, что скорость натекания газов и их концентрации в воде увеличиваются с увеличением количества оборудования и арматуры, увеличением давления и объема расширительных баков (увеличивается площадь и перепад давлений при диффузии газов через мембраны). С другой стороны, скорость дегазации падает при увеличении внутренней площади и протяженности системы и усложнении ее конфигурации.
Для химического связывания коррозионно-активных газов и ингибирования широко применяются химические добавки, вводимые через дозирующие насосы. Не касаясь необходимости постоянного контроля, сервисных вопросов и использования расходных материалов, а также ответственности за безопасность использования обработанной воды, необходимо отметить, что этот метод не влияет на концентрацию азота и не устраняет связанных с ним проблем (пробки, шумы, кавитация, эрозия и т.д.).
В этих условиях преимущество получают устройства с универсальными физическими механизмами работы, в частности сепараторы и вакуумные деаэраторы, не требующие расходных материалов и сервиса и неприхотливые к качеству воды.
Сепараторы обеспечивают удаление микропузырьков воздуха и шлама из потока воды и объединяют в себе функции воздухоотводчиков, фильтров и деаэраторов. Сепараторы не требуют расходных материалов, энергии и сервисного обслуживания, они работают несколько десятков лет, имеют простую и надежную конструкцию без движущихся частей. Особенности применения воздухоотводчиков и сепараторов изложены в статьях [5,6].
Новое поколение малогабаритных вакуумных деаэраторов (МВД), появившееся в середине 90-х гг. в ряде стран, обеспечивает надежное удаление всех газов внутри отопительных систем, котельных, систем охлаждения и водоснабжения с небольшими объемами подпитки.
Деаэраторы компактны (например, деаэраторы «Пневматекс» имеют высоту не более 1 м и вес до 50 кг), работают автономно в автоматическом режиме, не требуя сервисного обслуживания, расходных материалов и пара.
В деаэраторах используется механизм уменьшения растворимости газов при снижении давления.
Как правило, работа малогабаритных вакуумных деаэраторов включает следующие операции:
□ порция воды закачивается в рабочую камеру деаэратора и изолируется на некоторое время;
□ в рабочей камере с помощью встроенного в деаэратор насоса создается разрежение — давление минус 1 атм;
□ для увеличения скорости дегазации внутри деаэратора организуется внутренний циркуляционный поток, расщепляемый на струи;
□ растворенный воздух переходит в микропузырьки и скапливается наверху;
□ воздушная подушка стравливается через воздухоотводчик из рабочей камеры деаэратора;
□ деаэрированная порция воды поступает в систему.
Различают модели для дегазации теплоносителя в системе (отопления или охлаждения) и модели с встроенными блоками подпитки.
Деаэраторы первого типа рассчитаны только на деаэрацию воды в системе — деаэратор многократно обрабатывает воду в течение заданного интервала времени или до достижения в ней нужной концентрации.
Модели второго типа оснащены дополнительными блоками, в которых вода подпитки обрабатывается однократно и поступает в систему, остальное время деаэратор обрабатывает воду системы так же, как модели первого типа. В этом случае при необходимости добавления воды в систему, в деаэратор из водопровода закачивается порция воды, производится дегазация и подача в систему. Дегазация воды подпитки имеет приоритет. Электронный блок управления позволяет гибко регулировать режимы деаэрации и подпитки. В частности, можно задавать продолжительность и время начала работы, а также работать в режиме поддержки определенной концентрации. Предусматривается режим непрерывной работы для дегазации после заполнения водой системы и режим тренировки насоса при длительном бездействии.
Аппараты МВД как правило обеспечивают:
□ автоматическую работу с самонастройкой;
□ гибкое регулирование режимов работы;
□ контроль концентрации газа в жидкости;
□ контроль за работой внешней системы подпитки;
□ функции самодиагностики и определения утечек.
Поскольку в режиме обработки воды системы подача деаэрированной порции в систему и поступление новой внутрь камеры деаэратора происходит одновременно, давление в системе остается постоянным и не влияет на работу блоков подпитки.
Производительность, предельные концентрации деаэраторов МВД
При многократной обработке воды системы традиционная классификация деаэраторов МВД по производительности — обработанный поток в единицу времени теряет смысл. В этом случае речь идет об усредненной по времени способности деаэратора поддерживать необходимую концентрацию газа в заданном объеме теплоносителя системы. Поэтому модели вакуумных деаэраторов различаются по максимальной величине объема системы, который они могут обслуживать, при условии, что систему можно считать закрытой (т.е. при потоках подпитки ориентировочно до 1 % объема системы в день).
Конечная концентрация газов в теплоносителе системы зависит как от характеристик вакуумного деаэратора и места установки, так и от скорости натекания газов, термодинамических параметров, потоков подпитки.
Малогабаритные вакуумные деаэраторы могут обеспечить удаление смеси газов из систем отопления и охлаждения в закрытых системах до общего уровня порядка миллилитр/литр, что в принципе сопоставимо с характеристиками термических деаэраторов.
Так как вода системы обрабатывается периодически, стационарная концентрация кислорода в системе зависит от системы, в частности скорости процессов коррозии в ней и в некоторых случаях достигается уровень 5-10мкг/л[7].
Поскольку вода подпитки перед попаданием в систему обрабатывается в течение только одного цикла, производительность этого процесса можно оценивать по скорости потока. Производительность обработки потоков подпитки для серийных моделей вакуумных деаэраторов лежит в интервале 0,3-0,5 м 3 /ч. При однократной обработке потока подпитки удаляется более 80% содержащихся в воде газов, однако степень деаэрации зависит от температуры воды подпитки.
Вакуумные деаэраторы МВД обеспечивают во время работы разрежение близкое к 100%. Такой тип дегазации может считаться универсальным и обеспечивает удаление всех растворенных газов, в т.ч. азота и углекислого газа. Максимальная температура воды для нормальной работы вакуумного деаэратора ограничена интенсивностью испарения в процессе деаэрации и имеет верхний предел 90°С. Оптимальная температура работы — 60°С. Существенное значение при выборе модели имеет рабочее давление в системе (максимально давление, как правило, не выше 10 бар). Вакуумные деаэраторы подключают параллельно основному циркуляционному кольцу (рис. 5).
При необходимости обслуживания систем большого объема или систем с большими потоками подпитки можно использовать несколько деаэраторов, включенных параллельно циркуляционному контуру в разных местах.
О сложности и длительности процессов дегазации можно судить по графику на рис. 6. Деаэрация многоконтурной системы с большим объемом производится с помощью малогабаритного вакуумного деаэратора Vento (Pneumatex).
Начальный участок продолжительностью примерно пять месяцев на рис. 6 соответствует периоду удаления существующих в системе пробок, после чего концентрация газов резко падает. Последний участок соответствует паузе в работе деаэратора.
Нужно подчеркнуть, что вакуумные деаэраторы МВД в первую очередь предназначены для деаэрации воды закрытых систем с небольшими потоками подпитки. Однако в случае, если потоки подпитки неравномерны, а традиционные термические или вакуумные деаэраторы работают неэффективно или их использование экономически нецелесообразно, деаэраторы МВД можно использовать для регулярной обработки специально организованного циркуляционного потока через аккумуляторный бак в системах с более высокими потоками подпитки.
Таким образом, можно утверждать, что на данный момент вакуумные деаэраторы являются лучшими устройствами для полной дегазации сложных габаритных систем (в т.ч. высотных зданий и водогрейных котельных) с небольшими объемами подпитки, а в ряде случаев единственно эффективными. Их применение в сочетании с сепараторами для удаления шлама позволяет полностью решить проблемы коррозии и завоздушивания.
1. Pneumatex Technical Guide, Air (problems, causes, technology), 2006, www.pneumatex.com.
2. Слепченок В.С. «Пути борьбы с кислородной внутренней коррозией», Новости Теплоснабжения, №4/2005.
3. Федоров С.А. Поддержание давления в системах отопления, АВОК, № 8/2006.
4. «Gase in kleinen und mittleren Wasserheiznetzen», Technische Universitat Dresden, Institut fur Energietechnik, koordinierter Schlussbericht, AiF Forschungsthema Nr. 11103 B, November 1998.
5. Федоров С.А. Дегазация и удаление шлама — рецепт нормальной работы систем теплоснабжения, Новости Теплоснабжения, № 12/2006.
6. Федоров С.А. Дегазация и удаление шлама с помощью сепараторов, АВОК, №7/2006.
7. Интервью, которого не было. Журнал «С.О.К.», №2/2005.
Деаэрация воды для котельных
Из содержания этой статьи вы узнате:
1. Что такое деаэрация?
Деаэрация – это процесс удаления газов из жидкости. В частности, речь идёт об освобождении питательной воды для котельных от содержания кислорода, углекислого газа и других летучих примесей.
Этот процесс необходим из-за губительного свойства газов способствовать образованию коррозий на рабочих поверхностях оборудования в тепло- и атомной энергетике. Являясь активным распространителем элементарных частиц в жидкой среде, газ имеет возможность ускорять и усугублять воздействие нежелательных примесей на целостность и качество технических систем, в результате именно газосодержащая вода может дать главную причину поломок – потерю рабочего состояния важнейших деталей.
В условиях функционирования котельных, где счёт перерабатываемой воды идёт на сотки кубометров в день, возможность взаимодействия с загазованной водой – непозволительная роскошь, так как ремонт и наладка систем является крайней нежелательной статьей расходов любого предприятия, поэтому практичнее и проще установить систему деаэрации, которая защитит оборудование от регулярных травм.
Кроме того, деаэратор – это ещё и возможность хранения подготовленной воды для дальнейшего использования, поэтому крупные габариты деаэратора оправдываются не только его эффективной водопереработкой, но и функцией накопления необходимых гидрозапасов.
Чтобы понять, как происходит процесс деаэрации, нужно разобраться с тем, как функционируют газы в жидкости. Итак, газообразования в воде бывают трех видов:
— молекулы газа, растворенные в составе воды;
— мелкие пузырьки газа (те же молекулы, которые скапливаются вокруг гидрофобных элементов);
— молекулы газа, образующиеся в процессе химических реакций, протекающих между примесями в воде.
Чтобы очистить воду от газов на молекулярном уровне, необходимо использовать два физических метода: нагревание воды с целью ускорения процессов распада и повышение атмосферного давления в воде с целью вымещения более легких соединений из состава жидкости.
Оба метода требуют крайней точности и внимания к протекающим процессам, потому деаэратор входит в число режимных установок, работа которых тщательно контролируется. Показатели работы деаэратора необходимо фиксировать в подотчетных журналах несколько раз в сутки, чтобы в случае обнаружения нестабильности вовремя применить меры по устранению ошибки, так как от правильного функционирования деаэратора зависит здоровая работа всех систем котельного оборудования, работающих на подготовленной воде.
Из этого можно сделать вывод, что деаэрация – неотъемлемый и крайне важный процесс, требующий четко обозначенных условий в обеспечении качественной водой теплового оборудования.
2. Основные типы деаэрации и виды деаэраторов
Так как основной метод удаления агрессивных газов из воды подразумевает наличие повышенных температур при образовании пара, термические деаэраторы выступают в роли лидеров отрасли. Они делятся на:
Атмосферные деаэраторы работают в состоянии естественного давления, а температура воды в них составляет 102-107 градусов. Вакуумные деаэраторы нуждаются в пониженном давлении, температура достигает 40-99 градусов. Наличие высокого давления в деаэраторе обуславливает так же и наличие высоких температур – 158-188 градусов. Это во многом определяет сферу применения того или иного типа деаэратора. Самая горячая вода используется в качестве питания специальных энергетических котлов. Вода, прошедшая через естественную атмосферную среду, работает на теплоэлектросетях, в испарителях, а вакуумная вода служит источником энергии для котельных.
Помимо очевидных различий в условиях эксплуатации, есть и другие интересные особенности. Например, вакуум необходимо освобождать от избытка переработанного газа, чтобы он мог выйти наружу. А у атмосферных деаэраторов есть существенный плюс: при отсутствии вакуума их не нужно вручную открывать и выпускать излишки, так как газы улетучиваются самостоятельно. Для высокого давления характерна подача переработанного газа вместе с паром на конденсатор, что позволяет использовать излишки с пользой для системы.
По виду покрытия и взаимодействия пара и воды различают три типа:
Струйные и пленочные деаэраторы работают на разности подачи воды и пара: вода стекает сверху вниз, а пар поднимается снизу вверх. Этот процесс происходит в колонне деаэратора. Однако струйный тип деаэраторов подразумевает вхождение воды внутрь колонны небольшими струйками, а пленочный тип как бы создает водную пленку, которая обволакивает колонну.
В деаэраторах барботажного типа работает несколько иная система. Там вода обрабатывается паром уже будучи в баке, что позволяет насыщать воду более крупными соединениями газов, которые цепляют более мелкие частицы и выстреливают вместе с ними на поверхности.
Нередко деаэрация осуществляется сразу несколькими способами воздействия, что обуславливает наличие в конструкции и струйных/пленочных, и барботажных систем.
По форме конструкции деаэраторы делятся на два типа:
Тарельчатые деаэраторы названы так, потому что в конструкции подразумевается наличие специальных мембран-тарелок, через которые просачивается пар, очищаясь от газов. Над горизонтальным баком для сбора подготовленной воды располагается вертикально стоящий бак для деаэрации – именно здесь «тарелки» и располагаются.
Сверху через вертикальный бак подается неочищенная вода, которая проходит через мембраны-тарелки. На них же подается специально подведенный поток пара, который достаточно тяжел для того, чтобы вытеснить вверх газ, но недостаточно тяжел для того, чтобы задерживать воду. Весь процесс проходит под гнётом низкого давления, в результате чего газ выводится наружу конструкции, а в горизонтальный бак попадает подготовленная вода.
Этот тип деаэраторов используется несколько реже, однако он так же имеет востребованность. Главная его особенность в том, что у него отсутствует вертикально стоящий бак деаэрации с «тарелками», а весь процесс проходит прямо внутри основного бака.
Вода в баке разделена перегородкой на зону повышенной температуры и зону деаэрации. Когда вода в первой зоне нагревается и поступает во вторую зону, там, под действием пара, поступающего снизу, она окончательно освобождается от наличия газообразных соединений.
Как видим, в обоих случаях нельзя сказать, что конструкция и силы воздействия являются технологически сложными. Однако, как и всё гениальное, деаэратор прост только на первый взгляд, так как за его работой стоит соблюдение нескольких важных условий.
Так, сама установка является статичной. Все её детали надежно сварены друг с другом, а сам бак впаян на опоры, которые втоплены в фундамент. Это обеспечивает устойчивость и стабильность конструкции.
Так же особого внимания требуют датчики давления, температуры, уровня воды и концентрации пара, так как все эти показатели связаны друг с другом и при незначительных отклонениях от нормы может быть нарушена работа всей системы.
Что позволяет держать работу устройства в стабильном состоянии? Прежде всего, это система отвода выпара. Выпар – это смесь газов и нерастворенного пара, которая, будучи лёгкой, поднимается вверх. Не находя естественных путей отвода, выпар может накапливаться внутри бака и даже спровоцировать его разрыв, поэтому система отвода выпара стабилизирует не только уровень концентрации переработанных нежелательных газов внутри системы, но и позволяет регулировать давление. К слову, выпар освобождается в открытую атмосферу, то есть не проходит никаких дополнительных степеней очистки, так как чаще всего мы имеем дело с кислородом, углекислым газом и незначительным присутствием других газов, не представляющих опасности для окружающей среды.
3. Химическая и реагентная деаэрация
Помимо существования классического технического оборудования по водоподготовке котельных, ТЭЦ и других энергоемких водопотребителей, существует и ещё один способ освободить воду от наличия газов, и он никак не связан с нагреванием, парообразованием, необходимостью соблюдать давление и обслуживать систему, держа руку на пульсе её показателей.
Речь о применении химического метода деаэрации. Её смысл состоит в том, что в воду добавляется специальный реагент-ингибитор, способный «связывать» молекулы газа и нейтрализовывать их коррозийные свойства. Так же это помогает ещё и умягчить воду, что значительно снижает образование накипи и налёта на рабочих поверхностях металлов.
Преимущества данного способа в том, что для осуществления химических реакций не нужно дополнительных условий, таких как определенная температура и давление. Это позволяет заметно упростить и усовершенствовать систему водоподготовки.
Однако у химической деаэрации есть и существенные минусы:
— дорогостоящие ингибиторы, концентрацию которых нужно постоянно восполнять и поддерживать на нужном уровне, что подразумевает регулярные внушительные расходы;
— наличие в воде реагентов, которые хоть и не вредят оборудованию, но представляют угрозу для окружающей среды, так как их утилизация подразумевает особый режим, а чтобы его исполнить, опять же требуются немалые затраты.
Таким образом, мы можем сделать вывод о том, что химическая система деаэрации хоть и значительно более понятна и удобна, не выдерживает конкуренции с привычными паровыми установками просто ввиду того, что не каждые теплосети или котельные способны позволить себе столь внушительную статью расходов.
4. Ультразвуковая деаэрация
Этот метод нельзя назвать распространенным, однако он имеет места применения. Суть его сводится к следующему: на воду, содержащую газы, направляется ультразвуковая волна, которая способствует слипанию частиц газов в более крупные образования, вследствие чего они под силой тяжести собственного объема выталкиваются из воды наружу.
Эта установка работает с горячей водой, температура которой варьируется от 30 до 80 градусов. Состоит система из бака с водой, генератора ультразвука и блока контроллера, регулирующего работу устройства.
Однако стоит учитывать, что, несмотря на небольшие габариты и продуктивность использования, ультразвуком можно добиться совсем небольших объемов производства, поэтому данный метод считается скорее экспериментальным и нуждается в особом подходе. Кроме того, как и предыдущий представитель деаэрации, ультразвук совсем недешев, но и значительно менее вреден для окружающей среды. Тем не менее, его использование в промышленных масштабах остается под вопросом.
5. Мембранная деаэрация с применением азота
Данный способ подразумевает наличие в колонне деаэрации мембран, на которых подается вода и одновременно поступает газ азот. Азот и кислород соединяются друг с другом, после чего специальный насос под вакуумным давлением выделяет газы с поверхности воды.
Способ примечателен тем, что в данных условиях температура воды не должна превышать 20 градусов, то есть её не нужно дополнительно разогревать. Так же установка не подразумевает больших габаритов. Из минусов – относительно недолговечный срок службы мембраны, которая составляет внушительный процент от общей стоимости всей установки, а так же необходимость постоянного приобретения азотного газа.
Подводя итоги данной статьи, стоит отметить, что на сегодняшний день существует несколько типов деаэрации воды, каждый из которых имеет право на существование за счет неоспоримых плюсов, имеющихся в каждом образце. Однако по степени сочетания качества проделываемой работы и финансовых затрат на неё, самым востребованным и распространённым способом подготовки воды для паровых котлов, котельных, ТЭЦ и ТЭС по-прежнему остается термическая деаэрация.
Термическая деаэрация работает на эффекте выпара, и, безусловно, наличие высоких температур не может считаться положительным эффектом в трудовой сфере, однако для того, чтобы избежать ожогов работников, все рабочие поверхности деаэратора изолируются. Кроме того, сам по себе остаточный выпар нередко используется как дополнительный ресурс для теплообмена и энергообмена между системами, что позволяет ещё более удешевить производство.