Оформить заказ
Заказать НАЗНАЧЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ
Деаэраторы вакуумные серии ДВ предназначены для удаления коррозионно-агрессивных газов (кислорода и свободной углекислоты) из питательной воды водогрейных котлов и подпиточной воды систем теплоснабжения в котельных и на ТЭЦ. В качестве теплоносителя в них может использоваться перегретая деаэрированная вода и пар. Деаэраторы изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТа 16860 - 88.
Основные технические характеристики деаэратора вакуумного ДВ-50 приведены в таблице.
Цена
265 000 руб.
| Производительность номинальная, т/ч | 50 |
| Давление рабочее абсолютное, МПа (кгс/см²) | 0,0075-0,05 (0,075-0,5) | Давление исходной воды избыточное, МПа (кгс/см²) | 0,2 (2,0) |
| Рабочая среда | Вода, пар | Температура деаэрированной воды, °С | 40-80 |
| Температура теплоносителя, °С | 70-180 | Пробное гидравлическое давление, абс., МПа (кгс/см²) | 0,3 (3,0) |
| Максимальное давление при работе защитного устройства, абс., МПа (кгс/см²) | 0,17 (1,7) | Нагрев воды при номинальной произв-ти мин/макс, °С | 15/25 |
| Тип охладителя выпара | ОВВ-8 | Тип эжектора (Рвс 0,02 МПа) | ЭВ-60 |
| Тип эжектора (Рвс 0,006 МПа) | ЭВ-60 | Масса сухая, кг | 1020 |
ОПИСАНИЕ ИЗДЕЛИЯ
УСТРОЙСТВО, ПРИНЦИП РАБОТЫ
Деаэрационная установка состоит из деаэратора вакуумного ДВ, охладителя выпара ОВВ, эжектора водоструйного ЭВ.
В деаэраторе применена двухступенчатая схема деаэрации воды: 1-ая ступень - струйная, 2-ая – барботажная, в качестве которой используется непровальная перфорированная тарелка. Вода, направляемая на дегазацию по трубе попадает на верхнюю тарелку. Последняя секционирована с таким расчетом, что при минимальной (25%) нагрузке работает только часть отверстий во внутреннем секторе. При увеличении нагрузки включаются в работу дополнительные ряды отверстий. Секционирование верхней тарелки исключает гидравлические перекосы по пару и воде при изменениях нагрузки и всегда обеспечивает обработку паром струй воды. Пройдя струйную часть, вода попадает на перепускную тарелку, предназначенную для сбора и перераспределения воды на начальный участок, расположенный ниже барботажной тарелки. Перепускная тарелка имеет отверстие в виде сектора, который с одной стороны примыкает к вертикальной сплошной перегородке, идущей вниз до основания корпуса колонки. Вода с перепускной тарелки направляется на непровальную барботажную тарелку, выполненную в виде кольца с рядами отверстий, ориентированными перпендикулярно потоку воды. К барботажной тарелке примыкает водосливной порог, который проходит до нижнего основания деаэратора. Вода протекает по барботажному листу, переливается через порог и попадает в сектор, образуемый порогом и перегородкой, а затем отводится из деаэратора через трубу. Весь пар подводится под барботажную тарелку по трубе. Под тарелкой устанавливается паровая подушка, и пар, проходя через отверстия, барботирует воду. С увеличением нагрузки, а следовательно, и расхода пара, высота паровой подушки увеличивается и избыточный пар перепускается в обвод барботажного листа через отверстия в перепускных трубах. Затем пар проходит через горловину в перепускной тарелке и поступает в струйный отсек, где большая часть конденсируется. Парогазовая смесь отсасывается по трубе в охладитель выпара.
При использовании в качестве греющей среды перегретой воды последняя также подается под барботажную тарелку по трубе. Попадая в область с давлением ниже атмосферного, вода вскипает, образуя под листом паровую подушку. Вода, оставшаяся после вскипания, по водоперепускной трубе поступает на барботажную тарелку, где проходит обработку совместно с исходным потоком воды. Дальнейший путь пара, выделившегося из перегретой воды, не отличается от описанного выше.
Вакуумная деаэрационная колонка ДВ-50 имеет цельносварную конструкцию. Для возможности её разъема предусматривается монтажный стык, расположенный выше перепускной тарелки.
ООО «Волгопромэнерго» изготавливает вакуумные деаэраторы типа ДВ производительностью 5, 15, 25, т/ч. Они предназначены для дегазации добавочной воды энергетических котлов и подпиточной воды систем теплоснабжения на ТЭЦ и в котельных, главным образом, водогрейных.
Основная техническая характеристика вакуумных деаэраторов
На рис.1 представлена конструктивная схема струйно-баботажного вертикального вакуумного деаэратора производительностью 5-25 т/ч.
Вода, направляемая на дегазацию по трубе 1, попадает на верхнюю тарелку 6. Последняя секционирована с таким расчетом, что при минимальной (30%) нагрузке работает только часть отверстий во внутреннем секторе. При увеличении нагрузки включается в работу дополнительные ряды отверстий. Секционирование верхней тарелки исключает гидравлические перекосы по пару и воде при изменениях нагрузки и во всех случаях обеспечивает обработку струй воды паром. Пройдя струйную часть, вода попадает на перепускную тарелку 5, предназначенную для сбора и перепуска воды на начальный участок, расположенный ниже барботажной тарелки 3. Перепускная тарелка 5 имеет отверстие в виде сектора, который с одной стороны примыкает к вертикальной сплошной перегородке 8, идущей вниз до основания корпуса колонки. Вода с перепускной тарелки 5 направляется на непровальную барботажную тарелку 3, выполненную в виде кольца с рядами отверстий, ориентированными перпендикулярно потоку воды.
К барботажной тарелке примыкает водосливной порог 9, который проходит до нижнего основания деаэратора. Вода протекает по барботажному листу, переливается через порог и попадает в сектор, образуемый порогом 9 и перегородкой 8, а затем отводится из деаэратора через трубу 11. Весь пар подводится под барботажную тарелку по трубе 2. Под тарелкой 3 устанавливается паровая подушка, и пар, проходя через отверстия, барботирует воду. С увеличением нагрузки, а следовательно, и расхода пара, высота паровой подушки увеличивается и избыточный пар перепускается в обвод барботажного листа через отверстия в перепускных трубах 4. Затем пар проходит черезгорловину в перепускной тарелке 5 и поступает в струйный отсек, где большая часть конденсируется. Парогазовая смесь отсасывается по трубе 7.
Рис 1. Принципиальная схема двухступенчатого вертикального вакуумного деаэратора.
При использовании в качестве греющей среды перегретой воды последняя также подается под барботажную тарелку по трубе 2. Попадая в область с давлением ниже атмосферного, вода вскипает, образуя под листом паровую подушку. Вода, оставшаяся после вскипания, по водоперепускной трубе 10 поступает на барботажную тарелку, где проходит обработку совместно с исходным потоком воды. Дальнейший путь паравыделившегося из перегретой воды, не отличается от описанной выше.
Вся колонка изготавливается цельносварной. Для возможности ее разъема предусматривается монтажный стык, расположенный выше перепускной тарелки. В табл.3 приведены основные конструктивные характеристики вакуумных деаэраторов ДВ-5 - ДВ-25.
Вертикальные выпара поверхностного типа.
Таблица 3. Основные конструктивные характеристики вакуумных деаэраторов
| Наименование параметров | Тип вакуумного деаэратора | ||
| ДВ-5 | ДВ-15 | ДВ-25 | |
| Номинальная производительность, т/ч Высота, мм Диаметр корпуса деаэратора, наружный, мм Диаметр трубы, наружный, мм: водоподводящей отводящей отсоса смеси перепускных подвода теплоносителя Масса, кг Емкость, м³ |
5 2400 616 57 |
15 2400 716 76 |
25 2400 816 89 |
На рис.2 приведена схема компоновки вертикального вакуумного деаэратора с охладителем выпара поверхностного типа. Часть потока исходной воды пропускается через охладитель выпара. Для обеспечения необходимого расхода выпара при всех нагрузках деаэратора расход воды на охладитель выпара должен соответствовать номинальной производительности и поддерживаться постоянным. Конденсат из охладителя выпара рекомендуется отводить отдельным трубопроводом через гидрозатвор в дренаж или на верхнюю тарелку деаэратора. С этой целью охладитель наклонен в сторону отвода конденсата (уклон 1:10).
Рис.2. Схема компоновки вертикального вакуумного деаэратора с охладителем с выпара поверхностного типа:
1 - вакуумный деаэратор; 2 - охладитель выпара; 3 - подвод греющей среды; 4 - подвод исходной воды; 5 - отвод деаэрированной воды; 6 - отвод конденсата: 7 - отвод газов
Вакуумные деаэраторы следует защищать от переполнения и от опасного повышения давления. Наиболее просто вопрос защиты решается при сливе деаэрированной воды самотеком в промежуточные (или аккумуляторные) баки атмосферного давления при обязательном отсутствии запорной и регулирующей арматуры на сливных трубопроводах. В этом случае защита осуществляется через переливные гидрозатворы баков, рассчитанные на пропуск максимального расхода воды, поступающей в деаэратор при аварийных ситуациях. В остальных случаях защита должна выполняться с помощью гидрозатвора, присоединяемого к сливному трубопроводу или промежуточному коллектору. Высота гидрозатвора выбирается в зависимости от места его присоединения к системе. При подводе к деаэратору в качестве греющей среды пара необходимо также устанавливать предохранительный гидрозатвор на паропроводе между деаэратором и регулятором давления.
Комплектация вакуумных деаэраторов вспомогательным оборудованием (в количестве по 1 шт.) приведена в табл.4.
Таблица 4. Комплектация вакуумных деаэраторов вспомогательным оборудованием
| Деаэратор | Охладитель выпара |
Эжектор водоструйный |
Клапан регулирующий на подводе теплоносителя |
Клапан регулирующий на подводе исходной воды |
| ДВ-5А | ОВВ-2 | ЭВ-10 (р вс =0,02 МПа) ЭВ-30 (р вс =0,006 МПа) |
6с-9-1 Ду=80мм р у =10,0 МПа |
9с-3-3 Ду=50мм р у =6,4 МПа |
| ДВ-15 | то же | то же | то же | |
| ДВ-25 | ЭВ-30 (р вс =0,02 МПа) ЭВ-60 (р вс =0,006 МПа) |
Т-34б Ду=80мм р у =6,4МПа |
Общий вид вакуумных деаэраторов ДВ-5, ДВ-15, ДВ-25 приведен на рис. 3. Основные размеры вакуумных деаэраторов этих типоразмеров даны в табл.5, экспликация штуцеров - в табл.6, а компоновка этих вакуумных деаэраторов с охладителями выпара - на рис.4.
Основные размеры установок с вакуумными деаэраторами ДВ-5, ДВ-15, ДВ-25 и соответствующими охладителями выпара приведены в табл.7, а экспликация штуцеров этих установок - в табл.8.
Техническая характеристика вакуумных деаэраторов ДВ-5,ДВ-15, ДВ-25
Рис.3 Общий вид вакуумных деаэраторов ДВ-5, ДВ-15, ДВ-25
Рис. 4 Компоновка вакуумных деаэраторов ДВ-5, ДВ-15, ДВ-25
Таблица 5. Основные размеры вакуумных деаэраторов ДВ-5, ДВ-15, ДВ-25
| Типоразмер деаэраторов | Производи-тельность, т/ч | L | L 1 | I | D xδ | D 1 | H | Масса, кг |
| ДВ-5 | 5 | 786 | 836 | 200 | 600х8 | 24 | 2800 | 471 |
| ДВ-15 | 15 | 886 | 936 | 250 | 700х8 | 24 | 2800 | 561 |
| ДВ-25 | 25 | 1000 | 1296 | 275 | 800х8 | 28 | 2800 | 666 |
Таблица 6. Экспликация штуцеров ДВ-5, ДВ-15, ДВ-25
Таблица 7. Основные размеры, мм, установок с вакуумными деаэраторами ДВ-5, ДВ-15, ДВ-25
| Типоразмер | L | L ! | L 2 | L 3 | I | I 1 | I 2 | I 3 | |
| деаэратора | Охладителя выпара | ||||||||
| ДB-5 | ОВВ-2 | 1469 | 796 | 786 | 1020 | 698 | 570 | 180 | 90 |
| ДВ-15 | ОВВ-2 | 1519 | 896 | 886 | 1020 | 698 | 570 | 180 | 90 |
| ДВ-25 | ОВВ-2 | 1576 | 906 | 1000 | 1020 | 698 | 570 | 180 | 90 |
| Типоразмер | D 1xδ | Н | Н 1 | Н 2 | h | р 1 | Масса, кг | ||
| деаэраора | Охладителя выпара | ||||||||
| ДB-5 | ОВВ-2 | 325х8 | 3398 | 2800 | 1260 | 100 | 240 | 638 | |
| ДВ-15 | ОВВ-2 | 700х8 | 325х8 | 3398 | 2800 | 1260 | 100 | 240 | 728,3 |
| ДВ-25 | ОВВ-2 | 800х8 | 325х8 | 3398 | 2800 | 1260 | 100 | 240 | 833,3 |
Таблица 8. Экспликация штуцеров в установках с вакуумными деаэраторами ДВ-5, ДВ-15, ДВ-50
| Индекс | Назначение | Диаметр штуцера наружный, мм | ||
| ДВ-5 | ДВ-15 | ДВ-25 | ||
| Г | Подвод перегретой воды (теплоносителя) | 57 | 89 | 108 |
| Д | Подвод исходной воды | 57 | 76 | 89 |
| Е | Отвод деаэрированной воды | 76 | 89 | 108 |
| Ж | Отвод парогазовой смеси к эжектору | 57 | 57 | 57 |
| И | Отвод конденсата | 57 | 57 | 57 |
| К | Подвод охлаждающей воды | 57 | 57 | 57 |
| Л | Отвод охлаждающей воды | 57 | 57 | 57 |
Cтраница 1
Вакуумные деаэраторы работают при вакууме 540 - 900 Па, при этом температура кипения воды составляет 40 - 70 С.
Вакуумные деаэраторы (типа ДВ) применяют чаще всего для дегазации подпиточной воды систем теплоснабжения на ТЭЦ и в котельных. Нормы качества воды (О2, СО2) приведены в гл. Остаточная концентрация кислорода в деаэрированной питательной воде не должна превышать значения, указанного в табл. 6.3. Свободный СО2 в деаэрированной воде должен отсутствовать.
Вакуумные деаэраторы могут работать и по способу холодной деаэрации. Такая деаэрация происходит при температуре воды, поступающей в деаэратор, ниже температуры кипения в нем.
Вакуумный деаэратор может работать с нагревом воды в колонке деаэратора или по способу деаэрации перегретой воды, или по способу холодной деаэрации.
| Схема деаэрации химочищенной воды и конденсата пара в конденсаторе деаэраторным конденса-тооборником. |
Вакуумные деаэраторы в схемах химводоочисток включают по-разному в зависимости от схем химводоочисток.
Вакуумный деаэратор может работать и в качестве декарбонизатора в схемах химводоочисток с Н - катиони-товыми фильтрами.
Вакуумные деаэраторы обладают статической (см. стр. Динамическая саморегулирующая способность заключается в изменении поступления пара в деаэратор при изменении давления в нем.
Вакуумные деаэраторы, Энергетика и электротехническая промышленность, № 2, 1965, Киев.
| Схема вакуумной аэрационной установки. |
Вакуумные деаэраторы, имеют распространение в системах горячего водоснабжения для термической деаэрации подпиточ-ной воды тепловых сетей, а также питательной воды котлов низкого давления и малой мощности.
Вакуумные деаэраторы применяются в схемах ВПУ перед анионитными фильтрами II ступени, а также для деаэрации подпиточной воды тепловых сетей и питательной воды котлов низкого давления. По способу распределения воды и пара деаэраторы разделяются на струйные, пленочные и барботаж-ные. Интервал рабочего давления в них составляет 0 0075 - 0 05 МПа. Это обстоятельство предъявляет особые требования к герметичности аппаратов. К недостаткам вакуумных деаэраторов следует отнести также необходимость иметь устройства для создания вакуума и отвода выпара, большую, чем для других типов деаэраторов, металлоемкость, дополнительные энергетические затраты на создание вакуума. Преимуществами их являются сокращение затрат пара на подогрев воды и возможность деаэрации при температуре воды 313 - 343 К.
Вакуумные деаэраторы имеют ограниченное распространение. Их существенным недостатком является возможность присоса воздуха, что затрудняет достижение хорошей дегазации. Для удаления воздуха при вакуумной деаэрации необходима установка эжектора или присоединение воздухопровода к конденсатору.
Вакуумные деаэраторы в системах горячего водоснабжения работают по так называемому принципу перегретой воды, без подвода пара. Температура воды, поступающей в деаэратор, оказывается выше температуры кипения, соответствующей давлению в деаэраторе.
Вакуумные деаэраторы включаются в работу так, как это указано в гл. Эффективность работы их оценивается по глубине удаления из обрабатываемой воды как кислорода, так и углекислоты. Для более полного удаления последней необходимо увеличивать количество пара, подаваемого на барботаж.
Подпитка теплосети на некоторых ТЭЦ достигает 2-4 тыс. т воды в час. Для деаэрации воды используется морально устаревшая техника, созданная в первой половине или в середине 20-го века. Это атмосферные деаэраторы ДА и ДСА и вакуумные деаэраторы типа ДСВ - струйные и струйно-барботажные деаэраторы, работающие на экстенсивных принципах тепло- и массообмена между деаэрируемой водой и деаэрирующим агентом - паром. В вакуумных деаэраторах типа ДСВ-800 и ДСВ-400 в качестве деаэрирующего агента применяется вода, перегретая выше температуры кипения при расчетном вакууме. При снижении давления перегретая вода вскипает, образуя пар, который барботируется через слой деаэрируемой воды и контактирует в противотоке со струями деаэрируемой воды, диспергируемыми при прохождении дырчатых тарелок.
Недостатки работы типовых вакуумных деаэраторов ДСВ:
■ резкое снижение качества деаэрации при нагрузках деаэратора выше 50% (по общему потоку воды);
■ снижение качества деаэрированной воды при переменных нагрузках;
■ перерасход электроэнергии на перекачку греющей воды из теплосети и обратно в сеть через деаэраторы при снижении давления воды до атмосферного;
■ потери пара на обеспечение вакуума паровыми эжекторами;
■ высокие затраты труда на обслуживание и ремонт большого количества деаэраторов, работающих при малых нагрузках.
Реконструкция деаэраторовРешение проблемы деаэрации подпиточной воды на ТЭЦ с открытыми системами теплоснабжения рассмотрим на примере ТЭЦ-5 г. Омска .
На ТЭЦ-5 установлено 8 вакуумных деаэраторов типа ДСВ (ДСВ-800 - 7 шт. и ДСВ-400 - 1 шт.). Потери воды в теплосети составляют 1600 т/ч, которые должны восполняться деаэрируемой водой. В деаэраторы поступает 1600 т/ч деаэрируемой воды с температурой 20 О С и 1400 т/ч греющей воды с температурой 100 О С из теплосети. Суммарная производительность деаэраторов и общая подпитка теплосети составляет 3000 т/ч (53% деаэрируемой воды и 47% греющей). Температура деаэрированной воды - 57-62 О С. Процесс деаэрации происходит при глубоком вакууме.
Для осуществления этого проекта:
■ из деаэрационного бака деаэратора ДСВ-800 удаляют все устройства;
■ изготавливают и устанавливают над баком центробежновихревой деаэратор ДЦВ-800;
■ в верхней части бака устанавливают диспергаторы воды, поступающей в бак из ДЦВ-800;
■ на выпарном трубопроводе устанавливают подогреватель низкого давления в качестве охладителя выпара;
■ перед деаэратором устанавливают подогреватель деаэрированной воды, способный нагреть воду до 85 О С.
Деаэрационная установка работает без подачи в деаэратор пара или греющей воды, т.е. на, так называемом, «начальном эффекте». Вода вскипает, образуя выпар, с которым удаляются агрессивные газы. Схема реконструкции предусматривает также использование конденсата выпара в качестве обессоленной воды для паровых колов. Охлаждение воды в деаэраторе на 10 О С за счет образования выпара обеспечивает 16 кг конденсата на каждую тонну деаэрированной воды.
В результате реконструкции достигается следующее:
■ вместо восьми деаэраторов в работе остаются только два. Подпитка теплосети через деаэраторы сокращается с 3000 до 1600 т/ч (за счет ликвидации рециркуляции сетевой воды из теплосети в деаэраторы). Происходит перераспределение потоков греющего пара без увеличения количества отбираемого от турбин пара;
■ повышается температура нагреваемой в деаэраторе воды до 85 О С, вместо 50-65 О С, что приведет к уничтожению бактерий, находящихся в подпиточной воде;
■ обеспечивается высокое качество деаэрированной воды;
■ деаэратор может работать, как агрегат двойного назначения (деаэрация воды и выработка конденсата, один деаэратор выработает 12800 кг/ч конденсата, два - 25600 т/ч. При повышении температуры деаэрируемой воды можно увеличить количество получаемого конденсата).
Другим примером эффективного решения проблемы деаэрации является реконструкция деаэрационной установки в Кировской районной котельной г. Омска в 2008 г. Неработающий сетевой атмосферный деаэратор ДСА-300 был реконструирован в вакуумный производительностью 600 т/ч по указанной ниже схеме (рис. 2).
Деаэрируемая вода нагревается до 85 О С в паровом подогревателе 6, подается в ДЦВ-600 (первую ступень деаэрационной установки), где удаляется 98% агрессивных газов. Далее, частично деаэрированная вода, подается в капельный деаэратор 2, где удаляются остатки агрессивных газов (до значений ниже установленных норм). Деаэрация воды происходит за счет мгновенного испарения воды, перегретой выше температуры кипения, соответствующей вакууму в деаэраторе. Выпар поступает в контактный охладитель выпара (ОВК) 3, где конденсируется потоком деаэрируемой воды, поступающей из системы холодного водоснабжения. Из того же водопровода вода подается в водоструйный эжектор 5 (ЭВ-100 с расходом рабочей воды 100 т/ч). Вода из ОВК и из ЭВ-100 поступает в бак 8 (бак-га- зоотделитель), после которого насосом 7 подается в ДЦВ-600 через паровой подогреватель 6. Деаэрированная вода подается насосом 9 в аккумуляторные баки или непосредственно в обратный трубопровод теплосети.
После завершения реконструкции неудовлетворительно работавшие атмосферные форсуночные деаэраторы были отключены.
Ранее (в 2002 г.) аналогичная реконструкция сетевого атмосферного деаэратора в вакуумный с установкой ОВК, с увеличением производительности до 600 т/ч произведена на Черепетской ГРЭС (г. Суворов , Тульская область).
Решение проблемы кавитации насосовРанее проблема кавитации насосов, откачивающих деаэрированную воду из вакуумного деаэратора, решалась за счет установки деаэратора на отметке, превышающей отметку установки насоса на 14-17 м. Но в случае с деаэратором в Кировской котельной г Омска отметка установки деаэратора составила 5 м. Средний уровень воды в деаэраторном баке соответствует отметке 7 м. Всасывающий патрубок подпиточного насоса находился под вакуумом, что могло привести к кавитации и к прекращению подачи воды. Решение было найдено за счет рециркуляции 10% воды от нагнетательного патрубка насоса к рабочему колесу насоса. Трубопровод рециркуляции воды с соплом на конце был подведен к рабочему колесу насоса (рис. 3). Сопло разбивает воздушный или паровой пузырь перед рабочим колесом, что предотвращает завоздушивание или запаривание насоса (кавитацию). Такое решение позволяет работать откачивающему насосу при глубоком вакууме в баке-аккумуляторе деаэрационной установки, не поднимая бак на значительную высоту.
Согласно Постановлению Главного государственного санитарного врача РФ от 7 апреля 2009 г № 20 «Об утверждении СанПиН 2.1.4.2496-09» при открытой системе теплоснабжения деаэрация должна проводиться при температуре более 100 О С. Данное постановление трактуется как запрет на проектирование и эксплуатацию вакуумных деаэраторов при открытой системе теплоснабжения, что наносит экономике страны огромный экономический ущерб. Большинство ТЭЦ имеют вакуумную систему деаэрации. Они должны или реконструировать систему водоподготовки, или отказаться от деаэрации подпиточной воды, что приведет к коррозионному разрушению трубопроводов тепловых сетей и значительным затратам на их ремонт
Что могло послужить причиной выхода в свет такого постановления, и были ли на то причины?
Причины были. Например, в жилых домах возле котельной пос. Африканда Мурманской области (недалеко от АЭС в г. Полярные Зори) в 1999 г. при включении крана горячей воды можно было наблюдать, что из него вытекала жидкость, напоминающая в первые минуты деготь, затем воду серого цвета и только через несколько минут светлую воду.
В котельной с водогрейными котлами эксплуатировался вакуумный деаэратор ДСВ-100, осуществляющий нагрев деаэрируемой воды за счет смешения ее с греющей сетевой водой. Деаэрированная вода с температурой не более 60 О С поступала в аккумуляторный бак, из которого подавалась потребителям. Насосы рециркуляции воды водогрейных котлов были демонтированы, что не позволяло держать температуру греющей воды за котлами выше, чем предусматривал график отпуска тепла 95/70 О С (рециркуляционный насос позволяет, не нарушая температурного графика отпуска тепла, иметь большую температуру воды за котлом для работы деаэратора).
Из-за недостаточно высокой температуры деаэрированной воды в аккумуляторном баке развивались микроорганизмы, которые за несколько лет эксплуатации образовали на стенках бака колонии в виде черной грязи толщиной в несколько сантиметров. Эта грязь и попадала в систему ГВС.
Но даже в таких котельных можно эффективно решить все вопросы - восстановить рециркуляционные насосы и обеспечить достаточный нагрев воды для работы деаэраторов. Если бы вакуумные деаэраторы работали при температуре 80 О С, то не образовался бы такой слой колоний микроорганизмов. Можно было бы обязать периодически дезинфицировать аккумуляторные баки горячей водой с температурой 100 О С.
Другим примером (трагическим, но не показательным) является нарушение санитарно-эпидемиологических норм при подаче воды в систему ГВС в г. Верхняя Пышма летом 2007 г. в результате чего легионелезом было инфицировано 73 человека, пятеро скончались. Причиной стало нарушение технических регламентов и подача горячей воды с температурой ниже нормативной в трубопровод, который до этого был отключен от системы ГВС на срок 10 дней (деаэраторы в этом случае были не причем).
В большинстве же случаев причиной попадания микроорганизмов в систему горячего теплоснабжения являются не вакуумные деаэраторы, а аккумуляторные баки, эксплуатируемые без надзора. Микроорганизмы попадают в аккумуляторный бак с атмосферным воздухом, который заполняет его при периодическом опорожнении бака. Микроорганизмы осаждаются на стенках и размножаются, находясь над уровнем воды, когда и температура невысокая, и достаточно кислорода и влаги.
Следует заметить, что в атмосферных деаэраторах, несмотря на то, что они работают при температуре 104 О С, деаэрируемую воду перед подачей в аккумуляторные баки охлаждают до 70-80 О С, и микроорганизмы все равно могут развиваться в аккумуляторных баках, если их периодически не дезинфицировать.
Действительно ли при 80 О С микроорганизмы не прекращают свое развитие и продолжают образовывать колонии? Если бы в Постановлении было указано 80 О С вместо «более 100 О С», это могло спасти прогрессивное направление деаэрации - вакуумную деаэрацию (но только при условии развития новых способов вакуумной деаэрации вместо устаревшей).
Для решения возникшей проблемы применения вакуумных деаэраторов предлагается следующее:
■ разрешить работу вакуумных деаэраторов для деаэрации воды в системах с открытым водоразбором с температурой нагрева деаэрируемой воды до 80-85 О С;
■ обеспечить контроль наличия бактерий в системе теплоснабжения и периодическую дезинфекцию аккумуляторных баков;
■ восстановить (или установить) на водогрейных котлах рециркуляционные насосы, позволяющие повысить потенциал греющей воды для собственных нужд без нарушения температурного графика теплопотребления;
■ при отсутствии аккумуляторных баков деаэрированной воды не ограничивать степень нагрева воды перед вакуумными деаэраторами значением 80 О С (можно снизить до 70 О С, т.к. в нагретой до этой температуры проточной воде меньше микроорганизмов, чем в холодной водопроводной);
■ при решении вопроса понижения температуры воды в деаэраторах со 101 до 80 О С учитывать, что часть теплосетей работают по температурному графику 150/70 О С, т.е. независимо от температуры подпиточной воды, температура воды в теплосети в зимний и осенне-весенний период превышает 100 О С.
Вакуумный деаэратор применяется для деаэрации воды, если ее температура ниже 100 °С (температура кипения воды при атмосферном давлении).
Областью для проектирования, монтажа и эксплуатирования вакуумного деаэратора являются водогрейные котельные (особенно в блочном варианте) и тепловые пункты. Так же вакуумные деаэраторы активно используются в пищевой промышленности для деаэрации воды необходимой в технологии приготовления широкого спектра напитков.
Вакуумной деаэрации подвергаются потоки воды идущей на подпитку тепловой сети, котлового контура, сети горячего водоснабжения.
Особенности работы вакуумного деаэратора.Так как процесс вакуумной деаэрации происходит при относительной невысоких температурах воды (в среднем от 40 до 80 °С в зависимости от типа деаэратора) для работы вакуумного деаэратора не требуется использование теплоносителя с температурой выше 90 °С. Теплоноситель необходим для нагрева воды перед вакуумным деаэратором. Температура теплоносителя до 90 °С обеспечивается на большинстве объектов, где потенциально возможно применить вакуумный деаэратор.
Основное отличие вакуумного деаэратора от атмосферного деаэратора в системе отвода выпара из деаэратора.
В вакуумном деаэраторе выпар (парогазовая смесь образующаяся при выделении из воды насыщенных паров и растворенных газов) удаляется при помощи вакуумного насоса.
В качестве вакуумного насоса можно использовать: вакуумный водокольцевой насос, водоструйный эжектор, пароструйный эжектор. Они различны по конструкции, но основаны на одном принципе - уменьшение статического давления (создание разряжения - вакуума) в потоке жидкости при увеличении скорости потока.
Скорость потока жидкости увеличивается либо при движении через сужающееся сопло (водоструйный эжектор), либо при закручивании жидкости при вращении рабочего колеса.
При удалении выпара из вакуумного деаэратора давление в деаэраторе падает до давления насыщения соответствующего температуре воды поступающей в деаэратор. Вода в деаэраторе находится в точке кипения. На границе раздела фаз вода - газ возникает разница концентраций по растворенным в воде газам (кислород, углекислота) и соответственно появляется движущая сила процесса деаэрации.
От эффективности работы вакуумного насоса зависит качество деаэрированной воды после вакуумного деаэратор.
Особенности установки вакуумного деаэратора.Т.к. температура воды в вакуумном деаэраторе ниже 100 °С и соответственно давление в вакуумном деаэраторе ниже атмосферного - вакуум, возникает главный вопрос при проектировании и эксплуатации вакуумного деаэратора - как подать деаэрированную воду после вакуумного деаэратора далее в систему теплоснабжения. В этом заключается основная проблема использования вакуумного деаэратора для деаэрации воды на котельных и тепловых пунктах.
В основном это решалось установкой вакуумного деаэратора на высоте не менее 16 м, что обеспечивало необходимую разницу давлений между разряжением в деаэраторе и атмосферным давлением. Вода самотеком стекала в аккумуляторный бак расположенным на нулевой отметке. Высота установки вакуумного деаэратора выбиралась из расчета максимально возможного вакуума (-10 м.вод.ст.), высоты столба воды в аккумуляторном баке, сопротивления сливного трубопровода и перепада давлений необходимого для обеспечения движения деаэрированной воды. Но это влекло за собой ряд существенных недостатков: увеличение первоначальных затрат на строительство (этажерка высотой 16 м с площадкой обслуживания), возможность замерзания воды в сливном трубопроводе при прекращении подачи воды в деаэратор, гидроудары в сливном трубопроводе, трудности в осмотре и обслуживании деаэратора в зимний период.
Для блочных котельных, которые активно проектируются и монтируются данное решение на применимо.
Вторым вариантом решения вопроса подачи деаэрированной воды после вакуумного деаэратора является использование промежуточного бака запаса деаэрированной воды - деаэраторного бака и насосов подачи деаэрированной воды. Деаэраторный бак находится под таким же разряжением, что и сам вакуумный деаэратор. По сути дела вакуумный деаэратор и деаэраторный бак представляют собой один сосуд. Основная нагрузка ложится на насосы подачи деаэрированной воды которые забирают деаэрированную воду из под вакуума и подают ее далее в систему. Для предотвращения возникновения явления кавитации в насосе подачи деаэрированной воды необходимо обеспечить высоту водяного столба (расстояние между зеркалом воды в деаэраторном баке и осью всаса насоса) на всасе насоса не менее величины указанной в паспорте насоса как кавитационный запас или NPFS. Кавитационный запас в зависимости от марки и производительности насоса колеблется в диапазоне от 1 до 5 м.
Преимуществом второго варианта компоновки вакуумного деаэратора является возможность устанавливать вакуумный деаэратор на небольшой высоте, в помещении. Насосы подачи деаэрированной воды обеспечат перекачивание деаэрированной воды далее в аккумуляторные баки или на подпитку. Для обеспечения стабильного процесса перекачивания деаэрированой воды из деаэраторного бака важно правильно подобрать насосы подачи деаэрированной воды.
Повышение эффективности работы вакуумного деаэратора.Так как вакуумная деаэрация воды проводится при температуре воды ниже 100 °С повышаются требования к технологии процесса деаэрации. Чем ниже температура воды, тем выше коэффициент растворимости газов в воде, тем сложнее процесс деаэрации. Необходимо повышать интенсивность процесса деаэрации, соответственно применяются конструктивные решения на основе новых научных разработок и экспериментов в области гидродинамики и массопереноса.
Использование высокоскоростных течений с турбулентным массопереносом при создании условий в потоке жидкости для дополнительного снижения статического давления относительно давления насыщения и получения перегретого состояния воды позволяет значительно повысить эффективность процесса деаэрации и уменьшить габаритные размеры и вес вакуумного деаэратора.
Для комплексного решения вопроса установки вакуумного деаэратора в помещении котельной на нулевой отметке с минимальной габаритной высотой был разработан, испытан, и успешно введен в серийное производство блочный вакуумный деаэратор БВД. При высоте деаэратора чуть менее 4 м блочный вакуумный деаэратор БВД позволяет производить эффективную деаэрацию воды в диапазоне производительностей от 2 до 40 м3/ч по деаэрированной воде. Блочный вакуумный деаэратор занимает пространство в помещении котельной не более чем 3х3 м (в основании) в своем самом производительном исполнении.
