И
.
И.
Оликер
ТЕРМИЧЕСКАЯ
ДЕАЭРАЦИЯ
ВОДЫ
В
ОТОПИТЕЛЬНО
-
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
КОТЕЛЬНЫХ
И
ТЕПЛОВЫХ
СЕТЯХ
Издательство
литературы
по
строительству
«
Ленинград
»
1972




УДК
697.326
:
621.187.12
В
книге
излагаются
основные
положения
теории
и
практики
термической
деаэрации
воды
в
отопительно
-
производственных
котельных
и
тепловых
сетях;
Рассматриваются
процессы
гидродинамики
и
массопередачи
в
вакуумных
деаэраторах
и
деаэраторах
атмосферного
давления;
приводятся
рекомендации
по
их
проектированию,
автоматизации
и
эксплуатации.
Книга
рассчитана
на
инженерно
-
технических
работников
промышленных
котельных
и
ТЭЦ,
служб
эксплуатации
и
наладки,
конструкторских
бюро
энергомашиностроительных
заводов
и
проектных
организаций,
занятых
вопросами
водоподготовки.

Введение
Термическая
деаэрация
воды
является
основным
методом
борьбы
с
внутренней
коррозией
пароводяного
тракта
отопительно
-
производственных
котельных,
а
также
трубопроводов
и
теплообменного
оборудования
систем
теплоснабжения.
Отсутствие
глубокой
деаэрации
воды
снижает
надежность
и
экономичность
работы
оборудования
тепловых
установок
и
ведет
к
значительному
увеличению
окислов
железа
питательной
и
подпилочной
воде.
Это
приводит
к
отложению
вторичных
накипей
на
поверхностях
нагрева
и
повышению
цветно
сти
подпиточной
воды
тепловых
сетей.
Широкое
применение
газа
и
мазута,
внедрение
химического
умягчения
воды
по
методам
N
a
и
H
-
N
a
-
катионирования
в
промышленно
-
отопительных
котельных,
включение
пиковых
водогрейных
котлов
в
схемы
тепловых
сетей
и
применение
систем
теплоснабжения
с
непосредственным
водоразбором
значительно
повысили
требования
к
качеству
воды
в
части
удаления
коррозийно
-
агрессивных
газов,
и
в
первую
очередь
кислорода
и
углекислоты.
До
последнего
времени
для
деаэрации
питательной
и
подпиточной
воды
отопительно
-
производственных
котельных
и
тепловых
сетей
применялись
одноступенчатые
струйные
деаэраторы
атмосферного
давления
производительностью
от
5
до
300
т/ч,
которые
не
обеспечивали
требуемого
нормами
качества
деаэрированной
воды.
С
68
г.
в
промы
шленной
энергетике
массовое
распространение
начали
получать
новые
двухступенчатые
деаэраторы
атмосферного
давления
системы
ЦКТИ
типа
ДСА
производительностью
5
-
300
т/ч,
полностью
отвечающие
техническим
требованиям
ГОСТ
16860
-
71.
Внедрение
этих
деаэраторов
позволяет
значительно
повысить
надежность
работы
теплового
оборудования
отопительно
-
производственных
котельных.
ГОСТ
16860
-
71
регламентирует
также
номенклатуру
вакуумных
деаэраторов
для
подпиточной
воды
тепловых
сетей
питательной
воды
котлов.
Применение
вакуумных
деаэраторов
в
схемах
теплосиловых
установок
позволяет
получать
деаэрированную
воду
с
температурой
40
-
80
°С.
При
этом
удается
упростить
тепловые
схемы
энергетических
установок
и
получить
значительный
технико
-
экономический
эффект
от
использования
низкопотенциальных
отборов
турбин
на
ТЭЦ
и
снижения
температуры
уходящих
газов
в
отопительно
-
производственных
котельных.
Несмотря
на
явные
преимущества
по
сравнению
с
деаэраторами
атмосферного
давления,
вакуумные
деаэраторы
не
получили
широкого
распространения
к
серийно
отечественными
заводами
не
изготавливаются.
Это
в
значительной
мере
объясняется
тем,
что
применение
вакуумных
деаэраторов
связано
с
возможностью
повторного
заражения
деаэрированной
воды
из
-
за
присосов
воздуха
и
необходимо
стью
установки
дополнительных
воздухоотсасывающих
устройств.
Вместе
с
тем
до
последнего
времени
отсутствовала
широкая
номенклатура
вакуумных
деаэраторов.

За
последние
годы
ЦКТИ
(Центральный
котлотурбинный
институт)
разработал
вакуумные
деаэраторы
производительностью
от
5
до
3200
т/ч
и
рациональные
схемы
их
включения
в
теплосиловые
установки,
обеспечивающие
при
высокой
технико
-
экономической
эффективности
глубокую
дегазацию
воды
и
исключающие
возможность
ее
повторного
заражения.
Большинство
материало
в
по
новым
конструкциям
термических
деаэраторов
остаются
неизвестными
широкому
кругу
специалистов
теплотехников
и
химиков
-
водников.
Настоящая
книга
содержит
систематизированное
изложение
результатов
научно
-
исследовательских
и
проектно
-
конструкторских
работ
в
области
термической
деаэрации
воды
в
отопительно
-
производственных
котельных
и
тепловых
сетях.
В
книге
приведены
также
основные
рекомендации
по
проектированию,
автоматизации
и
эксплуатации
новых
конструкций
термических
деаэраторов,
серийно
изготовляемых
отечественными
заводами
и
намеченных
к
производству
в
ближайшее
время.
Глава
1.
Теоретические
основы
термической
деаэрации
воды
1.1.
Механизм
процесса
деаэрации
Для
идеальных
растворов,
температура
которых
выше
критической
температуры
газа,
при
низких
парциальных
давлениях
газа
равновесие
определяется
законом
Генри
p
=
mx
1
(1)
где
p
-
парциальное
давление
газа
над
раствором;
x
-
молярная
доля
газа
в
растворе;
m
-
константа
фазового
равновесия;
в
данном
уравнении
-
коэффициент
Генри,
имеющий
размерность
давления.
Коэффициент
Генри
определяется
только
температурой
раствора.
В
табл.
1
приведены
коэффициенты
Генри
для
водных
растворов
некоторых
газов,
с
которыми
приходится
встречаться
в
теплоэнергетике
[1].
Концентрации
кислорода
и
свободной
углекислоты
в
деаэрируемой
воде
не
превышают
обычно
15
мг/кг,
поэтому
растворы
этих
газов
считаются
бесконечно
разбавленными
и
достаточно
точно
описываются
законом
Генри.
Равновесная
концентрация
газа
в
воде
в
мг/кг
определяется
на
основе
закона
Генри
выра
жением
ܥ
ൌ
ߙ
ఊ
ˆ
ఊ
ˉ
௣
ˆ
௉
బ
ൈ
ͳͲ
଺
(2)
где
α
-
коэффициент
абсорбции
при
данной
температуре
воды,
приведенный
к
нормальным
условиям,
м
3
/м
3
;
γ
г
-
удельный
вес
газа
при
нормальных
условиях,
кг/м
3
;
γ
ж
-
удельный
вес
воды,
кг/м
3
;
р
г
-
парциальное
давление
газа
над
поверхностью
воды,
мм
рт.
ст.;
P
0
-
физическая
атмосфера,
мм
рт.
ст.

На
рис.
1
приведены
коэффициенты
абсорбции
водой
кислорода,
азота
и
углекислоты
[2,
3],
а
на
рис.
2
-
равновесная
концентрация
кислорода
в
воде
в
зависимости
от
ее
температуры
при
различных
давлениях
воздуха
над
водой,
с
учетом
давления
водяных
паров.
В
табл.
2
приведены
равновесные
концентрации
кислорода
(а)
и
свободной
углекислоты
(б)
в
воде
в
зависимости
от
ее
температуры
при
давлении
над
ней
воздуха,
насыщенного
водяными
парами,
равном
760
мм
рт.
ст.
Растворение
в
воде
двуокиси
углерода
происходит
согласно
реакции
С
O
2
+Н
2
O
↔
H
2
СО
3
.
Растворение
сопровождается
диссоциацией
угольной
кислоты
H
2
СО
3
↔
H
+
+
НСО
-
3
НСО
-
3
↔
H
+
+СО
2
-
3
.
Таким
образом,
углекислота
в
воде
может
содержаться
о
виде
свободной
углекислоты,
(растворенный
в
воде
газ
СО
и
недиссоциированные
молекулы
Н
2
СО
3
),
в
виде
бикарбонатных
ионов
HCO
-
3
и
в
виде
связанной
углекислоты
(карбонатные
ионы
СО
2
-
3
)
.
Соотношение
между
указанными
формами
угольной
кислоты
в
воде
при
данной
температуре
определяется
величиной
рН
воды
и
представлен
на
диаграмме
(рис.
3).
Вследствие
того,
что
Н
2
CO
3
слабая
кислота
ее
константы
диссоциации
незначительны,
растворимость двуокиси углерода следует
закону Генри согласно уравне
нию (1).
Рис.
1.
Значение
коэффициентов
абсорбции
водой
1
-
кислорода;
2
-
азота;
3
-
двуокиси
углерода

Таблица
1
Значения
коэффициентов
Генри
для
водных
растворов
газов
(
m
*
10
-
6
,
мм
рт.
ст.)
Газ
Температура,
°С
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
60
70
80
90
100
Азот
40,2
45,4
50,8
56,1
61,1
65,7
70,2
74,8
79,2
82,9
85,9
90,9
94,6
95,9
96,1
95,4
Воздух
32,8
37,1
41.7
46,1
50,4
54.7
58,6
62,5
66,1
69,2
71,9
76,5
79,8
81,7
82,2
81,6
Кислород
19,3
22,1
24,9
27,7
30,4
33,3
36,1
33,5
40,7
42,8
44,7
47,8
50,4
52,2
53,1
53,3
Двуокись
углерода
0,553
0,666
0,792
0,93
1,08
1,24
1,41
1,59
1,77
1,95
2,15
2,59
2,96
3,28
3,54
3,68
Хлор
0,204
0,250
0,297
0,346
0,402
0,454
0,502
0,553
0,600
0,643
0,677
0,731
0,745
0,730
0,722
-
а)
Таблица
2
t,
°С
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
С,
мг/кг
14,55
14,16
13,78
13,42
13,06
12,73
12,41
12,11
11,81
11,52
11,25
10,99
10,75
t,
°С
13
14
15
16
17
18
19
20
25
30
35
40
45
50
С.
мг/кг
10,51
10,29
10,07
9,86
9,66
9,46
9,28
9.11
8,29
7,52
6,95
6,46
6,00
5,56
t,
°С
60
70
80
90
95
90
97
98
99
100
С,
мг/кг
4,77
3,90
2,89
1,65
0,90
0,72
0,54
0,38
0,19
0,00
б)
t,
°С
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
60
70
80
С,
мг/кг
3,35
2,77
2,32
1,97
1,70
1.46
1,26
1,12
0,93
0,87
0.77
0,58
0,44
0,34
t,
°С
90
100
С,
мг/кг
0,16
0,00

Рис.
2.
Растворимость
кислорода
в
воде
в
зависимости
от
ее
температуры
при
различных
давлениях
воздуха
над
водой
в
кгс/см
2
1
-
0,1;
2
-
0,2;
3
-
0,3;
4
-
0,4;
5
-
0,5;
6
-
0,6;
7
-
0,7;
8
-
0,8;
9
-
0,9;
10
-
1,0;
11
-
1,2;
12
-
1,5
Процесс
термической
деаэрации
является
сочетанием
процесса
теплообмена
-
нагрева
деаэрируемой
воды
до
температуры
насыщения
и
процесса
массообмена
-
удаления
коррозионно
-
агрессивных
газов
из
воды
в
паровую
среду.
При
подогреве
воды
до
температуры
насыщении
при
данном
давлении
парциальное
давление
удаляемого
газа
над
жидкостью
снижается
до
нуля
и
растворимость
его
согласно
закону
Генри
также
падает
до
нуля.
Вследствие
нарушении
равновесия
в
системе
и
наличия
положит
ельной
разности
равновесного
парциального
давления
удаляемого
газа
в
воде
и
парциального
давления
этого
же
газа
в
паровой
среде
происходит
выделение

растворенных
газов
из
деаэрируемой
воды.
Этот
процесс
называется
физической
десорбцией.
Выделение
«связанных»
газов
из
воды
происходит
за
счет
процесса
хемосорбции
-
десорбции,
сопровождаемой
химической
реакцией.
Следует
особо
отметить,
что
доведение
неподвижной
воды
до
состояния
кипении
еще
не
обеспечивает
полного
удаления
растворенных
в
ней
газов.
Это
объясняется
тем,
что
в
данных
условиях
равновесие
между
жидкостью
и
газом
устанавливается
при
длительном
соприкосновении
фаз.
В
термических
деаэраторах
установление
равновесной
растворимости
между
водяной
и
газовой
фазами
происходит
в
основном
за
счет
двух
факторов:
образования
и
удаления
пузырьков
газа;
диффузии
газов
через
поверхность
контакта
фаз.
Первый
из
указанных
процессов
протекает
наиболее
интенсивно,
и
при
соответствующей
конструкции
деаэратора
этим
путем
можно
удалить
90
95%
растворенных
в
воде
газов.
Образование
пузырьков
газа
происходит
в
тот
момент,
когда сумма парциальных давлений всех
растворенных газов и водяного пара достигает или
превосходит давление внутри жидкости.
Образование пузырьков можно вызвать
понижением давления или повышением
т
емпературы, так как эта процесс начинается, когда
давление водяною пара становится равным
давлению жидкости (т. е. при достижении точки
кипения). Если же в жидкости растворено большее
количество газа, то образование пузырьков
наступает и до начала кипения.
Рис.
3.
Диаграмма
для
определения
составляющих
углекислоты
в
воде
в
зависимости
от
величины
pH
(по
данным
А.
А.
Мостофина)
Вместе
с
тем
вследствие
ряда
факторов
в
воде
остается
определенное
количество
растворенного
газа,
которое
может
быть
удалено
за
счет
диффузии.
Необходимость
глубокого
удаления
из
жидкости
только
этого
остаточного
количества
растворенного
газа
предъявляет
большие
требования
к
деаэрационной
установке,
а
эффект
дегазации,
достигаемый
в
этом
случае,
является
решающим
критерием
для
оценки
работоспособности
деаэратора.
Скорость
процесса
массообмена
или
кинетика
десорбции
определяется
степенью
отклонения
системы
от
равновесного
состояния
(различием
химических
потенциалов),
свойствами
воды,
удаляемого
газа,
пара,
а
также
способом
органи
зации
взаимодействия
между
паром
и
деаэрируемой
водой.
В
практике
термической
деаэрации
за
движущую
силу
принимают
разность
между
фактической
и
равновесной
концентрациями
удаляемого
газа

в
деаэрируемой
воде,
а
уравнение
массопередачи
по
аналогии
с
теплопередачей
записывают
в
следующем
виде
G
=
K
Δ
CF
(3)
Указанные
представлении
о
процессе
массопередачи
основываются
на
предположении
о
наличии
в
каждой
из
фаз
определенного
сопротивления
переносу
массы.
При
удалении
из
воды
труднорастворимых
газов
(О
2
,
СО
2
,
N
2
)
принято
считать,
что
основное
сопротивление
сосредоточено
в
жидкой
фазе
и
сопротивлением
паровой
фазы
можно
пренебречь.
Определение
действительной
поверхности
контакта
фаз
в
реальных
конструкциях
термических
деаэраторов
представляет
значительные
трудности.
Поэтому
в
практике
термической
деаэрации
приходится
пользоваться
коэффициентами
массопередачи,
отнесенными
или
к
единице
рабочего
объема
деаэратора
(объемные
коэффициенты
массопередачи),
или
к
рабочей
поверхности
деаэрирующего
элеме
нта
(например,
барботажного
листа).
Перенос
газа
между
водяной
и
паровой
фазами
при
отсутствии
между
ними
равновесия
происходит
согласно
теории
межфазной
турбулентности
[6]
следующим
образом
общем
случае
полагается,
что
в
двухфазном
потоке
имеет
место
как
молекулярный,
так
и
турбулентный
обмен,
и
в
зависимости
от
гидродинамических
условий
тот
или
иной
является
преобладающим.
При
движении
каждой
фазы
со
скоростями,
различными
по
величине
и
направлению,
создаются
условия
для
возникновения
межфазной
турбулентн
ости.
Жидкость
подтормаживает
противоположно
направленный
поток
газа,
вследствие
чего
в
силу
разнонаправленных
векторов
(скоростей
у
граничной
поверхности
образуются
пары,
вращающие
слои
потоков.
Это
вызывает
бурное
завихрение
пограничных
слоев
фаз
и
беспорядочный
распад
поверхности
раздела
на
большое
число
вихрей.
Интенсивное
вихреобразование
ведет
к
значительному
росту
и
быстрому
обновлению
поверхности
контакта
фаз
в
единице
объема.
При
этом
вихри
пронизывают
обе
фазы,
вызывая
эмульгирование
жидкости
и
обеспечивая
при
относительно
высокой
скорости
газа
создание
подвижной
газожидкостной
смеси.
Этот
поток
несет
с
собой
бесчисленное
множество
элементарных
вихрей
из
газовых
и
жидкостных
частиц,
в
которых
и
протекает
обмен.
Разрушение
поверхности
раздела
и
последующее
проникновение
газовых
вихрей
в
поток
жидкости
сопровождается
низким
возрастанием
количества
переносимой
массы.
При
режиме
свободной
турбулентности
создаются
условия,
при
которых
турбулентный
обмен
значительно
преобладает
над
молекулярным
и
последним
можно
пренебречь.
Взаимодействие
между
газом
и
жидкостью
можно
организовать
двумя
способами
-
распределением
жидкости
в
газе
(пленочные,
насадочные,
струйные
и
капельные
аппараты)
и
распределением
газа
в
жидкости
(барботажные
аппараты).
В
случае
применения
в
аппарате
одного
из
указанных
способов
распределения
деаэратор
называется
одноступенчатым,
при
применении
нескольких
способов
-
двух
-
и
трехступенчатым.

Аппараты,
в
которых
жидкость
распределяется
в
газе,
при
нормальных
режимах
работы
не
облада
ют
высокой
эффективностью.
Только
при
резкой
турбулизации
потоков
и
изменении
способа
их
распределения,
говоря
другими
словами,
при
приближении
к
барботажному
режиму
можно
резко
повысить
эффективность
аппарата
[7].
Но
поскольку
последние
не
приспособлены
для
такой
работы,
предельные
режимы
в
них
являются
неустойчивыми
и
возможны
в
узком
диапазоне
соотношений
нагрузок
жидкости
и
газа.
При
барботажном
способе
обработки
жидкости
происходит
значительное
увеличение
поверхности
контакта
фаз.
Если
поверхность
соприкосновения
фаз
для
пленочных
в
насадочных
аппаратов
изменяется
от
50
до
500
м
2
на
1
м
3
объема
аппарата,
то
для
барботажных
аппаратов
эта
величина
составляет
670
-
1500
м
2
/м
2
.
Однако
применение
в
термических
деаэраторах,
где
процессы
дегазации
воды
сов
мещены
с
ее
подогревом,
только
барботажного
метода
обработки
во
д
ы
практически
невозможно.
Это
объясняется
тем,
что
температура
воды,
поступающей
на
барботажное
устройство,
должна
незначительно
отличаться
от
температуры
насыщения,
соответствующей
давлению
в
деаэраторе.
В
противном
случае
нарушается
гидродинамически
устойчивая
работа
барботажного
устройства
и
эффективность
процесса
дегазации
резко
падает.
Предварительный
подогрев
воды,
поступающей
на
барботажное
устройство,
можно
наиболее
просто
осуществить
в
пленочной,
струйной
или
капельной
ступени
небольшого
размера.
Таким
образом,
выявляется
необходимость
применения
двухступенчатой
конструкции
термического
деаэратора,
в
котором
основной
подогрев
и
частичная
дегазация
воды
осуществляются
в
предварительной
с
тупени,
а
окончательный
подогрев
до
температуры
насыщения
и
глубокая
дегазация
воды
происходят
в
барботажном
устройстве.
1.2.
Факторы,
определяющие
эффективность
деаэрации
воды
На
основе
результатов
теоретических
и
экспериментальных
исследований,
проведенных
в
последние
годы,
можно
сформулировать
требования,
которым
должен
отвечать
термический
деаэратор
как
физико
-
химический
аппарат
[8]:
1.
Все
ступени
деаэратора
должны
представлять
собой
элементы
аппарата
непрерывного
действия,
а
для
этого
внутри
каждой
ступени
должны
отсутствовать
циркуляционные
токи,
которые
могут
привести
к
проскоку
в
отводящий
трубопровод
необработанных
масс
воды.
2.
На
всем
пути
между
паром
и
водой
в
деаэраторе
должны
обеспечиваться
четко
выраженный
противоток
и
максимальная
разность
между
равновесным
давлением
газа
в
воде
и
его
парциальным
давлением
над
водой.
3.
Для
непрерывного
и
устойчивого
протекания
процесса
дегазации
воды
деаэратор
должен
вентилироваться
необходимым
количеством
пара.

Парциальное
давление
удаляемы
х
газов
в
подводимом
к
деаэратору
паре
должно
быть
МИНИ
мальным.
4.
Из
всех
возможных
способов
обработки
воды
паром,
особенно
на
последних
ступенях
дегазации,
необходимо
выбрать
наиболее
активный.
Этот
способ
должен
обеспечивав
многократную
обработку
воды
паром
и
максимальное
развитие
поверхности
контакта
фаз.
5.
В
деаэраторе
не
должно
быть
застойных
зон
ни
по
воде,
ни
по
пару.
6.
В
любом
деаэраторе
следует
создавать
условия
для
удаления
мельчайших
газовых
пузырьков,
неизбежно
возникающих
при
нагревании
воды
или
па
дении
давления.
7.
Для
обеспечения
глубокой
дегазации
и
особенно
для
эффективного
протекания
реакции
термического
разложения
необходимо
перед
последней,
решающей
ступенью
дегазации
добиваться
максимальной
выдержки
воды
при
температуре
не
ниже
чем
температура
насыщения.
8.
Обработка
воды
в
последней
ступени
дегазации
должна
но
возможности
осуществляться
при
температуре
более
высокой,
чем
температура
насыщения,
соответствующая
давлению
в
паровом
пространстве
деаэратора.
9.
В
деаэраторах
должна
быть
исключена
возможность
повторного
заражения
воды
кислородом
и
углекислотой.
Изложенные
требования
позволяют
произвести
оценку
существующих
конструкций
термических
деаэраторов
-
выявить
их
преимущества
и
недостатки.
Как
показал
проведенный
анализ,
наиболее
п
олно
перечисленным
выше
требованиям
отвечает
двухступенчатый
деаэратор
системы
ЦКТИ
с
затопленным
барботажным
устройством
[9].
Высокая
эффективность
работы
этой
конструкции
подтверждена
рядом
специальных
испытаний
и
опытом
эксплуатации
[8].
Принципиальная
схема
двухступенчатой
деаэрационной
установки
приведена
на
рис.
4.
Деаэрационная
установка
включает
струйную
колонку,
расположенную
у
одного
торца
бака
-
аккумулятора.
Внутри
бака,
у
противоположного
торца
расположено
затопленное
барботажное
устройство.
Конд
енсат
и
химически
умягченная
вода,
поступающие
на
деаэрацию,
подаются
на
верхнюю
тарелку,
где
смешиваются,
а
затем
в
струйном
потоке
сливаются
на
вторую
дырчатую
тарелку,
а
оттуда
-
в
бак
-
аккумулятор.
После
выдержки
в
баке
вода
поступает
в
барботажное
устройство,
основным
элементом
которого
является
горизонтальный
дырчатый
лист.
Пар
подается
на
барботажное
устройство
и
в
паровой
объем
бака
-
аккумулятора.
При
такой
схеме
деаэратора
процессы
теплообмена
и
дегазации
протекают
в
следующем
порядке:
1.
В
струйном
отсеке
при
контакте
пара
с
водой
происходит
ее
нагрев,
причем
тем
интенсивнее,
чем
выше
взаимная
турбулизация
потоков
пара
и
воды
и
меньше
парциальное
давление
воздуха
в
паре.
2.
При
нагреве
воды
в
толще
ее
неизбежно
появляются
мельчайшие
газовые
пузырьки
зародышевого
диаметра,
которые
имеют
ничтожно
малую
подъемную
силу.

3.
Параллельно
с
нагревом
воды
идут
процессы
дисперсного
выделения
определенного
количества
газов
и
физической
десорбции,
т.
е.
процессы
переноса
газа
из
жидкой
фазы
в
газообразну
ю
путем
молекулярной
и
турбулентной
диффузии;
преобладание
того
или
иного
вида
диффузии
зависит
от
способа
взаимодействия
и
степени
турбулизации
системы,
при
этом
возможно
механическое
увлечение
из
греющего
пара
струей
воды
определенного
количества
неконденсирующихся
газов
в
мелкодисперсном
состоянии
и
возникновение
их
рециркуляции
в
зоне
конденсации
[10].
4.
При
выдержке
воды
в
баке
-
аккумуляторе
происходят,
в
первую
очередь.
процесс
удаления
из
нее
мельчайших
газовых
пузырьков,
а
затем
физико
-
химические
реакции
разложения
бикарбонатов
и
нестойких
органических
веществ
эти
реакции
протекают
во
времени
и,
следовательно,
для
обеспечения
глубокой
дегазации
фактор
времени
играет
большую
роль.
При
этом
следует
учитывать,
что
скорость
реакций
те
рмического
разложения
определяется
скоростью
самого
медленного
процесса
-
десорбцией
свободной
углекислоты:
чем
выше
коэффициенты
десорбции
свободной
углекислоты,
тем
быстрее
идут
реакции
разложения
бикарбонатов.
Размещение
в
баке
-
аккумуляторе
барботажного
устройства
позволяет
интенсифицировать
процессы
удаления
кислорода,
и
особенно
свободной
углекислоты,
и
тем
самым
добиться
более
глубокого
разложении
бикарбонатов
[11].
5.
На
барботажном
устройстве
вода
интенсивно
подогревается
до
температуры
насыщения
и
из
нее
удаляются
растворенный
газ
и
мельчайшие
пузырьки.
Если
не
принять
мер
по
удалению
газовых
пузырьков,
то
они
могут
снова
растворяться
при
повышении
давления
или
охлаждении
воды.
На
начальном
участке
барботажного
листа
эффективность
процесса
дегазации
воды
незначительна.
Основной
процесс
дегазации
воды
происходит
на
остальной
площади
барботажного
листа
при
температуре
насыщения,
соответствующей
давлению
в
деаэраторе.
Определяющими
факторами
при
этом
являются:
увлечение
газовых
пузырьков
потоком
пара
и
турбулентная
диффузия
[7].
На
рис.
5
приведена
схема
одноступенчатой
деаэрационной
установки.
Она
включает
деаэрационную
колонку,
расположенную
в
центре
бака
-
аккумулятора.
Подача
пара
осуществляется
под
колонку,
которая
служит
для
подогрева
воды
до
темпера
туры,
близкой
к
температуре
насыщения,
и
дегазации
воды.
В
баке
-
аккумуляторе
за
счет
отстоя
происходит
удаление
определенной
части
мельчайших
пузырьков.
Эффективность
работы
отдельных
элементов
деаэратора
зависит
от
ряда
факторов.
На
работу
первой
деаэрационной
ступени
отрицательно
влияет
недогрев
воды
до
температуры
насыщения.
Достаточно
отметить,
что
при
недогреве
воды
до
температуры
насыщения
в
деаэраторе
атмосферного
давления
только
на
1°С
остаточное
содержание
кислорода
в
деаэрированной
воде
составляет
140
мкг/кг.
Поэтому
для
обеспечения
глубокой
дегазации

воды
как
в
одноступенчатых,
так
и
двухступенчатых
деаэраторах
необходимо
подогреть
исходные
потоки
воды
до
температуры
насыщения,
соответствующей
давлению
в
паровом
пространстве
бака.
Рис.
4.
Принципиальная
схема
двухступенчатой
деаэрационной
установки
системы
ЦКТИ
1
-
деаэрационная
колонка;
2
-
бак
-
аккумулятор;
охладитель
выпара;
4
-
регулятор
давления;
5
-
регулятор
уровня;
6
-
гидравлический
затвор;
7
-
регулятор
перелива
и
сигнализатор
уровня;
8
-
вентиль
с
электромагнитным
приводом;
9
-
подвод
химически
умягченной
воды;
10
-
подвод
конденсата;
11
-
подвод
«кипящих»
конденсатов;
12
-
подвод
греющего
пара;
13
-
подвод
барботажного
пара;
14
-
отвод
деаэрированной
воды;
15
-
отвод
выпара;
16
-
выхлоп
в
атмосферу;
17
-
дренаж
установки;
18
-
теплообменник
для
охлаждения
проб
воды;
19
-
ограничительная
диафрагма;
t
-
измерение
температуры;
p
-
измерение
давления;
В
-
водомерные
стекла
Рис.
5.
Принципиальная
схема
одноступенчатой
деаэрационной
установки.
(Обозначения
см.
рис.
4)
Решающее
влияние
на
работу
деаэратора
оказывает
скорость
пара
при
данном
давлении
или
динамический
напор
пара,
набегающего
на
поток
воды
в
первой
ступени
деаэрации.
Так
как
расход
пара
на
деаэратор
практически
определяется
производительностью
и
температурой
исходной
воды
то
естественно,
что
с
понижением
последней
растет
расход
пара
и,
следовательно,
его
скорость.
Повышение
скорости
пара
ведет
к
возникновению
значительных
перепадов
давлений
между
отсе
ками
деаэратора
и
уносу
капельной
влаги
в
расположенный
выше
отсек.
При

превышении
величины
критической
скорости
пара
происходит
затапливание
колонки,
наблюдаются
сильные
гидравлические
удары,
обращенное
движение
воды
и
вынос
ее
из
деаэратора
через
выпарную
трубу.
Поэтому
для
обеспечения
гидродинамически
устойчивой
работы
одноступенчатых
деаэраторов
и
первых
ступеней
двухступенчатых
аппаратов
скорость
пара
в
отсеках
не
должна
превышать
критических
величин.
Существенное
влияние
на
работу
деаэрационной
колонки
оказывает
величина
удельного
расхода
выпара.
Это
обусловлено
тем,
что
с
изменением
количества
выпара
при
прочих
равных
условиях
изменяется
средняя
разность
парциальных
давлений
каждого
из
удаляемых
газов,
а
следовательно,
и
конечное
содержание
их
в
деаэрированной
воде.
Одновременно
с
этим
изменяется
концентрация
неконденсирующихся
газов
в
греющем
паре
но
всей
высоте
деаэраторной
колонки
что
влияет
на
величину
подогрева
воды.
.Зависимости
между
остаточным
содержанием
кислорода
в
деаэрированной
воде
и
расходом
выпара
для
одноступенчатого
струйного
деаэратора
и
струйной
колонки
двухступенчатого
деаэратора
имеют
аналогичный
характер.
Однако
при
наличии
второй
барботажной
ступени
деаэрации,
являющейся
своеобразным
барьером
против
проскока
кислорода
и
углекислоты,
расход
выпара
оказывает
меньшее
влияние
на
эффективность
работы
деаэратора
в
целом.
В
одноступенчатой
деаэрационной
установке
повышение
начальной
концентрации
кислорода
и
углекислоты
в
исходной
воде
без
увеличения
удельного
расхода
выпара
приводит
к
росту
остаточного
содержании
этих
газов
в
деаэрированной
воде.
При
двухступенчатой
схеме
деаэрационной
установки
увеличение
начальной
концентрации
газов
в
исходной
воде
также
ведет
к
повышению
их
концентрации
в
воде
после
первой
ступени,
однако
дальнейшая
обработка
в
барботажном
устройстве
обеспечивает
требуемое
остаточное
содержание
коррозионно
-
агрессивных
газов
в
деаэрированной
воде
.
Бак
-
аккумулятор
является
существенным
элементом
деаэрационной
установки,
где
удаляется
определенное
количество
г
азов.
В
одноступенчатых
деаэраторах
в
баке
происходит
выделение
пузырьков
газа,
оставшихся
после
колонки,
а
также
процесс
их
десорбции
за
счет
молекулярной
диффузии.
В
двухступенчатом
деаэраторе
интенсивность
процесса
дегазации
в
баке
до
барботажного
устройства
увеличивается
за
счет
хорошей
вентиляции
парового
пространства
бака.
Вентиляция
парового
пространства
бака
одноступенчатого
деаэратора
может
быть
улучшена
за
счет
подвода
в
торцы
аккумулятора
определенного
количества
пара
или
кипящих
конденсатов.
Барботажное
устройство
деаэратора
обеспечивает
дальнейшее
удаление
мельчайших
пузырьков
газа,
а
также
растворенных
микроколичеств
газа
за
счет
молекулярной
и
основном
турбулентной
диффузии.
Определяющим
фактором
при
этом
является
удельный
расх
од
пара
на
барботаж
при
обеспечении
оптимального
удельного
расхода
пара
на
барботаж
концентрация
газов
в
деаэрированной
воде
за
двухступенчатым
деаэратором
не
зависит
от
всех
других
вышеперечисленных
факторов.

Содержание
в
паре,
подводимом
к
деаэратору,
удаляемых
газов,
естественно,
оказывает
влияние
на
их
остаточную
концентрацию
в
деаэрированной
воде.
Испытания
показывают,
что
с
повышением
интенсивности
процесса
деаэрации
это
влияние
становится
менее
заметным.
Эффективность
удалении
из
воды
свободной
углекислоты
по
сравнению
с
кислородом
существенно
ниже,
особенно
при
наличии
ее
в
греющем
паре.
Термическое
разложение
бикарбоната
натрия
согласно
реакциям
2
NaHCO
3
↔
Na
2
CO
3
+
СО
2
↑
+
Н
2
O
Na
2
CO
3
+
Н
2
О
↔
2
NaOH
+
СО
2
↑
может
происходить
лишь
после
того,
как
из
воды
будет
удалена
практически
вся
свободная
углекислота.
Под
100%
-
ным
разложением
бикарбоната
натрия
понимается
полный
переход
его
в
NaOH
,
т.
е.
завершение
реакции
гидролиза
карбоната
натрия,
а
переход
бикарбоната
натрия
Na
2
HCO
3
в
карбонат
N
a
2
СО
3
оценивается
как
50%
-
ное
разложение.
Так
как
приведенные
реакции
протекают
достаточно
быстро,
то
интенсивность
удаления
из
воды
свободной
углекислоты
определяется
временем,
необходимым
для
глубокого
разложения
бикарбоната
натрия
при
данном
давлении.
Степень
удаления
«связанной»
углекислоты
определяется
температурным
уровнем
процесса
(давлением
в
деаэраторе),
продолжительностью
пребывания
воды
в
аппарате,
начальной
концентрацией
бикарбоната
натрия
в
исходной
воде
и
способом
обработки
жидкости
паром
[11
].
Глава
2.
Конструкции
и
расчет
термических
деаэраторов
2.1.
Номенклатура
термических
деаэраторов
В
отопительно
-
производственных
котельных
и
тепловых
сетях
применяются
вакуумные
деаэраторы
(ДСВ)
и
деаэраторы
атмосферного
давления
(ДСА),
работающие
при
давлении
1,2
кгс/см
2
.
Номенклатура
термических
деаэраторов
регламентируется
ГОСТ
16860
-
71,
который
охватывает
вакуумные
деаэраторы
типа
ДСВ
(деаэратор
смешивающий
вакуумный
производительностью
от
5
до
3200
т/ч
и
деаэраторы
атмосферного
давления
типа
ДСА
(деаэратор
смешивающий
атмосферный)
производительностью
от
1
до
400
т/ч.
Указанный
ГОСТ
полностью
согласован
с
техническими
требованиями
утвержденных
в
последнее
время
ПТЭ
[12]
и
норм
технологического
проектирования
тепловых
электрически:
станций
и
тепловых
сетей
[13].
Типоразмеры
вакуумных
деаэраторов
и
деаэраторов
атмосферного
давления
по
ГОС
16860
-
71
приведены
в
табл.
3.
Согласно
ГОСТ
У
В
диапазоне
изменения
производительности
от
30
до
120%
от
номинальной
нагрузки
вакуумные
деаэраторы
должны
обеспечивать
средний
подогрев
воды
на
15
-
25°С,
деаэраторы
атмосферного
давлении
на

10
-
40°С.
В
этих
условиях
остаточная
концентрация
кислорода
в
деаэрированной
воде
не
должна
превышать:
50
мкг/кг
в
подпиточной
воде
после
деаэраторов
типа
ДСВ
и
ДСА
при
н
ачальной
концентрации
кислорода,
соответствующей
состоянию
насыщения;
30
мкг/кг
в
питательной
поде
при
тех
же
условиях:
20
мкг/кг
в
питательной
воде
после
деаэраторов
тип
ДСА
при
начальной
концентрации
кислорода
не
боле
3
мг/кг.
Свободная
двуокись
углерода
в
деаэрированной
воде
должна
отсутствовать
при
начальной
концентрации
и
выше:
20
мг/кг
-
перед
деаэраторами
типа
ДСВ
и
ДСА
при
бикарбонатной
щелочности
воды
не
менее
0,7
мг
-
экв/кг;
10
мг/кг
-
перед
деаэраторами
типа
ДСВ
и
ДСА
при
бикарбонатной
щелочности
воды
не
менее
0,3
мг
-
экв/кг.
Таблица
3
Типоразмеры
вакуумных
деаэраторов
и
деаэраторов
атмосферного
давления
по
ГОСТ
16860
-
71
Обозначения
типоразмеров
деаэраторов
Номинальные
параметры
Полезная
емкость
деаэраторного
бака,
м
3
производительность,
т/ч
абсолютное
давление.
кгс/см
2
ДСВ
-
5
5
0,075
-
0,5
См.
примеч.
2
ДСВ
-
15
16
0,075
-
0,5
См.
примеч.
2
ДСВ
-
25
25
0,075
-
0,5
См.
примеч.
2
ДСВ
-
50
50
0,075
-
0
-
5
См.
примеч.
2
ДСВ
-
75
75
0,075
-
0.5
См.
примеч.
2
ДСВ
-
100
100
0,075
-
0,5
См.
примеч.
2
ДСВ
-
150
150
0,075
-
0,5
См.
примеч.
2
ДСВ
-
2П0
2110
0,075
-
0,5
См.
примеч.
2
ДСВ
-
300
300
0,075
-
0.5
См.
примеч.
2
ДСВ
-
400
400
0,075
-
0,5
См.
примеч.
2
ДСВ
-
800
800
0,075
-
0,5
См.
примеч.
2
ДСВ
-
1200
1200
0,075
-
0,5
См.
примеч.
2
ДСВ
-
1600
1600
0,075
-
0.5
См.
примеч.
2
ДСВ
-
2000
2000
0,075
-
0.5
См.
примеч.
2
ДСВ
-
2400
2400
0,075
-
0.5
См.
примеч.
2
ДСВ
-
3200
3200
0,075
-
0,5
См.
примеч.
2
ДСА
-
1
1
1,2
1
ДСА
-
3
3
1,2
1,5
ДСА
-
5
5
1,2
4
ДСА
-
10
10
1,2
7,5
ДСА
-
15
15
1,2
10
ДСА
-
25
25
1,2
15
ДСА
-
50
50
1,2
15;
25

ДСА
-
75
75
1,2
25;
35
ДСА
-
100
100
1,2
35;
50
ДСА
-
150
150
1,2
50;
75
ДСА
-
200
200
1,2
75;
100
ДСА
-
300
300
1,2
75;
100
ДСА
-
400
400
1,2
100;
120
Примечания:
1.
Под
номинальной
производительностью
деаэрационной
колонки
понимается
расход
воды,
состоящий
из
суммы
исходных
ПОТОКОВ
,
подлежащих
деаэрации
и
сконденсированного
в
деаэраторе
пара.
Для
деаэраторов,
использующих
в
качестве
теплоносителя
деаэрированную
перегретую
воду
этот
поток
не
входит
в
номинальную
производительность.
Указанные
в
ГОСТ
производительности
соответствуют
для
деаэраторов
вакуумного
и
атмосферного
типов
номинальной
производительности
деаэрационной
колонки
.
2.
Емкости
отдельно
стоящих
деаэраторных
баков
устанавливаются
технической
документацией,
утвержденной
в
установленном
порядке.
Указанные
ос
таточные
концентрации
газов
должны
обеспечиваться
при
удельных
расходах
выпара
перед
поверхностными
охладителями
не
более:
для
деаэраторов
типа
ДСВ
-
5
кг
на
1
т
деаэрированной
воды;
для
деаэраторов
типа
ДСА
-
2
кг
на
1
т
деаэрированной
воды.
Остаточная
концентрация
кислорода
и
свободной
двуокиси
углерода
определяется
непосредственно
после
деаэраторного
бака,
независимо
от
того,
установлена
ли
деаэрационная
колонка
на
баке
или
отдельно.
2.2.
Деаэраторы
атмосферного
давления
В
промышленной
энергетике
преимущественное
распространение
получили
одноступенчатые
деаэраторы
атмосферного
давления
струйного
типа.
Струйные
деаэраторы
представляют
собой
аппараты,
в
которых
вода
с
помощью
дырчатых
тарелок
распределяется
на
струи,
стекающие
сверху
вниз
последовате
льно
виде
нескольких
каскадов.
Снизу
вверх
по
деаэратору
противотоком
движется
пар.
Обтекание
паром
водяных
струй
приближается
к
поперечному
.
Установка
нескольких
тарелок
по
высоте
колонки
замедляет
скорость
прохождения
воды
и
увеличивает
время
ее
пребывания
в
деаэраторе.

На
рис.
6
приведена
струйная
колонка
атмосферного
давления,
с
1968
г.
серийно
выпускавшаяся
Черновицким
машиностроительным
заводом.
Химически
умягченная
вода
через
штуцер
1
и
конденсат
через
штуцер
2
поступают
в
открытую
камеру
3,
откуда
после
смешения
переливаются
через
водосливный
порог
4
и
попадают
на
первую
тарелку
5.
В
этой
тарелке
имеется
горловина
6
для
прохода
выпара.
Затем
вода
проходит
каскадом
еще
через
четыре
тарелки
7,
8,
9,
10
и
сливается
в
бак
-
аккумулятор.
Конденсат
бойлеров
с
температурой,
превышающей
температуру
насыщения,
соответствующую
давлению
в
деаэраторе,
по
штуцерам
11
подводятся
на
вторую
тарелку
7.
Пар
в
деаэратор
поступает
по
трубопроводу
12
и
посредством
кольцеобразного
коллектора
13
распределяется
по
вс
ему
поперечному
сечению
колонки.
Проходя
через
горловины
тарелок
8,
10
и
зазоры
между
корпусом
аппарата
и
тарелками
7,
9,
пар
омывает
стекающие
струи
жидкости
и
подогревает
ее
до
температуры,
близкой
к
температуре
насыщения
Выпар
отводится
из
верхней
части
колонки
через
штуцер
14.
Данные
эксплуатации
и
последующие
исследования
серийных
одноступенчатых
деаэраторов
со
струйными
колонками
показали
[14],
что
они
не
обеспечивают
требуемое
качество
питательной
воды.
К
основным
недостаткам
этих
деаэраторов
относятся
следующие:
1.
При
номинальной
нагрузке
колонки
не
допускают
нагрева
воды
более
чем
на
10
-
15°С.
2.
Деаэраторы
практически
не
работоспособны
как
при
небольших
перегрузках
(10
-
15%
сверх
номинальной
производительности),
так
и
при
нагрузках
менее
40%.
3.
На
эффективность
работы
деаэраторов
сильно
влияет
величина
добавки
химически
умягченной
воды,
при
увеличенных
добавках
ее
в
питательной
воде
за
деаэратором
появляются
значительные
проскоки
кислорода
и
углекислоты,
а
в
колонке
-
гидравлические
удары.
По
этим
причинам
деаэраторы
данного
типа
малопригодны
к
установке
в
промышленных
котельных,
работающих,
как
правило,
со
значительными
добавками
химически
умягченной
воды
при
сильно
меняющихся
режимах.
4.
Принципиальным
недостатком
колонок
является
также
низкая
интенсивность
десорбции
газов
из
воды
при
ее
струйном
дроблении.
Кроме
того,
колонки
струйного
типа
обладают
рядом
конструктивных
недостатков,
из
которых
следует
отмети
ть
следующие:
1.
Большая
высота
колонок
и
деаэрационной
установки
при
типовом
размещении
колонки
на
баке
-
аккумуляторе.
Рис. 6. Деаэрационная
колонка атмосферного
давления струйного

2.
Расположение
струйной
колонки
на
баке
и
подвод
греющего
пара
непосредственно
в
нижнюю
часть
колонки
является
неудачным,
так
как
при
такой
компоновке
указанных
элементов
совершенно
не
обеспечивается
вентиляция
парового
пространства
бака
-
аккумулятора
от
выделяющихся
через
поверхность
воды
довольно
значительных
количеств
удаляемых
газов.
3.
Обилие
фланцевых
соединений
на
подводящих
штуцерах.
4.
Повышенная
металлоемкость
и
излишняя
сложность
внутренних
устройств
струйных
колонок.
Все
вышеперечисленное
остро
поставило
вопрос
о
модернизации
серийных
колонок
атмосферного
давления
и
о
создании
деаэрационных
установок,
устойчиво
обеспечива
ющих
глубокое
удаление
из
питательной
воды
кислорода,
свобод
-
ной
и
«связанной»
углекислоты
в
диапазоне
изменения
и
производительности
от
30
до
120%
по
отношению
к
номинальной,
независимо
от
состава
и
температур
поступающих
в
деаэратор
потоков.
Модернизация
деаэраторов
атмосферного
давления
была
выполнена
ЦКТИ
в
1962
г.
[8].
Как
показали
исследования,
в
струйной
колонке
атмосферного
давления
подогрева
воды
до
температуры
насыщения.
соответствующей
давлению
в
аппарате,
в
основном
завершается
в
первых
двух
отсеках.
Учитывая
это
обстоятельство,
а
также
малое
время
пребывания
воды
в
высокой
колонке,
исчисляемое
10
-
20
сек,
было
решено
принять
для
модернизируемых
деаэраторов
укороченные
колонки
[8,
15].
На
рис.
7
дан
общий
вид
малогабаритной
колонк
и
атмосферного
давления.
Колонка
имеет
две
тарелки
6
и
7
с
отверстиями
для
истечения
воды
диаметром
6
мм.
На
первой
из
них
по
ходу
воды
смонтирована
камера
4
для
смешения
потоков,
имеющих
температуру
ниже
температуры
насыщения
(химически
умягченной
воды
1,
конденсата
бойлеров
2
и
конденсата
с
производства
3).
Для
лучшего
перемешивания
поток
умягченной
воды
введен
между
потоками
конденсатов,
температура
которых
на
40
-
45°
С
выше
температуры
добавочной
воды.
Перечисленные
потоки
после
смешении
поступают
через
водослив
5
на
первую
тарелку
6,
а
затем
в
струйном
потоке
сливаются
на
вторую
тарелку
7.
Конденсаты,
имеющие
температуру
выше
температуры
насыщения,
подаются
в
паровое
пространство
бака
-
аккумулятора
до
барботажного
устройства.
Тарелки
в
этих
колонках
изготавливаются
из
низколегированных
сталей
типа
Х13.
Колонки
монтируются
на
баке
с
помощью
соединительного
фланца.

В
нижней
части
аккумуляторного
бака
(рис.
8)
вблизи]
од
ного
из
его
торцов
размещается
затопленное
барботажное
устройство
системы
ЦКТИ.
Струйная
колонка
устанавливается
при
этом
у
противоположного
торца
бака.
Бак
-
аккумулятор
секционируется
перегородкой
1
до
уровня
переливной
трубы.
В
нижней
пасти
перегородки
имеется
окно
2,
к
которому
и
присоединяется
барботажное
устройство.
Пар
подводится
по
трубе
3
в
паровую
коробку
4
и
через
отверстия
дырчатого
листа
5
барботирует
слой
воды,
медленно
движущийся
над
листом
в
сторону
всасывающего
патрубка
питательного
насоса.
Листы
1
и
6
образуют
подъемную
шахту,
в
которой
происходит
вскипание
воды,
выходящей
из
барботажного устройства. Вскипание воды
возникает вследствие некоторого перегрева ее
относительно температуры насыщения,
соответствующей давлению в паровом
пространств
е бака
-
аккумулятора. Величина
перегрева определяется высотой столба жидкости
над барботажным листом. Таким образом,
расположение барботажного отсека в нижней
пасти аккумуляторного бака позволяет
дополнительно использовать в таком деаэраторе
преимущества, п
рисущие деаэраторам перегретой воды.
Рис.
8.
Двухступенчатый
термический
деаэратор
системы
ЦКТИ
а
-
деаэрационная
колонка;
б
-
бак
-
аккумулятор;
1
-
вертикальная
перегородка;
2
-
окно
для
прохода
воды
3
-
труба
труба
для
вывода
пара;
4
-
паровая
коробка;
5
-
дырчатый
лист;
6
-
циркуляционная
перегородка;
7
-
горизонтальный
лист;
8
-
боковые
листы
канала
для
прохода
воды;
9
-
секционирующие
перегородки;
10
-
каналы
для
перепуска
пара
в
обход
барботажного
листа;
11
-
подвод
химически
умягченной
воды;
12
-
подвод
конденсата;
13
-
подвод
«кипящих»
конденсатов;
14
-
подвод
греющего
пара;
15
-
отвод
деаэрированной
воды;
16
-
отвод
выпара.
Рис. 7. Малогабаритная
деаэрационная колонка
атмосферного давления
струйного типа

Пар,
прошедший
через
барботажное
устройство,
попадает
в
паровое
пространство
бака,
где
движется
над
поверхностью
воды
в
сторону
колонки.
При
таком
размещении
колонки
и
барботажное
устройства
происходит
хорошая
вентиляция
парового
объема
бака
от
выделяющихся
из
воды
газов.
На
всем
пути
в
деаэраторе
между
паром
и
водой
обеспечивается
четко
выраженный
противоток.
Перед
поступл
ением
в
барботажное
устройство
вода
длительное
время
выдерживается
в
баке
при
температуре,
близкой
к
температур
е
насыщения.
Это
улучшает
условиия
выделения
газов
через
поверхность
воды
в
баке
и
облегчает
работу
барботажного
устройства.
При
подводе
к
деаэратору
конденсатов
с
температурой
выше
температуры
насыщения,
отвечающей
давлению
в
деаэраторе,
их
следует
вводить
через
штуцер
13
в
паровое
пространство
бака
-
аккумулятора
до
барботажного
устройства
в
этом
случае
выделившийся
при
вскипании
конденсата
пар
будет
через
паровое
пространство
двигаться
в
деаэрационную
колонку,
а
конденсат
пройдет
обработку
в
барботажном
устройстве.
Это
мероприятие,
кроме
того,
разгружает
колонку
и
облегчает
условия
ее
работы.
Деаэраторы
типа
ДСА
производительностью
50
-
300
т/ч
имеют
два
подвода
пара:
один
3
-
через
барботажное
устройство,
второй
14
-
в
паровое
пространство
бака
-
аккумулятора
.
Деаэраторы
типа
ДСА
производительностью
5,
10,
15
и
25
т/ч
имеют
только
один
подвод
пара
через
барботажное
устройство.
С
1968
г.
Черновицкий
машиностроительный
(ЧМЗ)
Таганрогский
котельный
(ТКЗ)
заводы
приступили
к
серийному
производству
барботажных
деаэраторов.
ЧМЗ
выпускает
деаэраторы
производительностью
5,
10,
15,
25,
50,
75.
100,
150,
200
и
300
т/ч,
а
ТКЗ
-
производительностью
25
и
75
т/ч.
Деаэраторные
баки
указанные
заводы
не
изготавливают
и
поставку
деаэраторов
осуществляют
в
следующем
комплекте:
деаэрационная
колонка
(см.
табл.
4),
барботажное
устройство
(россыпью),
охладитель
выпара
поверхностного
типа,
регулирующий
клапан
д
ля
регулятора
уровня,
регулирующий
клапан
для
регулятора
давления,
сигнализатор
уровня
с
электромагнитным
клапаном
для
защиты
бака
-
аккумулятора
от
переполнения,
гидрозатвор
для
защиты
от
повышения
давления,
контрольно
-
измерительные
приборы.
ЧМЗ
поставляет
два
вида
барботажных
устройств:
для
баков
МВН
(см.
табл.
5),
чертежи
на
которые
разработал
по
заданию
ЦКТИ
Ленинградское
отделение
института
Оргэнергострой,
и
баки
меньшего
диаметра
и
большей
длины
(см.
табл.
6),
разработанные
ЧМЗ
и
принятые
ГПИ
Сантехпроект
в
типовых
проектах
промышленно
-
отопительных
котельных.
На
базе
двухступенчатых
деаэраторов
ЦКТИ
разработаны
деаэрационно
-
питательные
установки
производительностью
от
5
до
100
т/ч
[15].
В
состав
установки,
кроме
деаэратора
входят:
питательные
н
асосы,
охладитель
выпара,
арматура
трубопроводы,
система
автоматического
регулирования
и
контроля.
Поставка
деаэрационно
-
питательной
установки
будет

Таблица
4
Основные
технические
характеристики
малогабаритных
струйных
деаэрационных
колонок
атмосферного
давлении.
серийно
выпускаемых
ЧМЗ
и
ТКЗ.
на
рабочее
давление
1,2
кгс/см
2
и
температуру
104
°С
Наименование
Единица
измерения
Старое
обозначение
колонок
-
-
ДС
-
25
-
ДС
-
75
ДС
-
100
ДС
-
150
ДС
-
200
ДС
-
300
Обозначение
колонок
по
ГОСТ
16860
-
71
ДСА
-
5
ДСА
-
15
(10)
ДСА
-
25
ДСА
-
50
ДСА
-
75
ДСА
-
100
ДСА
-
150
ДСА
-
200
ДСА
-
300
Производительность
т/ч
5
15(10)
25
50
75
100
150
200
300
Общая
высота
мм
983
1130
1260
1200
4
1260
1260
1500
1500
1600
Диаметр
мм
546X8
736X8
816X8
1212X6
1212X6
1212Х6
1412Х6
1415X6
1812X6
Число
тарелок
шт
2
Общий
пес
кг
194
265
370
820
520
520
750
750
1120
Вес
колонки,
заполненной
водой
кг
392
715
1070
1800
1800
1800
2860
2860
3060
Поверхность
охладителя
выпара
м
2
2
8
16
24
Примечание.
Пробное
гидравлическое
давление
-
2
ати,
допускаемое
повышение
давления
при
работе
гидравлического
затвора
-
0,7
ати.

Таблица
5
Технические
характеристики
баков
-
аккумуляторов
по
МВН
для
деаэраторов
типа
ДСА
на
рабочее
давление
12кгс/см
2
и
температуру
10
4°
С
Наименование
Единица
измерения
Тип
устанавливаемых
деаэрационных
колонок
ДСА
-
75
ДСА
75
ДСА
-
100
ДСА
-
150
ДСА
-
100
ДСА
-
150
ДСА
-
200
ДСА
-
150
ДСА
-
200
ДСА
-
300
2
колонки
ДСА
-
300
Емкость
полезная
м
3
25
Ж
-
50
75
100
Емкость
геометрическая
м
3
29
41
58
48
107
Диаметр
мм
2612Х6
2612X6
3216Х8
3216Х8
3716X8
Общая
длина
мм
6260
8320
8180
11080
11090
Сухой
вес
кг
5450
6472
9713
11926
15914
Примечание,
Пробное
гидравлическое
давление
-
2
ати,
допускаемое
повышение
давления
при
работе
гидравлического
затвора
-
0,7
ати.
Таблица
6
Технические
характеристики
баков
-
аккумуляторов
ЧМЗ
для
деаэраторов
типа
ДСА
на
рабочее
давление
1,2
кгс/см
2
и
температуру
104*
С
Наименование
Единица
измерения
Тип
устанавливаемых
деаэрационных
колонок
ДСА
-
5
ДСА
-
10
ДСА
-
15
ДСА
-
25
ДСА
-
50
ДСА
-
50
ДСА
-
75
ДСЛ
75
ДСА
-
100
ДСА
-
100
ДСА
-
150
ДСА
-
150
ДСА
-
200
ДСА
-
300
ДСА
-
200
ДСА
-
300
Емкость
полезная
м
3
4
7,5
10
15
25
35
50
7.1
100
Емкость
геометрическая
м
3
4,7
8,8
11,8
18,
29,7
41,2
59
88,2
118
Диаметр
мм
1216Х8
1616X8
1616X8
2016X8
2216X8
2216Х8
3020Х10
3020Х10
3220Х10
Общая
длина
мм
4400
4700
6154
6104
8204
11704
8802
13012
15112
Сухой
вес
кг
1737
2815
3285
4630
6514
10052
11441
15656
19670
Примечание.
Пробное
гидравлическое
давление
-
2
ати,
допускаемое
повышение
давления
при
работе
гидравлического
затвора
-
0,7
ати.

осуществляться
в
виде
двух
транспортабельных
блоков:
насосного
и
деаэраторного.
Производство
установок
намечено
на
Саратовском
заводе
тяжелою
машиностроения.
В
1970
г.
ЦКТИ
была
разработана
конструкци
я
бесколонкового
двухступенчатого
деаэратора
с
встроенным
охладителем
выпара
(рис.
9).
Деаэратор
представляет
собой
вертикальный
сосуд
круглого
сечения
с
эллиптическими
днищами,
в
котором
размещаются
деаэрирующие
элементы
и
необходимый
запас
воды.
Химически
умягченная
вода
1
подается
в
распределительный
коллектор,
выполненный
в
виде
перфорированной
трубы
2,
откуда
стекает
на
тарелку
3.
Тарелка
3
секционирована
таким
образом,
что
при
минимальной
нагрузке
работает
только
часть
отверстий
тарелки,
а
при
увеличении
нагрузки
в
работу
включаются
все
отверстия.
Такая
конструкция
первой
тарелки
исключает
перекосы
по
воде
и
пару
и
обеспечивает
полную
конденсацию
выпара.
С
тарелки
3
вода
в
струйном
потоке
стекает
на
лоток
4.
В
струях
происходит
основной
подогрев
воды
и
частичное
выделение
газов.
Однако
вода
еще
не
догрета
до
температуры
насыщения
и
содержит
значительное
количество
газов
как
в
растворенном
состоянии,
так
и
в
виде
мельчайших
пузырьков.
При
движении
воды
по
лотку
в
тонком
слое
часть
этих
пузырьков
будет
выделяться.
Затем
вода
попадает
в
аккумулирующий
объем
деаэратора,
где
происходит
ее
выдержка
и
дополнительная
дегазация,
и
далее
направляется
в
барботажный
канал
5.
На
барботажном
листе
6
происходит
быстрый
подогрев
воды
до
температуры
насыщения
и
перегрев
ее
на
величину,
соответствующую
высоте
гидростатического
столба
жидкости
над
листом,
удаление
значительных
количеств
кислорода
и
свободной
углекислоты
и
частичное
разложение
бикарбонатов.
После
обработки
в
барботажном
устройстве
вода
попадает
в
циркуляционную
шахту
8,
образованную
перегородками
7
и
9,
где
в
результате
подъема
и
вскипания
воды
осуществляется
ее
окончательная
дегазация.
Деаэри
рованная
вода
отводится
из
деаэратора
через
патрубок
10.
Весь
пар
в
деаэратор
подается
по
трубе
11
в
пароприемный
короб
12
под
барботажный
лист
6.
При
этом
под
листом
образуется
паровая
подушка,
обеспечивающая
необходимый
расход
пара
через
отверстия
барботажного
листа.
Небольшая
часть
пара
конденсируется
в
барботажном
устройстве,
а
основной
поток
пара
проходит
по
каналу
8
и
направляется
через
окно
14
в
струйный
отсек,
где
конденсируется.
При
увеличении
расхода
пара
выше
Рис. 9. Вертикальный
двухступенчатый
деаэратор атмосферного
давления системы ЦКТИ

необходимого
для
барботажа
его
избыток
отводится
через
окно
13,
минуя
барботажное
устройство,
непосредственно
в
шахту
8.
Выпар
конденсируется
во
встроенном
охладителе
выпара
над
тарелкой
3,
а
неконденсирующиеся
газы
отводятся
из
деаэратора
по
трубе
15.
Для
котельных
с
котлами
типа
«Е»
ЦКТИ
разработай
два
типоразмера
приведенного
деаэратора
ДСА
-
1
и
ДСА
-
3
с
диапазоном
изменения
производительности
соответственно
0,4
-
1,2
т/ч
и
1
-
3,6
т/ч.
Некоторые
характеристики
этих
деаэраторов
приведены
в
табл.
7.
Таблица
7
Характеристика
деаэраторов
ДСА
-
1
и
ДСА
-
3
Характеристика
Единица
измерения
ДСА
-
1
ДСА
-
3
Номинальная
производительность
т/ч
1,0
3,0
Рабочее
давление
кгс/см2
1,2
1,2
Рабочая
температура
°С
104,25
104,25
Диаметр
корпуса
мм
1116/8
1116/8
Высота
мм
1665
2108
Полезная
емкость
м3
0,61
1,0
Сухой
вес
кг
630
840
Каждый
деаэратор
комплектуется
необходимыми
регулирующими
и
защитными
устройствами:
регулятором
уровня,
регулятором
давления
и
комбинированным
гидрозатвором
для
защиты
от
повышения
давления
и
уровня
(переливом).
Производство
новых
деаэраторов
намечено
с
1972
г
на
Московском
заводе
котлоагрегатов.
Широкое
распространение
в
промышленной
энергетике
получил
барботажный
деаэратор
атмосферного
давления
системы
Уралэнергометаллургпрома
(рис.
10)
[16].
Химически
умягченная
вода
через
трубу
1
поступает
в
распределительное
устройство
2,
откуда
в
струйном
потоке
высотой
200
-
350
мм
сливается
в
опускной
канал
барботажного
устройства
3.
Опустившись
вниз,
вода
меняет
направление
на
180°
и
по
каналу
4
поднимается
вверх.
Греющий
пар
подается
в
этот
канал
по
перфорированной
трубе
5.
После
многократной
циркуляции
вода
переливается
через
разделительную
перегородку
6
во
второй
барботажный
отсек,
также
состоящий
из
опускного
7
и
подъемного
канала
8.
В
этот
отсек
подается
расход
пара,
примерно
равный
расходу
выпара.
Рис.
10.
Барботажный
деаэратор
Уралэнергометалургпрома

После
обработки
паром
вода
через
перегородку
9
поступает
в
бак
-
аккумулятор.
Барботажное
устройство
и
штуцер
отвода
деаэрированной
воды
размещаются
у
противоположных
торцов
бака
-
аккуму
лятора.
Деаэратор
обеспечивает
требуемое
качество
деаэрированной
воды
при
температуре
исходной
воды
60
-
80°С.
Рис.
11.
Струйно
-
барботажный
деаэратор
с
непровальной
тарелкой
в
паровом
пространстве
аккумуляторного
бака
Уралэнергометалургпромом
разработаны
деаэраторы
производительностью
5
-
100
т/ч
для
промышленно
-
отопительных
котельных.
На
рис.
11
приведен
струйно
-
барботажный
деаэратор
системы
ЦКТИ
с
непровальной
дырчатой
тарелкой,
размещен
-
ной
в
паровом
пространстве
бака
-
аккумулятора.
Вода
по
струйной
колонки
1
с
помощью
лотка
2
направляется
на
начальный
участок
беспровального
барботажного
листа.
Медленно
движущаяся
по
барботажному
листу
вода
обрабатывается
паром
и
глубоко
деаэрируется,
а
затем
через
порог
4
и
гидрозатвор
5
поступает
в
бак
-
аккумулятор.
Пар
подводится
в
паровое
пространство
деаэратора
трубе
6.
После
вентиляции
парового
пространства
бака
и
через короб
7 поступает под барботажный лист 3 и.
проходя через отверстия в нем,
барботирует воду. Избыточный пар
перепускается в обвод барботажного
лис
та через каналы 7 и направляется в
струйную колонку 1. Деаэратор
находится в стадии освоения.
Рис.
12.
Пленочный
деаэратор
конструкции
ОРГРЭС
Широкое
распространение
в
промышленной
энергетике
получил
пленочный
деаэратор
конструкции
ОРГРЭС
(проф.
С.
Ф.
Копьев
[17]),
представленный
на
рис.
12.
Деаэрируемая
вода
поступает
в
колонку
через

сопло
1,
направляющее
ее
на
розетку
2.
При
ударе
о
розетку
вода
разбрызгивается
и
стекает
вниз
пленками
по
вертикальным
цилиндрам
3,
выполненным
из
листовой
стали
толщиной
1
мм.
Насадка
крепится
с
помощью
связных
штырей
4
и
устанавливается
в
опорную
крестовину
5,
под
которую
подводится
пар
по
трубе
6.
Пройдя
насадку,
вода
попадает
в
бак
-
аккумулятор
7.
Выпар
отводится
по
трубе
8.
Для
предотвращения
выноса
влаги
с
выпаром
установлен
отбойный
лист
9.
При
подаче
в
колонку
нескольких
потоков
производится
замена
сопла
и
розетки
на
распределительную
камеру.
Крепление
вертикальных
листов
в
насадке
описанной
конструкции
может
осуществляться
и
с
помощью
гребенок.
В
этом
случае
расстояние
между
листами
фиксируется
путем
установки
нижней
гребенки
10
и
верхней
11.
2.3.
Гидродинамика
и
тепломассопередача
в
деаэраторах
атмосферного
давления
Гидродинамика
струйных
деаэраторов
Результаты
экспериментальных
исследований
и
визуальных
набл
юдений,
выполненных
ВТИ
на
промышленных
деаэрационных
установках
[14],
позволили
выявить
три
основных
гидродинамических
режима
работы
деаэрационных
колонок
струйного
типа
с
пятью
дырчатыми
тарелками:
1.
При
небольшой
скорости
парового
потока
имеет
место
струйный
режим
течения
жидкости.
Вода
распределяется
на
струи,
которые
падают
вертикально,
вытекая
из
отверстий
дырчатых
тарелок.
При
длинах
струй
300
-
500
мм
они
имеют
сплошной
характер
и
не
распадаются
на
капли.
Поверхность
контакта
фаз
определяется
в
этом
случае
суммарной
поверхностью
струй
воды,
которая
зависит
от
диаметра
и
числа
отверстий
истечения,
длины
струи
и
уровня
воды
на
тарелке.
При
этом
не
наблюдается
заметного
срыва
паром
капель
воды
с
падающих
струй.
Дальнейшее
увеличение
скорости
паровог
о
потока
при
сохранении
струйного
режима
приводит
к
небольшому
отклонению
струй,
прилегающих
к
центральным
отверстиям
третьей
и
пятой
тарелок
(рис.
13,а).
В
этих
местах
скорость
парового
потока
является
наибольшей.
2.
Увеличение
скорости
парового
потока
(более
5
м/сек
при
атмосферном
давлении)
приводит
к
струйно
-
капельному
режиму
течения
жидкости
в
колонке.
За
счет
динамического
воздействия
парового
потока
на
первом
этапе
происходит
заметное
отклонение
струй
от
вертикали
(рис.
13,б),
сопровождающееся
срывом
мелких
капель
и
увеличением
поверхности
контакта
фаз
по
сравнению
с
чисто
струйным
режимом
течения.
При
дальнейшем
увеличении
скорости
пара
или,
что
то
же
самое,
при
постоянном
давлении
гидравлической
нагрузки
происходит
заметный
срыв
капель
с
падающих
струй,
сопровождающийся
существенным
увеличением
поверхности
контакта
фаз
(рис.
13,в).
3.
Увеличение
тепловой
нагрузки
ведет
к
распаду
струй
на
капли
(рис.
13,г)
и
увлечению
их
паровым
потоком.
При
повороте
парового
потока

происходит
частичная
сеп
арация
воды
и
увеличение
вследствие
этого
уровня
на
третьей
и
четвертой
тарелках,
а
также
подвисание
воды
в
углах
под
первой
и
третьей
тарелками.
При
определенных
скоростях
парового
потока
происходит
также
вторичное
дробление
капель,
сопровождающееся
увеличением
рециркуляции
деаэрированной
воды
и
резким
увеличением
поверхности
контакта
фаз.
Рис.
13.
Характер
движения
потоков
в
струйной
деаэрационной
колонке
атмосферного
давления
производительностью
200
т/ч
Гидравлическая
нагрузка
колонки
-
L
в
т/ч:
а
-
L
=80;
б
-
L
=100;
в
-
L
=125;
г
-
L
=150
Дальнейшее
повышение
скорости
парового
потока
при
водит
к
тому,
что
значительная
часть
деаэрируемой
воды
увлекается
паром
в
верхнюю
часть
колонки.
При
этом
происходит
переполнение
тарелок
и
перелив
в
оды
через
борт.
В
отдельных
местах
поперечного
сечения
колонки
скапливающаяся
вода
периодически
падает
вниз,
что
сопровождается
мгновенной
конденсацией
значительного
расхода
пара
местным
понижением
давления
и
сильными
гидравлическими
ударами.
Одновременно
происходит
резко
е
понижение
температуры
выпара
и,
в
конечном
итоге,
затопление
водой
данного
и
вышележащего
отсеков.
Давление
в
колонке
при
этом
сильно
колеблется.
Наступает
режим
захлебывания
колонки
сопровождающийся
обращенным
движением
воды
из
деаэратора
по
трубопроводу
выпара.
Работа
деаэрационной
колонки
при
таком
режиме
может
привести
к
ее
механическому
повреждению.
Следует
отметить,
что
нарушение
гидродинамически
устойчивой
работы
колонки
может
происходить
и
при
загрязнении
отверстий
в
тарелке,
что
приводит
к
ее
переполнению
и
переливу
воды
через
борт.
На
рис.
14
приведен
график
ЦКТИ
[2].
по
которому
определяют
предельно
допустимые
скорости
пара
в
отсеке
деаэрационной
КОЛОНКИ
струйного
типа.
Д
ЛЯ
предотвращения
перелива
ВОДЫ
через
борт
тарелки
деаэрат
ора
необходимо,
кроме
ограничении
скорости
паро
-

Рис.
14.
Зависимость
предельно
допустимой
скорости
пара
в
струйном
отсеке
деаэратора
атмосферного
давления
от
начального
диаметра
струи
вого
потока,
обеспечить
требуемую
высоту
борта
дырчатой
тарелки
[2],
которая
определяется
из
соотношения
ܪ
˄
ൌ
௛
ˆ
ା
ο
௉
଴
ǡ
଻
(4)
где
h
г
-
гидростатический
уровень
воды
на
тарелке,
мм;
Δ
P
-
перепад
давлений
между
соседними
отсеками,
мм
в
од.
ст.;
0,7
-
относительн
ы
й
уровень
воды
на
тарелке.
Рекомендуется
высоту
бортов
принимать
в
зависимости
от
уровня
воды
на
нижней
тарелке
деаэратора
при
его
максимальной
нагрузке.
Гидростатический
уровень
воды
на
тарелке
определяет
из
соотношения
݄
ˆ
ൌ
ͳ
ʹ
݃
ܮ
ߴ
ˉ
͵͸ͲͲ
ȉ
Ͳ
ǡ
͹ͺͷ
݀
ଶ
ߨߤ
ଶ
ǡ
ሺ
ͷ
ሻ
где
L
-
расход
деаэрируемой
во
д
ы
через
тарелку,
кг/ч;
υ
ж
-
удельный
объем
деаэрируемой
воды,
м
3
/кг;
d
-
диаметр
отверстия
истечения
в
тарелке,
м;
n
-
число
отверстий
в
тарелке;
μ
-
коэффициент
расхода;
при
диаметре
отверстий
в
тарелке
5
-
8
мм
и
ее
толщине
4
-
6
мм
может
приниматься
0,75.
Перепад
давления
между
отсеками
находится
из
выражения
Δ
P
=
Δ
P
1
+
Δ
P
2
(6)
где
Δ
P
1
-
паровое
сопротивление
пучка
струй
воды
мм
вод.
ст.;
принимается
равным
числу
рядов
струй
по
ходу
пара
из
расчета,
что
паровое
сопротивление
одного
ряда
струй
составляет
1
мм
вод.
ст.;
ο
ܲ
ଶ
ൌ
ߦ
ଵ
௡
௜
ୀ
ଵ
ௐ
˒
మ
ఊ
˒
ଶ
௚
െ
сумма
местных
сопротивлений
парового
тракта
между
отсеками,
мм
вод.
ст.
Местное
сопротивление
движению
пара
из
отсека
в
отсек
слагается
из
сопротивлений
при
повороте
потока
и
внезапных

Рис.
15.
Характеристика
предельных
режимов
модернизированной
колонки
атмосферного
давления
ДСА
-
200
изменениях
сечения.
Коэффициент
местного
сопротивления
при
повороте
парового
потока
на
180°
можно
принимать
равным
3,5
-
4.
Коэффициент
сопротивления
горловины
тарелки
с
незакруглен
ными
кромками
рекомендуется
определять
по
формуле
ߦ
ൌ
ܨ
ଶ
ܨ
ଵ
൅
Ͳ
ǡ
͹Ͳ͹
ܨ
ଶ
ܨ
ଵ
ͳ
െ
ܨ
ଵ
ܨ
ଶ
ଶ
ǣ
ܨ
ଶ
ܨ
ଵ
ଶ
ǡ
ሺ
͹
ሻ
где
F
1
-
площадь
горловины,
м
2
;
F
2
-
площадь
сечения
отсека,
м
2
.
Для
данного
типоразмера
деаэратора
характеристику
предельных
режимов
выражают
зависимостью
максимально
возможного
подогрева
воды
от
ее
гидравлической
нагрузки
при
устойчивой
работе
колонки.
На
рис.
15
приведена
характеристика
предельных
режимов
реконструированной
колонки
атмосферного
давления
ДСА
-
200,
полученная
ЦКТИ
[8,
21].
Колонка
содержала
три
тарелки
с
расстоянием
между
ними
775
ММ
.
Как
видно
из
приведенного
графика,
реконструированный
деаэратор
в
широком
диапазоне
изменения
нагрузок
(29,5
-
119%
от
номинальной)
обеспечивал
подогрев
воды
не
менее
чем
на
40°С
согласно
ГОСТ
16860
-
71
величина
максимального
подогрева
воды
в
деаэраторе
должна
быть
40°С).
Гидродинамика
барботажных
устройств
деаэраторов
.
При
распределении
пара
в
жидкости
структура
двухфазного
слоя
определяется
приведенной
скоростью
пара,
т.
е.
скоростью
пара,
отнесенной
к
полному
сечению
барботажного
листа.
В
зависимости
от
величины
этой
скорости
на
барботажных
тарелках
имеют
место
различные
гидродинамические
режимы
[6].
При
малых
приведенных
скоростях
пара,
не
превышающих
скорости
свободного
подъема
пузырьков
пара
в
воде
0,1
-
0,4
м
/
сек
при
атмосферном
давлении),
имеет
место
барботажный,
пузырьковый
режим.
В
тонком
слое
жидкости,
непосредственно
примыкающем
к
барботажному
листу,
происходит
резкое
гашение
большой
скорости
пара,
имеющей
место
в
отверстиях
листа.
Паровая
струя
из
-
за
сопротивления
жидкости
дробится
на
значительное
количество
пузырьков,
свободно
всплывающих
в
воде
под
действием
архимедовой
силы.
Над
барботажным
листом
образуется
зона
барботажа,
в
которой
сосредоточен
основной
поток
жидкости.
Над
зоно
й
барботажа
находится
зона
малоподвижной
пены,
образующейся
в
результате

того,
что
энергия
всплывающих
паровых
пузырьков
недостаточна
для
преодоления
поверхностного
натяжения
пленки
жидкости.
Над
слоем
пены
находится
зона
брызг,
образующаяся
в
результате
разрушения
оболочек
паровых
пузырей,
выходящих
на
поверхность.
При
малых
приведенных
скоростях
пара
в
зоне
пены
и
в
зоне
брызг
находится
незначительная
часть
жидкости.
Дальнейшее
повышение
скорости
пара
приводит
к
увеличению
высоты
пены
за
счет
уменьшения
барботажной
зоны.
При
скоростях
пара,
превышающих
массовую
скорость
свободного
всплывания
пузырьков
(0,5
-
1,0
м/сек),
последние
не
могут
обеспечить
отвод
всего
поступающего
через
лист
пара,
в
результате
чего
происходит
накопление
пузырьков
в
толще
жидкост
и
и
рост
слоя
пены.
Наступает
так
называемый
пенный
режим.
Зона
брызг
по
-
прежнему
не
содержит
значительного
количеств
жидкости,
вся
жидкость
в
этом
случае
заключена
в
зоне
пены.
Увеличение
скорости
пара
более
1
-
1,3
м/сек
вызывает
изменение
структуры
пены,
малоподвижная
ячеистая
пена
разрушается
и
превращается
в
взвешенный,
сильно
турбулизированный
слой
подвижной
пены.
При
значительных
приведенных
скоростях
пара
(более
3
-
5
м/сек)
наблюдается
так
называемый
инжекционный
режим.
при
котором
пар,
выходящий
из
отверстий
тарелки
захватывает
всю
жидкость,
дробит
ее
и
уносит
в
виде
брызг.
Этот
режим
захлебывания
тарелки
является
предельным.
Таким
образом,
наиболее
устойчивым
и
эффективным
является
пенный
режим.
Гидродинамически
устойчивая
работа
непровальной
ба
рботажной
тарелки
имеет
место
при
отсутствии
провала
жидкости
через
отверстия
в
листе.
Режим
работы
тарелки
в
это
м
случае
определяется
скоростью
пара
в
ее
отверстиях.
При
незначительных
скоростях
пара
в
отверстиях
вода
полностью
проваливается
через
них
и
слой
жидкости
на
листе
отсутствует.
Увеличение
скорости
пара
приводит
к
появлению
слоя
жидкости
на
решетке,
при
этом
через
одни
отверстия
проходит
пар,
через
другие
-
протекает
жидкость.
При
определенных
скоростях
пара
уровень
жидкости
на
листе
достигает
высоты
водосливной
перегородки,
и
через
нее
может
происходить
сброс
жидкости.
Однако
провал
жидкости
через
отверстия
тарелки
еще
имеет
место.
Полное
прекращение
провала
жидкости
наступает
при
определенной
скорости
пара
в
отверстиях,
называемой
минимально
н
еобходимой
,
когда
под
листом
образуется
устойчивая
паровая
подушка.
С.
С.
Кутателадзе
показал
[22],
что
минимальная
скорость
пара,
соответствующая
образованию
устойчивой
паровой
подушки
для
одиночного
отверстия,
определяется
по
формуле
ܹ
௠௜௡
ൌ
ଵ
ǡ
ଶହ
ర
഑
ം
ˉ
ష
ം
˒
೏
మ
௤
మ
ఙ
ఊ
ˉ
ି
ఊ
˒
ర
భమ
ఊ
ೠ
ǡ
(8)
Анализ
приведенной
формулы
показывает,
что
основным
фактором,
оказывающим
определяющее
влияние
на
значение
минимально
необходимой

скорости,
является
удельный
вес
пара,
остальные
теплофизические
и
геометрические
характеристики
не
оказывают
на
нее
существенного
влияния.
Для
определения
минимально
необходимой
скорости
пара
в
отверстиях
дырчатой
тарелки,
обеспечивающей
наличие
паровой
подушки
и
исключение
провала
жидкости,
применительно
к
массовому
бар
ботажу
для
термических
деаэраторов
рекомендуется
пользоваться
эмпирической
формулой,
проверенной
на
промышленных
аппаратах
[7,
23]:
ܹ
௠௜௡
ൌ
ଶ଴
ǡ
଺
ఊ
ˉ
ǡ
(9)
Высоту
паровой
подушки
под
листом
рекомендуется
[22]
определять
по
формуле
݄
ൌ
ʹ
ଶ
ఙ
మ
ఊ
ˉ
ି
ఊ
˒
మ
ௗ
య
൅
ߦ
ௐ
బ
మ
ఊ
˒
ଶ
௚
ఊ
ˉ
ି
ఊ
˒
ǡ
(10)
где
W
0
-
скорость
пара
в
отверстиях
листа,
м/сек.
Коэффициент
сопротивления
сухой
дырчатой
тарелки
практически
мало
меняется
и
может
приниматься
равным
1,8
-
1.9.
Для
тарелок
с
щелевидными
отверстиями
коэффициент
сопротивления
несколько
ниже
и
составляет
1,4
-
1,5.
Барботажное
устройство
системы
ЦКТИ
(см.
рис.
8),
как
указывалось
выше,
включает
затопленный
барботажный
лист,
располагаемый
у
нижней
образующей
бака
-
аккумулятора.
Беспровальная
работа
этого
листа
обеспечивается
при
скоростях
пара
в
отверстиях,
определяемых
по
уравнению
(9).
Визуальные
наблюдения,
проведенные
ЦКТИ
при
исследовании
этого
устройства,
выявили
некоторые
его
особенности
[24].
Увеличение
расхода
пара
через
барботажный
лист
и
образование
под
ним
устойчивой
паровой
подушки
приводит
к
уменьшению
высоты
слоя
воды
на
барботажном
листе
в
канале
между
листами
5
и
7.
При
этом
над
слоем
жидкости
также
образуется
перовая
подушка.
При
значительных
расходах
пара
высота
слоя
воды
составляла
всего
30%
от
общей
высоты
канала.
Следовательно,
при
постоянном
расходе
воды
с
увеличением
расхода
пара
на
барботаж
растет
скорость
движения
воды
по
барботажному
листу.
Визуальные
наблюдения
в
циркуляционной
шахте
(см.
рис.
8)
показали,
что
пар
двигается
по
ней
вверх
с
достаточно
большой
скоростью.
При
малых
расходах
пар
двигается
вдоль
перегородки
1,
примыкающей
к
листу
7.
С
увеличением
расхода
пара
происходит
его
распределение
по
всей
площади
поперечного
сечения
подъемной
шахты.
При
подаче
на
барботажное
устройство
всего
пара,
подводимого
к
деаэратору,
происходит
значительное
увеличение
скоростей
пара
в
отверстиях
барботажного
листа,
что
приводит
к
вибрации
барботажного
устройства,
а
в
ряде
случаев
и
возникновению
гидравлических
ударов.
Для
исключении
указанных
режимов
в
рассматриваемом
барботажном
устройстве
предусматривается
перепуск
избыточного
количества
пара
через
специально
предусмотренные
окна
10.
Когда
расход
пара
через
отверстия
листа
достигает
требуемой
величины
и
соответственно
это
му
расходу
пара
под
листом
устанавливается
необходимая
паровая
подушка,
избыточный
пар

начинает
отводиться
через
окна
10.
Возможен
также
отвод
этого
пара
непосредственно
в
паровое
пространство
бака
-
аккумулятора
через
специальные
короба,
примыкающие
к
листам
8
.
Тепломассопередача
в
струйных
деаэраторах
В
одноступенчатых
деаэраторах
с
колонками
струйного
типа
подогрев
воды
до
температуры,
близкой
к
температуре
насыщения,
отвечающей
давлению
в
паровом
пространстве
бака
-
аккумулятора,
является
одной
из
основных
характеристик,
определяющих
глубокую
дегазацию
воды.
Исследования
струйного
деаэратора
атмосферного
давления
с
четырьмя
дырчатыми
тарелками,
выполненное
ЦКТИ
[18
-
20],
показали,
что
если
температура
паровоздушной
смеси,
отводимой
от
деаэратора,
с
оставляет
около
95°С,
то
уже
на
второй
тарелке
температура
воды
достигает
величины,
близкой
к
температуре
насыщения,
независимо
от
температуры
входной
воды.
Следовательно,
основной
подогрев
воды
происходит
в
первом
и
втором
отсеках
деаэрационной
колонки.
В
третьем
и
четвертом
отсеках
расход
конденсирующегося
пара
резко
сокращается,
а
в
пятом
отсеке
конденсации
пара
практически
происходит.
Понижение
температуры
паровоздушной
смеси
или,
другими
словами,
уменьшение
расхода
выпара
при
данной
температуре
исходной
воды
приводит
к
перераспределению
подогрева
воды
по
отсекам
деаэрационной
колонки
и
смещению
его
из
верхней
части
колонки
в
нижнюю.
Это
объясняется
тем,
что
в
верхних
отсеках
деаэратора
происходит
значительное
повышение
парциального
давления
возду
ха.
Одновременно
с
понижением
температуры
паровоздушной
смеси
уменьшаются
скорости
движения
пара
по
отсекам.
Проведенные
исследования
показали
также,
что
на
процесс
теплообмена
не
влияет
температура
греющего
пара,
поэтому
в
деаэрационных
колонках
может
применяться
как
насыщенный,
так
и
перегретый
пар.
Для
расчета
процесса
теплообмена
в
пучке
струй
при
продольном
обтекании
их
паром
в
деаэраторах
атмосферного
давления
рекомендуется
пользоваться
следующей
формулой
ЦКТИ
(Д.
А.
Захаров
и
Р.
Г.
Черная)
݈݃
௧
ː
ି
௧
భ
௧
ː
ି
௧
మ
ൌ
Ͳ
ǡ
Ͳͷͺ͸
௟
ௗ
଴
ǡ
ହ
ܹ
ˉ
ି
଴
ǡ
ଷ
ǡ
(11)
где
t
н
-
температура
насыщения
при
давлении
в
деаэраторе,
°С;
t
1
и
t
2
температуры
воды
в
начале
и
конце
струи,
°С;
l
-
длина
струи,
м;
W
ж
-
средняя
скорость
истечения
воды
из
отверстия
в
тарелке,
м/сек.
Для
расчета
процесса
теплообмена
в
струйном
потоке,
омываемом
поперечным
потоком
пара
при
давлениях
в
деаэраторе
1,5
-
8,0
кгс/см
2
и
длинах
струй
180
-
550
мм,
в
ЦКТИ
было
получено
следующее
критериальное
уравнение
[2]:

݈݃
௧
ː
ି
௧
భ
௧
ː
ି
௧
మ
ൌ
Ͳ
ǡ
Ͳͳͺ
͹
௟
ௗ
ܮܽ݌
଴
ǡ
ଵହ
ܨݎ
ି
଴
ǡ
ଵହ
ܲݎ
ି
଴
ǡ
ସ
ǡ
(12)
ܮܽ݌
ൌ
ఘ
ௐ
˒
మ
ௗ
ఙ
-
критерий
Лапласа;
ܨݎ
ൌ
ௐ
ˉ
మ
௚ௗ
-
критерий
Фруда;
ܲݎ
ൌ
ఔ
ˉ
ఈ
-
критерий
Прандтля;
W
п
-
средняя
скорость
пара
в
пучке
струй,
м/сек;
υ
ж
-
коэффициент
кинематической
вязкости
воды,
м
2
/сек;
α
-
коэффициент
температуропроводности
воды,
м
2
/сек.
Рис.
16
Значения
коэффициентов
А
и
В
в
формулах
(13)
и
(17)
для
деаэраторов
атмосферного
и
повышенного
давлений
.
Расчетная
формула
для
определения
подогрева
воды
из
сравнения
(12)
принимает
вид
݈݃
௧
ː
ି
௧
భ
௧
ː
ି
௧
మ
ൌ
ܣ
௟
ௗ
బ
ǡ
ళ
ܹ
ˉ
ି
଴
ǡ
ଷ
ܹ
˒
଴
ǡ
ଷ
ǡ
(13)
где
A
-
коэффициент,
зависящий
от
теплофизических
характеристик
воды
и
пара;
принимается
п
о
рис.
16
в
зависимости
от
абсолютного
давления
в
деаэраторе.
Исследования
деаэрационной
колонки
атмосферного
давления
с
четырьмя
дырчатыми
тарелками,
выполненные
ЦКТИ
показали,
что
эффективность
процесса
дегазации
воды
в
колонке
зависит
от
температуры
паровоздушной
смеси,
отводимой
из
деаэратора.
Снижение
температуры
паровоздушной
смеси
приводит
к
смещению
подогрева
воды
в
нижнюю
часть
колонки,
следствием
чего
является
существенное
снижение
скоростей
парового
потока
в
большинстве
отсеков
деаэратора.
Особенно
резкое
падение
скоростей
пара
по
ходу
с
движения
имеет
место
при
понижении
температуры
исход
ной
воды,
поступающей
в
колонку.
Уменьшение
скорости
парового
потока
снижает
интенсивность
процесса(
деаэрации
воды
в
каждом
отсеке,
и
в
конечном
итоге
всей
деаэрационной
колонки.
По
-
видимому
уменьшение
массовой
скорости
пара
в
отсеке
уменьшает
степень
дробления
струи
и

поверхность
контакта
фаз,
а
это
приводит
к
снижению
эффективности
деаэрации
воды.
В
практике
термической
деаэрации
влияние
температуры
паровоздушной
смеси
выражают
зависимостью
остаточной
концентрации
удаляемого
газа
в
деаэрированной
воде
от
удельного
расхода
выпара,
отводимого
из
деаэратора.
На
рис
17
приведена
такая
зависимость
для
кислорода,
полученная
ВТИ
для
струйного
деаэратора
атмосферного
давления
с
пятью
дырчатыми
тарелками
производительностью
200
т/ч.
Эта
зависимость
относится
ко
всей
деаэрационной
установке
в
целом,
т.
е.
деаэрационной
колонке
совместно
с
баком
-
аккумулятором.
Как
видно
из
рис.
17,
уменьшение
удельного
расхода
выпара
ниже
1,5
кг
на
1
т
деаэрируемой
воды
(т
д.
в.)
приводит
к
резкому
повышению
остаточной
концентрации
кислорода
в
воде
после
деаэрационной
установки.
Таким
образом,
для
одноступенчатых
струйных
деаэраторов
атмосферного
давления
удельный
расход
выпара
должен
составлять
1,5
-
2
кг
на
1
т
деаэрированной
воды.
При
наличии
в
исходной
воде
значительных
количеств
свободной
и
связанной
углекислоты
удельный
расход
выпара
следует
принимать
2
-
3
кг/т
д.
в.
Ниже
рассматриваются
экспериментальные
данные,
полученные
на
струйных
колонках
атмосферного
давления
при
удельных
расходах
выпара
более
2
кг/т
д.
в.
Как
показали
исследования
ЦКТИ
(18
-
20],
одн
им
из
основных
факторов,
определяющих
интенсивность
процесса
деаэрации
в
струйной
колонке,
является
скорость
парового
потока
в
отсеке.
При
этом
была
получена
следующая
количественная
зависимость
интенсивности
деаэрации
в
струйном
деаэраторе
атмосферного
давления
от
скорости
парового
потока.
஼
భ
ି
஼
మ
஼
భ
ൌ
Ͳ
ǡ
͵ͻ
ܹ
˒
଴
ǡ
ଷଷ
ǡ
(14)
где
С
1
и
С
2
-
начальная
и
конечная
концентрации
кислорода
в
струйном
отсеке.
Исследованиями
ЦКТИ
было
установлено
также,
что
с
понижением
температуры
исходной
в
оды
интенсивность
процесса
деаэрации
растет
и
остаточная
концентрация
кислорода
за
колонкой
снижается.
Это
объясняется
тем,
что
с
понижением
температуры
деаэрируемой
воды
при
данной
нагрузке
деаэратора
увеличивается
расход
пара,
конденсирующегося
в
колонке,
а
следовательно,
и
скорость
движения
пара
по
отсекам.
Рис. 17. Зависимость
остаточной концентрации
кислорода от удельного
расхода выпара струйного
деаэратора атмосферного
давления производитель
-
ностью 200 т/ч. Начальная
концентрация кислорода 3,1
-
6,9 мг/кг

Исследование
показало,
что
парциальное
давление
воздуха
в
паре,
которое
имеется
в
основной
части
деаэрационной
колонки
(при
значениях
до
0,08%),
не
оказывает
заметного
влияния
на
интенсивность
процесса
деаэрации.
Увеличение
скорости
пара
в
нижней
части
деаэрационной
колонки
вызывает
интенсификацию
процесса
деаэрации.
Одновременно
было
выяснено,
что
перегрев
пара
не
оказывает
практического
влияния
на
эффективность
деаэрации.
Влияние
начальной
кон
центрации
газа
в
деаэрируемой
воде
на
интенсивность
процесса
его
удаления
исследовалось
при
концентрациях
кислорода
1,3
-
6,2
мг/кг.
Так
как
процесс
теплообмена
протекает
в
колонке
интенсивнее
процесса
дегазации.
то
вода
практически
по
всей
высоте
колонки
пересыщена
газами.
Несмотря
на
это
обстоятельство
было
установлено,
что
интенсивность
процесса
деаэрации
по
отсекам
при
других
постоянных
параметрах
не
зависит
от
начальною
кислородосодержания,
т.е.
увеличение
концентрации
кислорода
в
исходной
воде,
поступающей
в
колонку,
ведет
к
росту
остаточного
кислородосодержания
в
деаэрированной
воде.
ВТИ
была
получена
основная
дегазационная
характеристика
струйной
колонки
атмосферного
давления,
установленной
на
баке
-
аккумуляторе
[4].
Эта
характеристика
представл
яет
собой
зависимость
остаточной
концентрации
кислорода
в
деаэрированной
воде
после
бака
-
аккумулятора
от
гидравлической
нагрузки
установки
и
температуры
исходной
воды.
Основная
характеристика
деаэрационной
колонки
производительностью
200
т/ч
при
ее
работе
на
химически
очищенной
воде,
полностью
насыщенной
кислородом,
приведена
на
рис.
18.
Анализ
приведенных
данных
показывает,
что
дегазационная
характеристика
при
постоянной
температуре
исходной
воды
имеет
максимум
при
определенной
гидравлической
нагрузке
деаэ
ратора.
Чем
больше
подогрев
воды
в
колонке,
тем
выше
располагается
этот
максимум
и
тем
меньшей
нагрузке
он
отвечает.
Рассмотрение
дегазационной
характеристики
показывает
взаимосвязь
процессов
дегазации
воды
и
гидродинамических
режимов
работы
колонки,
приведенных
выше.
Струйный
режим
работы
колонки,
когда
поверхность
контакта
фаз
определяется
в
основном
гидравлической
нагрузкой,
соответствует
низкой
эффективности
процесса
дегазации
воды.
На
дегазационной
характеристике
-
это
восходящие
ветви
кривых
(см.
рис.
18).
Увеличение
скорости
парового
потока,
следствием
чего
является
переход
колонки
на
струйно
-
капельный
и
капельные
режимы
работы,
и
увеличение
поверхности
контакта
фаз
ведет
к
увеличению
интенсивности
процесса
дегазации
воды.
Этим
режимам
соответств
уют
нисходящие
ветви
кривых
на
рис.
18.
Взаимное
расположение
нисходящих
участков
кривых
на
этом
рисунке
хорошо
согласуется
с
приведенными
выше
экспериментальными
данными
ЦКТИ
о
том,
что
при
данной
гидравлической
нагрузке
деаэратора
понижение
температуры
исходной
воды
связано
с
увеличением
скорости
парового
потока
и,
следовательно,
с
ростом
интенсивности
процесса
дегазации.
Характер
взаимного
расположения
восходящих
ветвей
кри
-

Рис.
18.
Основная
характеристика
струйного
деаэратора
атмосферного
давления
производительностью
200
т/ч
Среднее
давление
в
колонке
1,2
кгс/см
2
-
.
расход
выпара
200
-
400
кг/ч;
температура
исходной
воды,
°С;
1
-
10;
2
-
40;
3
-
67;
4
-
97;
минимальная
продолжительность
выдержки
воды
в
баке
-
аккумуляторе
12
мин
вых
на
рис.
18
объясняется
следующими
соображениями.
При
постоянных
-
средней
температуре
воды
и
начальном
кислородосодержании
-
интенсивность
процесса
деаэрации
пропорциональна
гидравлической
нагрузке
в
степени,
меньшей
единицы.
Поэтому,
когда
скорость
паровою
потока
не
оказывает
заметного
влияния
на
гидродинамику
струйного
потока,
увеличение
гидравлической
нагрузки
приводит
к
росту
остаточной
концентрации
кислорода
в
деаэрированной
воде,
несмотря
на
некоторое
увеличение
поверхности
контакта
фаз.
С
повышением
температуры
исходной
воды,
а
следовательно,
с
увеличением
средней
температуры
воды
в
аппарате
снижаются
теплофизические
характеристики
воды:
вязкость,
плотность
и
поверхностное
натяжение
и
возрастает
коэффициент
диффузии
кислорода
в
воде,
что
в
конечном
итоге
повышает
интенсивность
процесса
дегазации
и
обеспечивает
снижение
концентрации
кислорода
в
деаэрированной
воде.
При
исследовании
процесса
деаэрации
воды
в
одном
струйном
каскаде
ка
экспериментальной
полупромышленной
установке.
ВТИ
была
установлена
возможно
сть
обогащения
деаэрируемой
воды
кислородом
и
углекислотой
по
мере
прохождения
ею
деаэрационной
колонки
[10].
При
определенных
УСЛОВИЯХ
содержание
газов
в
конце
струйного
потока
превышало
концентрацию
этих
газов
в
исходной
воде.
Было
высказано
предположение,
что
захват
струями
неконденсирующихся
газов
обусловлен
эжектирующим
действием
струй
и
их
структурой.
Так
как
парциальное
давление
удаляемых
газов
в
любой
части
колонки
значительно
меньше
равновесного
парциального
давления
этих
газов
в
деаэрируемой
воде,
то
отсутствует
возможность
растворения
в
этой
воде
дополнительного
количества
неконденсирующихся
газов.
Следовательно,
при
конденсации
греющего
пара
происходит
обогащение
струйного
потока
газами,
находящимися
в
мелкодисперсном
состоянии.
Таким
образом,
при
деаэрации
в
оды
в
струйном
потоке
одновременно
идут
два
сопряженных
процесса:
дегазация
воды
и
одновременный
захват
газов
из
греющего
пара.
ВТИ
было
доказано,
что
конечный
результат
этих
разнонаправленных
процессов
определяется
в
основном
нагревом
воды
в
колонке
и
начальной
скоростью
струй
воды.
Увеличение
нагрева
воды
а
струйном
потоке
усиливает
процесс
обогащения
деаэрированной
воды
кислородом.
К
такому
же
результату
приводит
и
увеличение
гидравлической
нагрузки
колонки.
ВТИ
было
высказано

предположение,
что
обогащение
деаэрируемой
воды
удаляемыми
газами
может
иметь
место
и
в
верхних
каскадах
струйных
деаэрационных
колонок.
Проведенные
ЦКТИ
исследования
модернизированных
струйных
колонок
промышленных
деаэрационных
установок
атмосферного
давления
подтвердили
наличие
эжектирующего
действия
водяных
струй
и
унос
ими
значительных
количеств
неконденсирующихся
газов
[15,
21]
На
рис.
19
приведена
зависимость
концентрации
кислорода
в
деаэрированной
воде
непосредственно
за
струйной
колонкой
деаэратора.
Как
видно
из
приведенного
графика,
содержание
кислорода
в
воде
после
колонки
повышается
с
увеличением
производительности
аппарата.
Это
объясняется
тем,
что
с
увеличением
гидравлической,
а
следовательно,
и
паровой
нагрузок
повышается
эф
фективность
захвата
струйным
потоком
кислорода
из
греющего
пара
при
его
конденсации.
Это
положение
особенно
четко
подтверждается
при
рассмотрении
экспериментальных
данных
по
содержанию
свободной
углекислоты
в
воде
после
укороченных
струйных
колош
атмосферного
давления.
При
большинстве
режимов
вода
обогащается
свободной
углекислотой.
Содержание
углекислоты
в
воде
после
колонки
повышается
с
увеличением
ее
производительности
и
величины
подогрева
воды.
Начальное
содержание
свободной
углекислоты
в
исходной
воде
не
оказывает
при
это
заметного
влияния
на
указанный
процесс.
По
-
видимому,
в
данных
условиях
в
деаэраторе
имеет
место
рециркуляция
значительны
количеств
свободной
углекислоты,
отвод
которой
из
колонки
даже
при
значительных
расходах
выпара
затр
уднен.
Это
обстоятельство
является
существенным
недостатком,
присущим
струйным
колонкам,
и
особенно
сильно
сказывается
при
их
перегрузках.
Обязательным
элементом
деаэрационной
установки
является
бак
-
аккумулятор.
Вода
после
деаэрационной
колонки
содержит
кислород
и
свободную
углекислоту
как
в
растворенном
состоянии,
так
и
в
виде
мельчайших
пузырьков.
Если
температура
воды
после
колонки
незначительно
отличается
от
температуры
насыщения,
соответствующей
давлению
в
паровом
пространстве
бака
-
аккумулятора,
то
о
сновная
масса
указанных
газов
находится
в
дисперсной
форме.
По
мере
движения
воды
в
баке
-
аккумуляторе
происходит
удаление
мельчайших
газовых
пузырьков.
Влияние
продолжительности
пребывания
воды
в
аккумуляторном
баке
проверялось
ВТИ
путем
пропуска
деаэрированной
воды
(после
струйной
деаэрационной
установки
с
баком
-
аккумулятором)
через
дополнительную
емкость
[25].
Время
пребывания
воды
в
дополнительной
емкости
превышало
в
три
раза

Рис.
19.
Зависимость
остаточной
концентрации
кислорода
в
воде
от
гидравлической
нагрузки
после
модернизированной
струйной
колонки
атмосферного
давления
ДСА
-
2б.
Подогрев
воды
в
колонке
80
-
85°
С
п
родолжительность
пребывания
воды
в
баке
-
аккумуляторе
деаэрационной
установки.
Было
установлено,
что
в
дополнительном
аккумуля
торном
баке
удаляется
до
40%
исходною
количества
кислорода,
поступающего
в
эту
емкость.
Исходная
концентрация
кислорода
в
воде
составили
при
этом
0,015
-
0,082
мг/кг.
Эффективность
удаления
кислорода
в
аккумуляторном
баке
повышалась
с
увеличением
продолжительности
пребывания
в
нем
воды
и
снижалась
с
уменьшением
ее
исходного
кислородосодержания.
При
исходной
концентрации
кислорода
в
воде
0,02
мг/кг
эффективность
удаления
его
в
баке
незначительна.
Влияние
продолжительности
пребывания
воды
в
аккумулирующей
емкости
на
процесс
уда
ления
кислорода
и
углекислоты
исследовалось
ЦКТИ
на
промышленных
деаэраторах
атмосферного
давления
[15.
21].
При
этом
паровые
пространства
аккумуляторных
баков
вентилировались
определенным
расходом
пара,
а
исходная
концентрация
газов
измерялась
в
воде,
непосредственно
поступающей
в
бак
после
деаэрационной
колонки.
Было
установлено,
что
в
аккумулирующей
емкости
может
удаляться
до
75%
кислорода,
поступающего
в
бак
после
деаэрационной
колонки.
В
баке
-
аккумуляторе
происходит
также
процесс
удаления
свободной
углекислоты,
который
определяется
временем
выдержки
воды
в
емкости
и
удельным
расходом
пара,
вентилирующим
ее
паровое
пространство.
После
полного
удаления
свободной
углекислоты
в
баке
начинается
процесс
разложения
бикарбонатов
[21].
Как
видно
из
рис.
20,
при
выдержке
воды
в
баке
атмосферного
давления
более
20
мин,
вентиляции
его
парового
объема
удельным
расходом
пара
16
-
18
кг/т
д.
в.
и
концентрациях
свободной
углекислоты
в
воде
3,3
-
9,4
мг/кг
ее
можно
полностью
удалить.
Рис. 20. Зависимость
разложения бикарбоната
натрия от удельного расхода
пара, вентилирующего
паровой объем бака
-
аккумулятора
а, б, в, г
-
при времени выдержки
воды в баке
-
аккумуляторе
соответственно 28,
3
5, 44 и 76 мин

Расчет
процесса
массопередачи
в
струйных
деаэраторах
проводится
по
эмпирическим
формулам.
При
продольном
обтекании
струйного
потока
паром
применительно
к
деаэраторам
атмосферного
давления
расчет
процесса
удаления
кислорода
рекомендуется
проводить
по
формуле
ЦКТИ
[2]:
݈݃
஼
భ
஼
మ
ൌ
Ͳ
ǡ
Ͳʹͳͳ
௟
ௗ
଴
ǡ
ହ
ܹ
ˉ
ି
଴
ǡ
ଷ
ǡ
(15)
Формула
(15)
применима
при
начальной
концентрам
кислорода
в
воде
до
6
мг/кг,
при
диаметрах
струй
3
-
7
мм
их
длине
140
-
620
мм.
Для
расчета
процесса
удаления
кислорода
в
струйном
пучке
при
поперечном
обтекании
его
паром
ЦКТИ
получено
следующее
критериальное
уравнение:
݈݃
஼
భ
஼
మ
ൌ
Ͳ
ǡ
Ͳʹ͹
௟
ௗ
ܮܽ݌
଴
ǡ
ଵହ
ܨݎ
ି
଴
ǡ
ଵହ
ܭ
଴
ǡ
ହ
ܲݎ
Ԣ
ି
ଵ
ǡ
(16)
г
де
ܲ
ݎ
ᇱ
ൌ
ఔ
ˉ
஽
ˉ
-
диффузионный
критери
й
Пра
н
дтля.
К
-
критерий
Кутателадзе.
Дли
практических
расчетов
рекомендуется
[2]
следующая
формула,
полученная
из
уравнения
(16):
݈݃
஼
భ
஼
మ
ൌ
ܤ
௟
ௗ
బ
ǡ
ళ
ௐ
˒
ௐ
ˉ
଴
ǡ
ଷ
ீ
ˍ
௅
ି
଴
ǡ
ହ
ǡ
(17)
где
G
к
-
количество
пара,
сконденсировавшегося
в
данном
отсеке,
кг/ч;
L
-
расход
воды
через
верхнюю
тарелку
отсека,
кг/ч;
B
-
коэффициент,
зависящий
от
давления
в
деаэраторе
принимаемый
по
графику
на
рис.
16.
Формула
(17)
применима
для
недонасыщенной
кислородом
воды,
т.
е.
для
случая,
когда
концентрация
кислорода
в
воде
меньше
равновесной
концентрации
при
данной
температуре
и
давлении.
Остальные
граничные
условия
соответствуют
формуле
(12).
Массопередача
в
барботажных
устройствах
деаэраторов
.
Особенностью
двухступенчатых
термических
деаэраторов
является
то
обстоятельство,
что
вода,
поступающая
на
барботажное
устройство,
обычно
недогрет
а
до
температуры
насыщения,
соответствующей
давлению
в
паровом
пространства
деаэратора.
Эта
вода,
кроме
растворенных
газов,
содержит
еще
и
определенное
количество
мельчайших
пузырьков
газа,
удаление
которых
связано
с
большими
трудностями.
На
начальном
участке
барботажного
листа
происходит
интенсивный
недогрев
воды
до
температуры
насыщения,
соответствующей
давлению
на
уровне
барботажного
листа.
Эффективность
процесса
дегазации
воды
на
этом
участке
незначительна,
основной
процесс
дегазации
воды
происходит
на
остальной
площади
барботажного
листа.
Исследование
затопленного
барботажного
устройства
системы
ЦКТИ
проводилось
на
промышленных
деаэраторах
атмосферного
давления
производительностью
25
и
200
т/ч
[5,
21].
Результаты
показали,
что
устойчивое
и
глубокое
удаление
кислорода
из
питательной
во
д
ы
определяется
величиной
цельного
расхода
пара
на
барботаж
(рис.
21).

Остаточная
концентрация
кислорода
в
деаэрированной
воде,
требуемая
ГОСТ
16860
-
71,
для
атмосферных
деаэраторов
(30
мкг/кг)
достигается
при
удельных
расходах
пара
на
барботаж
10
-
12
кг/т
д.
в.
При
определении
величины
удельного
расхода
пара
на
барботаж
не
учитывался
расход
пара,
затрачиваемый
на
барботажном
листе
для
подогрела
воды
до
температуры
насыщения
,
соответствующей
давлению
в
паровом
пространстве
бака
-
аккумулятора.
Оптимальным
удельным
расходом
пара
на
барботаж
для
деаэратора
атмосферного
давления
следует
считать
20
кг/т
д.
в.
Необходимо
подчеркнуть,
что
если
обеспечиваются
оптимальные
удельные
расходы
пара
на
барботаж,
то
на
величину
остаточного
кислородосодержания
-
не
влияет
ни
гидравлическая
нагрузка
деаэратора
по
воде,
ни
величина
ее
подогрева,
ни
расход
выпара,
ни
концентраци
я
кислорода
в
исходной
воде
и
греющем
паре.
При
проведении
исследований
концентрации
кислорода
составляли
соответственно
для
деаэраторов
атмосферного
давления:
в
исходной
воде
-
2,49
-
8,7
мг/кг,
в
барботажном
паре
-
0,5
-
6,7
мг/кг.
Концентрация
кислорода
перед
барботажным
устройством
-
15
-
300
мкг/кг.
При
указанных
концентрациях
кислорода
и
оптимальных
удельных
расходах
пара
на
барботаж
остаточное
содержание
кислорода
в
деаэрированной
воде
составляло
8
-
15
мкг/кг.
При
исследовании
было
также
установлено,
что
содержание
в
барботажном
паре
кислорода
.в
пределах
0,83
-
6,7
мг/кг
не
оказывает
заметного
вл
ияния
на
процесс
удаления
его
деаэрируемой
воды.
Специальные
измерения
показали,
что
эффект
барботажного
устройства
системы
ЦКТИ
слагается
из
эффекта
дегазации
на
барботажном
листе
и
в
циркуляционной
шахте.
Таким
образом,
затопленное
барботажное
устройство
является
эффективным
барьером,
исключающим
проскоки
кислорода
в
питательную
воду.
Исследования
показали
высокую
эффективно
сть
затопленного
барботажного
устройства
и
по
удалению
свободной
углекислоты,
и
по
разложению
бикарбоната
натрия.
Если
время
выдержки воды в баке и расход пара, вентилирующий его
паровое пространство, недостаточны для полного удаления свободной
углекислоты до барботажного устройства, то вы деление последней и
разложение бикарбоната натрия происходит в барботажном устройстве. Пр
и
удельном расходе пара на барботаж 9
-
10 кг/т д. в. барботажное устройство
исключает возможность проскока в питательную воду свободной
углекислоты.
Рис. 21. Зависимость
остаточной концентрации
кислорода от удельного
расхода пара на барботаж
для деаэратора
атмосферного давления

Рис.
22.
Разложение бикарбоната
натрия
в
зависимости
от
в
реме
н
и
выдержк
и
в
оды
в
б
а
ке
-
а
ккумулятор
е
де
а
эрат
ора
атм
осферно
го
давления
.
Щ
=
0,19
÷
0,46 мг
-
экв/кг
; удельные
расходы
п
а
р
а
на
барботаж
n
кг/т
д
.
в
:
1
-
10;
2
-
2
0;
3
-
30.
В
результате
исследования
было
установлено,
что
содержание
значительных
количеств
свободной
углекислоты
в
барботажном
паре
(до
114
мг/кг)
не
оказывает
заметного
влияния
на
процесс
удаления
ее
из
питательной
воды
[15].
Зависимость
разложения
бикарбоната
натрия
в
атмосферном
деаэраторе
с
барботажным
устройством
ЦКТИ
от
удельного
расхода
пара
на
барботаж
и
времени
выдержки
воды
в
баке
-
аккумуляторе
приведена
на
рис.
22.
Обработка
воды
на
барботажном
устройстве
значительно
усиливает
процесс
разложения
бикарбонатов.
Определяющей
величиной
также
является
удельный
расход
пара
на
барботаж.
При
начальных
бикарбонатных
щелочностях
воды
0,19
-
0,46
мг
-
экв/кг
в
деаэраторе
атмосферного
давления
оптимальным
удельным
расходом
пара
на
барботаж
является
25
-
30
кг/т
д.
в.
При
этом
следует
отметить,
что
величина
разложения
бикарбоната
натрия,
достигаемая
за
счет
увеличения
удельного
расхода
пара
с
20
до
30
кг/т
д.
в.,
незначительна.
2.4.
Вакуумные
деаэраторы
В
отопительно
-
производственных
котельных
вакуумные
деаэраторы
до
последнего
времени
не
применялись.
Для
термической
деаэрации
подпиточной
воды
тепловых
сетей
определенное
распространение
поручили
одноступенчатые
вакуумные
деаэраторы
струйного
и
пленочного
типов,
а
также
двухступенчатые
деаэраторы
струйно
-
барботажного
типа.
Для
деаэрации
подпиточной
воды
котельных
с
водогрейными
котлами
институт
Моспроект
применил
одноступенчатые
вакуумные
деаэраторы
при
давлении
0.2
кгс/см
2
(рис.
23).
На
баке
-
аккумуляторе
размещается
струйная
колонка
атмосферного
давления,
серийно
выпускавшаяся
до
1968
г.
Черновицким
машиностроительным
заводом.
Умягченная
вода,
перегретая
в
предвключенных
подогревателях
выш
е
температуры
насыщения.
соответствующей
давлению
в
деаэраторе,
через
штуцер
подается
в
открытую
камеру
4.
В
эту
же
камеру
подается
рабочая
вода
после
водоструйных
эжекторов.
В
камере
происходит
вскипание
перегретой
воды
и
образование
значительного
количества
парогазовой
смеси.
Затем
вода
переливается
через
водосливный
порог,
проходит
каскадом
через
струйную
колонку
и
сливается
в
бак
-
аккумулятор.
При
движении
воды
по
высоте
колонки
происходит
дополнительное
удаление
паровоздушной
смеси,
которая
отводится
через
горловины
тарелок
7,
9,
11,
зазоры
между
корпусом
аппарата
и
тарелками
8
и

10
и
удаляется
из
верхней
части
колонки
по
трубе
12.
В
баке
-
аккумуляторе
размещен
змеевик
13,
в
кото
рый подается сетевая вода. Вследствие этого в
баке происходит час
тичное испарение воды,
образовавшийся пар поступает навстречу
струйному потоку воды, в колонку.
Рис.
23.
Одноступенчатый
вакуумный
деаэратор
струйного
типа
1
-
бак
-
аккумулятор;
2
-
струйная
колонка;
3
-
подвод
перегретой
воды;
4
-
камера
смешения;
5
-
подвод
рабочей
воды
после
водоструйных
эжекторов;
6
-
водосливной
порог;
7
-
11
дырчатые
тарелки;
12
-
отвод
выпара;
13
-
змеевик;
14
и
15
-
подвод
и
отвод
сетевой
воды;
16
-
отвод
деаэрированной
воды.
Противоточное
движение
потоков
в
деаэраторе
является
положительным
элементом
данной
схемы.
Однако
незначительный
расход
пара,
генерируемого
в
баке
-
аккумуляторе,
не
обеспечивает
необходимой
обработки
воды.
К
недостаткам
данной
конструкции
вакуумного
деаэратора
относятся:
1.
Отсутствие
хорошей
вентиляции
струй
ной
колонки.
2.
Необходимость
предварительного
перегрева
воды
перед
деаэратором
на
6
-
8°
С
и
конденсация
под
вакуумом
значительного
расхода
выпара,
что
требует
установки
мощных
охладителей
выпара
с
большой
поверхностью
нагрева.
3.
Расположение
бака
-
аккумулятора
под
вакуумом,
что
вызывает
его
удорожание
и
увеличивает
вероятность
дополнительных
присосов
воздуха
и
вторичного
заражения
деаэрированной
воды.
В
1968
г.
Черновицкий
машиностроительный
завод
прекратил
производство
высоких
струйных
колонок
атмосферного
давления
и
приступил
к
производству
струйно
-
барботажных
деаэраторов,
содержащих
укороченную
струйную
колонку
с
двумя
дырчатыми
тарелками.
Использование
укороченных
струйных
колонок,
в
которых
время
пребывания
воды
значительно
сократилось,
для
вакуумных
деаэраторов
невозможно.
Более
рациональным
является
использование
обычных
струйных
колонок
под
вакуумом
с
противоточной
схемой
движения
[26
,
27].
В
этом
случае
деаэрируемая
вода
поступает
в
колонку
с
температурой
ниже
температуры
насыщения,
соответствующей
давлению
в
деаэраторе.
Для
подогрева
и
деаэрации
воды
в
нижнюю
часть
колонки
подводится
пар,
который
движется
навстречу
потоку
воды.
Недостатками
этих
колонок
являются
их
значительные
габариты,
большая
потеря
конденсата
при
деаэрации
подпиточной
воды
и
необходимость
отвода
из
деаэратора
большого
расхода
выпара,
что
требует
установки
мощных
охладителей
выпара.

В
последние
годы
на
тепловых
электростанциях
и
в
котельных
с
водогрейными
котлами
для
деаэрации
подпиточной
воды
тепловых
сетей
определенное
распространение
получили
одноступенчатые
вакуумные
деаэраторы
струйного
типа,
исключающие
потерю
конденсата.
На
рис.
24
приведена
конструкция
вакуумного
деаэратора,
состоящая
из
двух
колонок
А
и
Б
[28].
Обе
колонки
представляют
собой
вертикальные
цилиндрические
сосуды,
в
центральной
части
которых
расположены
трубы
для
подвода
деаэрируемой
воды.
Они
служат
опорой
плоских
днищ
и
дырчатых
тарелок.
Последние
приварены
к
корпусу
колонки
и
к
центральным
трубам.
Тарелки
имеют
сегментные
вырезы
для
прохода
паровоздушной
смеси
из
отсека
в
отсек.
Работа
деаэратора
осуществляется
следующим
образом.
Основной
поток
деаэрируемой
воды
в
количестве
90%
от
общего
расхода
исходной
воды
перегревается
в
предвключенных
подогревателях
и
с
температурой
7
5
-
80°
С
по
центральной
трубе
1
подается
в
«горячую»
колонку
А.
Давление
в
колонке
поддерживается
таким,
чтобы
температура
насыщения
была
ниже
температуры
поступающей
воды
на
5
-
8°
С.
В
результате
этого
деаэрируемая
вода,
поступая
на
первую
тарелку
2,
вскипает,
выделяя
определенное
количество
парогазовой
смеси.
Затем
вода
стекает
вниз
по
тарелкам
3
-
6
в
струйном
потоке,
а
параллельно
ей
сверху
вниз
движется
паровоздушная
смесь.
В
нижней
части
колонки
А
и
Б
соединены
трубопроводом
7,
через
верхнюю
часть
которого
паровоздушная
смесь
из
колонки
А
поступает
в
колонку
Б.
В
эту
колонку
на
верхнюю
тарелку
9
по
трубе
8
поступает
холодная
вода
с
температурой
15
-
20°
С
в
количестве
10%
от
производительности
деаэратора.
Холодный
поток
воды
стекает
сверху
вниз
по
ряду
дырчатых
тарелок
10,
а
навстречу
ему
снизу
вверх
движется
паровоздушная
смесь.
Пар
при
этом
конденсируется,
а
неконденсирующиеся
газы
удаляются
из
колонки
отсасывающим
устройством
через
патрубок
11.
Вода
из
«холодной»
колонки
Б
по
нижней
части
трубопр
овода
7
отводится
в
колонку
А,
откуда
с
основным
потоком
воды
через
патрубок
12
-
в
бак
-
аккумулятор.
Таким
образом,
«холодная»
колонка
является
смешивающим
охладителем
выпара.
Наряду
с
описанной
конструкцией
разработаны
деаэраторы,
в
которых
«холодная»
колонка
размещается
в
центре
«горячей»
колонки
и
объединена
с
ней
общим
верхним
днищем.
Основным
недостатком
приведенных
конструкций
вакуумных
деаэраторов
является
прямоточное
движение
пара
и
воды
в
«горячей»
колонке,
что
приводит
к
резкому
снижению
интенсивности
процесса
дегазации
по
сравнению
с
противоточной
схемой
движения
потоков.
В
этих
условиях
для
повышения
эффекта
дегазации
приходится
увеличивать
число
тарелок
и
высоту
аппарата,
которая
достигает
5,5
м.
Одновременно
возрастает
металлоемкость
деаэрационной
колонки.
Описанные
вакуумные колонки
серийно промышленностью не выпускаются.

На
рис.
25
приведена
конструкция
одноступенчатого
вакуумного
деаэратора
насадочного
типа,
разработанная
Промэнерго
[29].
Деаэрационная
колонка
1
совмещена
с
вертикальным
баком
-
аккумулятором
2.
Исходная
вода
с
температурой
выше
температуры
насыщения,
соответствующей
давлению
в
деаэраторе,
по
трубе
3
подается
на
распределительную
тарелку
4,
а
затем
в
струйном
потоке
стекает
на
слой
насадки
5
из
колец
Рашига
с
размерами
25
×
25
×
0,8.
Образовавшаяся
при
вскипании
воды
паровоздушная
смесь
отводится
через
штуцер
6.
Деаэрированная
вода
отводится
из
аккумулирующей
емкости
по
штуцеру
7.
Данная
конструкция
деаэратора
обладает
теми
же
недостатками
что
и
вакуумные
деаэраторы
струйного
типа
без
подвода
пара.
В
настоящее
время
вакуумные
деаэраторы
Промэнерго
серийно
заводами
не
выпускаются.
На
рис.
26
приведена
конструкции
одноступенчатого
вакуумног
о
деаэратора
пленочного
типа,
разработанная
МИСИ
им.
В.
В.
Куйбышева
[30].
Холодная
пода
по
штуцеру
1
попадает
на
отбойные
розетки
4,
разбрызгивается
и
по
системе
из
деревянных
решеток
5
или
вертикальных
листов
стекает
вниз.
Процесс
деаэрации
в
данной
колонке
осуществляется
в
основном
за
счет
начального
эффекта
и
последующего
удаления
растворенного
газа
путем
диффузии.
Обладая
недостатками,
присущими
одноступенчатым
вакуумным
деаэраторам,
эта
деаэрационная
колонка
обеспечивает
грубую
дегазацию
воды.
Для
обеспечения
глубокой
дегазации
питательной
и
подпиточной
воды
ЦКТИ
разработаны
двухступенчатые
вакуумные
деаэраторы
[8,
31].
На
рис.
27
приведена
конструкция
струйно
-
барботажного
вакуумного
деаэратора
вертикального
типа
системы
ЦКТИ.
Вода,
направляемая
на
дегазацию,
по
трубе
1
попадает
на
верхнюю
тарелку
2.
Последняя
секционирована
с
таким
расчетом,
что
при
минимальной
(30%)
нагрузке
работает
только
часть
отверстий
во
внутреннем
секторе.
При
увеличении
нагрузки
включаются
в
работу
дополнительные
ряды
отверстий
Секционирование
верхней
тарелки
позволяет
избежать
гидравлических
перекосов
по
пару
и
воде
при
колебаниях
нагрузки
и
но
всех
случаях
обеспечить
обработку
струй
паром.
Пройдя
струйную
чисть,
вода
попадает
ил
перепускную
тарелку
3.
Последняя
предназначена
для
сбора
и
перепуска
воды
на
Рис.
24. Двухкор
-
пусный вакуумный
деаэратор струйного
типа
Рис.
25. Одноступе
н
-
чатый вакуумный
деаэратор насадоч
-
ного типа

определенный
участок
расположенного
ниже
барботажного
листа
5.
Перепускная
тарелка
имеет
отверстие
4
в
виде
сектора,
который
с
одной
стороны
примыкает
к
в
ертикальной
сплошной
перегородке
б,
идущей
вниз
до
основания
корпуса
колонки.
Вода
с
перепускной
тарелки
направляется
на
непровальный
барботажный
лист
5.
выполненный
в
виде
кольца
со
щелями
или
отверстиями
7,
ориентированными
перпендикулярно
потоку
воды.
В
конце
барботажного
листа
имеется
водосливный
порог
8,
который
проходит
до
нижнего
основания
деаэратора.
Вода
протекает
по
барботажному
листу,
переливается
через
порог
и
попадает
в
сектор,
образуемый
порогом
8
и
перегородкой
6,
а
затем
самотеком
отводится
в
трубу
9.
Весь
пар
в
колонку
подводится
п
од
барботажный
лист
по
тру
б
е
10.
Под
листом
устанавливается
паровая
подушка,
и
пар,
проходя
через
щели
7,
барботирует
воду.
С
увеличением
нагрузки,
а
следовательно,
и
расхода
пара
паровая
подушка
увеличивается
и
избыточный
пар
перепускается
в
обвод
барботажного
листа
через
отверстия
12
и
13
в
трубах
11.
Затем
пар
проходит
через
горловину
в
перепускной
тарелке
и
поступает
в
струйный
отсек,
где
большая
часть
пара
конденсируется.
Паровоздушная
смесь
отсасывается
по
т
рубе
14.
Подвод
химически
умягченной
воды
после
охладителя
выпара
осуществляется
через
коллектор
15
на
верхнюю
тарелку
2.
При
необходимости
подачи
в
деаэратор
конденсата
его
следует
вводить
через
штуцер
16
на
перепускную
тарелку.
При
отсутствии
пара
и
подводе
к
деаэратору
в
качестве
греющей
среды
перегретой
воды
последняя
также
подводится
под
барботажный
лист
по
трубе
10.
Попадая
в
область
давления
ниже
атмосферного,
вода
вскипает,
образуя
под
листом
паровую
подушку.
Вода,
оставшаяся
после
вскипания,
по
трубе
17
удаляется
на
начальный
участок
барботажного
листа,
где
проходит
обработку
совместно
с
исходным
потоком
воды.
Дальнейший
путь
пара,
выделившегося
из
перегретой
воды,
не
отличается
от
описанного
выше.
Вся
колонка
изготавливается
цельносварной.
Для
ее
разъема
предусмотрен
монтажный
стык,
расположенный
выше
перепускной
тарелки.
В
настоящее
время
Черновицким
машиностроительным
заводом
разработаны
конструкции
описанных
вакуумных
деаэраторов
производительностью
25,
50,
75,
100,
150,
200
и
300 т/ч, а ЦКТИ
испытаны головные образцы.
Основные технологические характеристики вакуумных струйно
-
барботажных деаэраторов вертикального типа приведены в табл. 8.
Производство этих деаэраторов в комплекте с воздухоотсасывающими
устройствами и охладителями выпара намече
но с 1972 г. на Саратовском
заводе тяжелого машиностроения (СЗТМ).
В 1968 г. ЦКТИ совместно с СЗТМ разработал вакуумные струйно
-
барботажные деаэраторы горизонтального типа для подпиточной воды
тепловых сетей производительностью 400, 800, 1200, 1600, 2000 и
3200 т/ч
[42]. Конструкция этих деаэраторов предусматривает возможность их
использования также и для питательной воды ТЭЦ при замене деаэраторов
атмосферного давления. В качестве барботажной ступени в этой конструкции
также применены непровальные дырчатые
тарелки.

Рис.
26.
Одноступенчатый
вакуумный
деаэратор
пленочного
типа
1
-
подвод
холодной
воды;
2
-
приемная
камера;
3
-
сопла;
4
-
отбойные
решетки;
5
-
деревянные
решетки;
6
-
отвод
деаэрированной
воды;
7
-
люк
Рис.
27.
Струйно
-
барботажная
вакуумная
деаэрационная
колонка
вертикального
типа
Деаэратор
вне
зависимости
от
производительности
представляет
собой
цилиндр
диаметром
3
м,
в
котором
размещены
все
элементы
и
охладитель
выпара
смешивающего
типа.
Химически
умягченная
вода
поступает
в
деаэратор
(рис.
28)
по
трубе
1
и
попадает
в
распределительный
коллектор
2,
откуда
стекает
на
первую
тарелку
3.
Эта
тарелка
служит
для
пропуска
минимального
расхода
воды.
С
увеличением
производительности
деаэратора
выше
минимальной
вода
с
первой
тарелки
перепускается
коробами
4
на
третью
тарелку
6.
Вода
с
первой
тарелки
попадает
на
вторую
тарелку
5,
которая
также
рассчитана
на
минимальную
нагрузку.
Такая
конструкция
двух
первых
тарелок
объясняется
следующими
соображениями.
В
этом
деаэраторе
отсутствует
по
верхностный
охладитель
выпара.
Первые
две
тарелки
должны
обеспечить
полную
конденсацию
необходимого
количества
выпара.
Третья
тарелка
является
основной
тарелкой,
обеспечивающей
работу
деаэратора
при
всех
нагрузках.
Для
исключения
перекосов
но
воде
и
пару
при
минимальной
нагрузке
работает
часть
отверстий
третьей
тарелки.
С

повышением
производительности
в
работу
включаются
дополнительные
ряды
Рис.
28.
Вакуумный
струйно
-
барботажный
деаэратор
горизонтального
типа

Таблица
8
Основные
технические
характеристики
струйно
-
барботажных
вакуумных
деаэраторов
вертикального
типа
системы
ЦКТИ
(рабочее
давление
0,075
-
0,5
кгс/см
2
,
рабочая
температура
40
-
80°
С)
Наименование
Единица
измерения
Обозначение
деаэраторов
ДСВ
-
5
ДСВ
-
15
(10)
ДСВ
-
25
ДСВ
-
50
ДСВ
-
75
ДСВ
-
100
ДСВ
-
150
ДСВ
-
200
ДСВ
-
300
Производительность
т/ч
5
15(10)
25
50
75
100
150
200
300
Общая
высота
мм
2400
2400
2500
2600
2600
2600
2670
2670
2730
Диаметр
мм
616
×
8
716
×
8
816
×
8
1016
×
8
1016
×
8
1210
×
8
1420
×
10
1620
×
10
2020
×
10
Число
тарелок
шт.
3
Общий
вес
колонки
кг
475
534
680
1094
1094
1375
1910
2275
2091
Вес
колонки,
заполненной
водой
кг
1115
1424
1780
3050
3050
4200
4770
6875
11150
Поверхность
охладителя
выпара
мм
2
8
16
24
Примечание.
Пробное
гидравлическое
давление
-
2
ати,
допускаемое
повышение
давления
при
работе
защитного
устройства
-
0,7
ати.

отверстий.
С
третьей
тарелки
вода
попадает
на
перепускную
тарелку
7,
которая
служит
для
сбора
и
перепуска
воды
на
барботажный
лист
8.
После
обработки
на
барботажном
листе
деаэрированная
вода
отводится
по
трубе
9.
В
деаэраторе
выделен
отсек
11,
куда
по
трубе
10
подается
греющая
среда
-
деаэрированная
вода
с
температурой
70
-
150°
С.
При
входе
в
отсек
вода
вскипает,
а
жалюзи
12
способствуют
разделению
воды
и
пара.
Выделившийся
пар
поступает
под
барботажный
лист
8,
а
оставшаяся
вода
по
каналам
13
и
14
вытесняется
на
уровень
барботажного
листа
и
вместе
с
деаэрированной
исходной
водой
отводится
из
деаэратора.
Пар,
проходя
через
щели
барботажного
листа,
подвергает
воду
интенсивной
обработке.
При
этом
под
листом
образуется
паровая
подушка.
Когда
паровая
подушка
превышает
200
мм,
включаются
в
работу
короба
15,
по
которым
пар
перепускается
в
струйный
отсек
между
третьей
и
четвертой
тарелками.
Пар,
прошедший
через
барботажны
й
лист,
пересекает
струйный
поток,
сливающийся
с
четвертой
тарелки,
и
поступает
в
струйный
отсек
между
третьей
и
четвертой
тарелками.
В
этом
отсеке
происходит
основной
подогрев
воды
до
температуры,
близкой
к
температуре
насыщения.
Из
третьего
отсека
пар
поступает
во
второй
отсек,
где
практически
полностью
конденсируется.
В
первом
отсеке
происходит
охлаждение
паровоздушной
смеси
и
к
эжектору
поступают
охлажденные
неконденсирующиеся
газы
по
трубе
16.
При
использовании
описанной
конструкции
для
деаэрации
питательной
воды
рекомендуется
в
отсек
11
подавать
возврат конденсата с производства, а при
его отсутствии
-
пар из расчета 20
-
25 кг на 1 т деаэрированной воды. Работа
деаэратора при этом не отличается от работы вакуумного деаэратора
подпиточной воды.
Та
блица
9
Основные
технические
характеристики
струйно
-
барботажных
вакуумных
деаэраторов
горизонтального
типа
системы
ЦКТИ
-
СЗТМ
(рабочее
давление
0,076
-
0,6
кгс/см
2
,
рабочая
температура
40
-
80°
С)
Наименование
Единица
измерения
Обозначение
деаэратора
ДСВ
-
400
ДСВ
-
800
ДСВ
-
1200
Производительность
т/ч
400
800
1200
Диаметр
мм
3032
×
16
Длина
мм
992
3968
5960
Число
тарелок
шт
5
Общий
вес
кг
7110
12110
17310
Вес
колонки,
заполненной
водой
т
21
40
60
Число
трехступенчатых
пароструйных
эжекторов
типа
ЭП
-
3
-
25/75
ХТГЗ
в
комплекте
с
деаэратором
шт
1
1
2
Примечание.
Пробное
гидравлическое
давление
-
2
ати,
допускаемое
повышение
давления
при
работе
защитного
устройства
-
0,7
ати.

С
1968
т.
СЗТМ
изготавливает
вакуумные
деаэраторы
производительностью
400,
800
и
1200
т/ч
и
поставляет
их
в
комплекте
с
трехступенчатыми
пароструйными
эжекторами.
Деаэраторы
больших
производительностей
набираются
из
аппаратов
указанных
типов.
Основные
технические
характеристики
этих
деаэраторов
приведены
в
табл.
9.
2.5.
Гидродинамика
и
тепломассопередача
в
вакуумных
деаэраторах
Особенностью
процесса
деаэрации
воды
под
вакуумом
является
наличие
так
называемого
начального
эффекта.
Под
начальным
эффектом
понимается
процесс
мгновенного
выделения
определенного
количества
газов
из
в
оды
при
вводе
последней
в
область
давления
ниже
атмосферного.
Основными
факторами,
определяющими
начальный
эффект,
являются:
абсолютное
давление
в
деаэраторе,
температура
исходной
воды
и
начальная
концентрация
газа
в
ней
[7,
23].
На
рис.
29
приведена
зависимость
н
ачального
эффекта
от
вышеуказанных
факторов.
Как
видно
из
рис.
29,
начальный
эффект
уменьшается
с
ростом
абсолютного
давления.
При
приближении
величины
абсолютного
давления
к
давлению,
соответствующему
температуре
насыщения
исходной
воды,
начальный
эффект
резко
возрастает.
Повышение
начальной
концентрации
газа
в
воде
и
ее
температуры
приводит
к
росту
начального
эффекта.
Характер
кривых
на
рис.
29
напоминает
кривые
растворимости
кислорода
и
свободной
углекислоты,
построенные
по
закону
Генр
и
в
зависимости
от
температуры
воды
и
абсолютного
давления.
Однако
количество
газа,
выделяющегося
за
счет
уменьшения
давления,
не
отвечает
закону
Генри,
а
гораздо
меньше.
Это
объясняется
тем,
что
закон
Генр
и
,
являясь
законом
статическим,
описывает
установившиеся
равновесные
состояния
системы
«газ
-
раствор
газа
в
жидкости»,
а
в
данном
случае
приходится
иметь
дело
с
кратковременным
процессом,
при
котором
на
распределительном
устройстве
деаэратора
не
успевает
установиться
концентрация
газа
в
воде,
соответствующая
давлению
в
деаэраторе.
Следовательно,
в
воде
после
распределительного
устройства
остается
определенное
количество
газов
в
дисперсном
состоянии.
Процесс
перехода
газа
из
растворимого
в
дисперсное
состояние
протекает
следующим
образом.
Согласно
Я.
И.
Френкелю,
даже
в
термодинамически
устойчивой
системе
имеются
зародыши
новой
фазы
в
виде
флуктуации
плотности,
не
обладающие
способностью
к
неограниченному
росту.
При
резком
понижении
давлении
вода
пересыщается
газами.
При
этом
суммарная
упругость
паров
растворенного
газа
и
растворителя
становится
больше
внешнего
давления.
Система
стремится
прийти
в
равновесие,
но
так
как
отвод
газа
через
поверхность
затруднен,
начинается
бурный
рост
зародышей
новой
фазы,
т.
е.
идет
выделение
газа
внутри
жидкости
в
виде
пузырьков.
При
вводе
воды
в
распределительное
устройство
вакуумного деаэратора и
турбулизации потока определенная часть этих пузырьков выделяется из
воды.

Рис.
29.
Зависимость
начального
эффекта
от
абсолютного
давления
и
температуры
исходном
воды
при
удалении
кислорода
(а)
и
свободной
углекислоты
(б)
в
мг/кг
а)
при
t
=15°С:
1
-
С=7,5
÷15,4;
1а
-
С=1,9
÷6,0;
при
t
=30°С:
2
-
С=7,5
÷14,9;
2а
-
С=3,5
÷5,8;
при
t
=40°С:
3
-
С=5,1
÷11,2;
3а
-
С=1,75
÷5,1;
при
t
=60°С:
4
-
С=3,7
÷10,6;
4а
-
С=1,2
÷4,9;
при
t
=70°С:
5
-
С=3,7
÷11,8;
5а
-
С=1,3
÷3,6;
б)
при
t
=30°С:
6
-
С=2,5
÷24,2;
при
t
=40°С:
7
-
С=1,99
÷26,4;
7а
-
С=33,6
÷94,1;
7б
-
С=112
÷548;
при
t
=70°С:
8
-
С=4,6
÷26,6;
8а
-
С=29,7
÷91,8;
8б
-
С=100
÷204;
8в
-
С=211
÷600
После
начального
эффекта
в
воде
остается
значительное
количество
пузырьков
газа,
глубокое
удаление
которых
связано
со
значительными
трудностями.
Одновременно
вследствие
ряда
факторов
в
воде
остается
некоторое
количество
растворенного
газа,
которое
должно
быть
удалено
за
счет
диффузии.
Глубокое
удаление
из
воды
этого
остаточного
количества
газа
является
весьма
трудной
задачей.
Испытание
одноступенчатых
пленочных
деаэраторов,
где
процесс
дегазации
воды
происходит
в
основном
за
счет
начального
эффекта,
проводилось
Б.
М.
Хлыбовым
и
М.
Ф
Качаловым
на
вакуум
-
деаэрационной
установке
системы
МИСИ
им.
В.
В.
Куйбышева.
На
баке
-
а
ккумуляторе
были
установлены
параллельно
три
конструкции
деаэраторных
колонок:
с
деревянными
ре
тетками
(см.
рис.
26),
с
кольцами
Рашига
и
вертикальными
листами.
Испытания
показали,
что
остаточное
содержание
кислорода
в
деаэрированной
воде
составляло
0,2
-
0,6
мг/кг,
причем
лучшие
результаты
давала
колонка,
заполненная
кольцами
Рашига.
Начальное
содержание
кислорода
в
исходной
воде
составляло
12
мг/кг.
Испытание
вакуум
-
деаэрационной
установки
с
одноступенчатым
деаэратором
системы
Промэнерго
(см.
рис.
25)
производилось
в
диапазоне
изменения
температуры
деаэрированной
воды
от
55
до
97°
С
(291.
Остаточная
концентрация
кислорода
в
деаэрированной
воде
после
вакуумного
деаэратора,
заполненного
кольцами
Рашига
диаметром
25
мм,
не
превышала
в
этом
случае
100
мкг/к
г
что,
однако,
не
удовлетворяет
техническим
требованиям
ПТЭ.
Одновременно
испытания
показали
неустойчивость
процесса
деаэрации
в
рассматриваемо
конструкции
аппарата.
Эксплуатационный
контроль
за
работой
вакуумных
деаэраторов
струйного
типа
в
вакуум
-
деаэрационных
установках
системы
Моспроекта

показал,
что
в
деаэрированной
воде
концентрация
кислорода
составляет
0,1
-
0.2
мг/кг
и
присутствует
свободная
углекислота.
Детальные
испытания
одноступенчатого
вакуумного
деаэратора
струйного
типа
с
подводом
пара
показали
[20,
27]
что
основной
характеристикой,
определяющей
эффективность
его
работы,
является
удельный
расход
выпара,
отводимый
из
деа
эрационной
колонки.
Причем
для
вакуумных
струнных
колонок
эта
величина
значительно
больше,
чем
в
струйных
деаэраторах
атмосферного
давления.
Как
видно
из
рис.
30,
для
обеспечения
требуемого
качества
воды
после
вакуумной
деаэрационной
колонки
с
четырьмя
дырчатыми
тарелками
при
противоточной
движении
воды
и
пара
требуется
удельный
расход
выпара
около
30
кг/т
д.
в.
Эффективность
работы
вакуумного
струйного
деаэратора
на
перегретой
воде
также
определяется
удельным
расходом
выпара
(рис.
31).
В
результате
испытаний
установлено
[26],
что
при
давлениях
в
деаэраторе
0,1
-
0,3
кгс/см
2
величинаперегрева
поступающей
в
деаэратор
воды
относительно
температуры
насыщения,
отвечающей
давлению
в
колонке,
должна
составлять
6
-
10°С.
Эти
данные
хорошо
согласуются
с
вывод
ами,
сделанными
значительно
ранее
С.
Ф.
Копьевым
[17].
Рис.
32.
Зависимость
остаточной
концентрации
кислорода
в
деаэрированной
воде
от
соотношение
холодного
и
горячего
потоков
воды
после
одноступенчатого
струйного
вакуумного
деаэратора
производительностью
800
т/ч
Испытания
двухколонковых
вакуумных
деаэр
аторов
струйного
типа
(см.
рис.
24)
показали
[28],
что
остаточная
концентрация
кислорода
в
деаэрированной
воде
определяется
отношением
потоков,
поступающих
в
«горячую»
и
«холодную»
колонки.
Как
видно
из
рис.
32,
требуемая
остаточная
концентрация
кислорода
в
деаэрированной
воде
(50
мкг/кг)
обеспечивается
при
процентном
Рис. 30. Зависимость
остаточной концентра
-
ции кислорода после
вакуумной колонки
от
удельного расхода
выпара
Рис. 31. Зависимость
концентрации кислорода
после вакуумной струйной
колонки от удельного
расхода выпара (работа
колонки на перегретой
воде).
Удельный расход выпара. кг/т
д. в.: 1
-
5; 2
-
10;
3
-
15

отношении
расходов
холодного
и
горячего
потоков
8
-
12.
Увеличение
или
уменьшение
этого
соотношения
ведет
к
резкому
увеличению
концентрации
кислорода
за
деаэратором.
Определенное
влияние
на
качество
деаэрированной
воды
оказывает
температура
горячего
потока,
поступающего
в
деаэратор.
Понижение
этой
темпера
туры
ниже
60°С
приводит
к
нарушению
требуемого
качества
воды.
Испытания
указанных
деаэраторов
показали
также,
что
они
не
обеспечивают
полно
го
удаления
свободной
углекислоты,
в
деаэрированной
воде
остается
от
40
до
80%
ее
исходной
количества.
Таким
образом,
проведенные
испытания
показали,
что
одноступенчатые
вакуумные
деаэраторы
не
удаляют
полностью
свободную
углекислоту,
и
в
ряде
режимов
аппараты
не
обеспечивают
требуемой
нормами
остаточной
концентрации
кислорода
(50
мкг/кг)
в
деаэрированной
воде.
Теоретическими
и
экспериментальными
исследованиями
установлено,
что
глубокое
и
устойчивое
удаление
из
воды
кислорода
свободной
углекислоты
под
вакуумом
может
быть
обеспечено
при
двухступенчатой
конструкции
термического
деаэратора.
Неотъемлемым
элементом
двухступенчатых
вакуумных
деаэраторов
системы
ЦКТИ
является
незатопленное
барботажное
устройство
(рис.
33).
Гидродинамически
устойчивая
работа
незатопленной
барботажной
тарелки
имеет
место
при
отсутствии
провала
жидкости
через
отверстия
в
листе.
Полное
прекращение
провала
жидкости
наступает
при
определенной
скорости
пара
в
отверстиях.
Величину
этой
скорости
рекомендуется
определять
по
уравнению
(9),
а
высоту
паровой
подушки
под
листом
-
по
формуле
(10).
При
движении
жидкости
через
водослив
на
дырч
атом
листе
без
барботажа
устанавливается
определенный
слой
жидкости
[32]:
݄
ൌ
݄
˒
൅
͵
݅
ଶ
ల
ǡ
(18)
где
h
п
-
высота
водосливного
порога,
мм;
i
-
интенсивность
потока
жидкости,
м
3
/м
×
ч.
При
барботаже
высота
слоя
жидкости
на
листе
уменьшается.
Изменение
высоты
слоя
зависит
от
приведенной
скорости
пара,
с
ростом
которой
увеличивается
унос
с
барботажного
листа.
При
этом
часть
воды
сбрасывается
через
порог,
а
часть
-
уносится
паровым
потоком.
В
диапазоне
изменения
абсолютного
давления
в
деаэраторе
0,03
-
0,5
кгс/см
2
высоту
динамического
слоя,
жидкости
*
можно
определить
по
формуле
[23]:
݄
ˇ
ൌ
݄
Ͳ
ǡ
ͺ
െ
ͳ
ǡ
ͳͷ
ߩ
˒
ܹ
˒
ଶ
ǡ
(19)
*
Под динамическим слоем жидкости понимается слой жидкости, который оставался бы на барботажном
листе после разрушения двухфазного потока.
Рис. 33. Непровальная
дырчатая тарелка
1
-
дырчатый лист; 2
-
водосливной порог; 3
-
паровая подушка; 4
-
отверстие для прохода
избыточного пара

Эта
зависимость
действительна
в
диапазоне
изменения
ρ
п
W
2
п
от
15
×
10
-
3
кгс/м
2
до
150
×
10
-
3
кгс/м
2
.
Исследование
непровальных
барботажных
листов,
выполненное
на
деаэрационном
стенде
Ленинградского
металлического
завода,
а
также
специальные
исследования
на
модели
[7,
23]
показали,
что
при
пенном
режиме
на
барботажной
решетке
процесс
дегазации
происходит
за
счет
двух
факторов:
увлечения
газовых
пузырьков
потоком
пара
и
турбулентной
диффузии.
При
подогреве
воды
на
барботажном
листе
до
температуры
насыщения
на
величину
более
4
-
5°
С
не
происходит
достаточного
развития
лепного
слоя.
При
этом
интенсивность
процесса
дегазации
резко
падает.
Поэтому
ниже
рассматриваются
результаты
исследований,
в
которых
подогрев
воды
до
температуры
насыщения
не
превышал
4
-
5°
С.
Одной
из
основных
характеристик,
определяющих
эффект
дегазации
на
непровальной
барботажной
тарелке
[7]
вне
зависимости
от
температуры
деаэрированной
воды
(абсолютного
давления
в
деаэраторе),
является
динамический
напор
водяного
пара
в
рабочем
сечении
барботажного
листа
ρ
п
W
2
п
(рис.
34).
На
рис.
34
видно,
что
увеличение
эффекта
дегазации
происходит
до
определенных
значений
динамического
напора
водяного
пара.
Оптимальными
значениями
можно
считать:
для
кислорода
-
95
×
10
-
3
кгс/м
2
,
для
свободной
углекислоты
-
115
×
10
-
3
кгс/м
2.
Дальнейшее
увеличение
динамического
напора
пара
практически
не
влияет
на
процесс
дегазации.
По
-
видимому,
при
указанных
значениях
динамического
напора
достигается
максимально
возможная
в
данных
условиях
турбулизация
двухфазной
системы
и
максимальная
поверхность
контакта
фаз,
что
хорошо
согласуется
с
экспериментальной
зависимостью
газосо
держания
барботажного
слоя
от
динамического
напора
пара
(рис.
34).
Учитывая,
что
развитие
поверхности
контакта
фаз
прямо
пропорционально
газосодержанию
двухфазного
слоя,
можно
сделать
вывод,
что
предельные
значения
динамического
напора
пара
соответствуют
наибольшему
развитию
поверхности
контакта
фаз
в
данных
условиях.
При
повышении
оптимального
значения
ρ
п
W
2
п
газосодержание
и
эффект
дегазации
становятся
автомодельными
по
отношению
к
динамическому
напору
пара.
Из
рис.
34
можно
заключить,
что
повышение
начальной
концентрации
газа
в
воде
при
постоянном
ρ
п
W
2
п
ведет
к
росту
конечной
концентрации
газа.
Из
рис.
34
видно
также,
что удаление кислорода происходит интенсивнее, чем
свободной углекислоты. Это объясняется различной растворимостью этих
газов в воде:
интенсивность дегазации обратно пропорциональна
растворимости.

Исследование
двухступенчатого
струйно
-
барботажного
вакуумного
деаэратора
ДСВ
-
200
производительностью
200
т/ч
при
работе
его
взамен
декарбонизатора
проводилось
ЦКТИ
в
системе
химического
умягчения
(параллельного
H
-
N
a
-
катнионирования)
питательной
воды
котлов
.
В
качестве
греющей
среды
к
деаэратору
подводился
пар.
Абсолютное
давление
в
вакуумном
деаэраторе
составляло
0,072
-
0,11
кгс/см
2
,
температура
исходной
воды
11,8
-
21,3°
С,
температура
деаэрированной
воды
39,1
-
47,3°
С.
В
указанном
диапазоне
изменения
параметров
деаэратор
обеспечивал
подогрев
исходной
воды
на
19,6
-
31,2°С.
Концентрация
кислорода
в
исходной
воде
составляла
313
-
5321
мкг/кг,
свободной
углекислоты
-
7,2
-
233,7
мг/кг.
В
отечественной
практике
до
настоящего
времени
в
системах
химического
умягчения
воды
вакуумные
деаэраторы
практически
не
применяются.
В
связи
с
этим
отсутствуют
нормы по качеству воды за этими деаэраторами. По
ряду литературных данных остаточная концентрация кислорода за
вакуумными деаэраторами должна составлять не более 10
0
-
300 мкг/кг.
Расход выпара из вакуумных деаэраторе» при давлениях в них 0,1 кгс/см
2
рекомендуется 5 кг/т д. в.. по другим данным
-
10
-
12 кг/т д. в.
Рис.
3
5.
Зависимость
остаточного
содержания
кислорода
(1,
2,
3,
4,
7)
и
свободной
углекислоты
(5,
6)
от
удельного
расхода
выпара
1
-
6
-
двухступенчатый
вакуумный
деаэратор
системы
ЦКТИ
паропроизводительностью
200
т/ч.
Р=0,072
-
0,11
кгс/см
2
.
содержание
кислорода
О
2
исх
,
и
свободной
углекислоты
СО
2
исх,
мг/кг:
1
-
О
2
исх
=0,78÷1,02;
2
-
О
2
исх
=1,26÷1.9;
3
-
О
2
исх
=2,1÷2,3;
4
-
О
2
исх
=2,54÷5,32;
5
-
О
2
исх
=58÷160,8;
6
-
О
2
исх
=166,2÷233,7;
7
-
одноступенчатый
вакуумный
деаэратор
струйного
типа:
Р=0,072
-
0,11
кгс/см
2
;
О
2
исх
=5,3
мг/кг
Рис. 34. Зависимость от
динамического напора водяного
пара: 1
-
газосодержания
барботажного слоя; 2
-
эффекта
дегазации двуокиси углерода; 3
-
то
же, кислорода; Р = 0,05
÷0,5
кгс/см
2

При
проведении
настоящего
испытания
удельный
расход
выпара
составлял
0,005
-
3,84
кг/т
д.
в.,
т.
е.
в
большинстве
опытов
был
значительно
меньше
рекомендуемых
к
литературе.
Результаты
испытаний
показали,
что
остаточная
концентрация
кислорода
и
свободной
углекислоты
в
деаэрированной
воде
определяется
удельным
расходом
выпара
и
начальной
концентрацией
газа
в
исходной
воде.
Как
следует
из
рис.
35,
в
диапазоне
исследованных
начальных
концентраций
кислорода
при
удельном
расходе
выпара
2
кг/т
д.
в.
можно
обеспечить
остаточную
концентрацию
кислорода
в
деаэрированной
воде
не
выше
50
мкг/кг.
Представляет
интерес
сравнение
этих
экспериментальных
данных
с
аналогичными
опытными
данными,
полученными
на
вакуумном
деаэраторе
струйного
типа
[26].
Из
рис.
35
видно,
что
вакуумный
деаэратор
струйного
типа
в
аналогичных
условиях
работы
обеспечивает
остат
очную
концентрацию
кислорода
в
деаэрированной
воде
в
4
-
5
раз
большую,
чем
вакуумный
деаэратор
с
паровым
барботажем.
Это
объясняется
характером
процессов
тепло
-
и
массообмена,
протекающих
в
этих
деаэраторах.
Хорошо
известно,
что
расход
выпара
оказывает
решающее
влияние
на
эффективность
работы
струйных
деаэраторов
атмосферного
давления.
Это
объясняется,
в
первую
очередь,
тем,
что
снижение
удельного
расхода
выпара
ниже
оптимальной
величины
ведет
к
увеличению
недогрева
воды
до
температуры
насыщения,
ухудшению
вентиляции
струйной
части
деаэратора
и,
в
конечном
итоге,
к
повышению
остаточной
концентрации
кислорода
в
деаэрированной
воде.
Такая
же
картина
имеет
место
в
вакуумном
деаэраторе
струйного
тина
и
в
струйной
части
двухступенчатого
деаэратора.
Так,
в
проведенных
опытах
недогрев
воды
в
струйном
потоке
до
температуры
насыщения
составлял
2,3
9,5°С.
Этот
недогрев
и
испытанной
конструкции
вакуумного
деаэратора
снимался
барботажным
устройством,
т.
е.
определенная
часть
барботажного
листа
работала
на
подогрев
воды
до
температуры
насыщения.
Таким
образом,
ухудшенную
работу
струйной
части
при
сниженных
расходах
выпара
компенсирует
барботажное
устройство,
обеспечивая
снижение
остаточной
концентрации
кислорода
до
требуемого
значения.
Эта
возможность
отсутствует
в
одноступенчатых
деаэраторах
струйного
типа.
Следует
отметить
также,
что
значительный
подогрев
воды
резко
уменьшает
площадь
барботажною
листа,
на
которой
интенсивно
протекает
процесс
дегазации
воды.
Поэтому
увеличение
расхода
выпара
в
двухступ
енчатом
вакуумном
деаэраторе
позволяет
снизить
недогрев
воды
в
струйной
части.
повысить
активную
площадь
барботажного
листа
и
получить
более
низкие
остаточные
концентрации
кислорода
в
деаэрированной
воде.
Результаты
опытов
по
удалению
свободной
углекислоты
показывают,
что
при
удельных
расходах
выпара
более
0,5
кг/т
д.
в.
его
влияние
на
процесс
дегазации
уменьшается
(рис.
35).
В
режиме
работы
деаэратора
взамен
декарбонизатора
при
концентрациях
свободной
углекислоты
в
исходной
воде
100
-
234
мг/кг
и
удельном
расходе
выпара
0,5
кг/т
д.
в.
удастся
удалить
из
воды
90
-
94%
свободной
углекислоты.
В
широком
диапазоне
изменения

производительности
и
значительном
подогреве
воды
при
концентрации
свободной
углекислоты
в
исходной
воде
166,2
-
233,7
мг/кг
остаточное
содержа
ние
ее
в
деаэрированной
воде
составляет
11
-
16
мг/кг,
а
при
концентрации
свободной
углекислоты
в
исходной
воде
58
-
160
мг/кг
ее
остаточное
содержание
составляет
9
-
12
мг/кг,
т.
е.
соответствует
качеству
воды
после
декарбонизаторов.
Как
видно
из
рис.
35,
на
остаточную
концентрацию
кислорода
и
свободной
углекислоты
в
деаэрированной
воде,
кроме
удельного
расхода
выпара,
существенное
влияние
оказывает
также
начальная
концентрация
этих
газов
в
исходной
воде.
Таким
образом,
испытание
вакуумного
деаэратора
в
режиме
работы
декарбонизатора
подтвердило
его
высокую
эффективность
по
удалению
значительных
количеств
свободной
углекислоты
и
обеспечению
глубокого
удаления
кислорода.
При
указанных
выше
параметрах
была
проведена
дополнительная
группа
опытов
при
концентра
циях
свободной
углекислоты
в
исходной
воде
12
-
34,9
мг/кг
и
ее
бикарбонатной
щелочности
4,2
-
4,7
мг
-
экв/кг.
Опыты
показали,
что
в
этих
условиях
деаэратор
обеспечивал
полное
удаление
свободной
углекислоты.
Представляло
интерес
проверить
также
работу
деаэратора
при
более
высоких
абсолютных
давлениях
и
температурах
деаэрированной
воды.
При
проведении
этой
группы
опытов
абсолютное
давление
в
вакуумном
деаэраторе
-
0,13
-
0,32
кгс/см
2
,
температура
исходной
воды
-
14,8
-
30.8°
С,
температура
деаэрированной
воды
-
50,3
-
70,5°
С.
В
указанном
диапазоне
изменении
параметров
деаэратор
обеспечивал
подогрев
воды
на
35,2
-
52,2°С.
Концентрация
кислорода
в
ИСХОДНОЙ
воде
составляла
650
-
4975
мкг/кг,
свободной
углекислоты
-
6,03
-
65,0
мг/кг,
бикарбонатная
щелочность
воды
3.5
-
4,9
мг
-
экв/кг,
расход
выпара
менялся
от
0,43
до
4,95
кг/т
д.
в.
В
диапазоне
исследованных
параметров
при
удельном
расходе
выпара
более
2
кг/т
д.
в.
остаточная
концентрация
кислорода
в
деаэрированной
воде
составляла
не
более
10
мкг/кг,
а
свободна
я
углекислота
полностью
удалялась.
Таким
образом,
испытанный
вакуумный
деаэратор
может
применяться
для
подпиточной
воды
тепловых
сетей
и
питательной
воды
котлов.
Испытание
двухступенчатого
вакуумного
деаэратора
ДСВ
-
100
производительностью
100
т/ч
при
работе
его
взамен
декарбонизатора
производилось
ЦКТИ
в
системе
H
-
катионирования
подпиточной
воды
тепловой
сети.
В
качестве
греющей
среды
к
деаэратору
подводилась
перегретая
вода.
Первые
опыты
на
вакуумном
деаэраторе,
проведенные
с
подачей
в
качестве
греющей
среды
перегретой
воды,
подтвердили
возможность
глубокого
удаления
из
исходной
воды
кислорода
и
свободной
углекислоты.
При
этом
работа
вакуум
-
деаэрационной
установки
протекала
без
гидравлических
ударов
и
других
нарушений
гидродинамического
режима.
Н
а
трубопроводе
перегретой
воды
перед
регулирующим
клапаном

поддерживалось
избыточное
давление
(в
подавляющем
большинстве
опытов
3
-
4
кгс/см
2
),
непосредственно
за
регулирующим
клапаном
давление
пароводяной
среды
составляло
0,4
-
1,0
кгс/см
2
.
При
вводе
перегретой
воды
под
барботажный
лист
деаэратора
происходило
разделение
пароводяной
смеси,
и
под
листом
образовывалась
устойчивая
паровая
подушка.
Вода
через
водоперепускную
трубу
17
(см.
рис.
27)
направлялась
на
барботажный
лист
и
вместе
с
исходной
деаэрируемой
водой
двигалась
по
барботажному
листу.
При
испытании
абсолютное
давление
в
деаэраторе
изменялось
в
диапазоне
0,148
-
0,362
кгс/см
2
,
температура
деаэрированной
воды
-
62,7
-
72,9°С,
температура
исходной
воды
4,8
-
15,8°
С.
Производительность
де
аэратора
составляла
28,6
-
117
т/ч,
т.
е.
28
-
117%
от
номинальной
нагрузки.
Концентрация
кислорода
в
исходной
воде
при
испытании
деаэратора
составляла
7,9
-
11,4
мг/кг,
в
перегретой
воде
-
0
-
0,27
мг/кг.
Концентрация
свободной
углекислоты
соответственно
-
43,4
-
113,2
мг/кг
и
0
-
26,8
мг/кг.
Результаты
испытаний
показали,
что
в
диапазоне
исследованных
параметров
остаточное
содержание
кислорода
и
свободной
углекислоты
в
воде
за
деаэратором
определяется
удельным
расходом
выпара
вне
зависимости
от
производительности
аппарата.
Как
видно
из
рис.
36,
требуемая
ПТЭ
остаточная
концентрация
кислорода
в
деаэрированной
воде
50
мкг/кг
обеспечивается
при
удельном
расходе
выпара
более
2
кг/т
д.
в.
При
удельном
расходе
выпара
более
5
кг/т
д.
в.
остаточная
конце
нтрация
кислорода
в
воде
за
деаэратором
не
превышает
20
мкг/кг.
Изменение
концентрации
кислорода
в
перегретой
воде
от
0
до
266
мкг/кг
не
оказывает
заметного
влияния
на
эффект
дегазации.
Интенсивность
удаления
свободной
углекислоты
также
определяется
удельным
расходом
выпара
(см.
рис.
36).
При
удельных
расходах
выпара
более
3
-
4
кг/т
д.
в.
остаточная
концентрация
двуокиси
углерода
не
превышает
3
мг/кг,
т.
е.
вакуумный
деаэратор
обеспечивает
удаление
свободной
углекислоты
значительно
лучше
декарбонизатора.
Одновременно
было
установлено,
что
испытанный
вакуумный
деаэратор
при
удельном
расходе
выпара
более
5
кг/т
д.
в,
полностью
удаляет
свободную
углекислоту
при
се
концентрации
в
исходной
воде
42,1
мг/кг
и
бикарбонатной
щелочности
воды
1,8
мг
-
экв/кг.
Испытание
головного
образца
двухступенчатого
вакуумного
деаэратора
ДСВ
-
400
(рис.28)
проводилось
ЦКТИ
в
системе
подпиточной
воды
тепловой
сети.
В
деаэраторе
обрабатывалась
подпиточная
вода,
прошедшая
систему
химического
умягчения.
Деаэратор
испытывался
при
подаче
в
качестве
греющей
среды
как
перегретой
воды,
так
и
пара.
Первые
пробные
пуски
вакуумного
деаэратора
подтвердили,
что
все
его
основные
конструктивные
узлы
решены
правильно.
В
сепарационном
отсеке
деаэратора
происходит
разделение
пара
и
воды,
под
барботажным
листом
формируется
устойчивая
паровая
подушка,
а
оставшаяся
после
вскипания
пара
вода
выдавливается
(как
и
предполагалось)
па
уровень
барботажного
листа
и
вместе
с
деаэрированной
исходной
водой
отводится
из
аппарата.

Рис. 36. Зависимость
остаточного содержания
кислорода (1) и свободной
углекислоты (2) от удельного
расхода выпара для
вакуумного деаэратора ДСВ
-
100 на перегретой воде,
P
=0,148÷0,362
кгс/см
2
;
L
пр
=
28,6÷117
т/ч; 1
-
O
2
=7,9÷11,4
мг/кг; 2
-
CO
2
исх
=43,4÷118,2
мг/кг
Надежно
работа
ет
и
встроенный
охладитель
выпара,
исключая
запаривание
эжектора.
Деаэратор
работает
без
гидравлических
ударов
и
шума,
легко
включается
в
работу
и
отключается.
Испытание
вакуумного
деаэратора
на
перегретой
воде
проводилось
при
изменении
абсолютного
давления
в
нем
от
0,084
до
0,406
кгс/см
2
(температура
деаэрированной
воды
42,2
-
76,9°
С),
производительности
96,9
-
415,9
т/ч,
расхода
перегретой
воды
24
-
164
т/ч
температур
исходной
воды
14,6
-
62,3°
С,
температур
перегретой
воды
85,4
-
130,7°
С.
Концентрация
кислорода
в
исходной
воде
составляла
5,8
-
11,0
мг/кг,
свободной
углекислоты
-
5
-
24,7
мг/кг.
Результаты
испытания
показали,
что
основной
характеристикой,
определяющей
эффективность
процесса
удаления
кислорода,
является
удельный
расход
пара,
обрабатывающего
воду
на
барботажном
листе
(рис.
37).
При
этом
величины
удельного
расхода
на
рис.
37
приведен
ы
без
учета
пара,
конденсирующегося на барботажном листе при
подогреве воды до температуры насыщения.
При закрытом паро
-
перепускном коробе
величина удельного расхода пара на барботаж
полностью соответствует подогреву воды в деаэраторе. Зависимость
конечног
о содержания кислорода в деаэрированной воде от величины
нагрева воды в деаэраторе приведена на рис. 38.
Рис.
37.
Зависимость
остаточной
концентрации
кислорода
в
деаэрированной
воде
от
удельного
расхода
пара
на
барботаж
в
деаэраторе
ДСВ
-
400
при
абсолютном
давлении
в
кгс/см
2
:
1
-
0,084÷0,123;
2
-
0,13÷0,187;
3
-
0,206÷0,406
Из
рассмотрения
рис.
37
и
38
можно
заключить,
что
в
диапазоне
исследованных
параметров
остаточная
концентрация
кислорода
в
деаэрированной
воде
50
мкг/к
г
,
требуемая
ПТЭ,
может

быть
получена
при
следующих
нагревах
воды
в
деаэраторе
(Δ
t
)
или
удельных
расходах
пара
на
барботаж
(
G
/
L
)
:
1)
при
давлениях
в
деаэраторе
Р
=
0,084÷0,123
кгс/см
2
Δ
t
≥
15°С,G/L
≥
20
кг/т
д.
в.;
2)
при
Р
=
0,13÷0,187
кгс/см
2
Δ
t
>
11°
С,
G/L
≥
16кг/т
д.
в.;
3)
при
Р
=
0,206÷0,406
кгс/см
2
Δ
t
≥
8°
С,
13
кг/т
д.
в.
Другие
факторы,
как
-
то:
производительность
деаэратора,
расход
перегретой
воды,
ее
температура
и
начальная
концентрация
кислорода
в
исходной
воде
в
диапазоне
исследованных
параметров
не
оказывают
при
этом
заметного
влияния
на
эффект
дегазации
воды.
Экспериментальные
данные
по
удалению
свободной
углекислоты
показывают,
что
при
указанных
выше
оптимальных
подогревах
воды
в
деаэраторе
и
удельных
расходах
пара
па
барботаж
двуокись
углерода
удаляется
полностью.
Начальное
содержание
свободной
углекислоты
в
исходной
воде
составляло
при
этом
5,5
-
24,7
мг/кг,
а
бикарбонатная
щелочность
воды
-
1,03
-
1,75
мг
-
экв/кг.
Таким
образом,
проведенные
испытания
показали,
что
двухступенчатый
вакуумный
деаэратор
ДСВ
-
400
при
исп
ользовании
в
качестве
теплоносителя
перегретой
воды
в
широком
диапазоне
изменения
давлений
обеспечивает
качество
деаэрированной
воды
как
по
кислороду,
так
и
по
свободной
углекислоте
в
полном
соответствии
с
техническими
требованиями
ПТЭ,
нормами
технологического
проектирования
Минэнерго
и
ГОСТ
16860
-
71.
Кроме
испытания
деаэратора
на
перегретой
зоде,
была
проведена
серия
опытов
с
теплоносителем
паром
1,2
кгс/см
2
.
Ввиду
ограниченного
расхода
пара
производительность
деаэратора
в
этих
опытах
составляла
121
-
133
т/ч.
Давление
в
деаэраторе
изменялось
в
диапазоне
0,27
-
0,02
кгс/см2
(температура
66,5
-
97,1°С),
температура
исходной
воды
60,7
-
84,6°
С,
концентрация
кислорода
в
исходной
воде
7,1
-
8,3
мг/кг,
свободной
углекислоты
5
-
9,7
мг/кг,
п
одогрев
воды
в
деаэраторе
составлял
5,8
-
15.7°С,
удельный
расход
пара
на
барботаж
8,3
-
23,4
кг/т
д.
в.
Рис.
38.
Зависимость
остаточной
концентрации
кислорода
в
деаэрированной
воде
от
величины
подогрева
воды
в
деаэраторе
ДСВ
-
400
1
-
0,084÷0,123:
2
-
0,13÷0,187:
3
-
0,26÷0,406
Анализ
проведенных
опытов
показал,
что
эффект
дегазации
воды
в
деаэраторе
практически
не
зависит
от
вида
теплоносителя
(перегретая
вода
или
пар).
В
указанном
выше
диапазоне
изменения
параметров
остаточная
концентрация
кислорода
не
превышала
20
мкг/кг,
свободная
углекислота
отсутствовала.

Испытанный
деаэратор
ДСВ
-
400
был
включен
в
октябре
1968
г.
в
постоянную
эксплуатацию
на
Киришской
ГРЭС,
где
надежно
работает
и
по
настоящее
время.
19
-
23
октября
1970
г.
на
Киришской
ГРЭС
работала
междуведомственная
комиссия
МЭиЭ,
МТЭ
и
ТМ
СССР,
*
которая
приняла
головной
образец
вакуумного
деаэратора
ДСВ
-
400
и
рекомендовала
СЗТМ
приступить
с
IV
кв.
1970
г.
к
серийному
производству
этих
деаэраторов.
Испытание
головного
образца
вакуумного
деа
эратора
ДСВ
-
800
проводилось
ЦКТИ
в
системе
подпиточной
воды
тепловой
сети.
В
деаэратор
поступала
химически
очищенная
вода,
в
качестве
греющей
среды
использовалась
перегретая
деаэрированная
вода.
Испытания
деаэратора
проводились
при
изменении
абсолютного
давления
в
нем
0,094
-
0,5
кгс/см
2
(температуры
деаэрированной
воды
44,0
-
81,0°С),
производительности
-
223
-
835
т/ч,
расхода
перегретой
воды
-
37
-
296
т/ч,
температур
исходной
воды
35,3
-
69,0°
С,
температур
перегретой
воды
84
-
132°
С.
Концентрация
кислорода
в
исходной
воде
составляла
4,1
-
10,0
мг/кг,
в
перегретой
воде
3
-
100
мкг/кг,
концентрация
свободной
углекислоты
в
исходной
воде
-
1,7
-
3,9
мг/кг,
бикарбонатная
щелочность
составляла
0,1
-
0,5
мг
-
экв/кг.
Результаты
испытания
полностью
согласуют
ся
с
экспериментальными
данными,
полученными
при
испытании
деаэратора
ДСВ
-
400.
В
диапазоне
исследованных
параметров
остаточная
концентрация
кислорода
в
деаэрированной
воде
50
мкг/кг
и
полное
отсутствие
свободной
углекислоты
(требуемые
ПТЭ)
обеспечиваются
при
следующих
нагревах
в
оды
в
деаэраторе
или
удельных
расходах
пара
на
барботаж:
1)
при
давлении
в
деаэраторе
Р
=
0,094÷0,19
кгс/см
2
Δ
t
≥
11,0°
С,
>
18
кг/т
д.
в.;
2)
при
Р
=
0,21÷0,5
кгс/см
2
8°
С,
G
/
L
≥
12
кг/т
д.
в.
При
обеспечении
указанных
выше
условий
другие
факторы
(производительность
деаэратора,
расход
перегретой
воды
и
ее
температура,
концентрация
кислорода
и
углекислоты
в
исходной
воде)
в
диапазоне
исследованных
параметров
не
оказывают
заметного
влияния
на
эффект
дегазации
воды.
В
1970
г.
испытанный
деаэратор
ДСВ
-
800
включен
в
постоянную
эксплуатацию
на
ТЭЦ
Волжского
автомобильного
завода,
где
надежно
работает
и
по
настоящее
время.
Результаты
испытаний
двухступенчатых
вакуумных
деаэраторов
с
паровым
барботажем
показали,
что
они
устойчиво
обеспечивают
качество
деаэрированной
воды
в
соответствии
с
ПТЭ
и
ГОСТом
на
термические
деаэраторы.
Это
позволяет
рекомендовать
двухступенчатые
вакуумные
деаэраторы
для
широкого
внедрения
в
теплоэнергетику.
*
МЭиЭ
-
Министерство энергетики и электрификации, МТЭ и ТМ СССР
-
Министерство тяжелого,
энергетического и транспортн
ого машиностроения.

Расчет
вакуумных
деаэраторов
проводится
для
опреде
ления
размеров
отдельных
деаэрирующих
элементов
и
деаэратора
в
целом,
обеспечивающих
необходимый
подогрев
воды
и
требуемую
остаточную
концентрацию
кислорода
и
свободной
углекислоты
в
воде.
Начальный
эффект
определяется
по
формулам
[23]:
для
кислорода
஼
భ
஼
ൌ
Ͳ
ǡ
Ͷ͹
െ
Ͳ
ǡ
ͲͲʹ͹
ݐ
ଵ
൅
ܲ
െ
Ͳ
ǡ
ͲͲ͵
ݐ
ଵ
଴
ǡ
ଷଷ
ǡ
(20)
для
свободной
углекислоты
஼
భ
஼
ൌ
ͳ
െ
Ͳ
ǡ
Ͳͳͳͺ
ܲ
൅
Ͳ
ǡ
͵ʹ
െ
Ͳ
ǡ
ͲͲͺ
ݐ
ଵ
ି
ଵ
ǡ
ଶହ
ǡ
(21)
где
С
и
С
1
-
концентрация
кислорода
или
свободной
углекислоты,
соответственно,
в
исходной
воде
и
в
воде
после
входа
ее
в
вакуу
мный
деаэратор,
мкг/кг
Р
-
абсолютное
давление
в
вакуумном
деаэраторе,
кгс/см
2
Формула
(20)
применима
в
диапазоне
температур
исходной
воды
15
-
70°С,
абсолютного
давления
от
в
еличины,
соответствующей
температуре
исходной
воды,
до
0,7
кгс/см
2
и
при
равновесной
или
большей
равновесной
концентрации
кислорода,
отвечающей
температуре
исходной
воды
и
атмосферному
давлению.
Формула
(21)
применима
в
диапазоне
температур
исходной
воды
40
-
70°С,
абсолютного
давления
от
величины,
соответствующей
температуре
насыщения
исходной
воды,
до
0,5
кгс/см
2
и
при
концентрациях
свободной
углекислоты
в
исходной
воде
1,98
-
26,6
мг/кг.
Выполненное
ЦКТИ
[8]
исследование
процесса
теплообмена
под
вакуумом
в
струйном
пучке,
омываемом
поперечным
потоком
пара,
показало,
что
величина
подогрева
воды
в
струях
сильно
зависит
от
кинетической
энергии
парового
потока
при
ее
изменении
от
0
до
3
кг/м
*
сек
2
.
Дальнейшее
увеличение
величины
γ
п
W
2
п
сказывает
значительно
меньшее
влияние
на
процесс
теплообмена
под
вакуумом.
Для
расчета
процесса
теплообмен
а
под
вакуум
ом
в
струйном
пучке,
омываемом
поперечным
потоком
пара,
ЦКТИ
получено
следующее
критериальное
уравнение
݈݃
௧
ː
ି
௧
భ
௧
ː
ି
௧
మ
ൌ
Ͳ
ǡ
Ͳͺͷ
௟
ௗ
ܮܽ݌
଴
ǡ
ଷଷ
ܲݎ
ି
଴
ǡ
଺ଶ
ܨݎ
ି
଴
ǡ
ଷଷ
ܭ
ି
଴
ǡ
ଵଷ
ͳ
െ
ߨ
଻
ǡ
(22)
где
ܭ
ൌ
௥
௖
௧
మ
ି
௧
భ
ǡ
-
критерий
Кутателадзе;
(1
-
π)
-
комплекс,
учитывающим
влияние
парциального
давления
воздуха
в
паровоздушной
смеси;
π
-
отношение
весового
количества
воздуха
в
паровоздушной
смеси
к
суммарному
весовому
количеству
воздуха
и
пара;
r
-
скрытая
теплота
парообразования,
ккал/кг;
с
-
удельная
теплоемкость
при
постоянном
давлении,
ккал/кг·град.
Уравнение
(22)
получено
в
следующем
диапазоне
параметров:
абсолютное
давление
в
деаэраторе
0,01
-
1.0
кгс/см
2
начальная
скорость
воды
в
струях
0,8

-
1,7
м/сек,
длина
струи
200
-
500
мм,
величина
γ
п
W
2
п
-
4,0
-
50
кг/м
•
сек,
весовое
содержание
воздуха
0
-
40%.
Применительно
к
условиям
термических
деаэраторов
при
удельном
расходе
выпара
более
1
кг
на
1
т
деаэрированной
воды
формула
(22)
принимает
вид
[33]:
݈݃
௧
ː
ି
௧
భ
௧
ː
ି
௧
మ
ൌ
ܣ
ଵ
݈
ଵ
ௗ
య
ௐ
˒
ௐ
ˉ
ଶ
ǡ
(23)
где
А
1
-
коэффициент,
зависящий
от
теплофизических
характеристик
воды
и
пара,
рекомендуется
принимать
по
рис.
39
в
зависимости
от
абсолютного
давления
в
деаэраторе.
Для
расчета
процесса
дегазации
воды
в
струйном
потоке
при
поперечном
обтекании
его
паром
применительно
к
вакуумным
деаэраторам
в
диапазоне
изменения
давления
в
них
0,01
-
1,0
кгс/см
2
ЦКТИ
получены
[8]
следующие
зависимости:
для
кислорода
݈݃
஼
భ
஼
మ
ൌ
Ͳ
ǡ
͹
௟
ௗ
଴
ǡ
ଷଷ
ܮܽ݌
଴
ǡ
଴଼
ܲݎ
Ԣ
ି
଴
ǡ
଺଼
஼
భ
஼
˓
Ǥ
ˍ
଴
ǡ
ଷଷ
ͳ
െ
ߨ
ǡ
(24)
для
свободной
углекислоты
݈݃
஼
భ
஼
మ
ൌ
ͷ
ǡ
ͷ
ȉ
ͳͲ
ି
ହ
௟
ௗ
଴
ǡ
ଷଷ
ܮܽ݌
଴
ǡ
଴଼
ܭ
଴
ǡ
ଷଷ
஼
భ
஼
˓
Ǥ
ˍ
଴
ǡ
଺
ǡ
(25)
где
С
2
-
концентрация
кислорода
или
свободной
углекислоты
в
конце
струи,
мг/кс,
С
р.
к
.
-
равновесная
концентрация
кислорода
или
свободной
углекислоты
в
нача
ле
струи,
мг/кг;
ܲ
ݎ
ᇱ
ൌ
ఔ
ˉ
஽
ˉ
ǡ
-
диффузионный
критерий
Прандтля;
D
ж
-
коэффициент
диффузии
кислорода
в
воде,
м
2
/
сек.
Для
практических
расчетов
процесса
дегазации
в
струйном
потоке
над
вакуумом
рекомендуются
следующие
зависимости
полученные
[33)
из
уравнений
(24)
и
(26):
для
кислорода
݈݃
஼
భ
஼
మ
ൌ
ܤ
ଵ
ܥ
ଵ
௟
ௗ
ఴ
ǡ
(26)
для
свободной
углекислоты
݈݃
஼
భ
஼
మ
ൌ
ܧ
௟
ௗ
଴
ǡ
ଷଷ
஼
భ
௧
మ
ି
௧
భ
య
ǡ
(27)
где
В
1
и
Е
-
коэффициенты,
определяемые
соответственно
по
рис.
39
и
40;
t
1
и
t
2
-
температуры
воды
в
начале
и
конце
струйного
отсека,
°С.
Рис. 39. Зависимость коэффициентов А
1
и
В
1
от абсолютного давления
Температура исходной воды в °С: 1
-
10; 2
-
20; 2
-
30;4
-
40; 5
-
50; 6
-
60; 7
-
70; 8
-
80

Формулы
(24)
и
(26)
применимы
при
начальной
концентрации
кислорода
в
деаэрируемой
воде
0,08
-
7,0
мг
/
кг,
формулы
(25)
и
(27)
-
в
диапазоне
изменении
начальной
концентрации
свободной
углекислоты
6
-
130
мг/кг,
остальные
граничные
условия
соответствуют
формуле
(22).
Рис.
40.
Зависимость
коэффициента
E
от
абсолютного
давления
и
температуры
исходной
воды
Температура
исходной
воды
в
°С:
1
-
10;
2
-
20;
3
-
30;
4
-
40;
5
-
50;
6
-
60
Для
расчета
процесса
массопередачи
на
непровальных
барботажных
листах
под
вакуумом
было
получено
[7,
23]
следующее
критериальное
уравнение:
М
=
А·
Lap
n
,
(28)
где
ܯ
ൌ
ோ
ఔ
ˉ
,
-
критерий
Маргулиса;
ܮܽ݌
ൌ
ఘ
ː
ௐ
˒
మ
௕
ఙ
-
критерий
Лапласа.
На
основании
экспериментальных
данных
были
получены
критериальные
уравнения
для
расчета
коэффициентов
массопередачи
в
следующем
виде:
для
кислорода
М=
1,32·
Lap
0,33
,
(29)
для
свободной
углекислоты
М
=
0,805·
Lap
0,33
.
(30)
Уравнения
(29)
и
(30)
действительны
в
диапазоне
изменения
критерия
Лапласа:
для
кислорода
от
1·10
до
40·10
-
3
,
для
свободной
углекислоты
от
1,8·10
-
3
до
60·10
-
3
.
Коэффициент
массопередачи
в
этих
уравнениях
определялся
из
выражения
ܭ
ൌ
ீ
ˆ
ி
ο
஼
˔˓
ǡ
(31)
где
G
г
-
количество
удаляемого
газа,
кг/ч;
F
-
рабочая
площадь
барботажного
листа,
м
2
;
Δ
С
ср
-
средняя
движущая
сила
процесса
массопередачи
[32]
при
перекрестном
токе,
кг/м
3
;
определяется
по
формуле
ο
ʠ
˔˓
ൌ
ʠ
˒
ି
ʠ
ː
Ǥ
˓
ି
ʠ
ˍ
ି
ʠ
ː
Ǥ
˓
ଶ
ǡ
ଷ
௟௚
ʠ
˒
ష
ʠ
ː
Ǥ
˓
ʠ
ˍ
ష
ʠ
ː
Ǥ
˓
െ
ʠ
ˍ
Ǥ
˓
ି
ʠ
ː
Ǥ
˓
ଶ
ǡ
(32)
где
С
н.р.
и
С
к.р.
-
концентрации
удаляемого
газа
в
жидкости,
равновесные
с
начальной
концентрацией
газа
и
с
концентрацией
газа,
покидающего

барботажный
лист,
кг/м
3
.
Так
как
расход
пара,
покидающего
барботажный
лист,
значительно
превосходит
расход
выделившихся
газов,
то
величины
С
н
.
р
и
С
к.р
оказываются
практически
равными
нулю
и
ими
можно
пренебречь;
Уравнения
(29)
и
(30)
описывают
процесс
дегазации
до
оптимальных
значений
динамического
напора
пара.
Из
этих
уравнений
получаем
коэффициенты
массопередачи;
для
кислорода
ܭ
ൌ
ͳ
ǡ
͵ʹ
ܹ
ˉ
ఘ
˒
ௐ
˒
మ
௕
ఙ
଴
ǡ
ଷଷ
ǡ
(33)
ܹ
ˉ
ൌ
௟
௛
˒
-
скорость
течения
жидкости
по
барботажному
листу,
м/ч;
b
-
шири
н
а
щели,
или
диаметр
отверстия
на
барботажном
листе,
м:
рекомендуется
принимать
0,003
-
0,005
м.
для
свободной
углекислоты
ܭ
ൌ
Ͳ
ǡ
ͺͲͷ
ܹ
ˉ
ఘ
˒
ௐ
˒
మ
௕
ఙ
଴
ǡ
ଷଷ
(34)
Пример
расчета
двухступенчатого
вакуумного
деаэратора
приведен
в
приложении
1.
2.6.
Рекомендации
по
проектированию
термических
деаэраторов
Результаты
испытаний
термических
деаэраторов
показывают.
что
требуемая
нормами
остаточная
концентрация
кислорода
и
особенно
свободной
углекислоты
в
деаэрированной
воде
п
широком
диапазоне
изменения
гидравлических
нагрузок,
температур
исходной
воды
и
начальных
концентраций
коррозионноактивных
газов
может
быть
обеспечена
только
при
двухступенчатой
схеме
дегазации
воды
с
использованием
в
качестве
второй
ступени
парового
барботажа.
Предварительный
подогрев
воды,
поступ
ающей
на
барботажное
устройство,
можно
наиболее
просто
осуществить
в
струйной
части
небольшого
размера.
Первая
ступень
может
быть
также
пленочного
или
насадочного
типа.
В
этом
случае
распределение
функций
между
ступенями
деаэратора
происходит
следующим
образом:
основной
подогрев
и
частичная
дегазация
воды
в
небольшой
струйной,
пленочной
или
насадочной
части,
а
затем
окончательный
подогрев
и
глубокая
дегазация
воды
-
в
барботажном
устройстве.
Число
тарелок
в
струйных
ступенях
или
колонках
двухступенчатых
деаэраторов
принимается
не
более
двух.
В
этом
случае
температура
воды
за
колонкой
может
отличаться
от
температуры
насыщения,
соответствующей
давлению
в
деаэраторе,
на
4
-
5°С.
Расстояние
между
дырчатыми
тарелками
рекомендуется
принимать
равным
450
-
600
мм,
а
в
случае
высокой
тепловой
нагрузки
колонки
с
целью
снижения
скоростей
пара
и
повышения
характеристики
предельных
режимов
деаэрации
расстояние
между
тарелками
увеличивают
до
900
-
1000
мм.
При
конструировании
вакуумных
деаэраторов
целесообразно
отказаться
от
традиционного
расположения
бака
-
аккумулятора
под
деаэрационной
колонкой.
В
связи,
с
.этим
вторую
барботажную
ступень
следует
размещать

вместе
с
первой
ступенью
в
самой
деаэрационной
колонке.
С
учетом
изложенных
соображении,
ЦКТИ
разработал
дв
ухступенчатые
вакуумные
деаэраторы
струйно
-
барботажного
типа
для
питательной
и
подпиточной
воды.
Высота
струйной
колонки
одноступенчатого
деаэратора
определяется
по
расчету
числом
дырчатых
тарелок,
необходимых
для
обеспечения
остаточных
концентрации
кислорода
и
свободной
углекислоты
в
деаэрированной
воде,
не
превышающих
нормируемые.
Для
обеспечения
достаточно
развитой
поверхности
контакта
фаз
целесообразно
в
дырчатой
тарелке
принимать
небольшие
диаметры
отверстий
дли
истечении
струй.
С
другой
стороны,
уменьшение
диаметра
отверстий
ускоряет
их
зарастание
окислами
железа
и
приводит
к
уменьшению
производительности
деаэратора.
С
учетом
приведенных
соображений
рекомендуется
диаметр
отверстий
на
тарелках
5
-
8
мм,
причем
меньшие
значения
принимаются
в
случае
изготовлении
тарелок
па
коррозионностойких
материалов.
Отверстия
на
тарелках
следует
располагать
в
вершинах
равностороннего
треугольника
со
стороной
не
менее
18
-
20
мм.
Дырчатые
тарелки
деаэрациониых
колонок
должны
изготавливаться
из
антикоррозионного
материала,
например,
из
стали
Х18Н10Т
или
в
крайнем
случае
из
стали
1X13,
тол
щ
ина
тарелок
должна
составлять
4
-
6
мм.
Обычно
число
отверстий
на
дырчатой
тарелке
принимают
с
таким
расчетом,
чтобы
при
номинальной
гидравлический
нагрузке
высота
гидростатического
уровня
во
д
ы
на
тарелке
составляла
60
-
80
мм
,
а
при
минимальной
гидравлической
нагрузке
-
5
-
10
мм.
В
этом
случае
для
обеспечения
равномерного
распределения
воды
по
всем
отверстиям
тарелки
и
исключения
гидравлических
перекосов
по
сечению
кол
онки
должна
обеспечиваться
строгая
горизонтальность
поверхности
тарелки,
чего
добиться
практически
невозможно,
особенно
при
больших
диаметрах
колонок
Указанное
обстоятельство
является
одним
из
существенных
недостатков
струйных
деаэрационных
колонок.
Для
исправления
этого
недостатка
может
быть
рекомендовано
секционирование
дырчатой
тарелки,
позволяющее
поддерживать
на
ней
гидростатический
уровень,
не
менее
30
-
40
мм
при
всех
режимах
работы
деаэратора.
Это
мероприятие
хорошо
зарекомендовало
себя
в
вакуумных
деаэраторах
струйно
-
барботажного
типа.
При
проектировании
струйных
деаэраторов
особое
внимание
следует
уделять
хорошему
смешению
исходных
потоков
воды
в
водораспределительном
устройстве.
Во
избежание
тепловых
перекосов
из
водораспределительного
у
стройства
на
первую
дырчатую
тарелку
по
всему
поперечному
сечению
колонки
должна
поступать
вода
одинаковой
температуры.
Для
смешения
исходных
потоков
воды
наиболее
широкое
распространение
получило
водораспределительное
устройство
со
свободным
сливом
как
наиболее
простое
в
изготовлении
и
эксплуатации.
Смешение
воды
здесь
происходит
при
движении
потоков
в
лабиринте,
образованном

двумя
кольцевыми
каналами.
Скорость
подвода
исходных
потоков
в
водораспределительное
устройство
следует
принимать
1,5
-
2,5
м/сек.
«Кипящие»
потоки
должны
вводиться
в
нижнюю
часть
деаэрационной
колонки
и
равномерно
распределяться
с
помощью
перфорированных
коллекторов
по
всей
поверхности
дырчатой
тарелки.
Наиболее
целесообразно
вводить
эти
потоки
в
паровое
пространство
бака
-
аккумулятора,
особенно
при
наличии
в
последнем
барботажного
устройства.
При
температуре
греющего
пара
до
250°
С
его
следует
вводить
Б
паровое
пространство
бака
-
аккумулятора.
При
этом
для
улучшения
вентиляции
всего
объема
бака
целесообразно
деаэрационную
колонку
и
штуцер
подвода
пара
располагать
у
противоположных
его
торнов.
Для
предотвращения
образовании
трещин
на
стенках
бака
при
температуре
греющего
пара
более
250°
С
его
следует
подавать
в
нижнюю
часть
колонки
через
перфорированный
коллект
ор
с
помощью
штуцера
с
двойными
стенками.
Скорость
пара
в
паровых
штуцерах
следует
принимать
для
деаэраторов
атмосферного
давления
40
-
70
м/сек,
а
для
вакуумных
деаэраторов
принимать
с
учетом
располагаемого
давления.
Пленочная
ступень,
отличающаяся
простотой
изготовления
и
малой
чувствительностью
к
загрязнениям
накипью
и
шламом,
может
применяться
для
деаэрации
неумягченной
или
частично
умягченной
подпиточной
воды
тепловых
сетей.
Возможно
также
ее
применение
для
деаэрации
питательной
воды
котлов
низкого
давления
Применение
вертикальных
поверхностей
для
образования
пленки
позволяет
сравнительно
легко
производить
их
очистку
от
шлама
и
накипи,
а
при
необходимости
и
полную
замену.
Основным
преимуществом
пленочной
ступени»
является
возможность
ее
работ
ы
с
более
высокими
плотностями
орошения
и
с
меньшим
гидравлическим
сопротивлением
по
сравнению
с
насадочными
и
струйными
деаэраторами.
Вместе
с
тем
следует
отметить
невысокую
интенсивность
процесса
дегазации
воды
в
пленочной
ступени,
особенно
по
удалению
свободной
углекислоты.
В
связи
с
этим
для
обеспечения
требуемого
остаточного
содержания
кислорода
в
деаэрированной
воде
необходима
большая
высота
этой
ступени,
достигающая
2
-
3
м.
При
проектировании
пленочной
ступени
особое
внимание
следует
обращать
на
равномерное
распределение
жидкости
по
всей
поверхности
насадки,
в
противном
случае
будет
иметь
место
гидравлический
перекос
по
пару
и
воде
в
колонке
и
резкое
снижение
эффективности
процесса
дегазации.
Даже
при
выполнении
указанного
требования
при
низках
ги
дравлических
нагрузках
пленочных
аппаратов
все
же
не
удается
избежать
гидравлических
перекосов.
Первая
ступень
термических
деаэраторов
может
быть
и
насадочного
типа.
В
качестве
элементов
насадки
применяют:
кольца
в
виде
полых
цилиндров,
высота
которых
равна
НУЖНОМУ
диаметру
(кольца
Рашига),
кольца
с
продольными
перегородками
(кольца
Ле
с
синга),
кольца
с
крестообразными
и
спиральными
перегородками,
кольца
с
прободении
у
и
стенками
(кольца

Палля).
седла
Берля,
седла
Ингаллокс.
Насадки
могут
иметь
также
форму
греческой
буквы
омега,
пропеллера,
шара
и
т.
д.
При
дегазации
труднорастворимых
газов,
к
которым
относятся
кислород
и
свободная
углекислота,
рекомендуется
применять
мелкую
наездку,
учитывая
при
этом
допустимую
потерю
давления.
Для
полного
смачивания
насадки
необходимо
обеспечить
равномерное
распределение
жидкости
по
поперечному
сечению
аппарата.
Положение
насадки
в
колонке
рекомендуется
фиксировать
с
помощью
секционирующего
каркаса
и
закреплять
ее
двумя
сетками.
Следует
применять
жесткое
крепление
вер
хней
и
нижней
сеток
к
решеткам.
Площадь
живого
сечения
решеток
должна
быть
при
этом
не
менее
80%.
Рекомендуется
применять
также
сетки
с
фиксированной
ячейкой.
Применение
насадки
из
листовой
углеродистой
стали
ведет
к
повышению
содержания
железа
в
питательной
и
подпиточной
воде.
Поэтому
насадку
следует
изготавливать
из
нержавеющей
стали,
что,
однако,
существенно
повышает
стоимость
деаэрационных
колонок.
При
проектировании
затопленного
барботажного
устройства
системы
ЦКТИ
рекомендуется
скорость
воды
во
входном
сечении
барботажного
канала
принимать
0,10
-
0,25
м/сек,
а
высоту
канала
0,15
-
0,30
м.
Исходя
из
указанных
данных,
определяется
ширина
канала
и
барботажного
листа.
Степень
перфорации
барботажного
листа
определяется
из
условия
отсутствия
провала
жидкости
при
минимальной
паровой
нагрузке
с
помощью
формулы
(9),
которой
можно
пользоваться
при
длине
барботажного
листа
до
1500
мм.
Диаметр
отверстий
на
барботажном
листе
следует
принимать
5
-
7
мм,
ширину
щелей
3
-
7
мм.
Отверстия
и
щели
располагают
рядами
перпендикулярно
движению
воды.
При
этом
отверстия
рекомендуется
располагать
строенными
рядами
(3
ряда
вместе)
с
разбивкой
в
шахматном
порядке
по
правильному
треугольнику.
Расстояние
между
рядами
или
щелями
принимается
50
-
100
мм.
Расстояние
от
нижней
образующей
бака
-
аккумулятора
до
плоскости
дырчатого
листа
во
избежание
сильного
сокращения
полезной
емкости
бака
рекомендуется
принимать
не
более
200
мм
Расстояние
между
перегородками
1
и
6
(см.
рис.
8)
целесообразно
выбирать
в
пределах
250
-
400
мм
,
шаг
между
секционирующими
перегородками
9
-
50
-
100
мм.
Вертикальная
перегородка
1
должна
быть
на
100
-
150
мм
выше
наивысшего
уровня
воды
в
баке,
а
циркуляционная
перегородка
6
-
на
100
-
150
мм
ниже
наинизшего
уровня
воды
в
баке.
При
применении
барботажных
деаэраторов
атмосферного
давления
системы
ЦКТИ
у
проектных
организаций,
а
также
непосредственно
на
объектах
возникает
ряд
вопросов,
рекомендации
по
которым
приводятся
ниже.
а)
На
объектах,
где
отсутствует
возможность
заброса
воды
из
бака
-
аккумулятора
в
турбину
при
мгновенном
сбросе
на
ней
нагрузки
и
где

дросселирование
пара
не
связано
с
энергетическими
потерями,
следует
весь
пар
давлением
1,6
-
1,7
кгс/см
2
подводить
к
деаэратору
через
барботажное
устройство
и
глушить
штуцер
подвода
греющего
пара.
Для
исключения
в
этом
случае
гидроударов
на
деаэраторах
типа
ДСА
производительностью
50
300
т/ч
необходимо
уменьшить
высоту
пароперепускной
перегородки
под
барботажным
листом
до
100
мм.
Если
указанные
выше
условия
отсутствуют,
то
к
деаэратор
у
следует
подводить
пар
от
двух
источников
на
барботаж
давлением
1,6
-
1,7
кгс/см
2
из
расчета
20
-
25
кг
на
1
деаэрированной
воды,
а
остальной
пар
давлением
1,2
кгс/см
2
направлять
о
паровое
пространство
бака
-
аккумулятора.
При
установке
двухступенчатых
деаэраторов
на
ТЭЦ
последняя
схема
подачи
пара
является
типовой
и
не
следует
при
этом
стремиться
к
увеличению
расхода
пара
на
барботаж
выше
30
кг/т
д.
в.,
так
как
это
существенного
повышения
эффективности
деаэрации
не
дает.
Следует
иметь
в
виду
что
указанный
удельный
расход
пара
на
барботаж,
кроме
деаэрации,
обеспечивает
подогрев
в
оды
от
температуры
ее
на
входе
в
барботажное
устройство
до
температуры
насыщения.
соответствующей
давлению
в
канале
чад
барботажным
листом.
В
том
случае,
если
расход
химически
умягченной
воды
поступающей
в
деаэратор,
незначителен
и
основным
потоком
является
конденсат,
следует
весь
пар
к
деаэратору
подводить
через
барботажное
устройство.
Для
обеспечения
глубокой
деаэрации
подогрев
конденсата
в
деаэраторе
должен
при
этом
составлять
не
менее
10°
С.
При
подаче
на
барботаж
пара
из
отбора
турбин
необходимо
на
линии
подвода
его
к
деаэраторам
типа
ДСА
устанавливать
барометрическую
трубу
высотой
10,5
м
над
уровнем
воды
в
баке.
Это
исключает
возможность
заброса
воды
из
бака
-
аккумулятора
в
турбину
при
внезапном
сбросе
на
ней
нагрузки.
Для
упрощения
схемы
деаэрационной
установки
предпочтительнее
для
питания
барботажного
устройства
использовать
пар
не
из
отбора
турбины,
а
из
другого
источника.
На
ТЭЦ.
например,
в
качестве
барботажного
пара
деаэраторов
атмосферного
давления
целесообразно
использовать
выпар
деаэраторов
повышенного
давления.
В
этом
случае
из
схемы
исключается
групповой
охладитель
выпара
деаэраторе
типа
ДСП.
В
линию
барботажного
пара
целесообразно
также
подавать
пар
из
расширителя
непрерывной
продувки
котлов.
Опыт
эксплуатации
такой
схемы
на
ТЭЦ
подтвердил
их
хорошую
работу.
При
этом
содержание
значительных
количеств
кислорода
и
углекислоты
в
выпаре
не
оказывает
заметного
влияния
на
конечную
концентрацию
этих
газов
в
деаэрированной
воде.
б)
При
параллельной
работе
группы
барботажных
деаэраторов
следует
соединять
их
паровыми
и
водяными
уравнительными
линиями
в
соответствии
с
табл.
11
раздела
4.1
и
предусматривать
групповое
регулирование
уровня
и
давления
в
деаэраторах.

в)
При
подаче
в
деаэрационную
установку
конденсатов
с
температурой
выше
температуры
насыщения,
отвечающей
давлению
в
деаэраторе,
их
следует
вводить
в
паровое
пространство
бака
-
аккумулятора
до
барботажного
устройства,
в
этом
случае
выделившийся
из
конденсата
пар
будет
через
паровое
пространство
бака
двигаться
в
деаэрационную
колонку,
а
конденсат
пройдет
обработку
в
барботажном
устройстве.
г)
Основные
элементы
барботажного
устройства
необходимо
изготавливать
из
коррозионностойкого
материала.
Соед
инение
всех
элементов
барботажного
устройства
и
крепление
его
к
баку
должно
выполняться
сплошными
сварными
швами
повышенной
прочности.
Элементы
барботажного
устройства,
изготовленные
из
нержавеющей
стали,
должны
привариваться
электродами
марки
ЭА
-
2,
что
значительно
повышает
его
долговечность.
д)
Двухступенчатые
деаэраторы
могут
оборудоваться
комбинированными
гидрозатворами,
например,
системы
Уралэнергочермета,
обеспечивающими
защиту
деаэратора
от
повышения
давления
н
уровня
в
баке
-
аккумуляторе.
е)
При
отк
рытой
установке
двухступенчатых
деаэраторов
необходимо
регулирующую
и
запорную
арматуру,
а
так
же
защитные
устройства
устанавливать
в
помещении.
ж)
Барботажное
устройство
является
неотъемлемым
элементом
деаэраторов
типа
ДСА.
Деаэрационная
колонка
без
барботажного
устройства
не
обеспечивает
требуемого
качества
воды.
з
)
Удельный
расход
выпара
из
деаэраторов
ДСА
должен
приниматься
2
кг
на
1
т
деаэрированной
воды.
В
качестве
второй
ступени
вакуумных
деаэраторов
наиболее
целесообразно
применение
непровальных
барботажных
тарелок.
Необходимая
рабочая
площадь
этих
тарелок
определяется
из
уравнении
(31)
при
максимальной
дегазационной
нагрузке
аппарата
Коэффициенты
массопередачи
определяются
по
уравнениям
(33)
и
(34).
Площадь
отверстий
щелей
на
барбота
жном
листе
определяется
при
минимальной
паровой
нагрузке
деаэратора
с
тем,
чтобы
в
этом
случае
обеспечить
устойчивую
паровую
подушку
под
тарелкой.
Величину
минимально
необходимой
скорости
рекомендуется
определять по уравнению (9). С ростом гидравлической и
паровой нагрузок деаэратора будет увеличиваться высота паровой подушки и
скорость пара в отверстиях листа, а так же приведенная скорость пара в
рабочем сечении барботажной тарелки. Определение высоты
паровой
подушки при этом рекомендуется производить по формуле (10).
Оптимальный удельный расход пара, проходящий через отверстия
барботажного листа, следует принимать:
а) для вакуумных двухступенчатых деаэраторов вертикального типа 25
кг/т д. в., минимальн
ый подогрев исходной воды в деаэраторе при этом
должен составлять не менее 15° С;

б) для вакуумных двухступенчатых деаэраторов горизонтального типа
-
в
соответствии с приведенными выше результатами испытаний деаэраторов
ДСВ
-
400 и ДСВ
-
800.
Р
и
с.
41.
Зависимость
предварительного
значения
ширины
порога
от
производительности
деаэратора
при
различных
значениях
С
н
/С
к
1
-
20;
2
-
30;
3
-
40;
4
-
50;
5
-
60;
6
-
70;
7
-
80;
8
-
90;
9
-
100
Когда
удельный
расход
пара
через
лист
достигает
указанных
выше
оптимальных
значений,
необходимо
осуществить
перепуск
избыточного
пара
через
специальные
пароперепускные
окна
иди
перепускные
трубы
в
обвод
барботажного
листа
.
При
такой
методике
расчета
барботажного
листа
Обеспечивается
его
устойчивая
р
а
бота
в
широком
диапазоне
изменений
гидравлической
и
паровой
нагрузок.
Рис.
42.
Зависимость
скорости
жидкости
от
интенсивности
потока
при
удалении:
1
-
свободной
углекислоты;
2
-
кислорода
Удельный
расход
выпара
перед
поверхностными
охладителями
выпара
двухступенчатых
вакуумных
деаэраторов
вертикального
типа
следует
принимать
3
-
5
кг/т
д.
в
Расположение
отверстия
на
барботажной
тарелке
следует
производить
в
соответствии
с
рекомендациями,
приведёнными
выше
для
затопленного
барботажного
устройства.
Высоту
водосливного
порога
рекомендуется
при
нимать
50
-
100
мм.
При
расчете
барботажных
тарелок
предварительное
значение
ширины
водосливного
порога
в
вакуумных
деаэраторах
вертикального
типа
рекомендуется
принимать
по
графику
на
рис.
41,
построенному
на
основании
многочисленных
расчетов
этих
аппаратов
[33].
Окончательное
значение
ширины
порога
уточняется
при
конструировании
деаэратора
Для
определения
скорости
течения
жидкости
по
барботажному
листу
при
высоте
порога
100
мм
и
оптимальных
значениях
динамического
напора
пара
можно
пользоваться
гра
фиком
на
рис.
42.

Барботажные
тарелки
следует
изготавливать
из
коррозионностойкого
материала
толщиной
4
-
6
мм
и
приваривать
сплошным
прочноплотным
швом
к
корпусу
аппарата,
а
в
случае
применения
для
крепления
тарелки
болтов
-
устанавливать
шайбы
Гровера.
При
диаметре
тарелки
более
1000
мм
ее
необходимо
укреплять
ребрами
жесткости,
ориентированными
по
направлению
движения
жидкости.
Расстояние
между
барботажным
листом
и
вышележаще
струйной
или
перепускной
тарелкой
при
указанных
высота
водосливного
порога
рекомендуется
принимать
500
-
800
мм
.
В
двухступенчатых
термических
деаэраторах
в
обычных
условиях
эксплуатации
достаточно
установки
одной
непровальной
тарелки.
При
необходимости
удаления
значительны
количеств
свободной
углекислоты
возможна
установка
неско
льких
барботажных
тарелок.
При
проектировании
вакуум
-
деаэрационных
установок
особое
внимание
следует
уделять
предотвращению
возможности
вторичного
заражения
деаэрированной
воды.
Деаэрационную
колонку
рекомендуется
изготавливать
цельносварной,
без
фланцевых
соединений
и
устанавливать
се
на
высоте,
обеспечивающей
слив
деаэрированной
воды
самотеком
Бак
-
аккумулятор
следует
располагать
па
нулевой
отметке.
В
этом
случае
расстояние
от
верхнего
уровня
воды
в
баке
до
отметки
установки
вакуумной
колонки
должно
соответствовать
вакууму
в
ней,
суммированному
с
высотой,
необходимой
для
преодоления
гидравлических
сопротивлений
в
сливном
трубопроводе.
Всю
арматуру
и
фланцевые
соединения
следует
располагать
ниже
наинизшего
уровня
воды
в
аккумуляторном
баке.
Выше
этого
уровня
все
элементы
установки
изготавливаются
сварными.
При
такой
схеме,
как
показал
положительный
опыт
эксплуатации,
исключаются
все
присосы
и
вторичное
заражение
воды
воздухом.
При
отсутствии
достаточной
высоты
котельной
возможна
установка
вакуумной
колонки
на
открытом
воздухе.
При
этом
колонка,
охладитель
выпара
и
трубопроводы,
расположенные
вне
помещения,
должны
иметь
тепловую
изоляцию,
а
также
должно
быть
обеспечено
дренирование
колонки,
необходимое
в
случае
остановки
вакуум
-
деаэрационной
установки
.
Имеется
положительный
опыт
эксплуатации
вакуумных
колонок,
установленных
на
открытом
воздухе.
При
проектировании
вакуум
-
деаэрационных
установок
не
рекомендуется
включать
их
в
параллельную
работу
и
устанавливать
отключающую
арматуру
Опыт
эксплуатации
таких
установок
показал,
что
отключающая
арматура
наработавшего
деаэратора
является
активным
источником
присосов
воздуха,
резко
ухудшающих
качество
деаэрированной
воды.
Поэтому
рекомендуется
подводы,
отводы
и
регулирование
всех
потоков
вакуумного
деаэратора
осуществлять
автономно
Групповое
регулирование
вакуумных
деаэраторов
не
рекомендуется.
Серийно
выпускаемые
в
настоящее
время
отечественными
заводами
двухступенчатые
деаэраторы
струйно
-
барботажного
типа
полностью

удовлетворяют
техническим
требова
ниям
ГОСТ
16860
-
71.
Однако
в
эксплуатации
находится
большое
количество
удовлетворительно
работающих
струйных
колонок
атмосферного
давлении,
а
также
одноступенчатых
вакуумных
деаэраторов.
Поэтому
ниже
приводится
основные
рекомендации
по
реконструкции
указанных
деаэрационных
колонок,
обеспечивающие
значительное
повышение
величины
подогрева
в
качества
деаэрированной
води
в
широком
диапазоне
изменения
производительности
(от
30
до
120%
от
номинальной
нагрузки).
Для
повышения
производительности
и
гидродинам
ической
устойчивости
струйных
колонок
атмосферного
давления
пятью
дырчатыми
тарелками
рекомендуются
следующие
мероприятия:
1)
удалить
тарелки
8
и
9
(см.
рис.
6);
2)
тарелку
7
установить
на
место
тарелки
8;
3)
нарастить
борта
оставшихся
тарелок
до
150
-
200
мм,
4)
увеличить
за
счет
дополнительной
рассверловки
на
40
-
50%
общее
число
отверстий
на
каждой
тарелке.
Д
ЛЯ
обеспечение
требуемого
качества
питательной
воды
рекомендуется
в
баке
-
аккумуляторе
у
одного
из
его
торцов
смонтировать
затопленное
барботажное
устройство
системы
ЦКТИ.
а
при
центральном
расположении
колонки
на
баке
в
паровой
его
части
установить
наклонный
лоток
(угол
наклона
к
горизонту
5
-
8°)
с
целью
отвода
воды
после
колонки
в
торец
бака,
противоположный
тому,
у
которого
расположено
барботажно
е
устройство.
Для
улучшение
работы
одноступенчатых
вакуумных
деаэраторов
(рис.
24)
рекомендуется
осуществление
следующих
мероприятий:
1)
исключить
из
схемы
«холодную»
колонку.
2)
холодный
поток
воды
после
охлаждения
эжектора
направить
через
коллектор
в
верхнюю
часть
«горячей»
колонки;
в
этом
случае
первый
отсек
деаэратора
выполняет
роль
встроенного
охладителя
выпара;
3)
в
нижней
части
«горячей»
колонки
установить
дополнительно
барботажную
тарелку
для
обеспечения
глубокой
дегазации
воды;
4)
подвести
под
барботажную
тарелку
пар
из
расчет
не
менее
10
кг/т
д.
в.;
5)
выполнить
отвод
неконденсирующихся
газов
к
эжектору
из
верхней
части
«горячей»
колонки.
2.7.
Элементы
деаэрационных
установок
Основными
элементами
деаэрационной
установки
являются:
деаэратор,
бак
-
аккумулятор,
охладитель
выпара
газоотсасывающее
устройство
(для
вакуумных
деаэраторов)
предохранительные
устройства
против
повышения
давления
в
деаэраторе
и
уровня
воды
в
баке
-
аккумуляторе,
регуляторы
уровня
и
давления,
контрольно
-
измерительные
приборы
и
система
автоматического
регулирования,
защиты
и
контроля.

Охладители
выпара
Охладитель
выпара
предназначен
для
конденсации
пара
из
отводимой
после
деаэратора
паровоздушной
смеси
и
утилизации
этого
пара.
Охладители
выпара
вакуумных
деаэраторов
позволяют
резко
сократить
объем
парогазовой
смеси,
направляемой
к
газоотсасывающему
устройству.
Рис.
43.
Поверхностный
охладитель
выпара
горизонтального
типа,
выпускаемый
ЧМЗ
1
-
корпус;
трубная
система;
3
-
водяная
камера;
4
-
отвод
охлаждающей
воды;
5
-
выход
охлаждающей
воды;
6
-
вход
выпара;
7
-
слив
конденсата;
8
-
выход
воздуха;
9
-
дренаж;
10
-
опоры.
В
промышленной
энергетике
преимущественное
распространение
получили
охладители
выпара
поверхностного
типа.
На
рис.
43
приведен
общий
вид
поверхностного
охладите
ля
выпара
Черновицкого
машиностроительного
завода,
поставляемого
индивидуально
к
каждому
деаэратору
атмосферного
давления
в
соответствии
с
табл.3
раздела
2.2.
Внутри
трубок
охладителя
движется
химически
умягченная
вода,
которая
затем
направляется
в
деаэратор.
Конденсат
выпара
сливается
в
конденсатный
бак
или
через
гидрозатвор
возвращается
в
колонку
деаэратора.
Основные
технические
характеристики
охладителей
выпара
ЧМЗ
для
деаэраторов
атмосферного
давления
приведены
в
табл.
10.
ЧМЗ
разработаны
также
поверхностные
охладители выпара для двухступенчатых вакуумных
деаэраторов. Их отличительной особенностью является то. что для
предотвращения присосов в охладитель выпара его корпус приваривается к
трубной доске. Номенклатура и геометрические размеры охлади
телей выпара
для вакуумных деаэраторов могут приниматься по табл. 10, а их выбор
производится в соответствии с табл. 8 раздела 2.4.
Поверхностный охладитель выпара следует устанавливать
непосредственно над вакуумным деаэратором на сварке, без фланцевых
сое
динений. После конденсации пара конденсат возвращается на верхнюю
тарелку деаэратора, а неконденсирующиеся газы отсасываются эжектором.
Газоотсасывающее устройство должно устанавливаться за охладителем
выпара.

Таблица
10
Основные
технические
характеристики
охладителей
выпара,
серийно
выпускаемых
ЧМЗ,
к
деаэраторам
атмосферного
давления
типа
ДСА
Наименование
Единица
измерения
Обозначение
охладителей
выпара
ОВ
-
2
ОВ
-
8
ОВ
-
16
ОВ
-
24
Поверхность
охладителя
выпара
м
2
2
8
16
24
Рабочее
давление
в
паровом
пространстве
ати
0,2
рабочее
давление
в
водяном
пространстве
ати
4,0
Рабочая
температура
в
корпусе
°С
104
Рабочая
температура
в
трубном
пространстве
°С
50
-
80
Диаметр
охладителя
выпара
мм
325X8
426X8
426
Х8
539Х12
Длина
охладителя
выпара
мм
1200
1780
2700
2750
Общий
вес
кг
218
431
676
1030
Вес
охладителя,
полностью
заполненного
водой
кг
350
700
1150
1750
Пробное
гидравлическое
давление
в
корпусе
ати
6,0
Пробное
гидравлическое
давление
в
трубной
системе
ати
6,0
При
наличии
двухступенчатого
эжектора
охлаждающая
вода
вначале
направляется
на
охладитель
выпара,
а
затем
на
охлаждение
эжектора.
Эксплуатация
поверхностных
охладителей
связана
с
рядом
трудностей
вследствие
коррозии
трубок,
вызываемо
значительными
количествами
кислорода
и
углекислоты,
содержащимися
в
выпаре.
Широко
применяемые
в
охладителях
выпара
латунные
трубки
типа
Л
-
68
не
обеспечивают
их
долговечной
работы.
В
качестве
материала
для
трубных
систем
охладителей
выпара
следует
применять
мышьяковистую
латунь
марк
и
ЛАМШ
-
77
-
2
-
0,06
или
нержавеющую
сталь
марки
Х18Н10Т.
Скорость
охлаждающей
воды
для
латунных
трубок
н
е
должна
превышать
2,5
м/сек,
для
указанных
выше
коррозионностойких
материалов
-
3,5
-
4,0
м/сек.
Учитывая
отмеченные
выше
недостатки
поверхностных
охладителей
выпара,
весьма
целесообразно
применение
смешивающих
охладителей
выпара,
размещаемых
в
верхней
части
деаэрационной
колонки.
Согласно
рекомендациям
ВТИ
[2]
для
конденсации
выпара
в
смешивающем
охладителе
следует
использовать
поток
в
оды
с
температурой
на
12
–
15
°С

ниже
температуры
насыщении.
Расход
охлаждающей
воды
должен
обеспечивать
ее
нагрев
на
величину
не
более
5
–
7
°С
Для
отстоя
пузырьков
газа,
содержащихся
в
воде
после
смешивающего
охладителя
выпара,
следует
предусматривать
установк
у
специального
лотка
с
выдержкой
воды
на
нем
в
слое
50
-
100
мм
не
менее
20
сек.
Высота,
необходимая
для
размещения
смешивающего
охладителя
выпара,
составляет
400
-
700
мм.
Встроенными
охладителями
выпара
оборудованы
двухступенчатые
вакуумные
деаэраторы
горизонтального
типа
системы
ЦКТИ.
Газоотсасывающие
устройства
Газоотсасывающее
устройство
является
важнейшим
элементом
вакуум
-
деаэрационной
установки,
без
надежной,
работы
которого
невозможно
обеспечить
глубокую
дегазаци
ю.
При
расчете
газоотсасывающих
устройств
вакуумных
деаэраторов
расход
отсасываемых
неконденсирующихся
газов
принимают
60
г
на
1
т
деаэрированной
воды.
При
работе
вакуумного
деаэратора
в
режиме
декарбонизатора
из
-
за
значительного
содержания
свободной
углекислоты
вес
отсасываемых
неконден
сирующихся
газов
возрастает
в
4
-
5
раз
по
сравнению
с
указанной
выше
величиной.
Для
отвода
парогазовой
смеси
из
вакуумных
деаэраторов
могут
применяться
паро
-
и
водоструйные
эжекторы,
а
также
механические
вакуум
-
насосы.
На
ТЭЦ
и
в
котельных
с
паровыми
котлами
следует
применять
пароструйные
эжекторы,
в
котельных
с
водогрейными
котлами
и
объектах,
не
имеющих
пара
(например,
тепловых
пунктах),
-
водоструйные
эжекторы
или
механические
вакуум
-
насосы.
Для
вакуумных
деаэраторов,
работающих
при
давлении
1,2
-
0,3
кгс/см
2
,
могут
устанавливаться
одноступенчатые
пароструйные
эжекторы;
для
деаэраторов,
работающих
при
давлении
0,075
кгс/см
2
,
необходимо
применять
двух
-
и
трехступенчатые
пароструйные
эжекторы.
В
настоящее
время
СЗТМ
поставляет
двухступенчатые
вакуумны
е
деаэраторы
ДСВ
-
400,
ДСВ
-
800
и
ДСВ
-
1200
в
комплекте
с
трехступенчатыми
пароструйными
эжекторами
ЭП
-
3
-
25/75
ХТЗ
в
соответствии
с
табл.
9.
Пароструйные
эжекторы
следует
устанавливать
в
непосредственной
близости
от
вакуумного
деаэратора.
Двух
-
и
трехступенчатые
эжекторы
следует
устанавливать
над
деаэратором
и
охладителем
выпара.
В
этом
случае
слив
конденсата
из
эжектора
осуществляется
через
гидрозатвор
на
верхнюю
тарелку
вакуумного
деаэратора.
Для
надежной
работы
эжектора,
кроме
обеспечения
беспрепятственного
слива
конденсата,
необходимо
поддерживать
постоянное
номинальное
давление
рабочего
пара
и
необходимый
расход
охлаждающей
воды
.
При
применении
пароструйных
эжекторов
в
вакуум
-
деаэрационных
установках,
заменяющих
декарбонизаторы,
особое
вн
имание
следует
уделять

обеспечению
герметичности
между
ступенями
эжектора.
Опыт
эксплуатации
таких
установок
показал,
что
из
-
за
значительных
концентраций
свободной
углекислоты
в
паровоздушной
смеси
происходит
интенсивная
коррозия
нижней
части
разделительных
перегородок
между
ступенями
эжектора.
Поэтому
эти
перегородки
следует
изготавливать
иг
нержавеющей
стали.
В
водогрейных
котельных
широкое
применение
получили
водоструйные
эжекторы,
отличающиеся
простотой
устройства
и
эксплуатации.
Для
этих
э
жекторов
требуется
рабочая
вода
с
давлением
не
менее
2
кгс/см
2
(изб.)
и
температурой
не
выше
30°
С.
Водоструйные
эжекторы
могут
включаться
в
схему
вакуум
-
деаэрационной
установки
по
разомкнутой
и
замкнутой
схемам.
В
первом
случае
водопроводная,
или
исходная,
деаэрируемая
вода
направляется
на
водоструйный
эжектор
и
после
отсоса
и
конденсации
паровоздушной
смеси
сливается
в
приемный
бак.
После
удаления
части
неконденсирующихся
газов
вода
из
приемного
бака
подсасывается
в
вакуумную
колонку.
Для
обеспечения
работы
вакуум
-
деаэрационной
установки
при
малых
расходах
воды
параллельно
с
рабочими
эжекторами
устанавливается
рециркуляционный
эжектор,
который
находится
в
работе
постоянно,
тогда
как
основные
эжекторы
включаются
в
работу
в
зависимости
от
рас
хода
воды.
Недостатком
данной
схемы
является
неустойчивая
работа
водоструйных
эжекторов
при
переменных
давлениях
и
расходах исходной воды. Поэтому в
настоящее время широко распространение получила замкнутая схема
включения. В этой схеме подача рабочей воды к эжекторам осуществляется
отдельными насосами с постоянным напором. После отсоса и конденсации
паровоздушной сме
си рабочая вода возвращается в приемный бак и опять
включается в рециркуляцию. Для исключения перегрева рабочей воды
непрерывно производится подача холодной воды в бак и слив из него
подогретой воды.
Рис.
4
4
.
Водоструйные
эжекторы
системы
Мосэнерго
(а)
и
ЦКТИ
(б)
1
-
подвод
рабочей
воды;
2
-
отсос
парогазовой
смеси;
3
-
сопла;
4
-
камера;
5
-
диффузор;
6
-
отвод
газоводяной
смеси

Для
вакуум
-
деаэрационных
установок,
работающих
при
давлении
0,2
-
0,3
кгс/см
2
широкое
применение
в
качестве
водоструйных
эжекторов
получили
отопительные
элеваторы
теплосети
Мосэнерго
(рис.
44,а),
у
которых
сопло
изготавливается
укороченным
таким
образом,
чтобы
расстояние
от
конца
сопла
до
начала
горловины
составляло
60
-
80
мм.
На
рис.
44,б
приведена
более
совершенная
конструкция
водо
струйного
эжектора,
разработанная
ЦКТИ
для
двухступенчатых
вакуумных
деаэраторов.
Производство
этих
эжекторов
совместно
с
вакуумными
деаэраторами
намечено
1972
г.
на
СЗТМ.
Технические
характеристики
эжекторов
приведены
в
табл.
11.
При
вертикальном
расположении
эжектора
давление
за
ним
определяется
в
основном
высотой
установки
эжектора
над
уровнем
воды
в
приемном
баке
(газоотделителе).
Согласно
данным
ВТИ
уменьшение
давления
в
сливной
трубе
над
эжектором
при
прочих
равных
условиях
приводит
к
уменьшению
давления
на
всасывающей
стороне
эжектора
и
увеличению
его
производительности.
Наиболее
целесообразно
располагать
водоструйный
эжектор
вертикально
и
обеспечивать
слив
из
него
отработанной
воды
через
вертикальный
трубопровод
под
уровень
приемного
бака.
Высоту
расположения
эжектора
над
уровнем
воды
в
приемном
баке
следует
принимать
в
соответствии
с
табл.
11.
Скорость
паровоздушной
смеси
перед
эжектором
следует
принимать
10
-
20
м/сек.
Для
котельных
с
водогрейными
котлами
могут
применяться
механические
вакуум
-
насосы
типа
РМК
и
ВВН.
Как
показывают
технико
-
экономические
расчеты
[34],
для
условий
отопительных
котельных
применение
механических
вакуум
-
насосов
обеспечивает
уменьшение
расхода
электроэнергии
по
сравнению
с
водоструйным
эжектором
с
подкачивающим
насосом
на
30
-
45%.
Таким
образом,
для
деаэрационных
установок
экономически
целесообразно
применение
механических
вакуум
-
насосов.
Однако
широкое
внедрение
в
отопительных
коте
льных
вакуум
-
насосов
станет
возможным
после
значительного
расширени
я
их
производства
отечественными
насосными
заводами.
Аккумулирующие
емкости
Деаэрационные
колонки
атмосферного
давления
струйного
типа
устанавливаются
на
баках
-
аккумуляторах,
обеспечивающих
аварийный
запас
воды
и
надежную
работу
питательного
насоса.
Объем
аккумуляторного
бака
выбирается
зависимости
от
производительности
деаэрационной
колонки
в
соответствии
с
требованиями
ГОСТ
16860
-
71.
Емкости
аккумуляторных
баков
к
серийно
выпускаемым
струйным
деаэрационным
колонкам
приведены
в
табл.
5
и
6.
Аккумул
ирующие
емкости
подпиточной
воды
тепловых
сетей
позволяют
устранить
большие
колебания
тепловых
нагрузок
ТЭЦ
и
котельных,

связанных
с
резкими
изменениями
расхода
воды
на
горячее
водоснабжение.
Емкость
бака
-
аккумулятора
согласно
нормам
технологического
проектирования
[3]
рассчитывается
на
шестичасовой
запас
подпиточной
воды,
производительность
деаэратора
выбирается
равной
ее
среднечасовому
расходу.

Таблица 11
Основные
характеристики
струйных
эжекторов системы ЦКТИ
Наименование
Е
диница
измерения
Давление в камере смешения, кгс/см
2
0,2
0,06
Тип эжектора
ЭВ
-
10
ЭВ
-
340
ЭВ
-
600
ЭВ
-
800
ЭВ
-
30
ЭВ
-
60
ЭВ
-
100
ЭВ
-
220
ЭВ
-
340
ЭВ
-
30
ЭВ
-
60
ЭВ
-
100
ЭВ
-
220
Расход рабочей воды
т/ч
10
340
600
800
30
60
110
220
340
30
60
110
220
Температура
рабочей
воды на входе
°С
30
30
30
30
10
10
10
10
10
30
30
30
30
Расход отсасываемых
неконденсируемых
газов
кг/ч
1,2
?5
170
230
1,35
3,5
6,8
17
25
3,8
10
15
20
Расход парогазовой
смеси
т/ч
0,006
?1,58
3,16
4,22
0,061
0,2
0,3
0,81
1,22
0,2
0,4
0.81
Напор насоса
м вод.ст.
28,5
25,4
27,0
28
24
30
23,3
32
25,4
24,0
30,0
23,3
Тип рекомендуемого
насоса
2К
-
6а
К
-
12
12НДс
12НДс
2К
-
6
3К
-
6а
4К
-
12а
8К
-
12
8К
-
12
2К
-
6
3К
-
6а
4К
-
12а
8К
-
Высота эжектора
мм
290
?
75/960
-
430
100/960
-
460
520
855
960
100
Высота
установки
эжектора (над
уровнем воды в баке
-
газоотделителе)
м
8
?0
1870
2075
520
855
960
1085
1110
8,25
7.8
8,5
Диаметр опускной
трубы
мм
57
x
3,5
9,0
9,0
9,0
9,2
8,2
9,1
8,1
9,0
108
x
4
133
x
4
191
x
6
24
Диаметр трубы
рабочей воды
мм
57
x
3,5
?5х8
426х9
478х9
108х4
133х4
194х6
245х7
325х8
76
x
3,5
108
x
4
108
x
4
159
Диаметр трубы отсоса
парогазовой смеси
мм
76
x
4
?9х6
245х7
325х8
76х3,5
108х4
108х4
159х4,5
216х6
108
x
4
159
x
4.5
159
x
4,5
24
Примечание,
Насос
12НДс
75/960
-
430
имеет
мощность
75
кВт
скорость
900 об/мин,
диаметр рабочего колеса 430 мм.

Опыт
эксплуатации
вакуум
-
деаэрационных
установок
показал,
что
бак
-
аккумулятор
может
служить
источником
повторного
заражения
деаэрированной
воды
воздухом.
Для
исключения
повторного
заражения
и
обеспечения
некоторого
снижения
содержания
кислорода
и
свободной
углекислоты
в
аккумуляторном
баке
необходимо
выполнять
следующие
мероприятия:
1)
подвод
деаэрированной
воды
и
отвод
ее
из
бака
должен
осуществляться
в
его
нижнюю
часть
перфорированными
коллекторами,
отверстия
в
коллекторах
должны
быть
ориентированы
вниз.
В
этом
случае
в
значительной
мере
будет
предотвращены
интенсивная
циркуляция
воды
в
баке,
конденсация
пара
на
поверхности
воды,
образование
вакуум
в
паровом
пространстве
бака
и,
как
след
ствие
указанно
повторное
заражение
деаэрированной
воды;
2)
над
поверхностью
воды
в
аккумулирующей
емкости
следует
поддерживать
избыточное
давление
пара
(по
отношению
к
атмосферному
давлению)
100
-
200
мм
вод.
ст.
за
счет
подачи
в
паровое
пространство
бака
пара
или
перегретой
воды.
Избыточное
давление
должно
поддерживаться
регулятором
давления.
Возможно
также
применение
пленкообразующего
герметика
ГТГ
-
2,
закрывающего
поверхность
воды
в
баке
-
аккумуляторе
и
предохраняющего
ее
от
контакта
с
воздухом;
3)
для
предотвращения
возможного
повышения
и
резкого
понижения
давления
в
баке
его
паровое
пространство
следует
соединять
с
атмосферой
гидрозатвором.
Для
обеспечения
постоянного
залива
к
гидрозатвору
следует
подвести
деаэрированную
воду.
Бак
-
аккумулятор
следует
о
борудовать
также
переливным
гидрозатвором;
4)
внутренняя
поверхность
бака
должна
иметь
антикоррозионное
покрытие.
Предохранительные
устройства
В
каждой
деаэрационной
установке
необходимо
предусмотреть
защиту:
а)
деаэратора
-
от
повышения
в
нем
давления,
опасного
с
точки
зрения
его
механической
прочности;
б)
бака
-
аккумулятора
-
от
переполнения
водой.
Для
деаэраторов
атмосферного
давления
в
качестве
защитных
устройств
широкое
распространение
получили
гидравлические
затворы
(рис.
45).
Высота
гидравлического
затвора
для
защиты
деаэраторов
атмосферного
давления
от
повышения
давления
должна
составлять
5
м,
диаметр
гидрозатвора
определяется
гидравлическим
расчетом
исходя
из
наибольшего
допустимого
давления
в
деаэраторе
1,7
кгс/см
2
.
Согласно
директивному
указанию
ТЭП
№
1907
-
Т
от
1961
г.
гидрозатворы
следует
устанавливать
на
паропроводе,
питающем атмосферный деаэратор,
за регулятором давления. Для барботажных деаэраторов ДСА, имеющих два
подвода пара, гидрозатвор должен присоединяться к паропроводу греющего
пара з
а регулирующим клапаном но ходу пара. Для барботажных

деаэраторов, имеющих один подвод пара на барботаж, гидрозатвор следует
присоединить к паровому пространству бака
-
аккумулятора.
Рис.
45.
Конструкции
гидрозатворов
деаэраторов
а
-
Уралэнергометалургпрома
комбинированный;
б
-
ОРГРЭС
для
защиты
от
повышения
давления;
в
-
ОРГРЭС
для
защиты
от
повышения
уровня
(перелив);
1
-
присоединение
к
деаэратору;
2
-
выхлоп
в
атмосферу;
3
-
перелив;
4
-
опорожнение;
5
-
опорожнение
и
залив;
6
-
бачок
Гидравлические
затво
ры
рассчитываются
на
наиболее
тяжелые
аварийные
условия,
которые
могут
возникнуть
в
случае
одновременного
поступления
в
деаэрационную
установку
максимального
количества
пара
из
всех
возможных
источников
при
полном,
прекращении
подачи
в
деаэратор
холодной
воды.
Максимальный
расход
пара
из
каждого
источника
в
деаэратор
определяется
пропускной
способностью
паропровода
при
полном
открытии
запорных
и
регулирующих
органов
и
максимальном
давлении
в
источнике
пара.
При
определении
максимального
расхода
пара
должен
учитываться
также
вторичный
нар,
образующийся
при
вскипании
перегретых
потоков
во
д
ы,
поступающих
в
деаэратор.
При
проектировании
деаэрационных
установок
следует
учитывать,
что
гидрозатворы
в
соответствии
с
техническими
требованиями
ГОСТа
на
деаэраторы
дол
жны
обеспечить
пропуск
максимального
расхода
пара
на
деаэратор
при
его
120%
-
ной
нагрузке
и
подогреве
воды
на
40°
С.
Для
объектов,
где
в
аварийных
ситуациях
при
максимальном
давлении
в
источнике
пара
и
полностью
открытом
регулирующем
клапане
на
деаэратор
может
поступать
расход
пара,
превышающий
максимально
необходимый,
следует
дополнительно
на
паропроводе
устанавливать
дроссельные
ограничительные
диафрагмы.
Дли
аварийного
сброса
избыточной
воды
из
деаэраторов
атмосферного
давлении
применяются
гидрозатворы
или
сигнализаторы
уровня
типа
ПШ
-
64
с
электромагнитных
клапаном
на
дренажной
линии.
Высота
гидрозатвора
должна
составлять
5
м,
а
его
диаметр
определяется
в
зависимости
от
максимальной
производительности
деаэратора.
Производительность
колонки,
т/ч
25
75
100
150
200
300
Диаметр
гидрозатвора,
мм
70
100
100
125
150
150

В
атмосферных
термических
деаэраторах
обычно
устанавливают
комбинированные
гидрозатворы
(рис.
45).
которые
одновременно
выполняют
роль
защитных
устройств
от
повышения
давления
и
уровня
в
баке
-
аккумуляторе.
При
проектировании
вакуумных
деаэраторов
также
необходимо
предусматривать
их
защиту
от
повышения
давления,
опасного
с
точки
зрения
механической
прочности,
и
от
переполнения
водой.
Наиболее
простой
схемой,
обеспечивающей
указанную
выше
защиту
деаэратора,
является
его
установка
на
высоте,
обеспечивающей
слив
воды
самотеком
в
бак
-
аккумулятор.
На
трубопроводе
деаэрированной
воды
не
должно
при
этом
устанавливаться
регулирующих
и
запорных
органов,
а
бак
-
аккумулятор
должен
оборудоваться
гидроз
атвором,
рассчитанным
на
пропуск
максимального
расхода
воды,
который
может
поступать
в
деаэратор
при
аварийных
ситуациях.
Если
между
деаэратором
и
аккумуляторным
баком
устанавливается
насос,
то
перед
ним
на
трубопроводе
деаэрированной
воды
следует
устанавливать
гидрозатвор.
Высота
гидрозатвора
определяется
в
зависимости
от
места
его
присоединения
к
системе,
а
его
диаметр
-
по
максимальному
расходу
воды,
который
может
поступать
в
деаэратор
при
аварийных
ситуациях.
На
первых
опытных
конструкциях
вакуумных
деаэраторов
ДСВ
-
400,
ДСВ
-
800
и
ДСВ
-
1200
устанавливались
предохранительные
взрывные
диафрагмы,
которые
не
оправдали
себя
в
эксплуатации,
и
в
соответствии
с
решением
Междуведомственной
комиссии
исключены
из
конструкции
деаэраторов.
В
настоящее
врем
я
для
зашиты
вакуумных
деаэраторов,
кроме
указанного
выше
гидрозатвора,
рекомендуется
дополнительно
устанавливать
аварийный
уровнемер,
который
приваривается
к
двум
штуцерам
на
высоте
600
и
1100
мм
от
нижней
образующей
деаэратора.
При
аварийной
ситуации
импульс
от
уровнемера
подается
на
закрытое
регулятора
постоянного
расхода
исходной
воды
и
задвижек
с
электроприводом,
установленных
на
трубопроводах
исходной
и
перегретой
воды.
При
питании
вакуумного
деаэратора
водопроводной
водой
рекомендуется
дополнитель
но
к
указанным
выше
устройствам
устанавливать
на
трубопроводе
исходной
воды
гидравлический
клапан.
При
повышении
давления
клапан
перекрывает
подачу
исходной
воды
в
деаэратор.
При
подводе
к
вакуумным
деаэраторам
в
качестве
греющей
среды
пара
необходимо
на
паропроводе
между
деаэратором
и
регулятором
давления
устанавливать
предохранительный
гидрозатвор.
Глава
3.
Включение
деаэраторов
в
схемы
тепловых
установок
3.1.
Отопительно
-
производственные
котельные
В
отопительно
-
производственных
котельных
для
обработки
питательной
воды
широкое
распространение
получили
термические
деаэраторы

атмосферного
давления.
Однако
высокая
температура
воды
за
деаэратором
(102
-
104°
С)
нежелательна
по
следующим
соображениям:
1)
при
низком
рабочем
давлении
пара
на
котлах
не
удается
охладить
уходящие
газы
до
экономически
целесообразной
температуры;
2)
для
надежной
работы
питательных
насосов
деаэратор
приходится
устанавливать
на
отметке
не
менее
7
-
8
м.
Для
устранения
указанных
недостатков
в
отопительно
-
производственных
котельных
атмосферные
деаэраторы
применялись
в
комбинации
с
водоводяными
теплообменниками,
в
которых
осуществлялся
подогрев
исходной
и
охлаждение
деаэрированной
воды
до
температуры
70
-
75°
С.
Установка
регенеративных
теплообменников
являлась
сложным
и
неэкономичным
решением.
Кроме
того,
при
этой
схеме
не
всегда
удавалось
охладить
деаэрированную
воду
до
желательной
температуры,
так
как
химически
умягченная
вода,
направляемая
в
деаэратор,
предварительно
используется
для
охлаждения
выпара.
Недостатком
данной
схемы
явля
лось
и
то,
что
внутри
трубной
системы
подогревателей
двигалась
недеаэрированная
вода.
Это
приводило
к
интенсивной
коррозии
трубок,
изготовленных
из
латуни
Л
-
68.
В
новых
типовых
проектах
отопительно
-
производственных
котельных
ГПИ
Сантехпроект
применил
двухступенчатые
деаэраторы
атмосферного
давления
системы
ЦКТИ,
которые
при
температуре
химически
умягченной
воды
25
-
30°С
обеспечивают
требуемое
качество
деаэрированной
воды.
Это
позволило
отказаться
от
предварительного
подогрева
воды
перед
деаэратором
и
исключить
из
схемы
регенеративные
подогреватели.
Для
обеспечения
н
адежной
работы
центробежных
питательных
насосов
на
деаэрированной
воде
с
температурой
104°С
ГПИ
Сантехпроект
предусмотрел
установку
двухступенчатых
деаэраторов
на
отметке
7
-
8
м.
В
котельных,
работающих
на
твердом
топливе,
деаэраторы
располагаются
в
зданиях,
строительная
высота
которых
достигает
10
-
14
м.
В
котельных,
работающих
на
газе
и
мазуте,
где
высота
зданий
не
превышает
6
-
7
м,
деаэраторы
устанавливаются
на
открытых
площадках
рядом
со
зданием.
Весьма
перспективным
для
производственно
-
отопительных
котельных
является
применение
вакуумных
деаэраторов,
обеспечивающих
температуру
питательной
воды
70°С.
Замена
деаэраторов
атмосферного
давления
вакуумными
деаэраторами
позвол
яет
обеспечить
надежную
работу
питательных
насосов,
экономически
целесообразную
температуру
уходящих
газов,
позволяет
отказаться
от
дополнительных
теплообменников
и
упростить
тепловую
схему
котельной.
Вакуумные
деаэрационные
колонки
могут
устанавливаться
на
открытом
воздухе
и
не
требуют
строительной
высоты
здания.
Атмосферные
термические
деаэраторы
целесообразно
применять
в
том
случае,
если
температура
исходной
воды,
направляемой
в
деаэраторы,
более
80°
С.
Это
может
иметь
место
в
отопительных
котельных,
где
потери
конденсата
незначительны.
В
условиях
производственно
-
отопительных
котельных
всегда
имеются
значительные
потери
конденсата
и
средняя
температура
исходной
воды,
поступающей
в
деаэратор,
ниже
80°С.

Схема
включения
вакуумных
деаэраторов
в
систему
пи
тательной
воды
приведена
на
рис.
16.
Температура
химически
умягченной
воды
обычно
составляет
около
15
-
30°
С.
С
этой
температурой
вода
подастся
на
верхнюю
тарелку
вакуумного
деаэратора
(см.
рис.
27).
Часть
этого
потока
направляется
в
охладитель
выпара
поверхностного
типа.
Для
обеспечении
необходимого
расхода
выпара
при
всех
нагрузках
деаэратора
расход
воды
на
охладитель
выпара
должен
соответствовать
поминальной
производительности
и
поддерживаться
постоянным.
При
наличии
возврата
конденсата
его
следует
н
аправлять
на
перепускную
тарелку
вакуумного
деаэратора.
Деаэрированная
вода
с
температурой
70°
С
самот
е
ком
поступает
в
дыхательный
бак.
Уровень
воды
в
баке
поддерживается
регулятором
уровня,
воздействующим
на
регулирующий
клапан
и
обеспечивающим
требуемую
производительность
деаэратора.
Пар
в
вакуумный
деаэратор
подводится
под
барботажный
лист.
Расход
пара
должен
обеспечить
подогрев
воды
до
температуры
насыщения
и
требуемый
расход
выпара.
Выпар
направляется
в
охладитель,
расположенный
непосредственно
над
деаэратором.
Здесь
пар
конденсируется,
и
конденсат
возвращается
па
верхнюю
тарелку
колонки,
а
неконденсирующиеся
газы
отсасываются
эжектором
или
вакуумным
насосом.
Обеспечение
необходимого
расхода
греющего
пара
на
деаэратор
производится
регулирующим
клапан
ом
с
соответствующей
системой
автоматики.
Для
исключения
возможности
заражения
деаэрированной
воды
воздухом
над
уровнем
воды
в
дыхательном
баке
поддерживается
паровая
подушка
за
счет
подачи
определенного
количества
пара.
Незначительное
избыточное
давление
пара
в
подушке
поддерживается
регулятором
давления.
Применение
вакуумных
деаэраторов
взамен
декарбонизаторов
весьма
целесообразно
в
системах
H
-
Na
-
катионирования.
В
этом
случае
из
питательной
воды
удаляется
не
только
свободная
углекислота,
но
и
кислород.
На
рис.
47
приведена
разработанная
ЦКТИ
схема
включения
вакуумного
деаэратора
в
систему
H
-
Na
-
катионирования
питательной
воды
котлов.
Насосы
сырой
воды
1
направляют
воду
в
пароводяной
подогреватель
2,
где
вода
подогревается
до
температуры
20
-
25°
С.
Затем
во
да
двумя
параллельными
потоками
направляется
на
H
-
Na
-
катионитовые
фильтры,
откуда
поступает
в
общий
коллектор
5.
Вода
после
первой
ступени
фильтров
содержит
большое
количество
свободной
углекислоты,
значительная
часть
которой
при
существующей
схеме
удаляется
в
декарбонизаторе.
Одновременно
в
декарбонизаторе
происходит
полное
насыщение
воды
воздухом
В
этих
условиях
имеет
место
интенсивная
коррозия
питательного
тракта
до
атмосферных
деаэраторов
и
существенное
повышение
содержания
окислов
железа
в
питательной
воде.
Вакуум
-
деаэрационная
установка
предназначена,
с
одной
стороны,
удалить
свободную
углекислоту
и
тем
самым
заменить декарбонизатор, с другой
стороны
-
удалить из воды кислород. Вакуумный деаэратор в разработанной
схеме подключен к коллектор
у 5 вместо декарбонизатора. В этом случае вода

поступает в вакуумный деаэратор 6, деаэрируется, а затем направляется в
аккумуляторный бак 9.
Рис.
46.
Схема
включения
двухступенчатых
вакуумных
деаэраторов
в
систему
питательной
воды
котлов
1
-
вакуммный
деаэратор;
1
-
охладитель
выпара;
3
-
бак
-
аккумулятор
(дыхательный
бак);
4
-
питательный
насос;
5
-
подвод
химически
умягченной
воды;
6
-
подвод
конденсата;
7
-
подвод
пора;
8
-
отвод
деаэрированной
воды;
9
-
отсос
паровоздушной
смеси;
10
-
регулятор
уровня;
11
-
регулятор
давления;
12
-
предохранительное
устройство
Для
предотвращения
заражения
деаэрированной
воды
в
бак
-
аккумулятор
подается
пар,
создающий
в
нем
паровую
подушку.
Перед
деаэратором
по
ходу
пара
установлены
паровой
вентиль
и
регулирующий
клапан.
Рис.
47.
Схема
включения
вакуумного
деаэратора
в
систему
H
-
Na
-
катионирования
взамен
декарбонизатора
1
-
насос;
2
-
подогреватель;
3
-
H
-
катионитовые
фильтры:
4
-
N
a
-
катионитовые
фильтры;
5
-
коллектор;
6
-
вакуумный
деаэратор;
7
-
охладитель
выпара;
8
-
пароструйный
эжектор;
9
-
бак
-
аккумулятор;
10
-
буферные
фильтры;
11
-
подвод
пара
к
деаэратору;
12
-
подвод
пара
на
паровую
подушку;
13
-
выхлоп
в
атмосферу;
14
-
отсос
неконденсирующихся
газов;
15
-
отвод
конденсата
из
эжектора;
16
-
регулятор
давления
Выпар
из
деаэратора
отводится
в
поверхностный
охладитель
выпара
7,
установленный
непосредственно
над
деаэратором.
Конденсат
выпара
возвращается
в
деаэратор,
а
неконденсирующиеся
газы
отсасываются
по
трубопроводу
14
двухступенчатым
эжектором
типа
ЭП
-
2
-
400
-
3.
Охлаждающей
водой
для
парового
эжектора
8
и
охладителя
выпара
7
служит
сырая
вода
до
поступления
в
подогреватель
2.

3.2.
Тепловые
сети
Тепловые
сети
ТЭЦ
Широкое
применение
систем
теплоснабжения
с
непосредственным
водоразбором
вызывает
необходимость
деаэрации
на
ТЭЦ
значительных
по
величине
добавок
подпиточной
воды,
которые
исчисляются
сотнями,
а
иногда
и
тысячами
тонн
воды
в
час.
Требования
к
качеству
этой
воды
ужесточаются,
и
в
настоящее
время
остаточное
содержание
кислорода
в
подпиточной
воде
должно
быть
не
выше
50
мкг/кг,
а
свободная
углекислота
должна
отсутствовать
[12,
13].
Вода
для
систем
теплоснабжения
с
открытым
водоразбором
должна,
кроме
того,
отвечать
требованию
санитарных
норм
ГОСТ
2374
-
54
«Вода
питьевая,
нормы
качества»,
а
источники
водоснабжения
должны
отвечать
требованиям
ГОСТ
2761
-
57
«Источники
централизованного
хозяйственно
-
питьевого
водоснабжения».
Обеспечение
глубокой
деаэрации
подпиточной
воды
позволяет
защитить
основные
и
пиковые
подогреватели,
водогрейные
котлы
и
тепловые
сети
от
интенсивной
коррозии,
устранить
недопустимое
повышение
содержания
окислов
железа
в
воде
и
предотвратить
повышение
ее
цветности.
Резкое
повышение
расходов
подпиточной
воды
и
упрощение
схемы
ее
химического
умягчения
повысили
удельный
вес
деаэратора
как
составной
части
системы
водоподготовки,
а
применение
теплофикационных
турбин
Т
-
100
и
Т
-
250,
имеющих
ступенчатый
подогрев
сетевой
воды,
создали
возможность
для
значительного
повышения
экономичности
ТЭЦ
при
рациональной
схеме
включения
термических
деаэраторов
[35].
В
настоя
щее
время
на
ТЭЦ
широкое
распространение
получила
схема
деаэрации
подпиточной
воды
в
деаэраторах
атмосферного
давления
(рис.
48).
Вода
из
городского
водопровода
проходит
последовательно
охладитель
выпара,
водоводяные
охладители
деаэрированной
воды,
основные
и
пиковые
подогреватели
и
с
температурой
95
-
100°
С
поступает
в
деаэратор
атмосферного
давления,
который
питается
отборным
паром.
Деаэрированная
вода
с
температурой
104°С
охлаждается
до
70°
в
водоводяных
охладителях
и
направляется
в
баки
-
аккумуля
торы,
а
оттуда
поступает
на
подпитку
тепловой
сети.
Схема
с
деаэраторами
атмосферного
давления
имеет
следующие
недостатки:
1)
большие
потери
конденсата,
достигающие
согласно
данным
В.
С.
Бунина
(ВТИ)
в
зависимости
от
нагрузки
на
горячее
водоснабжение
1,6
-
2,8%
для
Т
-
100
-
130
и
1,0
-
1,6%
для
Т
-
250
-
240
от
годового
расхода
пара
на
турбоустановку;
2)
снижение
экономичности
вследствие
использования
высокопотенциальных
отборов
турбин
и
усложнение
тепловой
схемы
ТЭЦ
при
использовании
турбин
со
ступенчатым
подогревом
сетевой
воды;
3)
необходимость
установки
подогревателей
и
водоводяных
охладителей,
работающих
на
недеаэрированной
воде,
что
приводит
к
их
интенсивной

коррозии
и
снижает
надежность
и
экономичность
теплосиловой
установки;
4)
значительные
габариты
деаэрационной
установки
вследствие
расположения
под
деаэрационной
колонкой
бака
-
аккумулятора,
который
при
наличии
группового
аккумуляторного
бака
можно
исключить
из
схемы;
5)
отсутствие
в
настоящее
время
серийно
выпускаемых
отечественной
промышленностью
деаэрационных
колонок
атмосферного
давления
производительностью
выше
300
т/ч
и
необходимость
установки
значительного
числа
таких
колонок
на
одной
станции;
6)
незначительный
подогрев
воды
в
деаэраторе,
что
не
позволяет
обеспечить
высокое
качество
деаэрированной
воды.
Более
экономичной
является
схема
деаэрации
воды
в
вакуумных
деаэраторах.
Применение
вакуумных
деаэраторов
в
схемах
турбин
Т
-
100
и
Т
-
250
позволяет
упростить
тепловую
схему
турбины,
сократить
количество
вспомогательного
оборудования,
лик
видировать
потерю
конденсата
из
питательной
системы
ТЭЦ,
увеличить
мощность
турбины
за
счет
снижения
давления
пара
в
отборах
и
значительно
увеличить
годовую
выработку
электроэнергии
на
тепловом
потреблении.
На
рис.
49
приведена
схема
включения
одноступенчатых
вакуумных
деаэраторов
[28]
струйного
типа.
Вода
из
городского
водопровода
подогревается
последовательно
во
встроенном
пучке
конденсатора,
предвключенном
подогревателе
и
с
температурой
75
-
81°
С
поступает
в
колонку
горячею
потока
вакуумного
деаэратора.
Часть
холодной
воды,
минуя
подогреватель,
направляется
на
охлаждение
эжектора,
а
затем
поступает
в
колонку
холодного потока. Деаэрированная вода с температурой
70° С направляется в баки
-
аккумуляторы, откуда подается на подпитку
тепловой сети.
Рис.
4
8.
Схема
деаэрации
подпиточной
воды
в
деаэраторах
атмосферного
давления
при
непосредственном
водоразборе
1
-
пиковый
котел;
2
-
турбина;
3
-
вода
из
городского
водопровода;
4
-
встроенные
теплофикационные
пучки;
5
-
насос;
6
-
система
химического
умягчения
воды;
7
-
водоводяной
теплообменник;
8
-
подогреватели
подпиточной
воды;
9
-
деаэратор
атмосферного
давления;
10
-
бак
-
аккумулятор;
11
-
основной
сетевой
подогреватель;
12
-
пиковый
сетевой
подогреватель.
Несколько
опытных
одноступенчатых
вакуумных
де
аэраторов
(см.
рис.
24)
были
изготовлены
Черновицким
машиностроительным
заводом,
и
в
настоящее
время
имеется
опыт
их
эксплуатации,
который

показал
следующие
недостатки
этой
схемы:
1)
отсутствие
устойчивого
удаления
кислорода
в
широком
диапазоне
изменения
производительности
деаэратора;
2)
слабое
удаление
свободной
углекислоты
и
вследствие
этого
интенсивная
коррозия
тепловых
сетей
и
теплосилового
оборудования
и
повышенное
содержание
окислов
железа
в
сетевой
воде;
3)
интенсивная
коррозия
пред
включенных
подогревателей
и
конденсаторов
при
их
работе
на
ухудшенном
вакууме;
4)
сложность
регулирования
работы
одноступенчатых
вакуумных
деаэраторов,
вызванная
необходимостью
поддержания
строгого
соотношения
холодного
и
горячего
потоков,
и
трудность
автоматизации
п
оддержания
этого
соотношения.
Для
устранения
указанных
недостатков
ЦКТИ
совместно
с
институтами
«Теплоэлектропроект»
и
«Промэнергопроект»
разработана
новая
схема
деаэрации
подпиточной
воды
с
двухступенчатыми
вакуумными
деаэраторами
системы
ЦКТИ,
приведенная
на
рис.
50
применительно
к
турбоустановке
Т
-
100
130.
Вода
из
питьевого
водопровода
16
насосами
2
подается
на
химводоочистку
12,
предварительно
нагреваясь
во
встроенном
в
конденсатор
3
пучке
турбоустановки
4.
После
химводоочистки
вода
поступает
в
вакуумный
деаэратор
1,
рассчитанный
на
среднюю
величину
подпитки.
В
качестве
греющей среды используется прямая сетевая вода 14 из
всасывающей линии сетевых насосов 9. Из деаэратора вода с температурой
40
-
45°С подпиточными насосами 6 подается в обратную м
агистраль и
поступает во всасывающий патрубок подпорных насосов 7. Затем вода
нагревается в основных бойлерах 8 турбоустановки и сетевыми насосами 9
подается в прямую магистраль. Часть воды, необходимая для дегазации
подпиточной воды, поступает в деаэратор
, вакуум в котором создается
пароструйным эжектором 13.
Рис.
49.
Схема
включения
одноступенчатых
вакуумных
деаэраторов
в
систему
теплоснабжения
с
непосредственным
водоразбором.
13
-
предвключенный
подогреватель
подпиточной
воды;
14
-
одноступ
е
нчатый
ваку
умный
деаэратор;
остальные
обозначения
см.
рис.
48
Поддержание
постоянной
температуры
деаэрированной
воды
осуществляется
с
помощью
регулятора
17,
установленного
на
подводе
греющей
сетевой
воды
с
импульсом
по
давлению
в
вакуумном
деаэраторе
(Р
ном
=
0,075
кгс/см
2
).
Этот
расход
является
переменным
в
течение
года,
достигая
максимального
значения
(33%)
в
конце
отопительного
периода.
Это
объясняется
уменьшением
температуры
сетевой
воды
при
повышении
температуры

наружного
воздуха
при
постоянных
расходах
и
температуре
подпиточной
воды
на
входе
в
деаэратор.
Это
приводит
к
необходимости
выбора
насосов,
подающих
деаэрированную
воду
в
обратную
магистраль
на
расход,
определяемый
величиной
средней
подпитки,
суммированной
с
максимальным
расходом
греющей
воды.
Греющая
вода
циркулирует
по
замкнутому
контуру:
деаэратор
-
обратная
магистраль
-
основные
бойлеры
турбин
-
деаэратор.
Соответствие
производительности
подпиточных
насосов
6
поступлению
в
деаэратор
достигается
с
помощью
регулятора
18,
установленного
на
напо
рном
трубопроводе
от
насосов,
с
импульсом
по
уровню
в
коллекторе
5,
в
который
подводится
деаэрированная
вода
из
секций
вакуумного
деаэратора.
Этот
коллектор
представляет
собой
горизонтальную
трубу
диаметром
1200
мм,
установленную
под
деаэраторами.
Все
секции
деаэратора
соединяются
между
собой
по
подводу
и
отводу
воды
и
воздушному
пространству,
что
позволяет
рассматривать
их
как
один
сосуд,
с
единой
точкой
замера
уровня
и
единой
защитой
от
переполнения.
Рис.
50.
Принципиальная
схема
деаэрации
подпиточной
воды
тепловых
сетей
ТЭЦ
с
двухступенчатыми
вакуумными
деаэраторами
Защита
деаэратора
от
переполнения
обеспечивается
гидрозатвором.
установленным
на
всасывающей
линии
подпиточных
насосов.
Необходимо
различать
два
режима
работы
схемы:
1.
Расход
воды
на
горячий
водоразбор
равен
или
больше
среднего.
2.
Расход
воды
на
горячий
водоразбор
меньше
среднего.
При
работе
в
первом
режиме
обратная
сетевая
вода
после
смешения
с
деаэрированной
водой
поступает
на
подпорные
насосы
7,
последовательно
нагревается
в
обеих
ступенях
подогрева
8
и
подается
во
всасывающую
линию
сетевых
насосов.
Из
всасывающей
линии
часть
воды
поступает
в
деаэратор
1
для
деаэрации
подпиточной
воды,
а
остальная
-
сетевыми
насосами
9
подастся
в
сеть.
В
случае
необходимости
эта
вода
дополнительно
нагревается
в
пиковых
источниках
тепла.
Необходимая
сверх
средней
подпитка
теплосети
осуществляется
подпиточными
насосами
теплосети
11
из
аккумуляторных
баков
10.
При
работе
во
втором
режиме
избыток
подпиточной
воды
направляется
в
аккумуляторный
бак
10
через
регулятор
19,
работающий
по
импульсу
давления
в
обратной
магистрали.
Температура
воды,
подаваемой
в
аккумуляторные
баки,
должна
строго
соответствовать
температуре
воды
горячего
водоразбора,
так
как
в
противном
случае
при
колебан
ии
расхода
воды
на
горячий
водоразбор
будет
колебаться
и
нагрузка,
покрываемая
из
отборов
турбин
с
соответствующим
недоотпуском
тепла
и,
следовательно,
недовыработкой
электроэнергии
на
тепловом
потреблении.

Постоянство
температуры
воды,
поступающей
в
аккумуляторные
баки,
обеспечивается
с
помощью
регулятора
20
подмешиванием
холодной
сетевой
воды,
забираемой
до
нижнего
бойлера
турбоустановки.
Новая
схема
позволяет:
1.
Обеспечить
работу
всех
подогревателей
на
деаэрированной
воде
и
значительно
повысить
над
ежность
работы
тепловой
сети,
снизить
содержание
окислов
железа
и
цветность
воды
горячего
водоразбора.
2.
Упростить
тепловую
схему
и
схему
автоматизации
системы
подпиточной
воды.
3.
Значительно
повысить
качество
деаэрированной
воды.
4.
В
ряде
случаев
повысить
экономичность
станции.
Технико
-
экономические
расчеты,
выполненные
В.
С.
Буниным
(ВТИ),
показывают,
что
применение
двухступенчатых
вакуумных
деаэраторов
взамен
деаэраторов
атмосферного
давления
в
системе
теплоснабжения
с
непосредственным
водоразбором
дает
годовую
экономию
топлива
4,7
тыс.
т
условного
топлива
или
14
г
условного
топлива
на
каждую
присоединенную
гига
-
калорию
тепла
при
средней
относительной
нагрузке
горячего
водоснабжения
Q
ср.
г.в.
=
0,15
и
7,3
тыс.
т
условного
топлива
или
21
т
у.т./Гкал
при
Q
ср.
г.в.
=
0,3
с
турбинами
Т
-
100
-
130.
На
ТЭЦ
с
турбоустановками
Т
-
250
-
240
эта
экономия
составляет
соответственно
10,3
тыс.
т
условного
топлива
или
18
т
у.т./Гкал
и
19,2
тыс.
т
условного
топлива
или
33
т
у.т./Гкал.
Технико
-
экономические
расче
ты,
выполненные
Ленинградским
отделением
института
«Промэнергопроект»,
показывают,
что
применение
схемы
деаэрации
подпиточной
воды
с двухступенчатыми вакуумными
Рис.
51.
Схема
включения
вакуумного
деаэратора
в
систему
H
-
катионирования
подпиточной
воды
тепловой
сети
ТЭЦ
1
-
H
-
катионитовые
фильтры;
2
-
пароструйный
эжектор;
5
-
охладитель
выпара;
4
-
декарбонизатор;
5
-
бак
-
аккумулятор;
6
-
колония
вакуумного
деаэратора;
7
-
подпиточные
насосы;
8
-
подогреватель
перегретой
воды;
9
-
дренажный
бак;
10
-
конденсатные
насосы;
11
-
подвод
исходной
воды;
12
-
отвод
воды
в
деаэраторы
атмосферного
давления.
деаэраторами
обеспечивает
экономический
эффект
по
сравнению
со
схемой
с
одноступенчатыми
вакуумными
деаэраторами
в
размере
29
тыс.
руб.
в
год
для
турбоустановки
Т
-
100
-
130
при
установке
на
ТЭЦ
трех
и
более
таких

агрегатов.
При
установке
меньшего
количества
агрегатов
обе
схемы
экономически
равноценны.
В
настоящее
время
институты
«Теплоэлектропроект»
и
«Промэнергопроект»
применяют
в
проектах
электроста
нций
двухступенчатые
вакуумные
деаэраторы
для
подпиточной
воды
тепловых
сетей
в
соответствии
с
приведенной
выше
тепловой
схемой.
Для
глубокой
деаэрации
подпиточной
воды
тепловых
сетей
ТЭЦ
весьма
целесообразна
замена
дскарбоиизаторов
вакуумными
деаэраторами
в
системах
умягчения
воды
по
методу
H
-
катионирования.
Такая
схема
осуществлена
ЦКТИ
на
Рижской
ТЭЦ
(рис.
51).
Исходная
вода
после
механических
фильтров
проходит
последовательно
системы
охлаждении
двухступенчатого
парового
эжектора
2,
охладителя
выпара
3
и
направляется
в
Н
-
катионитовые
фильтры
1.
Затем
вода,
содержащая
80
-
100
мг/кг
свободной
двуокиси
углерода,
по
старой
схеме
направляется
в
декарбонизатор
4,
откуда
насосами
7
подается
в
деаэраторы
атмосферного
давления.
Остаточное
содержание
двуокиси
угле
рода
за
декарбонизатором
составляет
8
-
10
мг/кг,
а
содержание
кислорода
-
9
-
11
мг/кг.
В
этих
условиях
имеет
место
интенсивная
коррозия
трубопроводов
до
деаэратора
атмосферного
давления
и
увеличение
содержания
окислов
железа
в
подпиточной
воде.
Согласно
новой
схеме
вакуумный
деаэратор
подключен
к
коллектору
до
декарбонизатора,
который
при
работе
деаэратора
отключается.
В
этом
случае
вода
поступает
в
вакуумный
деаэратор
6,
деаэрируется,
а
затем
направляется
в
аккумуляторный
бак
декарбонизатора
5.
Для
предотвращения
заражения
деаэрированной
воды
воздухом
в
бак
декарбонизатора
подает:я
пар,
создающий
в
нем
паровую
подушку.
На
напорной
липки
насосов
7
установлен
поверхностный
подогреватель
8,
в
котором
осуществляется
перегрев
определенного
количества
деаэ
рированной
воды,
направляемой
затем
в
деаэратор
в
качестве
греющей
среды.
Тепловые
сети
котельных
с
паровыми
и
водогрейными
котлами
Применение
вакуумных
деаэраторов
для
обработки
подпиточной
воды
тепловых
сетей
производственно
-
отопительных
котельных
является
весьма
целесообразным.
В
этом
случае
по
сравнению
со
схемой
деаэрации
питательной
воды
(см.
рис.
46)
дополнительно
устанавливается
пароводяной
теплообменник,
в
котором
происходит
подогрев
основного
потока
исходной
коды
до
температуры
не
выше
55°
С.
Это
позволяет
свести
к
минимуму
потери
конденсата
с
греющим
паром.
В
остальном
принципиальная
схема
включения
деаэратора
остается
без
изменений.
Температуря
деаэрированной
воды
составляет
70°
С.
Для
исключения
потери
конденсата
при
питании
тепловых
сете
й
деаэрированной
водой
рекомендуется
следующая
схема
включения

вакуумных
деаэраторов
в
котельных
с
паровыми
котлами
(рис.
52).
Вода
из
системы
химического
умягчения
подогревается
в
пароводяном
подогревателе
13
до
температуры
не
выше
55°С
и
направляется
в
вакуумный
деаэратор.
После
колонки
деаэрированная
вода
с
температурой
70°
С
направляется
в
дыхательный
бак
3.
Часть
деаэрированной
воды
насосом
4
направляется
в
пароводяной
подогреватель
13,
где
перегревается
выше
температуры
насыщения,
соответствующей
давлению
в
колонке,
а
затем
поступает
под
барботажный
лист
вакуумного
деаэратора.
Выделившийся
при
вскипании
этого
потока
воды
пар
барботирует
основной
поток
воды
и
догревает
его
до
температуры
насыщения
70°
С.
Поддержание
постоянного
давления
в
деаэраторе
осуществляется
регулирующим
клапаном,
установленным
на
трубопроводе
подвода
перегретой
воды.
Приведенная
схема
рекомендуется
также
к
применению
дли
деаэрации
воды
в
тепловых
пунктах
закрытых
систем
теплоснабжения.
В
качестве
греющей
среды
для
подогревателей
в
этом
случае
используется
прямая
вода
теплосети.
Для
деаэрации
подпиточной
воды,
направляемой
на
горячее
водоснабжение,
определенное
распространение
получила
вакуум
-
деаэрационная
установка,
разработанная
МИСИ
им.
В.
в.
Куйбышева
(рис.53)
[30].
Вода
под
напором
городского
водопровода
поступает
к
эжекторам,
которые
отсасывают
паровоздушную
смесь
из
деаэратора.
Смесь
воды
и
газов
направляется
в
открытый
бак,
где
происходит
отделение
газов.
Вода
из
бака
поступает
в
деаэрационную
колонку,
а
зат
ем
в
бак
-
аккумулятор.
В
установке
имеются
два
основных
эжектора
и
один
рециркуляционный.
Последний
находится
в
работе
постоянно
и
служит
для
удаления
воздуха,
поступающего
через
неплотности
системы,
в
то
время
как
первые
два
включаются
и
выключаются
в
зависимости
от
производительности
деаэратора.
Низ
бака
-
аккумулятора
располагается
выше
оси
питательного
насоса
на
2
-
2,5
м,
эжекторы
-
на
высоте
4,5
-
5
м
от приемного бака. Деаэрационная
установка снабжается системой автоматики, выполняющей следующие
зад
ачи: изменение производительности деаэратора, поддержание
минимального уровня воды в приемном баке и исключение присосов воздуха
через приемное отверстие всасывающей трубы.

Р
и
с.
5
2.
Схема
включения
вакуумных
деаэраторов
в
систему
подпиточной
воды
тепловых
сетей
без
потери
конденсата
1
-
вакуумный
деаэратор;2
-
охладитель
выпара;
3
-
бак
-
аккумулятор;
4
-
питательный
насос;
5
-
подвод
химически
умягченной
воды;
6
-
подпитка
теплосети;
7
-
подвод
пара;
8
-
отвод
деаэрированной
воды;
9
-
отсос
паровоздушной
смеси;
10
-
регулятор
уровня;
11
-
регулятор
давления;
12
-
предохранительное
устройство;
13
-
пароводяной
подогреватель;
14
-
отвод
конденсата;
15
-
подвод
перегретой
деаэрированной
воды
Н
а
базе
данной
схемы
институтом
«Моспроект»
была
разработана
вакуум
-
де
аэрационная
установка
(рис.
51),
получившая
широкое
распространение
для
деаэрации
подпиточной
воды
в
котельных
с
водогрейными
котлами.
Вода
с напорной
линии подпиточного насоса 8 поступает к эжекторам 4, которые отсасывают
паровоздушную смесь из
деаэратора. Смесь воды и газов направляется в
открытый бак 5, где происходит отделение газов. Вода из бака подсасывается
в деаэрационную колонку 2 струйного типа (см. рис. 6). В смесительном
устройстве колонки эта вода смешивается с основным потоком, перег
ретым
относительно температуры насыщения в подогревателях 6. Греющей средой
в схеме служит прямая сетевая вода. После деаэрации вода поступает к
подпиточному насосу 8.
Основными недостатками данной схемы являются: отсутствие глубокой
дегазации воды в однос
тупенчатом деаэраторе, возможность вторичного
заражения деаэрированной воды, работа подогревателей на
недеаэрированной воде и неустойчивая работа водоструйных эжекторов из
-
за
переменного расхода рабочей воды.
Рис.
53.
Схема
вакуум
-
деаэрационной
установки
МИСИ
им.
В.
В.
Куйбышева
1
-
бак
-
аккумулятор;
2
-
деаэрационная
колонка;
3
-
приемный
бак;
4
-
рабочие
эжекторы;
5
-
рециркуляцион
-
ный
эжектор;
6
–
автомати
-
ческий
запорный
клапан;
7
-
гидрореле;
8
-
автомат
всасы
-
вания; 9
-
водомер:
10
-
центробежные
насосы;
11
-
отсос
паровоздушной
смеси
Для
обеспечения
надежной
дегазации
воды
в
котельных
с
водогрейными
котлами
рекомендуется
схема
с
двухступенчатым
вакуумным
деаэратором,
разработанная
ЦКТИ
совместно
с
Укргипроэнерго
(рис.
55)
Исходная
вода

после
системы
химического
умягчении
подогревается
в
водоводяном
подогревателе
3
прямой
водой
теплосети
до
температуры
55°
С
и
подается
в
вакуумный
деаэратор.
В
качестве
греющей
среды
используется
прямая
вода
теплосети
с
температурой
110
-
150°
С
непосредственно
за
котлом
до
ее
качественного
регулирования.
Эта
вода
подается
под
барботажный
лист
деаэратора,
вскипает
и
выделившийся
из
нее
пар
барботирует
и
нагревает
основной
поток
воды
до
70°
С.
Опыт
эксплуатации
вакуумных
установок,
выполненных
в
соответствии
с
данной
схемой,
подтвердил
их
надежную
работу.
Рассмотренные
выше
схемы
обладают
определенным
недостатком:
подогреватели
исходной
воды
подвергаются
коррозии.
Трубки
этих
подогревателей,
изготовленные
из
латуни
Л
-
68,
под
воздействием
кислорода
и
углекислоты
обеснинковываются
и
выходят
из
строя
за
1
-
2
года
эксплуатации.
Поэтому
и
для
котельных
с
водогрейными
котлами
наиболее
целесообразным
является
применение
схемы,
исключающей
работу
подогревателей
на
недеаэрированной
воде
(см.
рис.
50).
Особенность
этой
сх
емы
заключается
в
следующем:
исходная
вода,
пройдя
систему
химического
умягчения,
с
температурой
25
-
30°
С
сразу
направляется
в
вакуумный
деаэратор,
где
деаэрируется
при
температуре
40
-
50°
С,
а
затем
поступает
в
подогреватель,
где
подогревается
до
70°
С
и
отводится
в
бак
-
аккумулятор.
Часть
воды
с
температурой
70°С
возвращается
в
вакуумный
деаэратор
и
служит
греющей
средой
для
исходной
воды.
Таким
образом,
все
подогреватели
работают
на
деаэрированной
воде
при
обеспечении
двухступенчатой схемы деаэрации. Расход греющей воды на деаэратор
можно резко сократить, если подавать в него прямую воду после пиковых
подогревателей с температурой 110
-
150°С. Греющей средой для
подогревателей служит прямая вода теплосети.
Рис.
5
4.
Схема
вакуум
-
деаэрационной
установки
системы
Моспроект
1
-
бак
-
аккумулятор;
2
-
струйная
колонка;
3
-
охладитель
выпара;
4
-
эжектор;
5
-
приходно
-
расходный
бак;
6
-
водоводяной
подогреватель;
7
-
змеевик;
8
-
подпиточный
насос;
9
-
система
химического
умягчения
воды;
10
-
прямая
сетевая
вода;
11
-
обратная
сетевая
вода
Данная
схема
может
примениться
и
в
котельных
с
паровыми
котлами
для
деаэрации
подпиточной
воды
тепловых
сетей.
В
этом
случае
в
качестве
греющей
среды
подается
пар.
Кроме
рассмотренных
схем,
применение
вакуумных
деаэраторов
весьма
целесообразно
взамен
декарбонизаторов
в
системах
H
-
Na
-
и
H
-
катионирования
подпиточной
воды
отопительно
-
производственных
котельных
с
паровыми
и
водогрейными
котлами.

Основной
особенностью
схем,
при
веденных
на
рис.
46,
47,
51,
52,
55,
обеспечивающей
их
надежную
и
устойчивую
работу,
является
установка
вакуумной
колонки
на
высоте,
гарантирующей
поступление
деаэрированной
воды
самотеком
в
аккумуляторный
бак.
Вся
арматура
располагается
ниже
наинизшего
уровня
воды
в
этом
баке.
Выше
этого
уровня
все
элементы
установки
изготавливаются
на
сварке
без
фланцевых
соединений.
При
такой
схеме
полностью
исключается
возможность
вторичного
заражения
воды
кислородом
и
углекислотой.
Рис.
55.
Схема
деаэрации
подпиточной
воды
тепловых
сетей
котельных
с
водогрейными
котлами
1
-
вакуумный
деаэратор;
2
-
охладитель
выпара;
1
-
бак
-
аккумулятор;
4
-
питательный
насос;
5
-
подвод
химически
умягченной
воды;
6
-
подвод
прямой
сетевой
воды;
7
-
отвод
деаэрированной
воды;
5
-
отсос
паровоздушной
смеси;
9
-
водоводяной
подогревать;
10
-
регулятор
уровня;
11
-
регулятор
давления
Глава
4.
Регулирование
и
автоматизация
деаэрационных
установок
Система
автоматического
регулирования
деаэрационной
установки
должна
обеспечить:
1)
Подвод
к
деаэратору
греющей
среды
в
количестве,
необходимом
для
подогрева
исходных
потоков
воды
до
температуры
насыщения,
обеспечение
требуемого
расхода
выпара
и,
следовательно,
поддержание
постоянного
давления
в
деаэраторе;
2)
поддержание
постоянного
уровня
воды
в
баке
-
аккумуляторе;
3)
поддержание
постоянного
давления
пара
в
паровой
подушке
бака
-
аккумулятора.
В
каждой
деаэрационной
установке
необходимо
предусмотреть
также
защиту:
а)
бака
-
аккумулятора
от
переполнения
водой;
б)
деаэратора
от
повышения
в
нем
давлени
я,
опасного
с
точки
ярения
его
механической
прочности.
Рекомендации
по
защите
деаэраторов
приведены
в
разделе
2.7.
4.1.
Деаэрационные
установки
атмосферного
давления
Обеспечение
автоматического
регулирования
деаэрационных
установок
атмосферного
давления
осуществляется
за
счет
оборудования
их
регуляторами
давления
и
уровня.
Регулятор
давления
поддерживает
в
деаэраторе
постоянное
давление
независимо
от
его
тепловой
и
гидравлической
нагрузок,
а
также
давление
в
источнике
пара
(при
условии,

что
давление
в
источнике
пара
больше
давления
в
деаэраторе).
Наличие
регулятора
давления
позволяет
в
широком
диапазоне
изменения
нагрузок
деаэратора
и
температур
исходных
потоков
обеспечить
подогрев
деаэрируемой
воды
до
температуры
насыщения.
Автоматический
регулятор
уро
вня
обеспечивает
равенство
потоков
воды,
подводимых
и
отводимых
из
деаэратора,
и
поддерживает
постоянный
уровень
воды,
необходимый
в
баке
-
аккумуляторе.
Деаэрационная
установка
производственно
-
отопительной
котельной
состоит
обычно
из
двух
-
трех
деаэраторов.
Деаэрационная
установка
подпиточной
воды
тепловой
сети
может
состоять
из
группы
параллельно
включенных
деаэраторов,
число
которых
может
достигать
7
-
10.
В
этом
случае
неравномерное
распределение
подводимых
потоков
пара
и
воды
между
деаэраторами
и
несиммет
ричный
отвод
деаэрированной
воды
могут
приводить
к
различию
уровней
во
д
ы
в
баках,
различию
давлений
в
деаэраторах,
неравномерной
тепловой
нагрузке,
а
также
неравномерному
отводу
деаэрированной
воды
к
различным
подпиточным
насосам.
Для
сведения
в
минимуму
указанных
недостатков
баки
-
аккумуляторы
параллельно
работающих
деаэраторов
должны
соединяться
между
собой
паровыми
и
водяными
линиями,
а
регулирование
подачи
воды
осуществляться
одним,
общим
для
всей
группы
деаэраторов,
регулятором.
Одновременно
деаэраторы
должны
питаться
паром
из
распределительного
коллектора,
давление
в
котором
поддерживается
одним
общим
для
всей
установки
регулятором.
При
выборе
диаметра
уравнительных
трубопроводов
рекомендуется
руководствоваться
табл.
12.
Таблица
12
Производительность
д
еаэраторов
типа
ДСА.
Диаметр
уравнительного
паропровода,
мм
Диаметр
водяной
уравнительной
линии,
мм
До
150
203
200
200
-
400
250
-
300
300
При
отсутствии
паровой
уравнительной
линии
между
деаэраторами
паропровод
греющего
пара
должен
быть
рассчитан
таким
образом,
чтобы
при
гидравлической
перегрузке
любого
из
параллельно
работающих
деаэраторов
на
20%
от
номинальной
и
подогреве
воды
в
нем
на
40°
С
разность
уровней
воды
в
баках
-
аккумуляторах
не
превышала
300
мм.
На
рис.
56
приведена
[36]
принципиальная
схема
автоматического
регулирования
группы
параллельно
работающих
двухступенчатых
деаэраторов
атмосферного
давления
отопительно
-
производственной
котельной.
Деаэраторы
оборудованы
уравнительными
линиями
по
воде
и
пару
и
коллекторами
для
подвода
конденсата,
химиче
ски
умягченной
воды
и
пара.
Поддержание
постоянного
давления
во
всех
деаэраторах
обеспечивается
с
помощью
общего
регулятора
давления.
Отбор
импульса

давления
осуществляется
от
всех
деаэраторов,
но
работа
ведется
по
импульсу
от
одного
из
них.
Это
позволяет
производить
отключение
любого
деаэратора,
не
оставляя
без
автоматического
регулирования
остальные
аппараты.
Аналогичным
образом
осуществляется
и
поддержание
постоянного
уровня
в
баках
-
аккумуляторах.
Поплавковые
регуляторы
уровня
устанавливаются
на
каждом
деаэраторе,
но
поддержание
уровня
во
всех
баках
осуществляется
одним
общим
регулятором
уровня.
Рис.
5
6
.
Принципиальная
схема
автоматизации
группы
параллельно
включенных
двухступенчатых
деаэраторов
атмосферного
давления
1
-
деаэратор;
2
-
охладитель
выпара
;
3
-
подвод
конденсата;
4
-
подвод
химически
умягченной
воды;
5
-
подвод
пара:
6
-
отвод
выпара;
7
-
отвод
деаэрированной
воды;
8
-
паровая
уравнительная
линия;
9
-
водяная
уравнительная
линия;
10
-
дренаж;
11
-
сливной
клапан
с
электромагнитным
приводом;
12
-
регулятор
давления;
13
-
регулятор
уровня;
14
-
сигнализатор
уровня;
15
-
сигнализатор
повышения
давления;
16
-
промежуточное
реле.
Для
зашиты
от
повышении
давления
деаэраторы
оборудованы
гидравлическими
затворами.
Для
подачи
сигнала
об
опасном
повышении
давления
пара
в
деаэраторах
используется
сигнализатор
повышения
давления.
Для
защиты
от
переполнения
аккумуляторного
бака
на
каждом
деаэраторе
устанавливается
поплавковый
сигнализатор
уровня,
включающий
при
достижении
предельного
уровня
в
баке
электромагнитный
сливной
клапан.
Одновременно
сигнализатор
уровня
через
промежуточное
реле
включает
световую
и
звуковую
сигнализацию.
Не
рекомендуется
включать
в
параллельную
работу
двухступенчатые
и
одноступенчатые
деаэраторы.
При
подаче
пара
на
барботаж
и
в
паровое
пространство
бака
регулирование
осуществляется
следующим
образом:
на
барботаж
подается
постоянный
расход
пара,
соответствующий
удельному
расходу
пара
25
-
30
кг/т
д.
в.
при
номинальной
нагрузке
деаэратора.
В
общем
паропроводе
барботажного
пара
регулятором
давления
«после
себя»
поддерживается
постоянное
давление
1,7
кгс/см
2
,
а
максимальный
расход
пара
па
каждый
деаэратор
ограничивается
диафрагмой.
Поддержание
давления
в
деаэраторе
осуществляется
регулятором
давления,
установленным
на
греющем
паре,
подводимом
в
паровое
пространство
деаэраторного
бака.

Если
деаэратор
работает
с
резко
переменными
нагрузками
и
температурами
исходной
воды,
то
необходимо
предусмотреть
возможность
(после
полного
закрытия
регулятора
на
греющем
паре)
автоматического
по
ддержания
давления
1,2
кгс/см
2
в
деаэраторе
с
помощью
регулятора,
установленного
на
барботажной
паре.
При
работе
деаэратора
с
устойчивыми
нагрузками
и
при
подаче
пара
на
барботаж
из
источника
с
постоянным
давлением
установка
регулятора
на
коллекторе
барботажного
пара
не
требуется.
Для
регулирования
расходов
греющего
пара
и
химически
умягченной
воды,
поступающих
в
деаэраторы
атмосферного
давления,
следует
применять
регулирующие
клапаны
типа
6с
и
9с,
серийно
изготавливаемые
Барнаульским
котельным
заводом
(БКЗ).
4.2.
Вакуумные
деаэрационные
установки
ЦКТИ
разработаны
схемы
автоматизации
вакуум
-
деаэрационных
установок.
Выбор
аппаратуры
для
этих
схем
осуществлялся
таким
образом,
чтобы
обеспечить
однообразие
типов
регуляторов,
применяемых
для
комплексн
ой
автоматизации
котельной
или
ТЭЦ
в
целом.
В
отопительно
-
производственных
котельных
в
качестве
основной
принята
электронно
-
гидравлическая
система
«Кристалл»,
а
для
ТЭЦ
-
электронная
аппаратура.
Вся
принятая
к
установке
автоматическая
аппаратура
изготавливается
отечественными
заводами.
На
рис.
57
приведена
принципиальная
схема
автоматизации
вакуум
-
деаэрационной
установки
с
использованием
аппаратуры
системы
«Кристалл».
Регулирование
температуры
воды
на
выходе
из
колонки
деаэратора
осуществляется
кл
апанами
типа
9с
-
2,
серийно
выпускаемыми
БКЗ.
На
указанный
клапан
12
воздействует
гидравлический
исполнительный
механизм
76
типа
ГИМ
-
И
изодромного
регулятора
системы
«Кристалл»
с
усилителем
7
типа
УТ
-
ТС.
Чувствительным
элементом
регулятора
является
термометр
сопротивления
7а,
измеряющий
температуру
воды
на
выходе
из
деаэратора.
Уровень
воды
в
баке
-
аккумуляторе
поддерживается
статическим
регулятором
системы
«Кристалл»
с
усилителем
типа
УТ
6
и
гидравлическим
исполнительным
механизмом
типа
ГИМ
-
Д
6в.
В
качестве
измерителя
регулятора
принят
дифманометр
6а,
импульс
к
которому
поступает
от
уравни
тельного сосуда 6б. Изменение подачи воды в колонку, а
следовательно, обеспечение требуемого уровня воды в баке
-
аккумуляторе
осуществляется за счет воздействия гидр
авлического исполнительного
механизма 6в на регулирующий клапан 13 типа 6с.

Рис.
57.
Схема
автоматизации
вакуум
-
деаэрационной
установки
с
использованием
аппаратуры
системы
«Кристалл»
1
-
вакуумный
деаэратор;
2
-
охладитель
выпара;
,3
-
патрубок
к
воздухоотсасывающему
устройству;
4
-
бак
-
аккумулятор;
5
-
предохранительное
устройство;
9
-
усилитель;
6а
-
дифманометр;
6б
-
уравнительный
сосуд;
6в
-
гидравлический
исполнительный
механизм
ГИМ
-
Д;
7
-
усилитель;
7а
-
термометр
сопротивления;7б
-
гидравлический
исполнительный
механизм
ГИМ
-
И;
8
-
сигнализатор
давления;
8а,
9а
11а
-
промежуточное
реле;
8б,
9б,
11б
-
сигнальная
лампа;
9
-
сигнализатор
уровня;
10
-
регулятор
давления
прямою
действия;
11
-
сигнализатор
температуры;
12
-
паровой
регулирующий
клапан;
13
-
водяной
регулирующий
клапан.
Для
обеспечения
паровой
подушки
в
баке
-
аккумуляторе
и
поддержания
постоянного
давлении
пара
использован
астатический
мембранный
регулятор
прямого
действия
10.
Сигналы
об
аварийном
состоянии
вакуум
-
деаэрационной
установки
подаются
с
помощью
поплавкового
сигнализатора
уровня
9
в
баке
-
аккумуляторе,
сигнализатора
давления
8
и
сигнализатора
температуры
11
в
колонке
вакуумного
деаэратора.
Кроме
того,
для
зашиты
от
переполнения
бак
-
аккумулятор должен оборудоваться обычным перелив
ным устройством,
а для зашиты от опасного повышения давления
-
гидравлическим затвором.

Рис.
5
8.
Схема
автоматизации
вакуум
-
деаэрационной
установки
с
использованием
электронной
аппаратуры.
1
-
ваккумный
деаэратор;
2
-
охладитель
выпара;
3
-
патрубок
к
воздухоотсасывающему
устройству;
4
-
бак
-
аккумулятор;
5
-
предохранительное
устройство;
6
-
электронный
регулирующий
прибор
РПИВ
-
111;
6а
-
дифманометр;
6б,
8б
-
колонка
дистанционного
управления;
6в,
8в
-
задатчик;
6г,
8г
-
переключатель;
6д,
8д
-
ключ
дистанционного
управления;
6ж,
8ж
-
магнитный
пускатель;
7
-
сигнализатор
давления;
7а,
9а
-
промежуточное
реле;
7б,
9б
-
сигнальная
лампа;
8
-
электронный
регулирующий
прибор
РПИВ
-
111;
8а
-
термометр
сопротивления;
8г
-
уравнительный
сосуд;
9
-
сигнализат
ор
уровня;
10
-
регулятор
давления
прямого
действия;
11
-
сигнализатор
температуры;
12
-
паровой
регулирующий
клапан;
13
-
водяной
регулирующий
клапан.
На
рис.
58
приведена
схема
автоматизации
вакуум
-
деаэрационной
установки
с
использованием
электронной
аппаратуры.
Принципиальное
отличие
этой
схемы
от
вышеописанной
заключается
в
том,
что
в
качестве
регуляторов
температуры
и
уровня
использованы
электронные
регуляторы
типа
РПИБ
-
111
с
электрическими
сервомоторами.
При
использовании
в
качестве
греющей
среды
перегретой
воды
в
схеме
автоматизации
вакуум
-
деаэрационной
установки дополнительно
устанавливается регулятор давления на паре, подводимом к пароводяному
подогревателю. В остальном схема регулирования и защиты вакуумного
деаэратора остается без изменений.

Рис.
59.
Схема
автоматизация
вакуум
-
деаэрационной
установки
для
ее
работы,
при
скользящем
давлении
1
-
вакуумная
колонка;
2
-
дыхателькый
бак;
3
-
конденсатный
бак;
4
-
центробежный
насос;
5
-
итательный
насос;
6
-
подвод
конденсата;
7
-
подвод
химически
умягченной
воды;
6
-
электронный
регулирующий
прибор
РПИВ
-
111;
8а
-
термометр
сопротивления;
8б,
9б
-
колонка
дистанционного
управления;
8а,
9а
-
задатчик;
8г,
9г
-
переключатель;
8д,
9д
-
ключ
дистанционного
управления;
8е,
9е
-
магнитный
пускатель;
9
-
электронный
регулирующий
прибор
РПИВ
-
111;
9ж
-
уравнительный
сосуд;
10
-
сигнализатор
давления;
10а,
11а,
12а,
13б
-
промежуточное
реле;
10б,
11б,
12б
-
сигнальная
лампа;
11,
12
-
сигнализатор
уровня;
13
-
электроконтактный
манометр;
13в
-
кнопка
«пуск»,
«стоп»;
14
-
регулятор
давления;
15
-
регулятор
уровня;
16
-
паровой
регулирующий
клапан;
17
-
водяной
регулирующий
клапан.
Испытание
схемы
автоматизации
с
электронной
аппаратурой
(см.
рис.
58)
показало,
что
для
наименьшего
колебания
давления
в
деаэраторе
с
ледует
импульс
на
регулятор
8
брать
по
давлению
в
вакуумной
колонке.
В
ЦКТИ
(инж.
Черненко
Г.
Т.)
выполнен
проект
автоматизации
вакуум
-
деаэрационной
установки
для
ее
работы
при
скользящем
давлении.
Отличительной
особенностью
данной
схемы
(рис.
59)
по
сравнению
с
приведенными
выше
является
то,
что
регулятор,
получая
два
импульса
по
температуре
-
на
входе
и
выходе
воды
из
деаэратора.
поддерживает
их
определенное
соотношение,
а
именно
t
вых
=
t
вх
+
15°
С.
Таким
образом,
при
любой
температуре
исходной
воды
обеспечивается
подача
в
колонку
необходимого
для
глубокой
деаэрации
расхода
греющей
среды.
Работа
вакуум
-
деаэрационной
установки
па
скользящем
давлении
целесообразна
при
деаэрации
питательной
воды
паровых
котлов
производственно
-
отопительных
котельных,
когд
а
за
счет
изменения
расхода
возвращаемого
с
производства
конденсата
меняется
температура
потока
воды,
поступающего
в
вакуумный
деаэратор.

Принципиальная
схема
автоматизации
двухступенчатых
деаэраторов
подпиточной
воды
ТЭЦ
приведена
на
рис.
50
и
дополнительных
пояснений
не
требует.
Для
регулирования
расходов
греющего
пара
и
перегретой
воды,
поступающих
в
вакуумные
деаэраторы,
следует
также
применять
регулирующие
клапаны
типа
6с
и
9с.
Для
предотвращения
присосов
необходимо
регулирующий
клапан
устанавливать
так,
чтобы
все
его
сальники
находились
под
избыточным
давлением
греющей
среды.
Глава
5.
Эксплуатация
деаэрационных
установок
Для
обеспечения
нормальной
эксплуатации
каждая
деаэрационная
установка
должна
быть
оборудована
следующими
контрольно
-
измерительными
приборами:
двумя
регистраторами
давления
(вакуума)
в
нижней
части
колонки;
термометрами
для
измерении
температур
основных
входящих
и
выходящих
потоков
воды
и
пара
с
выводом
показаний
на
групповой
щит;
водоуказательным
стеклом
и
уровнемером
для
измерения
уровня
воды
в
баке
-
аккумуляторе;
автоматическим
кислородомером
для
непрерывного
определения
содержания
кислорода
в
деаэрированной
воде;
охладителем
пробы
деаэрированной
воды
для
периодического
ручного
определения
кислорода
и
свободной
углекислоты
и
др.
Вакуум
-
деаэрационные
установки
должны
дополнительно
к
указанным
выше
приборам
оборудоваться:
водомерным
стеклом
и
уровнемером
для
измерения
уровня
воды
на
барботажном
листе
с
передачей
показаний
на
щит;
вакуумметром
на
всасывающей
линии
э
жектора;
термометрами
на
подводе
и
отводе
охлаждающей
воды
на
эжектор
и
охладитель
выпара;
манометром
на
линии
рабочего
пара
к
эжектору.
С
учетом
схемы
тепловой
установки
разрабатывается
инструкция
по
обслуживанию
и
эксплуатации
деаэрационной
установки
[37],
которая
включает
следующие
разделы:
описание
и
характеристику
деаэрационной
установки,
подготовку
ее
к
пуску
и
включение
в
работу,
обслуживание
во
время
работы,
остановку
и
отключение
установки,
перечень
возможных
неполадок
в
работе
деаэраторов
и
способы
их
устранения.
5.1.
Основы
теплохимического
контроля
за
работой
термических
деаэраторов
Для
обеспечения
требуемого
качества
деаэрированной
воды
при
эксплуатации
деаэрационных
установок
необходимо:
1.
Поддерживать
номинальное
давление
в
деаэраторах
и
следить,
чтобы
температура
деаэрированной
воды
равнялась
температуре
насыщения,
отвечающей
давлению
в
паровом
пространстве
бака
-
аккумулятора.
2.
Поддерживать
нормальный
уровень
воды
о
баках
-
аккумуляторах
деаэраторов
атмосферного
ДАВЛЕНИЯ
,
ЧТО
соответствует
заполнению
бака
на
85%
от
геометрической
емкости
(3/4
верхнего
водоуказательного
стекла).
При
включенном
регуляторе
колебания
уровня
не
должны

превышать
±150
мм.
Разность
уровней
воды
в
параллельно
работающих
баках
-
аккумуляторах
не
должна
пре
вышать
200
-
300
мм.
Дли
предотвращения
неправильных
показаний
водоуказательных
стекол
необходимо
не
реже
одного
раза
в
смену
производить
их
продувку.
Не
допускать
переполнения
деаэраторов
и
их
работы
на
перелив.
Задвижки
на
линиях
перелива
деаэраторов
должны
быть
открыты.
Следить,
чтобы
минимальный
нагрев
воды
в
деаэраторах
типа
ДСА
составлял
не
менее
10°
С,
в
деаэраторах
типа
ДСВ
-
не
менее
15°С,
а
максимальный
соответственно
-
не
более
40
и
25°
С.
Не
допускать
работы
деаэратора
в
режиме
«захлебывания»
в
результате
его
тепловой
и
гидравлической
перегрузки.
4.
Следить,
чтобы
температура
перегретой
воды,
поступающей
в
вакуумный
деаэратор,
была
выше
температуры
деаэрированной
воды
минимум
на
10°
С.
5
.
Осуществлять
периодический
контроль
за
расходом
выпара,
отводимого
из
деаэрационной
установки.
Удельны
й
расход
выпара
для
деаэраторов
атмосферного
давления
рекомендуется
принимать
2
кг/т
д.
в.,
для
двухступенчатых
вакуумных
деаэраторов
вертикального
типа
-
5
-
5
кг/т
д.
в.
6.
Осуществлять
периодический
контрол
ь
за
удельным
расходом
пара
на
барботаж
для
двухступенчатых
деаэраторов.
Для
деаэраторов
атмосферного
давления
значение
удельного
расхода
пара
на
барботаж
должно
составлять
не
менее
20
кг/т
д.
в.,
для
вакуумных
деаэраторов
-
не
менее
25
кг/т
д.
в.
При
наличии
в
исходной
воде
связанной
углекислоты
необходимо
поддерживать
удельный
расход
пара
на
барботаж
в
соответствии
с
рис.
22
для
обеспечения
максимально
возможного
разложения
бикарбонатов.
7.
Производить
не
реже
двух
раз
в
смену
(желательно
не
в
одно
в
то
же
время)
отбор
проб
деаэрированной
воды
для
определения
в
ней
содержания
кислорода
и
свободной
углекислоты.
Линии
отбора
и
трубки
охладителей
проб
должны
изготавливаться
из
нержавеющей
стали.
Температура
охлажденной
деаэрированной
воды
должна
составлять
30
-
40°
С.
8.
Не
реже
одного
раза
в
десять
дней
производить
«расхаживание»
всех
задвижек
и
вентилей
с
целью
предупреждения
заедания
их
подвижных
частей.
Один
раз
в
смену
проверять
клапаны
регуляторов
уровня
и
перелива.
9.
Следить
за
работой
кон
трольно
-
измерительных
приборов
и
регулярно
отАчать
и
суточной
ведомости
все
выполненные
переключения
и
изменения
в
режиме
работы
деаэрационной
установки.
10.
Для
исключения
гидравлических
ударов
включение
в
эксплуатацию
деаэраторов
типа
ДСА
при
наличии
двух
подводов
пара
осуществляется
в
следующем
порядке:

а)
при
опорожненном
баке
-
аккумуляторе
вначале
производится
подача
барботажного
пара,
а
после
подачи
в
колонку
деаэрируемой
воды
осуществляется
подвод
греющего
пара
в
паровое
пространство
бака;
б)
при
заполненном
баке
-
аккумуляторе
вначале
производится
подача
греющего
пара.
После
подогрева
воды
до
температуры
насыщения,
отвечающей
давлению
в
паровом
пространстве
бака,
осуществляется
подача
барботажного
пара.
Для
обеспечении
надежного
включения
в
работу
б
арботажного
деаэратора
с
одним
подводом
пара
на
барботаж
необходимо
предусмотреть
трубопровод
для
подвода
пара
в
паровое
пространство
на
период
пуска
деаэратора.
6.2.
Методика
испытаний
термических
деаэраторов
Теплохимические
испытания
термических
деаэраторов
проводятся
для
выявления
соответствия
их
работы
техническим
требованиям
ГОСТ
16860
-
Целью
испытания
деаэраторов
является
построение
их
эксплуатационных
характеристик:
основной
и
предельных
режимов
[38].
Под
основной
характеристикой
одноступенчат
ого
деаэратора
понимается
зависимость
остаточной
концентрации
кислорода
в
деаэрированной
воде
от
гидравлической
нагрузки
при
различных
температурах
исходной
воды
или
от
температуры
исходной
воды
при
различных
гидравлических
нагрузках.
Основной
характеристикой
двухступенчатого
деаэратора
является
зависимость
остаточной
концентрации
кислорода
в
деаэрированной
воде
от
расхода
пара
на
барботаж.
Характеристика
предельных
режимов
представляет
собой
зависимость
предельно
возможного
подогрева
во
д
ы
в
деаэраторе
от
его
гидравлической
н
агрузк
и.
При
проведении
испытания
необходимо
в
первую
очередь
ПОЛУЧИТЬ
зависимость
остаточной
концентрации
кислорода
и
свободной
углекислоты
в
деаэрированной
воде
от
удельного
расхода
выпара
и
дальнейшие
испытания
проводит
ь
при
оптимальном
расходе
выпара.
При
проведении
теплохимических
испытаний
и
исследовании
головных
образцов
термических
деаэраторов
(15)
необходимо
выявить
также
эффективность
работы
отдельных
деаэрирующих
элементов
установки
(колонки,
бака
-
аккумулятора,
барботажного
устройства)
по
удалению
кислорода,
свободной
и
связанной
углекислоты,
а
также
распределение
тепловой
нагрузки
по
указанным
элементам.
Перед
проведением
испытаний
необходимо
провести
тщательный
осмотр
и
ревизию
деаэратора,
произвести
очистку
его
элементов
от
отложений.
В
обязательном
порядке
следует
проверить
соответствие
фактических
размеров
деаэратора
рабочим
чертежам.
Для
проведения
полного
теплохимического
испытания
деаэрационная
установка
должна
быть
оснащена
следующими
контрольно
-
измерит
ельными
приборами:
1.
Нормальными
камерными
диафрагмами,
подключенными
к
дифференциальным
манометрам
ДТ
-
50,
для
измерения
расходов
всех

потоков,
поступающих
в
деаэратор,
а
также
расхода
выпара,
конденсирующегося
в
индивидуальном
охладителе
выпара
деаэраторов
атмосферного
давления.
Расход
выпара
может
измеряться
и
с
помощью
мерного
сосуда
объемным
способом.
Расход
выпара
после
вакуумных
деаэраторов
следует
определять
по
тепловому
балансу
охладителя
выпара,
аналогичным
методом
можно
пользоваться
и
дл
я
деаэраторов
атмосферного
давления.
Выбор
сопротивления
устанавливаемых
диафрагм
необходимо
производить
с
учетом
располагаемого
давления
и
исключения
гидравлических
перекосов
по
воде
и
пару
испытываемого
деаэратора
с
параллельно
работающими
деаэраторами.
2.
Термометрами
или
термопарами
дли
измерения
температур
всех
потоков
воды
и
пара,
поступающих
н
отводимых
из
деаэратора.
При
проведении
исследований
головных
образцов
деаэраторов
необходимо
дополнительно
измерять
температуры
воды
после
колонки
и
перед
барботажным
устройством.
Измерение
температуры
должно
выполняться
лабораторными
термометрами
с
ценой
деления
0,1°
С.
3.
Образцовыми
манометрами
класса
0,5
для
измерения
давления
в
паровом
пространстве
бака
-
аккумулятора
или
нижней
части
колонки,
а
также
дав
ления
пара,
поступающего
в
колонку
и
на
барботаж
перед
измерительными
диафрагмами.
В
деаэраторах
атмосферного
давления
возможно
использование
для
этих
целей
У
-
образных
манометров.
В
вакуумных
деаэраторах
измерение
абсолютного
давления
пара
следует
производить
образцовыми
вакуумметрами
класса
0,5
и
абсолютными
манометрами
системы
ВТИ.
Измерение
сопротивления
колонки
или
барботажного
устройства
по
пару
следует
производить
с
помощью
У
-
образных
манометров.
4.
Холодильниками
для
охлаждения
проб
анализиру
емой
воды.
Трубные
системы
холодильников
и
пробоотборные
линии
должны
изготавливаться
из
нержавеющей
стали.
Расход
анализируемой
пробы
на
холодильник
должен
составлять
50
-
100
л/ч,
а
ее
температура
30
-
40°
С.
Отбор
проб
воды
желательно
производить
из
вертикального
участка
трубопровода,
а
регулирующий
вентиль
устанавливать
за
охладителем.
При
теплохимическом
испытании
на
химические
анализы
следует
отбирать
пробы
исходных
потоков
на
входе
в
деаэратор,
деаэрированной
воды
и
пара.
При
проведении
исследований
головных
образцов
термических
деаэраторов
необходимо
дополнительно
отбирать
пробы
воды
после
колонки,
перед
и
после
барботажного
устройства,
а
в
ряде
случаев
и
по
тарелкам.
Пробы
из
вакуумных
деаэраторов,
при
расположении
последних
на
отметке
выше
10
м,
следует
отбирать
самотеком.
При
расположении
вакуумного
деаэратора
на
более
низкой
отметке
целесообразно
использовать
насосы
«Кама»
или
конструкции
ОРГРЭС.

При
испытании
термических
деаэраторов
целесообразно
выполнение
химических
анализов
производить
непосредственно
около
холодильников,
оборудуя
для
этих
целей
экспресс
-
лабораторию.
Определение
концентрации
кислорода
в
деаэрированной
воде
до
30
мкг/кг
следует
производить
сафраниновым
методом
в
варианте
ЦКТИ,
обеспечивающим
в
этих
условиях
наибольшую
точность
[39].
Для
практического
использования
рекомендуется
пользоваться
сафраниновым
методом
в
варианте
ЛВИМУ.
При
концентрации
кислорода
в
воде
от
30
до
200
мкг/кг
рекомендуется
применять
индигокарминовый
метод,
при
концентрациях
выше
500
мкг
/кг
-
метод
Винклера.
Анализы
по
определению
в
воде
свободной
углекислоты
следует
выполнять
но
методике,
усовершенствованной
Р.
Л.
Бабкиным
и
К.
П.
Епейкиной
[40].
Определение
связанной
углекислоты
(бикарбонатной
щелочности
воды)
производится
согласно
инструкции
по
анализу
воды,
пара,
накипи
и
отложений
в
теплосиловом
хозяйстве
[41].
При
проведении
испытаний
головных
образцов
деаэраторов
необходимо
обеспечивать
в
исходной
воде
концентрации
кислорода
и
свободной
углекислоты
в
соответствии
с
ГОСТом
на
термические
деаэраторы.
5.
Для
нахождения
продолжительности
пребывании
воды
в
баке
-
аккумуляторе
определяется
запас
воды
в
баке
с
помощью
водоуказательных
стекол.
Время
выдержки
воды
в
баке
в
мин
определяется
по
формуле
߬
ൌ
௏
ఊ
ˉ
଺଴
௅
˅
ǡ
(35)
где
V
-
запас
воды,
м
3
;
L
в
-
производительность
деаэратора
в
момент
измерения
;
γ
ж
-
удельный
вес
деаэрированной
воды,
кг/м
3
.
Для
обеспечения
надежных
результатов
необходимо
во
время
проведения
теплохимическнх
испытаний
поддерживать
постоянство
основных
показателей,
характеризующих
работу
деаэрационной
установки:
давления
в
деаэраторе,
расходов
воды
и
пара,
концентрации
газов
и
др.
При
соблюдении
указанных
условий
продолжительность
опыта
должна
быть
не
менее
1
ч,
а
число
определений
концентраций
удаляемых
газов
не
менее
5
-
6.
При
этом
расхождение
между
отдельными
показаниями
не
должно
превышать
точности
данного
метода
определения.
Если
произошло
изменение
режима
работы
деаэратора
или
начальной
концентрации
газа
в
исходной
воде,
то
продолжительность
установления
новою
стационарного
режима
определяется
длительностью
пребывания
воды
в
баке
и
степенью
нарушения
основных
показателей.
В
обычных
условиях
для
того,
чтобы
концентрация
газа
в
деаэрированной
воде
отвечала
новому
режим
у,
необходимо,
чтобы
в
баке
произошел
не
менее
чем
трехкратный
обмен
воды
[38].

ПРИЛОЖЕНИЕ
пример
расчета
двухступенчатого
деаэратора
ДСВ
-
200
для
питательной
воды
котлов
(греющая
среда
-
пар)
1.
Техническое
задание
на
проектирование
вакуумного
деаэратора
ДСВ
-
200
(Термический
деаэратор
ДСВ
-
200
должен
полностью
удовлетворять
техническим
требованиям
ГОСТ
16860
-
71)
Показатели
Обозначение
Единица
измерения
Значение
Общие данные
Номинальное
давление
в
деаэраторе
P
кгс/см
2
0,3
Номинальная
производительность
L
т/ч
200
Температура
деаэрированной
воды
t
в
°С
68,7
Концентрация
кислорода
в
исходной
воде
при
состоянии
насыщения
С
O2
мг/кг
6,0
То
же,
в
деаэрированной
воде
С
к
O2
мг/кг
0,03
Концентрация
свободной
углекислоты
в
исходной
воде
С
CO2
мг/кг
20,0
То
же,
в
деаэрированной
воде
С
к
CO2
мг/кг
отсутствие
Характеристика
потоков
воды
и
пара
Химически
умягченная
вода
Расход
L
хов
т/ч
191,1
Температура
t
1
°С
44,0
Греющий
пар
Давление
пара
Р
к
кгс/см
2
0,3
Температура
пара
t
н
°С
68,7
Энтальпия
насыщенного
пара
при
давлении
0,3
кгс/см
2
i
н
ккал/кг
626,8

Показатели
Обознач
ения
Единица
измерения
Расчетная
формула
или
способ
определения
Результат
30%
-
ная
нагрузка
номиналь
ная
нагрузка
120%
-
ная
нагрузка
а) Тепловой баланс
Количество
химически
умягченной
воды
L
хов
т/ч
По
техническому
заданию
57,1
191,1
229,4
Энтальпия
химически
умягченной
воды
i
хов
клал/кг
По
термодинамическим
таблицам
44,0
44,0
44,0
Тепло,
подведенное
с
химически
умягченной
водой
Q
хов
Гкал/ч
Q
хов
=
L
хов
*
i
хов
2,51
8,4
10,1
Количество
выпара
G
вып
т/ч
2
кг
на
тонну
деаэрированной
воды
0,40
0,40
0,40
Энтальпия
выпара
i
вып
ккал/кг
По
термодинамическим
таблицам
626,7
626,7
626,7
Отведено тепла с выпаром
Q
вып
Гкал/ч
ܳ
˅˞˒
ൌ
ܩ
˅˞˒
݅
˅˞˒
0,255
0,255
0,255
Количество деаэрированной воды
(производительность деаэраторе)
L
пр
т/ч
По техническому заданию
60
200
240
Энтальпия деаэрированной воды
i
д
ккал/кг
По термодинамическим
таблицам
68,66
68,66
68,66
Отведено тепла с деаэрированной
водой
Q
3
Гкал/ч
ܳ
ଷ
ൌ
ܮ
˒˓
݅
ˇ
4,12
13,7
16,5
Количество тепла, потребное на
нагрев воды в деаэраторе
Δ
Q
То же
ο
ܳ
ൌ
ܳ
ˇ
െ
ܳ
˘ˑ˅
1,61
5,3
5,4
Расход тепла на деаэратор
Σ
Q
То же
ȭ
ܳ
ൌ
ο
ܳ
െ
ܳ
˅˞˒
1,86
5,56
6,66
Расход насыщенного пара на
деаэратор
G
п
т/ч
ܩ
˒
ൌ
)
ܳ
݅
˒
2,98
8,87
10,6

Продолжение
приложения
Показатели
Обозна
чения
Единица
измерения
Расчетная
формула
или
способ
определения
Результат
30%
-
ная
нагрузка
номинальна
я
нагрузка
120%
-
ная
нагрузка
б) Тепловой и гидравлический расчет струйного отсека
Высота
струи
l
мм
Принято
по
рекомендациям
раздела
2.6
750
750
750
Диаметр
отверстий
на
тарелке
d
мм
То
же
6
0
6
Шаг
отверстий
на
тарелке
(расположение
по
треугольнику)
t
мм
То
же
20
20
20
Расход
воды
через
верхнюю
тарелку
L
в.т
т/ч
Равен
расходу
исходной
воды
57,1
191,1
229,4
Температура
воды
на
верхней
тарелке
t
1
°С
Равна
температуре
исходной
воды
44,0
44,0
44,0
Гидростатический
уровень
воды
на
верхней
тарелке
h
1
мм
Принято
по
рекомендациям
раздела
2.6
50
50
70
Скорость воды в отверстиях верхней
тарелки
W
в
м/сек
ܹ
˅
ൌ
Ͳ
ǡ
͹ͷ
ﾝ
ʹ
݃
݄
ଵ
0,77
0,74
0,88
Число отверстий на тарелке
n
шт
݊
ൌ
ܮ
˘ˑ˅
ܹ
˅
ߛ
ː
ܨ
଴
͵͸ͲͲ
750
2560
2560
Средняя скорость пара, набегающего на
струйный поток
W
с
п
м/сек
ܹ
˒
˔
ൌ
ܩ
˔
Ǥ
ˑ
߭
ː
ܨ
˔
Ǥ
ˑ
͵͸ͲͲ
1,68
5,06
6,02
Температура воды в конце струйного
потока
*
t
2
°С
По формуле (23)
60,6
63,8
63,8
*
Дальнейший подогрев воды до температуры насыщения происходит на барботажном листе

Количество насыщенного пара,
сконденсировавшегося в струйном отсеке
G
c
.о
т/ч
ܩ
˔
Ǥ
ˑ
ൌ
ܮ
˒˓
ﾝ
௜
మ
ି
௜
˘ˑ˅
ﾝ
݅
ː
െ
݅
˘ˑ˅
1,71
6,8
8,14
Высота борта тарелки
h
б
мм
Принимаем на основании
предварительных расчетов
200
200
200
Максимальный уровень воды на
тарелке
h
т
мм
То же
-
-
-
Допустимое значение скорости пара в
горловине тарелки
W
д
п
м/сек
ܹ
˒
ˇ
ൌ
ﾝ
ʹ
݃
ﾝ
Ͳ
ǡ
͸ͷ
݄
˄
െ
݄
ˆ
ﾝ
ߦ
ߛ
˒
39,6
39,6
39,6
Диаметр горловины тарелки
D
г
мм
Принимается с учетом
W
д
п
1,0
1,0
1,0
Площадь горловины для прохода пара
F
г
м
2
-
0.747
0,747
0,747
Расход пара в горловине
G
г
т/ч
G
г
=
G
с.о
+
G
вып
2,11
7,2
8,54
Скорость пара в горловине
W
г
п
м/сек
ܹ
˒
ˆ
ൌ
ܩ
ˆ
߭
ː
ܨ
ˆ
͵͸ͲͲ
4,17
14,25
16,9
Площадь отверстия для слива воды с
перепускной тарелки при максимальном
уровне воды
F
п.т
м
2
ܨ
˒
Ǥ
˕
ൌ
ܮ
˒˓
ߛ
ˉ
ߤ
ﾝ
ʹ
݃
݄
ˆ
͵͸ͲͲ
0,088
0,088
0,088
Центральный угол выреза в перепускной
тарелке
α
град
ߙ
ൌ
ܨ
˒
Ǥ
˕
͵͸Ͳ
ߨ
ﾝ
ܴ
ଶ
െ
ݎ
ଶ
ﾝ
27
27
27
Фактический уровень воды в перепускной
тарелке
h
ф
п.т
мм
݄
˒
Ǥ
˕
˗
ൌ
ൌ
ﾝ
ܮ
˒˓
͵͸Ͳ
ߙߛ
ˉ
ߤ
ﾝ
ʹ
݃
͵͸ͲͲ
ߨ
ﾝ
ܴ
ଶ
െ
ݎ
ଶ
ﾝ
ﾝ
3
40
50
г) Расчет процесса дегазации воды
Концентрация кислорода на верхней
тарелке
C
1
O2
мг/кг
По формуле (20)
4,42
4,.42
4,12
Концентрация свободной углекислоты
на верхней тарелке
C
1
CO2
мг/кг
По формуле (21)
18,8
18,8
18,8

Продолжение
приложения
Показатели
Обозначени
я
Единица
измерения
Расчетная
формула
или
способ
определения
Результат
30%
-
ная
нагрузка
номинальна
я
нагрузка
120%
-
ная
нагрузк
а
Концентрация
кислорода
в
конце
струйного
потока
C
O2
н
»
По
формуле
(26)
2,43
2,43
2,13
Концентрация
свободной
углекислоты
о
конце
струнного
потока
C
CO2
н
»
По
формуле
(27)
9,58
9,95
9,95
Интенсивность патока жидкости на
барботажном листе
i
м
3
/м*ч
݅
ൌ
ܮ
˒˓
ߙ
ߛ
˅
81,2
271,0
325,0
Скорость течения жидкости по
барботажному листу
W
ж
м/ч
Принимается
п
о рис. 42
775
1800
2000
Коэффициент десорбции
кислорода на
барботажном листе
К
O2
»
По формул» (33)
415
965
1080
Коэффициент десорбции свободной
углекислоты на барботажном листе
K
CO2
»
По формуле (31)
280
645
720
Средний концентрационный напор
кислорода на барботажном листе
Δ
С
O2
ср
мг/кг
По формуле
(32)
0,547
0,547
0,547
Средний концентрационный напор
свободной углекислоты на барботажном
листе
Δ
С
С
O2
ср
мг/кг
» » »
2,42
2,5
2,5
Необходимая площадь барботажного
листа для удаления кислорода
F
O2
б
м
2
По формуле (31)
0,617
0,89
0,957
Необходимая площадь
барботажного
листа для удаления свободной
углекислоты
F
CO2
б
»
» » »
0,806
1,18
1,27

Фактическая рабочая площадь
барботажного листа
F
б
»
По конструктивным
соображениям
1,72
1,72
1,72
Необходимая площадь щелей на
барботажном листе
F
щ
»
ܨ
˜
ൌ
Ͳ
ǡ
ͳͷʹ
ܨ
ˆ
ￆ
ￆ
ߩ
˒
ܹ
˒
ଶ
ￆ
ˑ˒˕
0,0886
0,0886
0,0886
Фактические площадь щелей на
барботажном листе
F
ф
»
По конструктивным
соображениям
0,078
0,078
0,078
Минимально допустимая скорость пара в
щелях барботажного листа
W
мин
м/сек
По формуле (9)
47,5
47,5
47,5
Расход пара через
барботажный лист
G
б
т/ч
Определяется при
расчете паровой
подушки по формуле
(10)
2,96
5,0
5,3
Расход пара через пароперепускные
трубы (три трубы
Ø219
х8)
G
пер
»
То же
0
3,9
5,3
Скорость пара в щелях барботажного
листа
W
щ
м/сек
ܹ
˜
ൌ
ܩ
˄
߭
ː
͵͸ͲͲ
ܨ
˗
56,1
94,7
100,3
Скорость пара в перепускных трубах
W
вер
м/сек
ܹ
˒ˈ˓
ൌ
ܩ
˒ˈ˓
߭
ː
͵͸ͲͲ
ܨ
˒ˈ˓
0
59,4
90,7
3.
Геометрические
размеры
двухступенчатого
вакуумного
деаэратора
ДСВ
-
200
Наименование
Обозначение
Размерность
Значение
Общая
высота
колонки
H
мм
2670
Диаметр
корпуса
деаэратора
2
R
»
1620х10
Диаметр
верхней
тарелки
D
т
»
1500
Число
отверстий
на
верхней
тарелке
(диаметр
отверстий
6
мм)
n
шт
2560
Диаметр
горловины
для
прохода
пара
2
r
мм
1000
Центральный
угол
выреза
в
перепускной
тарелке
α
град
27

Продолжение
приложения
Наименование
Обозначение
Размерность
Значения
Ширина
порога
на
барботажном
листе
a
мм
755
Диаметр
водоподводящей
трубы
d
под
»
219х8
Диаметр
отводящей
трубы
d
отв
»
325х8
Труба
отсоса
смеси
d
см
»
377х9
Диаметр
перепускной
трубы
d
пер
»
219х5
Размер
отверстий
в
перепускных
трубах
вверху
f
x
z
»
160х200
Размер
отверстий
в
перепускных
трубах
внизу
ex9
»
240х200
Диаметр
трубы
для
подвода
пара
d
пар
»
325х10
Число
отверстий
во
внутреннем
секторе
верхней
тарелки
d
вн
шт
750
Число
отверстий
на
барботажном
листе
(диаметр
отверстий
6
мм)
n
б
шт
2760
Граница
отверстий
во
внутреннем
секторе
верхней
тарелки
D
в.т
мм
1100
Площадь
отверстий
на
барботажном
листе
F
от
м
2
0,073
(
R
2
-
r
2
)
для
перепускной
тарелки
-
-
0,385
Площадь
между
верхней
тарелкой
и
корпусом
F
к
м
2
0,247
(2
r
)
2
-
d
2
под
в
горловине
перепускной
тарелки
для
прохода
пара
-
-
0,952
Площадь
перепускных
труб
(общая)
F
пер
м
2
0,097
Фактическая
площадь
барботажного
листа
F
бар
м
2
1,72
Диаметр
трубы
для
подвода
конденсата
d
под
мм
159х6

ЛИТЕРАТУРА
1.
Рамм
В.М.
Абсорбция
газов.
Изд
-
во
«Химия»,
1966.
2.
Руководящие
указания
по
проектированию
термических
деаэрационных
установок
питательной
воды
котлов.
Изд
-
во
«Энергия»,
1968.
3.
Справочник
химика
-
энергетика.
том
1.
Госэнергоиздат,
1960.
4.
Шкроб
М.С.,
Прохоров
Ф.Г.
Водоподготовка
и
водный
режим
паротурбинных
электростанций.
Госэнергоиздат,
1961.
5.
Hömig,
Phisikochemischen
Grundlagender
Spelsewasserchemie,
Essen
1965.
6.
Кафаров
В.В.
Основы
массопередачи.
Изд
-
во
«Высшая
школа»,
1962.
7.
Оликер
И.И.
Исследование
процесса
термической
дегазации
воды
под
вакуумом
при
барботаже
водяным
паром.
Кандидатская
диссертация.
МИСИ.
1964
8.
Теплообменная
аппаратура
паротурбинных
установок.
Труды
ЦКТИ
им.
И.И.
Ползунова.
вып.
63,
1965.
9.
Блинов
К.А.,
Пермяков
В.А.,
Оликер
И.И.
Двухступенчатый
термический
деаэратор.
Авторское
свидетельство
№
200586.
Бюллетень
изобретений.
№17,
1967.
10.
Гришук
И.К.
О
механизме
деаэрации
воды
в
струях.
«Теплоэнергетика»,
1957.
№
4.
11.
Пермяков
В.А.
Исследование
эффективности
применения
парового
барботажа
в
термических
деаэраторах
электростанций.
Кандидатская
диссертация.
МЭИ.
1954.
12.
Правила
технической
эксплуатации
электрических
станций
и
сетей.
Изд
-
во
«Энергия»,
1969.
13.
Нормы
технологического
проектирования
тепловых
электрических
станций
к
тепловых
сетей.
Изд
-
во
«Энергия».
1967.
14.
Грищук
И.К.
Эксплуатационные
характеристики
дегазационных
колонок.
Сб.
«Повышение
параметров
пара
и
мощности
агрегатов
в
теплоэнергетике».
Госэнергоиздат,
1961.
15.
Оликер
И.И.,
Пермяков
В.А.
Деаэраторы
и
блочные
деаэрационно
-
питательные
установки
для
малой
энергетики.
Сб.
«Водоподготовка,
водный
режим
и
химконтроль
на
паросиловых
установках»,
вып.
2,
1966.
16.
С
У
тоцкий
Г.П.
О
термический
деаэрации
воды
на
промышленных
ТЭЦ
Материалы
научно
-
технического
совещания
по
термической
деаэрации
питательной
воды.
Изд.
БТИ
ОРГРЭС,
1960.
17.
Копьев
С.Ф.
Вспомогательное
оборудование
машинных
цехов
электростанций.
Госэнергоиздат,
1954.
18.Рачко
В.А.
Исс
ледование
процесса
деаэрации
воды
в
деаэраторе
смешивающего
типа.
«Котлотурбостроение»,
1949,
№
2.
19.
Рачко
В.А.
Исследование
влияния
температуры
паровоздушной
смеси
на
эффективность
деаэратора.
«Котлотурбостроение»,
1949,
№
4.
20.
Рачко
В.А.
О
влиянии
температуры
воды
к
скорости
пара
на
деаэрацию
воды
в
деаэраторе
смешивавшего
типа
атмосферного
давления.
«Котлотурбостроение»,
1950,
№1.

21.
Оликер
И.И.
Пермяков
В.А.,
Брач
Н.М.
Работа
термического
деаэратора
атмосферного
давления
барботажным
устройством
ЦКТИ
«Электрические
станции».
1965.
№
9.
22.
Кутателадзе
С.С.,
Стырикович
М.А.
Гидродинамика
газожидкостных
систем.
Госэнергоиздат,
1955.
23.
Оликер
И.И.
Термическая
дегазация
воды
с
применением
парового
барботажа
под
вакуумом.
«Энергомашиностроение».
1963
.
24.
Оликер
И.И.
Удаление
аммиака
из
воды
при
паровом
барботаже.
«Теплоэнергетика»,
1968.
№6.
25.
Гришук
И.К.,
Шевелева
В.В.,
Перфилов
А.И.Влияние
продолжительности
пребывания
воды
в
баке
-
аккумуляторе
на
эффективность
удаления
кислорода.
«Теплоэнергетика»,
1958,
№
10.
26.
Труб
И.А.,
Литвин
О.П..
Мойсеевич
С.П.
Основные
характеристики
режима
работы
вакуумной
деаэрационной
струйной
колонки.
«Теплоэнергетика»,
1960
№
6.
27
Труб
И.А.,
Литвин
О.П.
Вакуумные
деаэраторы.
Изд
-
во
«Энергия»,
1967.
2
8.
Васильев
И.В.,
Шорохов
А.А.
Исследования
и
опыт
эксплуатации
вакуумных
деаэраторов
в
установках
горячего
водоснабжении
на
ТЭЦ.
«Теплоэнергетика»,
1967,
№
2.
29.
Рябцев
И.И.
О
некоторых
способах
деаэрации
питательной
воды
для
промышленных
котельных.
«Промышленная
энергетика»,
1962,
№
7.
30.
Хлыбов
Б.М.
Автоматизированные
установим
по
вакуумному
обескислороживанию
воды.
Оборонгиз.
1954.
31.
Блинов
К.А.,
Оликер
И.И.
Вакуумный
струйно
-
барботажный
деаэратор
с
большим
диапазоном
изменения
производительности.
Авторское
свидетельство
№
183769,
Бюллетень
изобретений,
№
17.
1966.
32.
Позин
М.Е.,
Мухленов
И.П.,
Тамаркина
Е.С.,
Тарат
Э.Я.
Пенный
способ
обработки
газов
и
жидкостей.
Госхимиздат,
1955.
33.
Оликер
И.И.
Методика
расчета
и
вакуумных
де
аэраторов
с
паровым
барботажем.
«Водоснабжение
и
санитарная
техника».
1968.
.№
5.
34.
Труб
И.А.,
Гриднева
3.С.
О
выборе
типа
газоотсасывающего
устройства
для
вакуумного
деаэратора
отопительной
котельной.
«Водоснабжение
и
санитарная
техника»,
1968,
№5.
33.
Бунин
В.С.
Турбоустановка
Т
-
100
-
130
ТМЗ
в
различных
системах
теплоснабжения.
«Электрические
станции».
1968.
№
10.
36.
Черненко
Г.Т.
Комплексная
автоматизация
деаэрационно
-
питательных
установок
малой
производительности.
Труды
ЦКТИ,
вып.
45,
1964.
37.
Грищук
И.К.
Руководящие
указании
по
эксплуатации
установок
для
термической
деаэрации
воды.
Госэнергоиздат,
1957.
38.
Грищук
И.К.
Об
условиях
проведения
теплохимических
испытаний
деаэрационных
установок.
«Электрические
станции»,
1961,
№
12
39.
Иваницкая
А.С.
Выбо
р
оптимального
метода
определения
малых
концентраций
кислорода
в
воде
для
эксплуатационных
условий.
Сб.

«Водоподготовка,
водный
режим
и
химконтроль
на
паросиловых
установках»,
вып.
3.
1969.
40.
Бабкин
Р.Л.,
Епейкина
К.П.
Об
алкалиметрическом
определении
угольной
кислоты
в
станционных
водах.
«Электрические
станции»
1939,
№
7.
41.
Кострикин
Ю.М.
Инструкция
по
анализу
воды,
пара,
накипи
и
отложений
в
теплосиловом
хозяйстве.
Изд
-
во
«Энергия»,
1967.
42Оликер
И.И.,
Пермяков
В.
А.,
Блинов
К.А.
Вилков
А.А.,
Дмитриев
Ю.Д.,
Калинин
П.И.
Вакуумный
деаэратор.
Авторское
свидетельство
№
257511.
Бюллетень
изобретений,
1959,
№
36.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
................................
................................
................................
...................
3
Глава 1. Теоретические основы термической деаэрации воды
..........................
4
1.1. Механизм процесса деаэрации
................................
................................
...
4
1.2. Факторы, определяющие эффективность деаэрации воды
....................
10
Глава 2. Конструкции и расчет термических деаэраторов
...............................
15
2.1. Номенклатура термических деаэраторов
................................
.................
15
2.2. Деаэраторы атмосферного давления
................................
........................
17
2.3. Гидродинамика и тепломассопередача в деаэраторах атмосферного
давления
................................
................................
................................
.............
27
2.4. Вакуумные деаэраторы
................................
................................
..............
42
2.5. Гидродинамика и тепломассопередача в вакуумных деаэраторах
.......
51
2.6. Рекомендации по проектированию термических деаэраторов
.............
66
2.7. Элементы деаэрационных установок
................................
.......................
74
Глава 3. Включение деаэраторов в схемы тепловых установок
......................
84
3.1. Отопительно
-
производственные котельные
................................
...........
84
3.2. Тепловые сети
................................
................................
.............................
88
Глава 4. Регулирование и автоматизация деаэрационных установок
.............
97
4.1. Деаэрационные установки атмосферного давления
...............................
97
4.2. Вакуумные деаэрационные установки
................................
...................
100
Глава 5. Эксплуатация деаэрационных установок
................................
..........
104
5.1. Основы теплохимического контроля за работой термическ
их
деаэраторов
................................
................................
................................
......
104
6.2. Методика испытаний термических деаэраторов
................................
..
106
ПРИЛОЖЕНИЕ
................................
................................
...........................
109
ЛИТЕРАТУРА
................................
................................
.............................
116
ОГЛАВЛЕНИЕ
................................
................................
............................
119