27. Деаэратор, назначение, типы деаэраторов, принцип термической деаэрации. Схема обвязки деаэратора.
1.1. Назначение деаэрационной установки
Деаэрационная установка предназначена для:
удаления растворенных в конденсате коррозионно-активных газов (О2 и СО2);
создания кратковременного запаса питательной воды на ТЭС и АЭС;
подогрева питательной воды в качестве смешивающего подогревателя системы регенеративного подогрева.
1.2. Принцип работы термического деаэратора
Принцип работы термического деаэратора основан на использовании закона Генри, связывающего растворимость газа в воде с его парциальным давлением над поверхностью воды.
Закон Генри гласит: "Равновесная концентрация растворенного в воде газа Сг (мг/кг) прямо пропорциональна парциальному давлению газа над поверхностью воды."
Величина константы Генри зависит от вида газа и температуры и не зависит от количественного состава и давления в системе.
Константа Генри определяется через коэффициент абсорбции газа.
Для эвакуации растворенных в воде газов - десорбции, необходимо нарушить фазовое равновесие между газами, находящимися над поверхностью воды и растворенными в ней.
Это проще всего можно выполнить нагревом воды до температуры насыщения при постоянном давлении. Парциальное давление газов над поверхностью воды при этом уменьшается практически до нуля, растворимость газов резко снижается и идет интенсивная дегазация.
1.4. Принципиальное устройство и основные типы деаэраторов
Для обеспечения эффективной деаэрации необходимы большая площадь и время контакта пара с нагреваемой водой. Увеличение площади контакта обеспечивается распылением воды на мелкие капли и струи; а также образованием тонких стекающих пленок. Увеличение времени контакта обеспечивается развитием деаэрационных колонок в высоту. Греющий пар подается снизу, а деаэрируемая "холодная" вода - сверху. При этом обеспечивается наиболее эффективная противоточная схема движения пара и воды.
Потоки воды с более высокой температурой (дренажи подогревателей, сепарат и др.) вводятся в промежуточную часть колонки. Выпар отводится из верхней части деаэрационной колонки. В зависимости от способа организации контакта пара и воды деаэраторы делятся на следующие основные типы:
струйно-капельные деаэраторы;
пленочные деаэраторы;
барботажные деаэраторы;
комбинированные деаэраторы.
1.4.1. Струйно-капельные деаэраторы
В струйно-капельном деаэраторе деаэрируемая вода системой дырчатых тарелок - 6 разделяется на струи, стекающие каскадом вниз. Снизу, навстречу струям воды, движется пар. Характер обтекания паром струй приближается к поперечному. Расположение нескольких тарелок по высоте колонки увеличивает общее время пребывания воды в ней. Площадь отверстий в тарелке составляет около 8% от общей площади тарелки.
Основной конденсат поступает через патрубок - 1 в открытую (или закрытую) кольцевую камеру - 3 (изображена открытой), откуда через порог переливается на первую тарелку, в которой имеется горловина для выхода выпара. Потоки "горячих" дренажей (от ПВД и др. узлов) подаются через патрубки - 2 и разбрызгиваются над промежуточными тарелками через перфорированную трубу - 4. Пар подводится в нижней части через патрубок - 5. Выпар удаляется в верхней части колонки.
Основные недостатки струйно-капельных деаэраторов:
большая высота деарационных колонок, превышающая 4 м;
повышенная металлоемкость и сложность внутренних устройств;
небольшой номинальный нагрев воды (10-15°С);
эффективность деаэратора резко понижается как при небольших перегрузках (на 10-15%), так и при нагрузках менее 40%;
низкая эффективность дегазации воды при струйном дроблении, вследствие эжектирования газов струями воды.