3.1.4.1. Деаэрация

Следующей ступенью десорбции коррозионно-активных газов является деаэрация, при которой содержание этих газов снижается до установленных норм. Метод термической деаэрации представляет собой сочетание процессов теплообмена (нагревания обрабатываемой воды до температуры насыщения) и массообмена (переноса растворенных в воде газов в паровую среду).

В настоящее время в теплоэнергетике применяют различные типы деаэраторов. По рабочему давлению они подразделяются на вакуумные, атмосферные и повышенного давления деаэраторы.

Особенностью вакуумных деаэраторов является то, что давление в них поддерживается ниже атмосферного. Это, во-первых, позволяет сместить в сторону уменьшения равновесное содержание растворенных газов и, во-вторых, использовать в качестве греющей среды горячую воду, температура которой выше, чем температура насыщения в деаэраторе.

Горячая вода в деаэраторе вскипает, а образующийся при этом пар конденсируется на каплях (струях) деаэрируемой воды и нагревает последнюю до температуры насыщения. Таким образом, в вакуумных деаэраторах исключаются потери конденсата с греющим паром, как это имеет место в атмосферных деаэраторах и деаэраторах повышенного давления, и они становятся незаменимыми в тех случаях, когда пар в технологической схеме производства отсутствует или имеется в ограниченном количестве.

В ряде случаев более экономичным является использование вакуумных деаэраторов в режиме деаэратора перегретой воды. При этом перегревается выше температуры насыщения и вскипает в деаэраторе вся подаваемая вода.

Предварительный нагрев воды осуществляется в предвключенном поверхностном подогревателе.

Чтобы предотвратить вскипание в подогревателе, давление воды в нем поддерживают на 0,2-0,3 МПа выше, чем в деаэраторе. Принцип предварительного перегрева с последующим вскипанием всей воды способствует улучшению качества деаэрации. Однако сложность регулирования режима работы аппаратов ограничивает их применение.

Атмосферные деаэраторы и деаэраторы повышенного давления в качестве греющей среды используют пар.

В первых, поддерживается давление около 0,12 МПа. Некоторый избыток давления над атмосферным, необходим для вывода из аппарата десорбированных газов и избытка пара.

Преимущество атмосферных деаэраторов перед вакуумными, состоит в том, что в них исключаются затраты, обусловленные необходимостью создания и поддержания вакуума.

Деаэраторы повышенного давления (0,6-0,7 МПа) применяются в схемах регенерации питательной воды на ТЭС с начальным давлением пара выше 1,0 МПа.

Кроме прямого назначения – удаления газов, попавших в конденсат через неплотности вакуумной системы турбинной установки или с добавочной водой, эти деаэраторы позволяют сократить количество последовательно включенных регенеративных подогревателей высокого давления (ПВД) поверхностного типа и повысить надежность работы всей регенеративной группы.

Паро-воздушная смесь (выпар) из деаэраторов направляется в охладитель выпара, где пар конденсируется, а газы выводятся в атмосферу. Наряду со встроенными контактными охладителями выпара, составляющими отсек деаэраторов, широко распространены поверхностные выносные аппараты.

Недостатками таких традиционных охладителей выпара является ограничение начальной температуры охлаждающей воды и чрезвычайно быстрый коррозионный износ трубной системы вследствие конденсации пара, содержащего значительное количество CО₂ и O₂.

Необходимо отметить еще одну особенность тепломассообменных процессов водоподготовки.

Если на других этапах интенсификация обработки воды зависит в основном от количества реагента (коагулянта, катионита, анионита) и в некоторой степени от температуры воды, то при дегазации она во многом определяется характером распределения фаз, развитием поверхности контакта, гидродинамической обстановкой.