Деаерація води: призначення і конструктивне виконання

Деаерація води: призначення і конструктивне виконання

Забезпечення контакту рідини з повітряним середовищем є необхідною умовою підтримки працездатності багатьох інженерних установок, технологічних ємностей і тепломереж. Цей процес називається аерацією. Але також застосовується і зворотна технологія, що передбачає видалення повітря з технологічних рідинних середовищ. Деаерацію води зазвичай використовують як спосіб виключення небажаних газових включень.

Принцип дії пристрою

У воді бульбашки повітря і газові суміші можуть бути присутніми у вигляді розчинених молекул, як мікропузирки або в якості сполук, які поступово руйнуються. Завдання типового деаератора полягає в організації процесу масообміну між прогазовими сумішами і рідиною. Технічно ця процедура може здійснюватися різними способами, що відрізняються глибиною дегазації. У невеликих установках деаерації води певна частка виведення газів досягається шляхом опромінення рідини ультразвуком. Інтенсивний вплив ультразвуковими хвилями ефективний особливо в тих випадках, коли потрібно забезпечити коагуляцію бульбашок.


Також існує поняття випару - це маса виведеного з рідини газу, яка підлягає видаленню з самого деаератора. Оптимальна працездатність даних приладів забезпечується при показниках парової витрати не менше 2 кг/т. Якщо в рідині міститься вуглекислота, то цей нормативний показник збільшується до 3 кг/т.

Класифікація пристроїв за призначенням

Для різних сфер застосування та умов роботи випускаються спеціальні моделі деаератора. За ознаками конструкційного виконання варто виділити горизонтальні та вертикальні пристрої, призначені для конкретних умов технічної установки. За цільовим призначенням виділяють дві великі групи деаераторів - пристрої для інженерних мереж і суміжного обладнання, а також системи для підтримки запасу води в котельнях агрегатах, тепловій техніці тощо. У першому випадку за рахунок видалення повітряних бульбашок забезпечується захист від корозії, а в другому - оптимізація ємнісного тиску. При цьому деаерація води для котелень і теплових мереж теж проводиться різними пристроями.

У випадку з бойлерним обладнанням, наприклад, бажано використовувати вакуумні апарати, що працюють з невеликими температурами близько 50-100 градусів Цельсія. Атмосферні деаератори більшою мірою орієнтуються на обслуговування іспанського обладнання та теплових мереж - температура у них теж невелика і трохи перевищує 100 градусів Цельсія. На цьому тлі відрізняються установки підвищеного тиску, призначені для роботи з енергетичними котлами. Температура в даному випадку може становити близько 200 градусів Цельсія, а тиск - 9-10 МПа.

Тарельчаті деаератори

Такі установки зазвичай мають горизонтальну конструкцію з вертикально розташованим баком. Завітрена вода з котла надходить зверху і виходить через нижній ряд перфорованих тарілок. Для процесу деаерації використовується пар зниженого тиску, який направляється вгору через отвори тарілок. Механіка перемішування рідини з пором може реалізовуватися не тільки за рахунок перфорованих елементів, але і за допомогою системи фільтрації з мембранами і прокладками. Вони забезпечують велику площу розділу фаз для масообміну. Розчинені гази при деаерації води переходять в парову фазу, після чого парогазові суміші викидаються в патрубок системи вентиляції.

Так відбувається стандартний випар, але в деяких системах передбачається конденсація пари з поверненням тепла від газової суміші.

Розпилювальні деаератори

Пристрої цього типу теж переважно виконуються в горизонтальному форм-факторі з окремими зонами для підігріву і деаерації, які розділяються спеціальною пластиною. Робочий пар проходить в область бака через гребінку. У процесі розпилювальної деаерації рідина нагрівається разом з пором до точки кипіння. У міру підвищення температури через вентиляцію видаляються газові суміші. Для економії теплової енергії розпилювальна деаерація води може передбачати рекуперацію через теплообмінні конструкції. Вони сприймають тепло газів, передаючи його робочому обладнанню. Ще один спосіб економії передбачає початковий прогрів води до температури, близької до точки кипіння.

Особливості термічної деаерації

Ця група деаераторів має ряд принципових відмінностей від теплообмінних установок. Такі пристрої бувають змішувальними або поверхневими. Гріючі і деаераційні зони також розділяються перегородками. Важливим є сам спосіб створення фазного контакту між середовищами. У цьому сенсі термічна деаерація води може передбачати плівкові, струменеві та барботажні контури напрямку робочих середовищ.

Перші два в основі конструкції містять колони - це пристрої, по яких рідина стікає до бака, в той час як нагріваючий пар піднімається вгору до точки випару. В ході цього процесу відбувається виділення конденсату. Невеликі конструкції таких деаераторів можуть допускати об 'єднання бака і корпусу приладу в одну систему. Що стосується барботажних деаераторів, то в них пар безпосередньо подається на водну поверхню і в ній дробиться на дрібні бульбашки. До достоїнств таких апаратів відносять скромні габарити конструкції і високу продуктивність деаерації.


Атмосферна деаерація

У питному водному середовищі міститься кисень і вуглекислота. У розчиненому вигляді ці газові суміші негативно впливають на стінки обладнання. Причому провоковані корозійні процеси посилюються при впливі пари під високим тиском, що обмежує використання деяких методів деаерації. Виходом стає атмосферна водопідготовка, що забезпечує позитивні процеси хімічної дегазації. Оптимальним рішенням в даному випадку буде деаерація живильної води в безнакипному режимі. Принцип дії такого пристрою полягає в розбивці потоку води на дрібні струмені з паралельним підігрівом до киплячого стану. Зрештою можна домогтися ефекту, при якому вміст вуглекислоти скоротиться до 2 мг/л, а кисню - до 0,01 мг/л.

Деаерація підживлювальної рідини

Для підготовки підживної води використовується технологія вакуумної дегазації. Вона частіше застосовується в обслуговуванні систем гарячого водопостачання за допомогою насадочних деаераторів. Треба врахувати, що така схема обробки допускається тільки за умови низького утримання лужі в рідині.

Деаерація здійснюється з автоматичною регуляцією тиску води в сталевих і чавунних конструкціях. Температура котла може варіюватися від 70 до 150 градусів Цельсія. З метою мінімізації енергетичних витрат рекомендується активувати режим постійної підтримки низького температурного порогу. Це збільшить час процедури, але деаерація підживлювальної води дасть більш високий ефект. Як альтернативний варіант можна використовувати атмосферну деаерацію, яка замість гарячого середовища буде використовувати пар.

Ув 'язнення

У виборі відповідного методу позбавлення води від газів і повітря не менш важливо правильно підібрати і комунікаційну інфраструктуру. Сучасні засоби деаерації води дозволяють здійснювати регуляцію через автоматику, зіставляючи робочі показники з характеристиками обладнання, що обслуговується. Також відповідальний і підбір силового обладнання із захисними системами. Буде не зайвим обзавестися потужним насосом для підтримки тиску, запобіжниками і датчиками для контролю критичних робочих показників.


Надрукувати