Б) Типы и конструкции термических деаэраторов

Термические деаэраторы питательной воды для парогенегаторов электростанций в соответствии с ГОСТ 16860-71 условно делятся на следующие типы:

а) вакуумные —ДСВ, работающие при давлении до 0,3 кгс/см²

б) атмосферные — ДСА, работающие при давле­нии 1,2 кгс/см²

в) повышенного давления — ДСП, работаю­щие при давлении от 6 до 8 кгс/см².

Согласно указанному ГОСТ при изменении произво­дительности от 30 до 120% номинальной все деаэраторы должны обеспечить средний подогрев воды от 10 до 40°С и остаточное содержание кислорода: в деаэраторах ДСВ — 50 мкг/кг, в деаэраторах ДСА и ДСП — 30 мкг/кг для парогенераторов с давлением до 40 кгс/см² и 20 мкг/кг для парогенераторов с давлением от 40 до 110 кгс/см², в деаэраторах ДСП — 10 мкг/кг для паро­генераторов с давлением выше 110 кгс/см². Свободная углекислота при этом должна быть практически пол­ностью удалена из воды.

Конструкции термических деаэраторов должны удов­летворять следующим требованиям:

а) обеспечить на­дежный нагрев воды до температуры кипения, соответ­ствующей давлению в деаэраторе;

б) тонкое разбрызги­вание воды с целью создания максимальной поверхности для выделения газов;

в) достаточное время пребывания воды в деаэраторе, необходимое для выделения газов и разложения бикарбоната натрия;

г) хорошее удаление из деаэратора выделившихся из воды газов;

д) точное регулирование подвода греющего пара для поддержа­ния температуры кипения воды и вентиляции деаэра­тора. 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. В деаэраторе не должно быть застойных зон ни по воде, ни по пару.

Вакуумные деаэраторы применяются для деаэрации подпиточной воды тепловых сетей и сетей горячего во­доснабжения, а также питательной воды парогенерато­ров низкого давления и малой мощности. Вакуумная деаэрация питательной воды парогенераторов применяется в тех случаях, когда питательные насосы не могуг работать на высокоподогрегой воде, либо там, где для деаэрации используется отбор пара из турбины при дав­лении ниже атмосферного. Удаление неконденсирующих­ся газов из вакуумных деаэраторов осуществляется с по­мощью паровых эжекторов. Необходимым условием глу­бокой деаэрации в вакуумных деаэраторах является хорошая воздушная плотность их. Это достигается при расположении деаэраторной колонки на высоте, обеспе­чивающей поступление деаэрированной воды самотеком к питательным насосам. В этом случае вся арматура рас­полагается ниже наинизшего уровня воды в баке-акку­муляторе, который устанавливается отдельно от колонки. Выше этого уровня все элементы установки изготовляют­ся цельносварными.

Рис. 6-1. Струйно-барботажная вакуумная деаэрационная колонка вертикального типа.

1 — отвод деаэрированной воды; 2 — барботажный лист; 3 — водосливной по­рог- 4 — подвод химически умягченной воды после охладителя выпара; 5 — отвод паровоздушной смеси; 6 — верхняя тарелке; 7 — кольцевой порог; 8 —подвод химически умягченной воды; 9 — водосливный порог; 10 — подвод конденсата; 11— пароперепускные отвестия; 12 — пароперепускные трубы; 13 —подвод пара; 14—щели или отверстия на барботажном листе; 15— отверстие для перепуска воды; 16 — вертикальная перегородка.

Вакуумная деаэрационная колонка для производительности 300 т/ч (рис. 6-1) имеет две ступени дегазации: струйную и барботажную. Вода, направляемая на деаэрацию по трубе 8, поступает на верхнюю тарелку 6. Последняя секциониро­вана так, что при минимальной (30%) нагрузке работает только часть отверстий во внутреннем секторе. При увеличении нагрузки вода перетекает через кольцевой порог 7 и далее вытекает через дополнительные ряды отверстий. Секционирование верхней тарелки позволяет избежать гидравлических перекосов по пару и воде при колебаниях нагрузки и во всех случаях обеспечить обработку струй паром. Пройдя струйную часть, вода поступает на перепускную та­релку 9, предназначенную для сбора и перепуска воды через отвер­стие 15 на определенный участок расположенного ниже барботажного листа 2. Отверстие 15 на перепускной тарелке примыкает к вертикальной сплошной перегородке 16, идущей вниз до основания корпуса колонки. Барботажный лист выполнен в виде кольца с радиально расположенными щелями 14, ориентированными перпенди­кулярно потоку воды. В конце барботажного листа имеется водо­сливный порог 3, который проходит до нижнего основания деаэра­тора. Вода протекает по барботажному листу, переливается через порог и поступает в сектор, образуемый порогом 3 и перегород­кой 16, а затем самотеком отводится в трубу 1. Весь пар в колонку подводится под барботажный лист по трубе 13. Под листом обра­зуется паровая подушка, и пар, пройдя щели 14, барботирует через воду.

При увеличении нагрузки, а следовательно, и расхода пара паровая подушка увеличивается и избыточный пар перепускается в обвод барботажного листа через отверстия 11 в трубах 12. Затем пар проходит через кольцевое отверстие в перепускной тарелке и поступает в струйный отсек, где большая часть его кон­денсируется. Паровоздушная смесь отсасывается по трубе 5. Подвод химически умягченной воды после охладителя выпара осуществляет­ся через коллектор 4 на верхнюю тарелку 6. При необходимости подачи в деаэратор конденсата его следует вводить через штуцер 10 на перепускную тарелку 9.

При давлении 0,3 кгс/см² остаточное содержание кислорода в деаэрированной воде составляет менее 30 мкг/кг, свободная угле­кислота удаляется полностью и имеет место незначительное (до 6,5%) разложение бикарбонатов.

ЦКТИ разработаны вакуумные деаэраторы для подпиточной во­ды тепловых сетей производительностью 400, 800, 1200, 1600 и 2 000 т/ч. Деаэратор представляет собой цилиндр диаметром 3 м, в котором размещены все деаэрирующие элементы и охладитель выпара смешивающего типа. Химически умягченная вода поступает в деаэратор (рис. 6-2) по трубе / и попадает в распределительный коллектор 16, откуда стекает на первую тарелку 15, которая обеспе­чивает минимальный расход воды. С увеличением производительности деаэратора выше минимальной вода с первой тарелки перепускается коробами 13 на третью тарелку 12. Вода с первой тарелки поступает на вторую тарелку 2, рассчитанную на минимальную нагрузку. С третьей тарелки вода поступает на четвертую перепускную та­релку 11, которая служит для сбора и перепуска воды на располо­женный ниже барботажный лист 7. После обработки на барботажном листе деаэрированная вода отводится из деаэратора по тру­бе 9.

В деаэраторе выделен отсек 5, куда по трубе 3 подается деаэрированная вода с температурой 70— 150°С. При входе в отсек эта вода вскипает, а жалюзи 4 способствуют

Рис. 6-2. Вакуумный струйно- барботажный деаэра­тор горизонтального типа.

разделению воды и пара. Выделившийся пар поступает под барботажный лист 7, а вода по каналам 6 и 8 вытесняется на уровень барботажного листа и вместе с деаэрированной исходной водой отводится из деаэратора. Проходя через щели барботажного листа, пар подвергает воду интенсивной обработке. Под листом при этом образуется паровая подушка. Когда высота ее превысит 200 мм, включаются в работу короба 10, по которым пар перепускается в струйный отсек между третьей и четвертой тарелками. В этом отсеке происходят основной подогрев воды до температуры, близкой к температуре кипения. 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 14. При использовании описанной

конструкции для деаэрации питательной воды парогенераторов ре­комендуется в отсек 5 подавать конденсат, возвращаемый внешними потребителями пара, а при его отсутствии — выпар деаэраторов по­вышенного давления или пар с давлением 1,2—2,5 кгс/см² из рас­чета 15—20 кг на тонну деаэрированной воды.

Рис. 6-3. Принципиальная схема двухступенчатой деаэрационной

установки.

/ — струйная колонка; 2 — отвод выпара; 3 —выхлоп в атмосферу; 4- регулятор температуры; 5 — охладитель выпара; 6 — подвод конденсата подо­гревателей высокого давления; 7 — подвод барботажного пара; 8 — ограничи­тельная диафрагма; 9 — подвод химически умягченной воды; 10 — регулятор давления; 11— термометр; 12 — манометр; 13 — подвод греющего пара; 14 — бак-аккумулятор; 15 — вертикальная перегородка; 16 —- регулятор перелива и сигнализатор уровня; 17 — затопленная вертикальная перегородка; 18 — вен­тиль с электромагнитным приводом; 19 — отвод деаэрированной воды; 20 — паровая коробка; 21 — теплообменник для охлаждения проб воды; 22- барбо­тажный дырчатый лист; 23 — горизонтальная перегородка; 24 — водоуказательные стекла; 25 — предохранительный клапан; 26 — гидравлический затвор; 27 — подвод основного конденсата.

Принципиальная схема двухступенчатой деаэрацион­ной установки атмосферного и повышенного давлений приведена на рис. 6-3. Она включает струйную колонку 1, расположенную у одного торца бака-аккумулятора 14, и затопленное барботажное устройство 22, расположен­ное у противоположного торца бака.

Конденсат и химически умягченная вода, поступаю­щие на деаэрацию, подаются на верхнюю тарелку колонки, где смешиваются, а затем в струйном потоке сливаются на вторую дырчатую тарелку и далее в бак-аккумулятор. После выдержки в баке вода поступает в барботажное устройство. Пар подводится по грубе 7 в паровую коробку 20 и через отверстия дырчатого лис­та 22 барботирует через слой воды, медленно движущий­ся над листом в сторону всасывающего патрубка пита­тельного насоса. Листы 15 и 17 образуют подъемную шахту, в которой происходит вскипание воды, выходящей из барботажного устройства. Вскипание воды происходит вследствие наличия некоторого перегрева ее относитель­но температуры насыщения, соответствующей давлению в паровом пространстве бака-аккумулятора. Величина перегрева определяется высотой столба воды над барботажным листом. Пар, прошедший через барботажное устройство, попадает в паровое пространство бака, где движется над поверхностью воды в сторону колонки. При таком расположении барботажного устройства и колонки обеспечиваются хорошая вентиляция парового объема бака и удаление из него газов, выделившихся из воды.

К двухступенчатому деаэратору предусматриваются два подвода пара: в паровое пространство бака и на барботажное устройство. К затопленному барботажному устройству необходимо подводить пар при давлении не менее чем 0,4 кгс/см² выше рабочего давления в аппара­те. Величина удельного расхода пара на барботаж для деаэраторов атмосферного давления составляет 20 кг на 1 т деаэрируемой воды, а для деаэраторов повышенного давления —12 кг/т.

При указанных удельных расходах пара на барботаж двухступенчатые деаэраторы обеспечивают в широком диапазоне изменения нагрузок и подогрева воды оста­точное содержание кислорода после атмосферных деаэ­раторов 15 мкг/кг при норме 30 мкг/кг и после деаэрато­ров повышенного давления 5 мкг/кг при норме 10 мкг/кг; при этих условиях они обеспечивают также полное уда­ление свободной углекислоты и определенное разложе­ние бикарбонатов.

Областью применения двухступенчатых деаэраторов являются теплоэлектроцентрали, работающие с больши­ми потерями конденсата и значительными переменными во времени добавками в цикл воды, умягченной по мето­ду Н—Na-катионирования.

На блочных ТЭС с докритическим и сверхкритическим давлением пара и крупных промышленных ТЭЦ, применяющих методы глубокого химического обессоли-вания добавочной питательной воды, отпадает вопрос о разложении бикарбонатов и удалении «связанной» углекислоты, а применение деаэрирующего конденсатосборника в турбоустановках мощностью 300, 500 и 800 Мвт значительно уменьшает исходные концентрации кислорода в воде, поступающей в термический деаэратор. В связи с этим для ТЭС, где парогенераторы пи­таются химически обессоленной водой, разработаны более простые одноступенчатые деаэраторы с давлением в ко­лонке 7 кгс/см², в которых при начальном содержании кислорода в деаэрируемой воде до 1 мг/кг в диапазоне изменения производительности от 170 до 590 т/ч и на­греве воды от 11 до 25 °С удается получать остаточное содержание кислорода в деаэрированной воде не выше 10 мкг/кг.

Колонка ДСП-800 (рис. 6-4) для такого де­аэратора представляет собой вертикальный цилиндричес­кий корпус с фланцевым соединением верхней и нижней частей. В верхней части колонки находится смеситель­ное устройство 6, в которое введены штуцера для под­вода конденсата и добавочной воды. В нижней части колонки размещены две дырчатые тарелки 7 и 8, под которыми установлены трубы для подвода греющего пара.

Рис. 6-4. Схема деаэрационной колонки

струйного типа повышенного давления

двухступенчатого деаэратора.

1 — фланцевый разъем; 2 — отвод выпара; 3 — рассекатели; 4 — водосливная перегородка; 5 — окна для выхода воды из камеры смешения; 6 - камера смешения; 7 — первая тарелка; б — вторая тарелка; 9 — коллектор подвода пара.

Поиск по сайту: