Устройство деаэратора: ключевые аспекты и принцип работы

Деаэраторы играют важную роль в различных отраслях промышленности, особенно там, где необходимо предотвращение коррозии и улучшение эффективности теплообменных процессов. Эти устройства используются для удаления растворенного кислорода и других газов из жидкостей, в первую очередь из питательной воды котельных установок.

Принцип работы деаэратора

Основная задача деаэратора заключается в снижении концентрации растворенного кислорода до уровня, при котором минимизируется коррозия металла. Принцип работы основан на использовании физических свойств газов – их способности выделяться из жидкости при повышении температуры и понижении давления. Деаэрация обычно достигается за счет нагревания жидкости до состояния близкого к кипению под пониженным давлением, что вызывает выделение газов.

Конструкция деаэраторов

Типичный деаэратор состоит из следующих основных частей:

Приемная емкость – контейнер, куда поступает предварительно нагретая вода.

Система распределения – обеспечивает равномерное распределение воды для максимального контакта с паром.

Контактный аппарат – зона, где происходит непосредственное смешивание парогазовой смеси с жидкостью.

Отделитель парогазовой смеси – отделяет насыщенные пары от необработанной жидкости.

Вентиль для отвода газов – служит для вывода оставшихся после обработки газов.

Технологический процесс деаэрированния

В процессе работы деаэратированная вода поступает в приемную емкость, затем равномерно распределяется по системам контактного аппарата. При этом она интенсивно перемешивается со струями перегретого пара или разогнанными до высоких температур газами.

Это приводит к быстрому повышению температуры жидкости и удалению большей части нежелательных газов благодаря перепаду концентраций между флюидами (водой и паром). Оставшийся после этого пар содержит больше всего расслояемых компонентов и выводится через специальные клапаны.

Применение деаэраторов

Данный тип оборудования широко используется на предприятиях энергетической отросли для подготовки питательной воды перед её подачей в бойлер или непосредственно для подпитки теплосети.

Заключение

Использование деаэрационной техники позволяет значительно продлить время эксплуатации оборудования за счет минимизации коррозийных процессов, а также оптимизировать эффективность использования энергии благодаря повторному использованию уже подготовленных энергоносителей (в виде перегретого пара). Это делает инвестиции в данные системы экономически целесообразными, как на начальном этапе строительства объекта, так и при его модернизации.

Текст – Gerwin AI

Подпитка теплосети осуществляется умягченной деаэрированной водой. Умягченная вода, поступающая с цеха химводоочистки, поступает в деаэратор через регуляторы уровня. Греющая вода поступает на головки деаэратора подпитки теплосетей через регуляторы температуры. Деаэрированная умягченная вода из деаэратора тремя насосами подпитки подается в обратную линию теплосети Ø1200 мм города через регуляторы давления подпитки теплосети, в обратную линию теплосети предприятий города Ø900 мм через регулятор давления подпитки теплосети и на обратную линию коммунального хозяйства Ø800 мм – другой регулятор. Деаэратор подпитки теплосети должен работать в базовом режиме. Схемой предусмотрена подача водопроводной воды на головки деаэратора для исключения аварийной подпитки недеаэрированной водой, в случае резкого сокращения или недостаточной подачи из участка ХВО умягченной воды.

При этом жесткость воды, поступающей в деаэратор жёсткости, не должна превышать – 1  мкг-эв/л.

Характеристики системы подпитки деаэрированной водой:

Деаэратор:

1. Тип колонки — ДСВ-800.
2. Давление — 0,05 кгс/см² (абс.).
3. Количество колонок – 2
4. Емкость бака – 100 м³

Насосы подпитки теплосети

1. Тип – 300-Д90
2. Производительность – 900 т/час.
3. Напор – 6 кгс/см²
4. Число оборотов – 1480 об/мин.

Схема действующей ТЭЦ с паровыми котлами и турбинами.

На тепловой (основной) схеме ТЭЦ представлено следующее основное оборудование:

— котельные агрегаты ТГМ-96;

— паровые турбины ПТ-60, ПТ-65, Р-50;

— РОУ, БРОУ;

— ПНД, ПВД;

— деаэраторы 6 и 1,2 ата;

— ПЭНы;

— подогреватели сетевой воды (бойлерные установки);

На тепловой (основной) схеме ТЭЦ представлены следующие среды/системы:

1. Пар.
2. Конденсат греющего пара.
3. Основной конденсат.
4. ХОВ.
5. Питательная вода.
6. Дренажи.
7. Питательная вода.

Скачать схему ТЭЦ с паровой турбиной в формате jpg >>>

Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) являются ключевыми узлами в инфраструктуре современной энергетики. Они обеспечивают потребителей не только электричеством, но и теплом. Центральным элементом любой ТЭЦ является паровая турбина, преобразующая тепловую энергию пара в механическую работу, которая затем превращается в электричество. Рассмотрим основные типы паровых турбин, используемых на ТЭЦ.

Импульсные паровые турбины

Импульсная турбина работает по принципу расширения и ускорения пара через сопла. В этой конструкции скорость потока пара значительно возрастает при прохождении через сопла, а давление остается почти неизменным. Энергия высокоскоростного потока передается лопаткам рабочего колеса, что заставляет его вращаться.

Реактивные паровые турбины

В реактивных турбинах расширение и понижение давления происходят как в стационарных лопатках – направляющих аппаратах (соплах), так и в подвижных – рабочих лопатках колеса. Это позволяет более полно использовать энергию пара за счет двойного превращения её из потенциальной формы в кинетическую.

Конденсационные паровые турбины

Конденсационные турбины представляют собой тип реактивных или импульсно-реактивных машин, где после работы на лопатках рабочего колеса отработанный пар направляется в конденсатор для охлаждения и конденсации обратно в жидкое состояние. Использование конденсатора позволяет значительно повышать КПД всей системы за счет создания большого перепада давления между выходом из последней ступени и конденсатором.

Противодавленные паровые турбины

Противодавленные турбины используются на объектах, где помимо электричества требуется также большое количество технологического или отопительного пара высокого давления. В таких установках отработанный из первых ступеней рабочего колеса пар направляется не в конденсатор, а непосредственно к потребителям.

Выпускноперепусковые (байпасные) паровые турбины

Этот тип предусматривает возможность частичной или полной перекачки отработанного на определённом этапе экспанзии пар через байпасный контур обратно на начало процесса или же для использования его на других этапах производства.

Выбор определённого типа зависит от спектра задач, которые должна выполнять данная ТЭЦ: нуждаются ли они только в выработке электричества или же им требуются различные параметры отходящего из системы пар для целей коммунального хозяйства или промышленности.

С каждым годом инженерия стремится к повышению КПД и экологичности данных установок: разрабатывается новое оборудование с уменьшением выбросов CO₂, повышением автоматизации процессов контроля и эксплуатации машин.

Таким образом, правильный выбор типажей и модификаций паротурбинной установки играет ключевую роль, как для экономический эффективности работы самой станции так и для окружающей её экосистемы.

Текст – YandexGPT 3 Pro

Принцип действия паровой турбины теплоэлектростанции:

Перегретый пар от котельного агрегата, поступающий в турбину, раскручивает её лопасти за счёт своей кинетической энергии и разности давлений на входе и выходе турбины. Процесс можно описать следующим образом:

1. Пар под высоким давлением и температурой поступает во входные камеры турбины.
2. В этих камерах пар теряет часть своего давления и температуры, прежде чем попасть на лопасти турбины.
3. Затем пар попадает на изогнутые лопасти, расположенные на роторе турбины.
4. Лопасти имеют специальную форму, которая позволяет им преобразовывать кинетическую энергию пара в механическую энергию вращения ротора турбины.
5. Как только пар попадает на лопасть, он начинает расширяться и терять свою кинетическую энергию. В результате этого процесса пар охлаждается и конденсируется на поверхности лопасти.
6. Конденсированный пар затем стекает вниз по лопасти в направлении вращения турбины, создавая тем самым разницу давлений между входом и выходом турбины.
7. Эта разница давлений приводит к непрерывному потоку пара через турбину, обеспечивая её непрерывное вращение.

Процесс получения кинетической энергии из пара:

Пар получает большую энергию при нагревании в котлах теплоэлектростанции, потому что тепловая энергия используется для изменения агрегатного состояния воды и преобразования ее в пар. Этот процесс называется парообразованием, и он происходит при определенной температуре и давлении.

Когда вода нагревается в котле, она сначала переходит из жидкого состояния в газообразное (пар), а затем этот пар расширяется (происходит освобождение большого объема кинетической энергии) и производит механическую работу, вращая турбину.

Изображение – Midjourney 5.2
Текст – YandexGPT 2