3.3.1. Назначение деаэраторов

Для предупреждения аварий из-за коррозионных повреждений питательных трубопроводов и пароводяного тракта котлов паропроизводительностью 2 т/ч и более в соответствии с "Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов" содержание кислорода в питательной воде не должно превышать:

а) для газотрубных котлов, работающих на жидком топливе, - 50 мкг/кг, работающих на других видах топлива - 100 мкг/кг;

б) для водотрубных котлов с естественной циркуляцией (в том числе котлов-бойлеров) с рабочим давлением пара до 4,0 МПа (40 кгс/см):

Рабочее давление,

МПа (кгс/см) 0,9(9) 1,4(14) 2,4(24) 4,0(40)

Содержание кислорода,

мкг/кг, при работе:

на жидком топливе 50 30 20 20

на других видах топлива 100 50 50 30

в) для водотрубных котлов с естественной циркуляцией и рабочим давлением пара 10 МПа (100 кгс/см), независимо от вида топлива, - 10 мкг/кг;

г) для энерготехнологических котлов и котлов-утилизаторов с рабочим давлением пара до 4 МПа (40 кгс/см), а для действующих котлов до 5 МПа (50 кгс/см):

Рабочее давление,

МПа (кгс/см) 0,9(9) 1,4(14) и 1,8(18) 4,0(40) и 5,0(50)

Содержание кислорода,

мкг/кг, для котлов:

с чугунным экономай-

зером или без эконо-

майзера 150 100/50 50/30

со стальным эконо-

майзером 50 30/30 30/20

Примечание. Показатели содержания кислорода приведены для температуры греющего газа в числителе до 1200 °С, в знаменателе - свыше 1200 °С;

д) для энерготехнологических котлов и котлов-утилизаторов с рабочим давлением пара 11 МПа (110 кгс/см) - 10 мкг/кг;

е) для высоконапорных парогенераторов парогазовых установок при рабочем давлении 4 МПа (40 кгс/см) - 20 мкг/кг, 10 МПа (100 кгс/см) - 10 мкг/кг, 14 МПа (140 кгс/см) - 10 мкг/кг.

В подпиточной и сетевой воде водогрейных котлов содержание кислорода не зависит от системы теплоснабжения (открытая или закрытая), нормируется в зависимости от температуры сетевой воды и не должно превышать 50 мкг/кг при 115°С, 30 мкг/кг при 150°С и 20 мкг/кг при 200° С. Приведенные нормы не распространяются на водогрейные котлы, установленные на тепловых электростанциях и в отопительных котельных, работающих по отопительно-вентиляционному графику отпуска тепла, для которых качество воды должно соответствовать требованиям "Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей" [11].

На тепловых электростанциях содержание кислорода в питательной воде (до точки ввода обескислороживающих химических реагентов) в соответствии с "Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей" не должно превышать: для котлов с давлением до 10 МПа (100 кгс/см) - 20 мкг/кг; для котлов с давлением 10 МПа (100 кгс/см) и более - 10 мкг/кг.

Свободная углекислота в питательной воде паровых котлов и в подпиточной воде водогрейных котлов (подпиточной воде тепловых сетей) не допускается. Выполнение приведенных нормативов обеспечивается обработкой воды в деаэраторах. Удаление из воды растворенных в ней газов можно обеспечить, поддерживая над водой среду, не содержащую этих газов, т. е. поддерживая парциальное давление газов над водой равным нулю. На практике в качестве такой среды широко применяют водяной пар, нагревая при этом воду до температуры кипения, соответствующей давлению в сосуде, и отводя из него выделяющиеся газы.

Содержание кислорода в воде при ее кипении равно нулю. При недогреве воды до температуры кипения содержание растворенного в ней кислорода тем выше, чем больше недогрев. Для кислорода эта зависимость иллюстрируется рис. 3.26. На использовании этого принципа основано устройство термических деаэраторов, в которых вода, разбитая на струи, нагревается путем смешивания с паром до температуры кипения, соответствующей выбранному рабочему давлению в деаэраторе. Для нагрева воды в деаэраторе применяют также барботажные устройства.

Рис. 3.26. Содержание кислорода в воде при различных недогревах ее до температуры кипения ()

Тщательно продуманная конструкция деаэратора и налаженная его работа обеспечивают удаление из питательной воды практически полностью кислорода и основной массы углекислоты. В случае применения дополнительного барботажа в деаэраторе достигается также полное удаление свободной углекислоты и разложение бикарбонатных соединений (удаление связанной углекислоты в количестве до 30-50%). Установка в комплекте с деаэратором охладителя выпара позволяет усилить вентиляцию головки деаэратора и отвод выделяющихся из воды газов, что в конечном итоге повышает эффективность работы деаэратора.

Термические деаэраторы предназначены для удаления из питательной и подпиточной воды коррозионно-активных газов. В зависимости от рабочего давления деаэраторы подразделяют на: атмосферные, с рабочим давлением 1,2 ата; повышенного давления, с рабочим давлением 6 ата и более; вакуумные, с рабочим давлением ниже 1 ата (применяются сравнительно редко).

Деаэраторы повышенного давления относятся к сосудам, на которые распространяются "Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением". На тепловых электростанциях деаэраторы повышенного давления применяют в качестве смешивающего подогревателя высокого давления в системе регенеративного подогрева питательной воды. Промышленностью серийно выпускаются деаэраторы повышенного давления производительностью 5, 13, 225, 500, 1000, 1300, 1600, 2000 т/ч на давление 0,6; 0,7 и 0,8 МПа (6, 7 и 8 кгс/см).

Конструктивно деаэратор повышенного давления представляет собой бак, на котором устанавливается деаэрационная колонка. Соединение бака с колонкой выполняют сварным швом. Особую группу представляют деаэраторы ДСП-6 и ДСП-13, выпускаемые для передвижных котельных агрегатов, представляющие собой бесколонковые трехступенчатые деаэраторы с комбинированным барботажным устройством, которые работают при давлении 0,8 МПа (8 кгс/см) и температуре исходной воды 20-30 °С.

Деаэраторы с колонками ДСП-225-7, ДСП-500М-2, ДСП-1000, ДСП-1300, ДСП-1600М-1, ДСП-2000-1 двухступенчатого (струйно-барботажного) деаэрирования выпускает производственное объединение "Сибэнергомаш".