Водоподготовка и водосолевые режимы энергетических установок

Деаэрация воды.

 

Заключительной стадией технологического процесса приготовления питательной  воды является деаэрация. Деаэрация  – это процесс удаления из воды растворенных в ней газов, а именно кислорода и диоксида углерода. Удаление газов из воды необходимо для уменьшения интенсивности коррозии внутренних поверхностей нагрева силового оборудования.

Известны несколько способов деаэрации  воды: термический, химический, электромагнитный, высокочастотный и ультразвуковой. Наибольшее распространение в паровых и водогрейных котельных получил термический способ.

Растворимость идеальных газов  в воде определяется законом Генри: при постоянной температуре и  невысоком давлении растворимость  газа в данной жидкости прямопропорциональна парциальному давлению данного газа над водой.

Превышение температуры до температуры  насыщения при данном давлении снижает  до нуля парциальные давления газов  над водой, а следовательно и растворимость газов в воде снижается до нуля. Вследствие нарушения равновесия в системе происходит выделение газов из воды (физическая десорбция).

Кроме того увеличение температуры  воды способствует росту интенсивности  диффузии молекул газа, что облегчает  их выход в паровую фазу. На этом и основывается процесс термической  деаэрации.

Аппараты, в которых осуществляется термическая деаэрация называются термическими деаэраторами. Нагрев воды в них осуществляется паром. Необходимо, чтобы вода непрерывно контактировала с новыми порциями пара при максимальной площади соприкосновения. Этим объясняется их конструкция и принцип работы.

Существует несколько типов  термических деаэраторов, но в паровых  котельных применяются в основном смешивающие деаэраторы атмосферного типа низкого избыточного давления. В таком деаэраторе струйки воды движутся вниз навстречу поступающему из парораспределительной камеры пару, и, соприкасаясь с ним, нагреваются до температуры кипения, в результате чего из воды выделяется растворенный в ней воздух. В ДСА поддерживается давление 0,12 МПа, а вода нагревается до 104 ⁰С, т.е. до температуры кипения при этом давлении. Испарившаяся вода и воздух через штуцер направляются в теплообменник для подогрева воды, поступающей в деаэратор. Номинальная производительность таких деаэраторов 25-300 т/ч.

В котельных  с водогрейными котлами, где нет  пара, используются вакуумные деаэраторы, в которых поддерживается давление около 0,03 МПа при температуре  кипения около 69 ⁰С. Такое разрежение создается при помощи водоструйного эжектора.

Деаэратор располагается после  фильтров, перед питательным насосом.

Причем деаэратор должен располагаться  выше питательного насоса, чтобы создать  антикавитационный запас высоты. При давлении в деаэраторе до 0.12 МПа высота установки деаэратора над питательным насосом принимается равной 6 м, при 0.35 МПа – 9 м и при 0.6 МПа – 12 м и более.

При необходимости проводится удаление свободной углекислоты методом  аэрации, при этом используют декарбонизатор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Комплексная обработка воды.

           Химводоподготовка для котельных подразумевает под собой комплексную обработку воды, поступающей в водогрейные и паровые котлы, специальными химическими реагентами с целью снижения жесткости воды и ее очищения от вредных примесей. Химводоподготовка для котельных различного типа обеспечивает сохранение работоспособности всех систем котельной. Главная задача химводоподготовки для котельных - предотвратить коррозию и защитить нагревательные элементы от образования накипи.

        Таким образом, основным и обязательным элементом водоподготовки для котельных: будь то водогрейные или паровые установки, является процесс умягчения воды, который осуществляется с помощью специальных установок непрерывного действия. Подобные установки также используют на промышленных предприятиях с непрерывным производственным циклом.

        Умягчение воды позволяет не только предотвратить образование твердых солевых отложений на внутренних поверхностях котлов, труб и нагревательных элементов, но и способствует экономному потреблению различных моющих средств. Практика показывает, что комплексная химводоподготовка для котельных снижает жесткость воды до 0,07-1 мг. экв/л (воду с таким показателям жесткости используют на текстильном, бумажном, химическом производствах), в некоторых случаях, например, для питания котлов среднего и низкого давления, в которых допускается использование воды с показателем жесткости не более 0,3 мг. экв/л, требуется двухступенчатая обработка воды, после которой показатель жесткости не превышает 0,01-0,02 мг. экв/л.

     Как правило, умягчающие воду установки и фильтры умягчители, используемые для химводоподготовки для котельных, представляют собой конструкцию из двух фильтров, параллельно скрепленных между собой. Сами фильтры – выполненные из стеклопластика корпуса, которые имеют ламинированную полиэтиленом внутреннюю поверхность. Другими обязательными элементами установки для химводоподготовки в котельных являются два автоматических управляющих клапана, фильтрующая среда, дренажно-распределительная система и баки, в которых приготавливается раствор реагентов.

      Существуют множество моделей фильтров непрерывного действия, применяемых в системах химводоподготовки для котельных, но все они работают по одной из трех схем: Twin Alternating, Twin Parallel (Duplex) и Triplex.

       Первая из схем работает следующим образом: два фильтра включены параллельно, однако, только один из них работает в режиме фильтрации, другой же может быть либо в состоянии регенерации, либо ожидания. Когда цикл фильтрации завершается, фильтры меняются ролями и следующий цикл фильтрации осуществляется уже тем фильтром, который был в режиме ожидания или регенерации. Установки с подобными системами химводоподготовки для котельных используются, прежде всего, там, где необходимо постоянно поддерживать заданную изначально производительность.

       Вторая из названных схем подразумевает одновременную работу двух параллельно включенных фильтров в режиме фильтрации. Такая система водоочистки и водоподготовки отличается двойной производительностью. Однако фильтры также нуждаются в периодической регенерации, которая происходит по очереди и мере надобности. Соответственно, в какой-то момент на определенный временной период в режиме фильтрации будет находиться только один фильтр, в результате чего производительность установки резко падает.

     Схема Triplex представляет собой усовершенствованию схему Twin Parallel: к двум параллельно включенным фильтрам, работающим в режиме фильтрации, подсоединяется третий. Такая установка химводоподготовки для котельных отличается тройной производительностью в момент работы всех трех фильтров. В режим регенерации фильтры переключаются также поочередно. Таким образом, двойная производительность схемы Twin Parallel поддерживается непрерывно.

     Фильтрующая среда в установках для химводоподготовки для котельных может быть различной. Среди методов, применяемых для умягчения воды, наиболее распространенными являются: реагентный, при котором в воду вмешивают реагенты, вступающие в химические реакции с солевыми растворами, содержащимися в воде. В результате образуются малорастворимые кальциево-магниевые соединения, которые выпадают в осадок.

     Другой метод – катионитовый, основанный на свойствах некоторых веществ, заключается в том, чтобы обменивать свои катионы (это может быть натрий или водород) на катионы магния и кальция, которые содержаться в соли, растворенной в воде. В результате образуются натриевые соли, не передающие воде жесткость. Зачастую в процессе комплексной химводоподготовки для котельных используют комбинацию названных методов умягчения воды.

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Итак, для безаварийной и экономичной  работы котельных установок большое  значение имеет качество воды, которой  питаются котлы.

Выбор схемы водоподготовки и оборудования зависят от многих параметров. Правильно  обработанная вода обеспечит эффективность  и долговечность оборудования.

Размещено на Allbest.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

1.    Стерман Л.С. Физические и химические методы обработки воды на ТЭС-М.:Энергоатомиздат, 1991 .-328с.
2.    Лившиц О.В. Справочник по водоподготовке котельных установок.-М.: Энергия, 1976. -288с.
3. http://bwt.ru/useful-info/