Особенности эксплуатации термических деаэраторов

Режим работы деаэратора должен обеспечивать получение деаэрированной воды требуемого химического качества при отсутствии гидроударов и повышенных вибраций оборудования. Химическое качество деаэрированной воды контролируется по результатам периодического отбора и анализа проб. Обычно контролируются:

–массовая концентрация растворенного в воде кислорода;

–значение водородного показателя рН.

Если рН пробы деаэрированной воды оказывается меньше 8,33, то это указывает на присутствие в деаэрированной воде свободной углекислоты. Существуют количественные химические анализы, позволяющие определить концентрацию в воде свободного диоксида углерода.

Деаэраторы, оборудованные барботажными устройствами, при правильной эксплуатации обеспечивают получение деаэрированной воды при отсутствии в ней свободной углекислоты и, кроме того, со степенью разложения содержащихся в воде гидрокарбонатов на уровне 40-60 % (то есть полностью удаляют свободную углекислоту и около половины связанной углекислоты).

Напомним, что процесс термического разложения гидрокарбонатов может быть формализован уравнением:

2NaHCO₃ → (t) → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂^aq; CO₂^aq → CO₂ ↑.

Известно, что степень разложения гидрокарбонатов σ линейно зависит от времени пребывания воды в деаэраторе(времени выдержки при температуре насыщения) и составляет при времени1 час примерно 0,4 (40 %) для деаэраторов без барботажа и 0,6 (60 %) для деаэраторов с барботажом.

Для обеспечения нормативного качества деаэрированной воды необходимо поддержание соответствующего теплового режима работы деаэратора, который контролируется, в основном, по значениям следующих параметров:

–гидравлической нагрузки деаэратора;

–температуры воды перед деаэратором;

–уровня воды в деаэраторном баке;

–давления пара в деаэрационной колонке или надводном пространстве деаэраторного бака;

–давления барботажного пара;

–температуры деаэрированной воды;

–расхода выпара деаэратора.

Для большинства деаэраторов регулировочный диапазон изменения гидравлической нагрузки ограничен 30 % и 120 % от номинального значения. При малых нагрузках не наступает заполнения струйных тарелок, образуются широкие коридоры для свободного прохода пара, в результате эффективность деаэрации ухудшается. Большие гидравлические нагрузки, напротив, приводят к переполнению струйных тарелок, переливу воды через их борт, увеличению парового сопротивления деаэрационной колонки и общему ухудшения условий теплообмена и деаэрации. Из-за неравномерного прогрева воды в таких режимах становятся вероятными гидроудары, приводящие к вибрациям, а иногда и разрушению внутренних элементов деаэратора.

Нагрев воды в современных деаэраторах ограничивается на уровне не менее 10 и не более 70 ^оС (то есть температура воды перед деаэратором не менее30 и не более 90 ^оС). Температура воды перед деаэратором регулируется её нагревом в предвключенном, обычно пароводяном кожухотрубном подогревателе. При малом нагреве воды в деаэраторе (большой температуре исходной воды) потребность деаэратора в паре уменьшается. В результате ухудшается вентиляция парового пространства и ухудшаются условия отвода газов от границы раздела фаз, что приводит к ухудшению эффективности деаэрации. Большой нагрев воды в деаэраторе(малая температура исходной воды), напротив, приводит к увеличению расхода греющего пара и, соответственно, скоростей пара в паровом пространстве. В таких условиях паровой поток нарушает струеобразование в деаэрационной колонке, что ухудшает эффективность деаэрации.

Уровень воды в деаэраторном баке слабо влияет на деаэрационные характеристики аппарата. Максимальное значение уровня устанавливается так, чтобы в режиме нормальной эксплуатации отсутствовал перелив воды через предохранительно - сливное устройство. Минимальное значение уровня должно обеспечивать нормальную работы насосов деаэрированной воды, а также работу барботажного устройства деаэраторного бака при его наличии.

Давление пара в деаэрационной колонке или надводном пространстве деаэраторного бака в атмосферном деаэраторе может варьироваться в узком диапазоне. Максимальное давление при этом ограничено условиями срабатывания защиты (гидрозатвора предохранительно-сливного устройства) от превышения давления. Минимальное давление – условиями обеспечения нормального расхода выпара деаэратора.

Если деаэратор оборудован барботажными устройствами с индивидуальным подводом к ним пара, необходимо контролировать давление барботажного пара. При малом давлении пар в барботажное устройство не проходит (давление барботажного пара должно быть больше давления основного пара минимум на величину давления столба воды в барботажном устройстве). При большом давлении барботажный пар может вытеснить основной пар. Такие чисто барботажные режимы вполне применимы для ряда конструкций деаэраторов.

Температура деаэрированной воды должна соответствовать температуре насыщения при рабочем давлении в деаэраторе. Малая температура при нормальном давлении в деаэраторе указывает на наличие внутренних дефектов, препятствующих теплообмену.

Расход выпара деаэратора является исключительно важной характеристикой его работы. Этот расход непосредственно не измеряется и устанавливается либо по тепловому балансу охладителя выпара, либо по положению штока вентиля на трубопроводе выпара. Малый расход выпара приводит к нарушению нормальной вентиляции парового пространства деаэратора и ухудшает деаэрацию. Большой расход выпара может нарушить гидродинамику струйного течения воды в отсеках деаэрационной колонки, что также ухудшает деаэрацию.

Принято использовать не абсолютный, а удельный расход выпара– отношение расхода выпара к расходу деаэрированной воды, и измерять его в кг на тонну деаэрированной воды. Современные деаэраторы устойчиво работают при значениях удельного расхода выпара от 0,5 до 2,0 кг/т, деаэраторы старых конструкций – до 5кг/т.

Если деаэратор оборудован охладителем выпара, необходимо контролировать температуру охлаждающей воды до и после него. Нормальная работа охладителя выпара характеризуется выходом из патрубка газовой сдувки упругой струи практически сухого воздуха. Излишнее парение из этого патрубка указывает на недостаточный расход воды через охладитель выпара[29].