Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Деаэраторы представляют собой специализированные технические устройства, предназначенные для удаления из воды растворенных коррозионно-активных газов, прежде всего кислорода и углекислого газа. Эти газы являются основными виновниками коррозионных процессов в котельном оборудовании, трубопроводах и системах теплоснабжения.
Растворенный в воде кислород вызывает электрохимическую коррозию металлических поверхностей, особенно при повышенных температурах. Углекислый газ усиливает коррозионные процессы, снижая pH воды и создавая агрессивную среду. Совместное воздействие этих газов может приводить к серьезным повреждениям оборудования.
В неочищенной подпиточной воде содержится 8-10 мг/л кислорода. Без деаэрации на каждый 1 м³ такой воды приходится 10-15 г железа, преобразованного в результате коррозии. Это означает, что за год работы системы без деаэрации потери металла могут составить десятки килограммов.
Согласно действующим стандартам ГОСТ 16860-88 и техническим требованиям для различных типов котельных установок, установлены четкие нормы остаточного содержания кислорода в деаэрированной воде. Эти нормы зависят от типа котла, рабочего давления и назначения системы.
Формула расчета степени деаэрации:
η = ((C₀ - C₁) / C₀) × 100%
где:
Пример: При C₀ = 10000 мкг/кг и C₁ = 50 мкг/кг η = ((10000 - 50) / 10000) × 100% = 99,5%
Углекислый газ в питательной и котловой воде должен практически отсутствовать. Свободная углекислота особенно опасна для медных сплавов, используемых в конденсатно-питательном тракте. При концентрации CO₂ свыше 8 мг/дм³ значительно возрастает риск коррозии латунных и медных компонентов системы.
Современные деаэраторы способны удалять не только свободную углекислоту, но и частично полусвязанную, что достигается за счет термического разложения бикарбонатов при высоких температурах. Этот процесс особенно эффективен в деаэраторах барботажного типа.
В системе с содержанием свободной углекислоты 12 мг/дм³ скорость коррозии медных труб теплообменника увеличивается в 3-4 раза по сравнению с системой, где CO₂ отсутствует. Замена таких теплообменников может потребоваться уже через 2-3 года вместо планируемых 10-15 лет.
Современные деаэрационные установки классифицируются по принципу работы и условиям эксплуатации. Каждый тип имеет свои преимущества и области применения, определяемые требуемой степенью очистки и технологическими условиями.
Работают при температуре насыщения, используя принцип снижения растворимости газов при нагреве. Различают атмосферные (давление 0,12 МПа) и деаэраторы повышенного давления (0,6-0,7 МПа).
Применяются для систем теплоснабжения с водогрейными котлами. Работают при пониженном давлении, что позволяет достичь кипения воды при относительно низких температурах 40-90°C.
Деаэрация основана на законе Генри-Дальтона, согласно которому растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна его парциальному давлению над поверхностью жидкости. При достижении температуры насыщения парциальное давление водяного пара становится равным полному давлению в системе, что приводит к снижению растворимости других газов до нуля.
Процесс деаэрации включает несколько последовательных этапов, каждый из которых вносит свой вклад в общую эффективность удаления газов. Понимание этих этапов критически важно для правильной эксплуатации оборудования.
Формула для определения расхода греющего пара:
Dп = Dв × (h₂ - h₁) / (hп - h₂)
Контроль остаточного содержания кислорода и углекислого газа в деаэрированной воде осуществляется с помощью различных аналитических методов, выбор которых зависит от требуемой точности и диапазона измерений.
Современные котельные оснащаются автоматическими анализаторами кислорода, которые обеспечивают непрерывный контроль качества деаэрированной воды. Такие системы позволяют оперативно реагировать на отклонения от норм и автоматически корректировать режим работы деаэратора.
В типовой котельной с паровыми котлами давлением 1,4 МПа контроль осуществляется каждые 4 часа йодометрическим методом, а при превышении 30 мкг/кг - ежечасно. Автоматический анализатор подает сигнал тревоги при превышении 40 мкг/кг.
Для обеспечения максимальной защиты от коррозии применяются химические методы связывания остаточного кислорода и корректировки pH среды. Эти методы дополняют термическую деаэрацию и обеспечивают требуемое качество воды.
Выбор реагента зависит от типа котельной установки, качества исходной воды и требований к экологической безопасности.
Рассмотрим практические примеры расчета параметров деаэрации для типовых котельных установок различной мощности и назначения.
Исходные данные:
Решение:
Степень деаэрации: η = (8000-50)/8000 × 100% = 99,375%
Требуемый расход пара на деаэрацию: Dп = 15000 × 0,02 = 300 кг/ч
Ожидаемый результат:
Остаточное содержание кислорода: 200-300 мкг/кг
Энергозатраты на создание вакуума: 5-8 кВт
Остаточное содержание кислорода зависит от типа котельной установки: для паровых котлов высокого давления (>4 МПа) - не более 20 мкг/кг, для котлов среднего давления (1,4-4 МПа) - не более 50 мкг/кг, для водогрейных котлов - не более 100 мкг/кг. В системах теплоснабжения допускается до 50 мкг/кг.
Углекислый газ снижает pH воды, создавая агрессивную среду. При концентрации свыше 8 мг/дм³ он вызывает коррозию медных сплавов в конденсатно-питательном тракте. Свободная углекислота должна полностью отсутствовать в питательной воде паровых котлов.
Для водогрейных котельных рекомендуются вакуумные деаэраторы, работающие при температуре 40-90°C. Они обеспечивают содержание кислорода 200-500 мкг/кг, что достаточно для защиты от коррозии при температурах до 150°C.
Контроль должен проводиться каждые 4 часа при нормальной работе. При превышении норм - ежечасно до восстановления параметров. В начале отопительного сезона и после ремонта - каждые 2 часа в течение первых суток.
Технически возможно использование только химических методов очистки с применением комплексных ингибиторов коррозии. Однако это экономически оправдано только для очень малых установок мощностью до 1 МВт. В большинстве случаев деаэрация необходима.
Необходимо проверить работу деаэратора: температуру насыщения, расход пара, работу охладителя выпара. При засорении тарелок - снизить нагрузку на 25-30%. Возможно потребуется дополнительная химическая обработка гидразином или сульфитом натрия.
Для содержания 15-10000 мкг/кг применяется йодометрический метод Винклера (точность ±5%). Для низких концентраций 1-15 мкг/кг - колориметрический метод с сафранином (±10%). Электрохимические анализаторы обеспечивают точность ±2% в диапазоне 0,1-1000 мкг/кг.
Расход пара на деаэрацию составляет 1-3 кг/т деаэрируемой воды в зависимости от типа деаэратора и качества исходной воды. При наличии значительного количества CO₂ расход может увеличиваться до 2-3 кг/т. В современных деаэраторах предусматривается рекуперация тепла выпара.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.