Отопительно-производственные котельные
В отопительно-производственных котельных для обработки питательной воды широкое распространение получили термические деаэраторы атмосферного давления. Однако высокая температура воды за деаэратором (102 - 104° С) нежелательна по следующим соображениям:
1) при низком рабочем давлении пара на котлах не удается охладить уходящие газы до экономически целесообразной температуры;
2) для надежной работы питательных насосов деаэратор приходится устанавливать на отметке не менее 7 - 8 м.
Для устранения указанных недостатков в отопительно-производственных котельных атмосферные деаэраторы применялись в комбинации с водоводяными теплообменниками, в которых осуществлялся подогрев исходной и охлаждение деаэрированной воды до температуры 70 - 75° С. Установка регенеративных теплообменников являлась сложным и неэкономичным решением. Кроме того, при этой схеме не всегда удавалось охладить деаэрированную воду до желательной температуры, так как химически умягченная вода, направляемая в деаэратор, предварительно используется для охлаждения выпара. Недостатком данной схемы являлось и то, что внутри трубной системы подогревателей двигалась не деаэрированная вода. Это приводило к интенсивной коррозии трубок, изготовленных из латуни Л-68.
В новых типовых проектах отопительно-производственных котельных ГПИ Сантехпроект применил двухступенчатые деаэраторы атмосферного давления системы ЦКТИ, которые при температуре химически умягченной воды 25 - 30°С обеспечивают требуемое качество деаэрированной воды. Это позволило отказаться от предварительного подогрева воды перед деаэратором и исключить из схемы регенеративные подогреватели. Для обеспечения надежной работы центробежных питательных насосов на деаэрированной воде с температурой 104°С ГПИ Сантехпроект предусмотрел установку двухступенчатых деаэраторов на отметке 7 - 8 м. В котельных, работающих на твердом топливе, деаэраторы располагаются в зданиях, строительная высота которых достигает 10 - 14 м. В котельных, работающих на газе и мазуте, где высота зданий не превышает 6 - 7 м, деаэраторы устанавливаются на открытых площадках рядом со зданием.
Весьма перспективным для производственно-отопительных котельных является применение вакуумных деаэраторов, обеспечивающих температуру питательной воды 70°С. Замена деаэраторов атмосферного давления вакуумными деаэраторами позволяет обеспечить надежную работу питательных насосов, экономически целесообразную температуру уходящих газов, позволяет отказаться от дополнительных теплообменников и упростить тепловую схему котельной. Вакуумные деаэрационные колонки могут устанавливаться на открытом воздухе и не требуют строительной высоты здания. Атмосферные термические деаэраторы целесообразно применять в том случае, если температура исходной воды, направляемой в деаэраторы, более 80° С. Это может иметь место в отопительных котельных, где потери конденсата незначительны. В условиях производственно-отопительных котельных всегда имеются значительные потери конденсата и средняя температура исходной воды, поступающей в деаэратор, ниже 80°С.
Температура химически умягченной воды обычно составляет около 15 - 30° С. С этой температурой вода подастся на верхнюю тарелку вакуумного деаэратора. Часть этого потока направляется в охладитель выпара поверхностного типа. Для обеспечении необходимого расхода выпара при всех нагрузках деаэратора расход воды на охладитель выпара должен соответствовать поминальной производительности и поддерживаться постоянным. При наличии возврата конденсата его следует направлять на перепускную тарелку вакуумного деаэратора. Деаэрированная вода с температурой 70° С самотеком поступает в дыхательный бак. Уровень воды в баке поддерживается регулятором уровня, воздействующим на регулирующий клапан и обеспечивающим требуемую производительность деаэратора. Пар в вакуумный деаэратор подводится под барботажный лист. Расход пара должен обеспечить подогрев воды до температуры насыщения и требуемый расход выпара. Выпар направляется в охладитель, расположенный непосредственно над деаэратором. Здесь пар конденсируется, и конденсат возвращается па верхнюю тарелку колонки, а неконденсирующиеся газы отсасываются эжектором или вакуумным насосом. Обеспечение необходимого расхода греющего пара на деаэратор производится регулирующим клапаном с соответствующей системой автоматики. Для исключения возможности заражения деаэрированной воды воздухом над уровнем воды в дыхательном баке поддерживается паровая подушка за счет подачи определенного количества пара.
Незначительное избыточное давление пара в подушке поддерживается регулятором давления.
Применение вакуумных деаэраторов взамен декарбонизаторов весьма целесообразно в системах H-Na-катионирования. В этом случае из питательной воды удаляется не только свободная углекислота, но и кислород. Насосы сырой воды направляют воду в пароводяной подогреватель, где вода подогревается до температуры 20 - 25° С. Затем вода двумя параллельными потоками направляется на H-Na-катионитовые фильтры, откуда поступает в общий коллектор 5. Вода после первой ступени фильтров содержит большое количество свободной углекислоты, значительная часть которой при существующей схеме удаляется в декарбонизаторе. Одновременно в декарбонизаторе происходит полное насыщение воды воздухом В этих условиях имеет место интенсивная коррозия питательного тракта до атмосферных деаэраторов и существенное повышение содержания окислов железа в питательной воде.
Вакуум-деаэрационная установка предназначена, с одной стороны, удалить свободную углекислоту и тем самым заменить декарбонизатор, с другой стороны - удалить из воды кислород. Вакуумный деаэратор в разработанной схеме подключен к коллектору вместо декарбонизатора. В этом случае вода поступает в вакуумный деаэратор аккумуляторный бак.
Для предотвращения заражения деаэрированной воды в бак-аккумулятор подается пар, создающий в нем паровую подушку. Перед деаэратором по ходу пара установлены паровой вентиль и регулирующий клапан.
Выпар из деаэратора отводится в поверхностный охладитель выпара, установленный непосредственно над деаэратором. Конденсат выпара возвращается в деаэратор, а неконденсирующиеся газы отсасываются по трубопроводу двухступенчатым эжектором типа ЭП-2-400-3. Охлаждающей водой для парового эжектора и охладителя выпара служит сырая вода до поступления в подогреватель.