УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕАЭРАЦИИ ВОДЫ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, в частности к деаэрационным установкам, и может быть использована на водоподготовительных установках тепловых электростанций, котельных установок и тепловых сетей.
Прототипом является термический деаэратор, включающий установленную на деаэраторном баке деаэрационную колонку, снабженную штуцером для подвода воды и низконапорным водораспределительным устройством - струйной форсункой, при этом деаэрационная колонка выполнена в виде водоприемной камеры, корпус струйной форсунки встроен в перегородку и имеет входное отверстие для воды, расположенное выше штуцера подвода воды в водоприемную камеру (Патент RU №2473009, МПК F22D 1/50, 20.01.2013)
Основным недостатком прототипа является низкая эффективность очистки воды из-за одноступенчатой деаэрации воды.
Задачей полезной модели является разработка установки для деаэрации воды, в которой устранен указанный выше недостаток.
Техническим результатом является повышение эффективности очистки воды за счет обеспечения двухступенчатой деаэрации воды.
Технический результат достигается тем, что установка для деаэрации воды, содержащая деаэрационную колонку, установленную на баке-аккумуляторе деаэрированной воды, при этом деаэрационная колонка выполнена в виде водоприемной камеры, в которой размещено низконапорное водораспределительное устройство, а также трубопровод подачи исходной воды в верхнюю часть деаэрационной колонки, патрубок выпара, трубопровод подачи греющего пара, соединенный с баком-аккумулятором, и патрубок отвода деаэрированной воды, согласно настоящей полезной модели, дополнительно содержит проточный насадочный турбулентный смеситель и патрубок подвода пара в исходную воду, встроенные в трубопровод подачи исходной воды, а также выравнивающую решетку, при этом низконапорное водораспределительное устройство выполнено в виде хаотичной насадки, под которой, в нижней части деаэрационной колонки, установлена выравнивающая решетка, трубопровод подачи греющего пара соединен с нижней частью деаэрационной колонки, а патрубок выпара расположен в верхней части деаэрационной колонки.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема предлагаемой установки для деаэрации воды.
Цифрами на чертеже обозначены:
1 - деаэрационная колонка (водоприемная камера),
2 - бак-аккумулятор деаэрированной воды,
3 - низконапорное водораспределительное устройство (хаотичная насадка),
4 - трубопровод подачи исходной воды в верхнюю часть деаэрационной колонки,
5 - патрубок выпара,
6 - трубопровод подачи греющего пара,
7 - патрубок отвода деаэрированной воды,
8 - проточный насадочный турбулентный смеситель,
9 - патрубок подвода пара в исходную воду,
10 - выравнивающая решетка.
Установка для деаэрации воды содержит деаэрационную колонку 1, установленную на баке-аккумуляторе 2 деаэрированной воды, при этом деаэрационная колонка 1 выполнена в виде водоприемной камеры, в которой размещено низконапорное водораспределительное устройство 3, а также трубопровод 4 подачи исходной воды в верхнюю часть деаэрационной колонки 1, патрубок 5 выпара, трубопровод 6 подачи греющего пара, соединенный с баком-аккумулятором 2 и патрубок 7 отвода деаэрированной воды.
Предлагаемая установка для деаэрации воды отличается тем, что она дополнительно содержит проточный насадочный турбулентный смеситель 8 и патрубок 9 подвода пара в исходную воду, встроенные в трубопровод 4 подачи исходной воды, а также выравнивающую решетку 10, при этом низконапорное водораспределительное устройство 3 выполнено в виде хаотичной насадки, под которой, в нижней части деаэрационной колонки 1, установлена выравнивающая решетка 10, трубопровод 7 подачи греющего пара соединен с нижней частью деаэрационной колонки 1, а патрубок 5 выпара расположен в верхней части деаэрационной колонки 1.
Проточный насадочный турбулентный смеситель 8 представляет собой насадку «Инжехим» (Фарахов М.И., Кудряшов В.Н., Лаптев А.Г., Шигапов И.М. и др. Насадка для массообменных колонн, свидетельство РФ на полезную модель №17764).
Таким образом, отличием предлагаемой установка для деаэрации воды является то, что при определенной концентрации растворенных газов в воде, ее сначала подают в проточный насадочный турбулентный смеситель 8, где происходит первичная очистка воды, а лишь потом в деаэрационную колонку 1, где происходит дальнейшая очистка от растворенных газов до требуемых значений.
Установка для деаэрации воды работает следующим образом.
2
3
Деаэрация представляет собой процесс десорбции газа, при котором происходит переход растворенного газа из жидкости в находящийся с ней в контакте пар. При этом должны быть созданы условия перехода газов из воды в паровое пространство. Одним из таких условий является увеличение площади поверхности контакта воды с паром, чтобы приблизить частицы потока деаэрируемой воды к поверхности раздела фаз. Исходную воду насосом подают в трубопровод 4, а пар под давлением подают через патрубок 9, установленный в трубопроводе 4. Первичную деаэрацию воды осуществляют в проточном насадочном турбулентном смесителе 8, в котором проходит турбулентное прямоточное движение пара в виде мелких пузырей с водой через насадку «Инжехим». В турбулентном смесителе 8 происходит интенсивное дробление пузырей пара в воде, повышается поверхность контактных фаз, при этом эффективность деаэрации составляет не менее 80%. Вторичную деаэрацию воды осуществляют в деаэрационной колонке 1, с размещенной в ней низконапорным водораспределительным устройством 3 (хаотичной насадкой 3), под которым, для повышения эффективности деаэрации, установлена выравнивающая решетка 10 для греющего пара, подаваемого через трубопровод 6. В деаэрационной колонке 1 поверхность контакта фаз достигает значения 400-600 м/м. Первично очищенную воду с пузырьками пара подают в верхнюю часть деаэрационной колонки 1, где происходит дегазация воды. Далее очищенная вода стекает по поверхности хаотичной насадки 3 и взаимодействует при противотоке с греющим паром. Греющий пар, дополнительно подаваемый через трубопровод 6 в нижнюю часть деаэрационной колонки 1, проходит через выравнивающую решетку 10, установленную под хаотичной насадкой 3, что позволяет равномерно по всей площади распределить поток греющего пара. Затем очищенная вода стекает в бак-аккумулятор 2 деаэрированной воды, где происходит дополнительная барботажная деаэрация греющим паром, подаваемым через трубопровод 6. Пар с газами отводится через патрубок 5 выпара, расположенный в верхней части деаэрационной колонки 1, а деаэрированная вода отводится через патрубок 7 и поступает потребителю.
1
1
Использование предлагаемой полезной модели позволит повысить эффективность работы установки за счет обеспечения двухступенчатой деаэрации воды. Эффективность очистки воды в проточном насадочном турбулентном смесителе 8 составляет η≈80-90%, а эффективность очистки воды в деаэрационной колонке 1 с хаотичной насадкой 3 и выравнивающей решеткой 10 составляет η≈95-98%, при этом общая эффективность очистки воды будет составлять .