Все о деаэраторе в котельной

Содержание
  1. Что это такое?
  2. Принцип работы
  3. Виды
  4. Как установить?

Деаэрация воды предполагает тип докотловой подготовки жидкости, в ходе которой из нее выводится весь растворенный кислород вместе с углекислым газом. Дело в том, что в ходе прогревания воды именно эти газы оказывают на котельное оборудование негативное воздействие, вызывают ухудшение его эксплуатационных характеристик.

О том, как производится деаэрация и каково ее назначение и пойдет речь в нашем обзоре.

Что это такое?

Деаэрация представляет собой процесс очистки воды от всевозможных добавок и примесей. Чаще всего в котельных из воды выводят кислород и углекислоту. Для обустройства системы эффективной водоподготовки в котельном оборудовании предусмотрен специальный прибор — деаэратор, который помогает существенно повысить качество выполняемой очистки.

Существует несколько основных методов дэаэрации. Самым распространённым из них является химическая очистка — в этом случае в жидкость добавляют специальные реагенты, позволяющие вывести из неё все ненужные газы.

Второй метод связан с тепловым воздействием. Вода прогревается до кипения и поддерживается в этом состоянии до тех пор, пока все газообразные компоненты, растворенные в ней, полностью не выпарятся.

Вне зависимости от принципа действия, все модели характеризуются единой двухступенчатой конструкцией. Таким образом, вода сначала поступает в резервуар, где она проходит сквозь мембраны, а после этого производится её очистка от примесей.

Значение деаэрации сложно переоценить — и кислород, и углекислота относятся к категории агрессивных веществ, вызывающих появление ржавчины в трубопроводах. Коррозия изнашивает оборудование и существенно сокращает период егоэксплуатации. Загазованность жидкости может привести к самым серьезным поломкам в системе, вызвать протечку воды либо привести к выходу всей конструкции из строя. Присутствие газовых пузырьков зачастую приводит к недостаточно высокому качеству работы насосов, ухудшает функционирование форсунок и снижает возможности гидравлической системы.

Чтобы предотвратить эти неблагоприятные последствия, нужно готовить воду перед тем, как подавать её по трубопроводам — именно с этой целью и используются деаэрационные фильтры. Монтаж аэраторов в любой котельной обходится владельцу намного дешевле, нежели полная замена системы в случае поломки.

Принцип работы

Любые газы и пары попадают в воду из атмосферного воздуха или в ходе ионного обмена. Наиболее неблагоприятное действие оказывает кислород, который становится причиной появления ржавчины. Углекислота в данном случае является своеобразным катализатором, усиливая и без того негативное воздействие кислорода. Впрочем, и она сама может ухудшать технико-эксплуатационные характеристики оборудования.

В прежние годы прибегали преимущественно к химической деаэрации воды. Она сводилась к добавлению особых реагентов, связывающих растворенные в ней газообразные вещества. Обычно использовались комплексные препараты — ингибиторы коррозии и отложений.

Для того чтобы вывести присутствующий в воде кислород, можно было применять составы, предназначенные для водяной подготовки паровых котлов.

В наши дни на первый план вышла термическая деаэрация. Ее механизм прост — в процессе подогрева жидкости действует высокое давление и стимулирует выведение растворенного газа. По ходу прогревания, пока вода доводится до точки кипения, концентрация газовых смесей снижается до минимальной отметки. Как следствие, жидкость очищается от них полностью. Однако если воду в системе предварительно не довести до закипания, то остатки газов в ней станут только возрастать. В производстве даже существуют нормативы, строго регламентирующие физико-химическое состояние влаги в таких котельных. Если не догреть жидкость хотя бы на 1-1,5 градуса, то не удастся добиться соответствия данным стандартам.

Зачастую даже действия высоких температур оказывается недостаточно для того, чтобы просто удалить все остатки газов из жидкости. В работе котельной принципиально полностью освободить от них воду, поэтому в установку приходится подавать мощную струю пара, причем делается это в объеме намного большем, чем нужно для доведения жидкости до состояния кипения. Если расходование пара в объеме обрабатываемой влаги взять в диапазоне 15-20 кг/тн, то стандартный выпар будет соответствовать 2-3 кг/тн. Уменьшение этого количества может вызвать серьезное ухудшение качества воды в котельной. Помимо этого, котел для проведения деаэрации должен быть довольно вместительным, поскольку вода должна пробыть в нём как минимум полчаса. Этого времени достаточно, чтобы вывести лишние газы, а также очистить воду от следов разложения карбонатов.

Виды

Обычно для подготовки жидкости в системах с резервуарами парового типа используется атмосферный двухступенчатый деаэратор. Он активируется при прогреве до 105 градусов и давлении на уровне 0,13 МПа. Конструкция включает в себя деаэрационную головку с двумя или больше перфорированными тарелками, а также некоторые дополнительные устройства.

На выходе подаваемая вода разделяется на струи и капли, после чего попадает в аккумуляторный резервуар и встречает на пути горячий пар, двигающийся противотоком. В колонке осуществляется прогрев воды, после чего запускается начальный этап её деаэрации — очистка. Подобные конструкции нуждаются в монтаже паровых котлов, что существенно осложняет технологическую цепь функционирования котельной.

В котельной с водогрейными чанами чаще всего используют вакуумные модели, они функционируют при нагреве от 45 до 90 градусов. Такие модели имеют немало недочетов:

  • повышенная металлоемкость;
  • необходимость использования вспомогательных приспособлений — насосы, а также эжекторы и вакуумные насосы;
  • требование монтажа на существенной высоте для поддержания функциональности подпиточных насосов.

Основным минусом считается присутствие большого числа единиц оборудования, а также трубопроводов в разреженном состоянии. Как следствие, сквозь уплотнители валов насосов, неплотные сварные стыки и фланцевые соединения в воду проникает воздух. Это сводит на нет весь эффект деаэрации, более того — приводит к увеличению концентрации кислорода в подпиточной воде в сравнении с его исходным уровнем.

Такое количество недостатков привело к тому, что в последние годы наиболее востребованными стали устройства атмосферной деаэрации, которые не предполагают введения пара. В данном случае влага, проходя натрий-катионитную конструкцию, нагревается до отметки 105-110 градусов.

В разогретом состоянии она поступает в головку атмосферного деаэратора, и благодаря снижению давления капли в ней закипают. В процессе кипения вместе с горячим паром из влаги выводятся и все агрессивные газы, причём этот процесс происходит гораздо активнее, нежели в установках с вакуумным подводом пара.

Данная схема работы полностью исключает все недочеты вакуумной деаэрации. А к ее достоинствам относится практичность, простота и надежность, благодаря которым система стабильно работает в водогрейных котельных любого типа.

Как установить?

Поскольку температура нагрева воды в деаэраторе обычно меньше 100 градусов, в нём возникает давление чуть ниже атмосферного и формируется вакуум. Таким образом, при создании и обслуживании оборудования встает вопрос о том, как подавать деаэрированную воду после обработки в систему теплоснабжения.

Чаще всего задача решается путем размещения аэратора на значительной высоте — не ниже 15 м. Это позволяет обеспечить нужную разницу между атмосферным давлением и разрежением в деаэраторе. Жидкость самотеком поступает в аккумуляторный бак, размещённый на нулевом положении. Высота монтажа деаэратора выбирается на основе расчета максимальных возможностей вакуума, параметров высоты столба в аккумуляторном баке, а также перепада давлений и показателей сопротивления сливной магистрали.

Однако это вызывает и ряд недостатков, а именно:

  • увеличение расходов на строительство;
  • риск замерзания воды в сливном отсеке;
  • гидравлические удары в трубопроводе;
  • сложность в эксплуатации конструкции в холодное время года.

Именно поэтому при установке аэратора рекомендуется использовать промежуточный резервуар запаса деаэрированной воды и насосов подачи жидкости. По сути, вместе с деаэратором он представляет единый сосуд, при этом базовая часть нагрузки приходится на насосы подачи воды, которые забирают из очистительной системы деаэрированную воду и дальше двигают её в тепломагистраль. Во избежание кавитации нужно, чтобы высота водяного столба в месте всасывания насоса была не ниже параметров кавитационного запаса (его величина обычного указана в инструкции по эксплуатации оборудования). В зависимости от марки производителя он колеблется в пределах от 1 до 5 м.

Основное достоинство второго варианта установки деаэраторов — возможность монтировать его на малой высоте в помещениях, поэтому конструкцию можно устанавливать даже в частных домах. Насосы подачи аэрированной воды в данном случае обеспечивают эффективное перекачивание очищенной жидкости на подпитку либо в аккумуляторные баки.

В следующем видео рассказывается о принципах работы деаэратора в котельной.

Комментариев нет
Информация предоставлена в справочных целях. По вопросам строительства всегда консультируйтесь со специалистом.