термический деаэратор

Формула изобретения

ТЕРМИЧЕСКИЙ ДЕАЭРАТОР, содержащий установленные в корпусе струйные и барботажные тарелки, приемную камеру перегретой воды, расположенную под барботажной тарелкой, водоотводящий канал, входное отверстие которого расположено в нижней части приемной камеры, а входное отверстие на уровне барботажной тарелки, байпасный короб, входное отверстие которого размещено в приемной камере на высоте между входным и выходным отверстиями водоотводящего канала, патрубки подвода деаэрируемой воды и перегретой воды и патрубки отвода деаэрированной воды и выпара, отличающийся тем, что он снабжен переливным патрубком, установленным в приемной камере под барботажной тарелкой, входное отверстие которого расположено выше входного отверстия байпасного короба.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для деаэрации подпиточной воды тепловых сетей, основного цикла ТЭЦ и питательной воды котлов.

Известны термические деаэраторы, содержащие корпус, струйную и барботажную тарелки, приемную камеру перегретой воды под барботажной тарелкой, водоотводящий канал, выведенный из нижней части приемной камеры на уровень барботажной тарелки, устройство для байпасирования греющей среды помимо барботажной тарелки, патрубки подвода перегретой и деаэрируемой воды, патрубки отвода деаэрированной воды и выпара [1]

Однако в таких деаэраторах сложное регулирование режима деаэрации, так как в них требуется дополнительно регулировать работу байпасного устройства.

Известны также термические деаэраторы, содержащие корпус, струйные и барботажные тарелки, приемную камеру перегретой воды под барботажной тарелкой, водоотводный канал, входное отверстие которого расположено в нижней части приемной камеры, а выходное отверстие на уровне барботажной тарелки, байпасирующий короб, входное отверстие которого размещено в приемной камере на высоте между входным и выходным отверстиями водоотводящего канала, патрубки подвода перегретой и деаэрируемой воды, патрубки отвода деаэрированной воды и выпара [2]

В таких деаэраторах байпасирующий короб включается в работу при понижении уровня воды в приемной камере ниже входного отверстия байпасирующего короба. Понижение уровня, как правило, происходит при увеличении расхода пара через барботажную тарелку.

Однако в известных деаэраторах неудовлетворительное качество деаэрации при низкой температуре (менее 80^оС) перегретой воды. Кроме того, в них часто разрушается барботажная тарелка.

Указанные недостатки вызваны следующими причинами. Для обеспечения высокого качества деаэрации деаэрируемую воду в деаэраторе необходимо нагреть на 15-25^оС. Для обеспечения требуемого нагрева при снижении температуры перегретой воды требуется увеличивать в деаэратор расход перегретой воды. Перегретая вода, поступив в деаэратор, вскипает сначала при входе в приемную камеру, а затем в конечном участке водоотводящего канала. Вскипание в конечном участке вызвано тем, что в нем давление меньше, чем в приемной камере. При увеличении расхода перегретой воды увеличивается количество пара, образующегося в водоотводящем канале, а следовательно в нем увеличиваются гидравлическое сопротивление, что приводит к повышению уровня воды в приемной камере. При определенном расходе перегретой воды барботажная тарелка подтапливается снизу водой. В таких режимах ухудшается качество деаэрации, так как пар не может равномерно поступать ко всем отверстиям барботажной тарелки, а также в таких режимах наблюдается гидравлические удары под барботажной тарелкой, под действием которых разрушается барботажная тарелка.

Кроме вышеотмеченного в таких деаэраторах подтапливание барботажной тарелки снизу водой может происходить при нарушении режима работы деаэратора, например, при повышении давления в деаэраторе без повышения температуры деаэрированной воды. С увеличением давления уменьшается количество пара, образующегося в деаэраторе, в результате уменьшается перепад давления на барботажной тарелке, что вызывает повышение уровня воды в приемной камере. При дальнейшем повышении давления в деаэраторе барботажная тарелка подтапливается водой. Поступление пара под подтопленную барботажную тарелку вызывает гидравлические удары под барботажной тарелкой, под воздействием которых барботажная тарелка разрушается, т.е. известный деаэратор имеет низкую эксплуатационную надежность.

Целью изобретения является улучшение качества деаэрации воды при низкой температуре перегретой воды, а также повышение эксплуатационной надежности деаэратора.

Указанная цель достигается тем, что в известном деаэраторе, содержащем корпус, струйные и барботажную тарелки, приемную камеру перегретой воды под барботажной тарелкой, водоотводящий канал, входное отверстие которого расположено в нижней части приемной камеры, а выходное отверстие на уровне барботажной тарелки, байпасирующий короб, входное отверстие которого размещено в приемной камере на высоте между входным и выходным отверстиями водоотводящего канала, патрубки подвода деаэрируемой и перегретой воды, патрубки отвода деаэрированной воды и выпара, под барботажной тарелкой (в приемной камере) установлен патрубок перелива, внутренняя полость которого сообщена с внутренней полостью патрубка отвода деаэрированной воды с помощью гидрозатвора, а входное отверстие патрубка перелива расположено выше входного отверстия байпасирующего короба.

В предложенном деаэраторе при снижении температуры перегретой воды увеличивается ее расход в деаэратор (для обеспечения необходимого подогрева деаэрируемой воды). При увеличении расхода перегретой воды увеличивается расход пара, образующегося в водоотводящем канале, а следовательно, в нем увеличивается гидравлическое сопротивление, что приводит к повышению уровня воды в приемной камере. Уровень повышается до высоты патрубка перелива. При дальнейшем увеличении расхода перегретой воды повышения уровня не происходит, так как вода из приемной камеры отводится через патрубок перелива. В таком режиме в предложенном деаэраторе обеспечивается равномерное поступление пара ко всем отверстиям барботажной тарелки, а следовательно, в нем обеспечивается высокое качество деаэрации при низкой температуре перегретой воды.

Так как в предложенном деаэраторе исключена возможность подтопления барботажной тарелки водой, то, следовательно, в нем исключена возможность возникновения гидравлических ударов под барботажной тарелкой, как при низкой температуре перегретой воды, так и при повышении давления в деаэраторе без повышения температуры деаэрированной воды, т.е. предложенный деаэратор обладает высокой эксплуатационной надежностью.

При малых расходах перегретой воды в деаэратор (например, при малом расходе деаэрируемой воды) в деаэраторе мало образуется пара, в результате перепад давления на барботажную тарелку небольшой, а следовательно, уровень воды в приемной камере высокий, т.е. через патрубок перелива отводится вода. Для обеспечения высокого качества деаэрации в таких режимах необходимо чтобы весь пар, образующийся в приемной камере, поступал в отверстия барботажной тарелки. Так как в предложенном деаэраторе входные отверстие патрубка перелива расположено выше входного отверстия байпасирующего короба, то при переливе воды через патрубок входное отверстие байпасирующего короба находится под уровнем воды, и пар из приемной камеры через короб не выходит. За счет этого, при малых расходах перегретой воды весь пар из приемной камеры направляется в отверстия барботажной тарелки, а следовательно, обеспечивается высокое качество деаэрации воды.

На чертеже представлен предложенный деаэратор в разрезе, общий вид.

Деаэратор содержит корпус 1, струйные и барботажную тарелки 2, 3, 4 и 5, приемную камеру перегретой воды 6, водоотводящий канал 7, входное отверстие которого расположено в нижней части приемной камеры, а выходное отверстие на уровне барботажной тарелки, байпасирующий короб 8, патрубок перелива 9, гидрозатвор перелива 10, патрубки подвода перегретой воды 11 и недеаэрированной воды 12, патрубки отвода деаэрированной воды 13 и выпара 14.

Деаэратор работает следующим образом.

Недеаэрированная вода поступает в деаэратор по патрубку 12 на верхнюю струйную тарелку 2. Далее, стекая последовательно с тарелок 2, 3 и 4 тонкими струями, деаэрируемая вода нагревается и частично деаэрируется. Деаэрация завершается на барботажной тарелке, после чего вода по патрубку 13 отводится из деаэратора.

Перегретая вода поступает в деаэратор через патрубок 11 в приемную камеру 6.

В приемной камере давление меньше давления паров упругости перегретой воды, в этой связи вода, выходя из отверстий патрубка подвода, вскипает, при этом температура ее понижается до температуры насыщения в приемной камере. Образовавшийся пар выходит через отверстия барботажной тарелки, через слой воды на ней в струйные отсеки, где конденсируется на струях деаэрируемой воды. Неконденсирующиеся газы через патрубок 14 отводятся из деаэратора.

В предложенном деаэраторе при малых расходах пара, образовавшемся в приемной камере, перепад давления на барботажной тарелке небольшой, а следовательно, уровень воды в приемной камере высокий. В таких режимах через патрубок перелива из приемной камеры отводится вода, при этом входное отверстие байпасирующего короба, находится под уровнем воды и через него выпуска пара не происходит, а следовательно, весь пар, образовавшийся в камере 6, направляется в отверстия барботажной тарелки. При увеличении расхода пара, образовавшегося в приемной камере, увеличивается перепад давления на барботажную тарелку, под действием которого понижается уровень воды в приемной камере, отвод воды при этом через патрубок 9 прекращается и вся вода из приемной камеры отводится только через канал 7. Понижение уровня воды в камере 6 происходит до тех пор, пока не включится в работу байпасирующий короб 8. При дальнейшем увеличении расхода пара, образующегося в приемной камере, перепад давления на барботажную тарелку увеличивается незначительно, так как дополнительный пар, образовавшийся в камере 6, отводится из камеры по коробу 8, а следовательно, снижение уровня воды при этом в камере 6 тоже незначительное, что предотвращает проскоки пара из камеры 6 в канал 7. Для обеспечения высокого качества деаэрации деаэрируемую воду в деаэраторе необходимо нагреть на 15-25^оС. При снижении температуры перегретой воды, для обеспечения необходимого нагрева требуется увеличить в деаэратор расход перегретой воды. Перегретая вода из камеры 6 направляется в канал 7. В конечном участке канала вода вскипает. Вскипание вызвано тем, что в конечном участке давление меньше, чем в камере 6. При увеличении расхода перегретой воды увеличивается расход пара, образующегося в канале 7, а следовательно, увеличивается гидравлическое сопротивление канала 7, что приводит к повышению уровня воды в приемной камере. При этом уровень повышается до высоты патрубка перелива. При дальнейшем увеличении расхода перегретой воды повышение уровня не происходит, так как вода из приемной камеры отводится через переливной патрубок 9. В таком режиме в деаэраторе обеспечивается равномерное поступление пара ко всем отверстиям барботажной тарелки, а следовательно, в нем обеспечивается высокое качество деаэрации при низкой температуре перегретой воды.

Так как в предложенном деаэраторе исключена возможность подтопления барботажной тарелки водой, то, следовательно, под барботажной тарелкой не возникают гидравлические удары ни при низкой температуре перегретой воды, ни при повышении давления в деаэраторе без повышения температуры деаэрированной воды.

Установка патрубка перелива под барботажной тарелкой позволяет использовать в деаэраторе, в качестве греющей среды, перегретую воду с температурой 65-80^оС, т. е. в качестве греющей среды может быть использована прямая сетевая вода, температура которой большую часть времени года составляет 70^оС. Кроме того, в предложенном деаэраторе устранена причина возникновения гидравлических ударов под барботажной тарелкой, имеющих место в известных деаэраторах, в результате повышена эксплуатационная надежность деаэратора.