Материал: деаэратор

Тема № 11

ДЕАЭРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА

Назначение и принцип работы

Удовлетворительное коррозионное состояние пароводяного тракта электростанции обеспечивается правильным соблюдением водного режима и удалением коррозионно-агрессивных газов из питательной воды и конденса-

та. Питательная вода, например, паровых котлов ТЭС сверхкритических па-

раметров пара согласно Правилам технической эксплуатации электростанций

(ПТЭ) должна иметь жесткость не более 0,2 мкг-экв/кг, содержать кислорода менее 10 мкг/кг, а ее удельная электрическая проводимость должна быть ме-

нее 0,3 мкСм/см.

Соблюдение этих норм для всех режимов работы оборудования позво-

ляет избежать выноса продуктов коррозии в зону высокотемпературных по-

верхностей нагрева, связанного с ним ухудшения теплообмена и снижения надежности работы, а также предотвратить язвенную (подшламовую) корро-

зию в пароводяном тракте.

В конденсате, питательной и добавочной воде содержатся агрессивные газы (кислород, углекислый газ и др.), вызывающие коррозию оборудования и трубопроводов электростанции. Они поступают в пароводяной тракт пре-

имущественно в конденсаторе турбины и в вакуумной части системы регене-

рации. Для защиты от газовой коррозии применяют деаэрацию воды, т. е.

удаление растворенных в ней газов. Основное коррозионное действие на ме-

талл оборудования оказывает кислород, тем более что содержание его в воз-

духе и в растворенном состоянии весьма значительно. Углекислота вызывает коррозию самостоятельно и действует как катализатор агрессивного воз-

действия кислорода, а также способствует загрязнению пароводяного тракта соединениями железа и меди, которые затем откладываются на трубах паро-

вых котлов. Углекислота содержится в пароводяном тракте в свободном со-

2

стоянии и как продукт термического разложения солей натрия - бикарбона-

тов.

Для удаления растворенных в воде газов на паротурбинных электро-

станциях применяют термическую деаэрацию воды. Кислород, оставшийся в воде после термической деаэрации, дополнительно обезвреживают, связывая

его химическими реагентами (гидразин - гидрат N2H4 • Н20 или его соли).

Основные факторы, определяющие концентрацию газов в воде и их равновесное состояние: давление и температура воды, количественный со-

став газовой смеси, физическая природа газа. Для идеального разбавленного раствора газов в жидкости согласно закону Генри равновесная массовая кон-

центрация газов в растворе СГ, мг/кг, пропорциональна парциальному давле-

где КГ - константа фазового равновесия (константа Генри), мг/(кг-Па), кото-

рая изменяется в зависимости от температуры и не зависит от количествен-

ного состава и давления в системе.

Полное удаление растворенных в воде газов практически невозможно.

Процесс удаления газов из воды происходит до того момента, когда равно-

весное парциальное давление, соответствующее его концентрации в жидкой фазе, превышает парциальное давление этого газа РГ в газовой фазе над рас-

твором. Следовательно, для деаэрации воды и удаления (десорбции) агрес-

сивных газов необходимо понижать их парциальные давления над жид-

костью. Это возможно осуществить либо понижением общего давления газо-

вой смеси над водой, либо перераспределением парциальных давлений газов при постоянном давлении газовой смеси. Второй способ универсален и не избирателен по отношению к отдельным газам, присутствующим в воде. Он основан на том, что абсолютное давление над жидкой фазой представляет

собой сумму парциальных давлений газов и водяного пара:

3

Следовательно, необходимо увеличить парциальное давление водяных паров над поверхностью воды, добиваясь РН2О Р, и как следствие этого получить

PГ 0. Когда температура воды повышена до температуры насыщения,

парциальное давление водяного пара над уровнем воды достигает полного давления над водой, а парциальное давление других газов снижается до нуля,

вода освобождается от растворенных в ней газов. Недогрев воды до темпера-

туры насыщения при данном давлении увеличивает остаточное содержание в ней газов, в частности кислорода. Термическая деаэрация воды сочетается с ее подогревом в специальном теплообменнике - деаэраторе.

Термические деаэраторы паротурбинных установок электростанций делятся:

По назначению на:

1)деаэраторы питательной воды паровых котлов;

2)деаэраторы добавочной воды и обратного конденсата внешних потребите-

лей; 3) деаэраторы подпиточной воды тепловых сетей.

По давлению греющего пара на:

1) деаэраторы повышенного давления ДП, работающие при давлении 0,6 - 0,8

МПа, а на АЭС - до 1,25 МПа и использующиеся в качестве деаэраторов пи-

тательной воды ТЭС и АЭС;

2)атмосферные деаэраторы (ДА), работающие при давлении 0,12 МПа;

3)вакуумные (ДВ), в которых деаэрация происходит при давлении ниже ат-

мосферного: 7,5 - 50 кПа.

По способу обогрева деаэрируемой воды на:

1) деаэраторы смешивающего типа со смешением греющего пара и обогре-

ваемой деаэрируемой воды. Этот тип деаэраторов применяется на всех без исключения ТЭС и АЭС; 2) деаэраторы перегретой воды с внешним предварительным нагревом воды отборным паром.

4

Деаэрационная установка ТЭЦ МЭИ (рис. 11.1.) предназначена для удаления из питательной воды растворенных в ней газов. В соответствии с

«Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей» в

очищенной водой (ХОВ) и с цир-

куляционной водой, попадающей в паровые пространства конденсатора через неплотности соединений конденсаторных трубок с трубной доской.

На ТЭЦ МЭИ применяется термическая деаэрация.

Оборудование деаэрационной установки

Деаэрация питательной воды производится в специальных устройствах

- деаэраторах. На тепловых электрических станциях устанавливаются деаэра-

торы смешивающего типа, в которых удаление газов из воды происходит в результате ее нагрева до температуры насыщения путем непосредственного соприкосновения с греющим паром.

Деаэраторная установка ТЭЦ МЭИ состоит из двух деаэраторов атмо-

сферного типа (рис. 11.2.) Барнаульского котельного завода:

Производительность деаэрационной колонки — 75 м3/ч;

Рис.11.2 Схема деаэрационной установки ТЭЦ МЭИ