Деаэратор

Изобретение относится к водоочистным сооружениям, а именно к установкам термической деаэрации воды. Деаэратор воды содержит цилиндрический корпус с центральной трубой отвода выпара и водоподводящим блоком, установленным тангенциально корпусу, последний выполнен состоящим из двух секций, первая из которых представляет собой единую камеру, содержащую зону подвода пара, в виде парового сопла, и зону смешения в виде конфузорной камеры, с патрубками подвода деаэрируемой воды, а вторая - напорную камеру, выполненную с конфузорным, цилиндрическим и диффузорным участками. Техническим результатом заявленного изобретения является уменьшение габаритов и металлоемкости, а также удаление из цикла дополнительных теплообменных устройств для подогрева воды до температуры насыщения (96-102°С). 3 ил.

 

Изобретение относится к водоочистным устройствам, а именно к установкам термической деаэрации воды.

Известно устройство деаэратора (см. а.с. 1284948 кл. C 02 F 1/20, 1987), содержащего деаэраторную колонку, выполненную в виде цилиндрического корпуса с патрубками подвода деаэрируемой воды, пара и отвода выпара, деаэрированной воды.

В деаэрационной колонке в зависимости от конструкции между паром и жидкостью осуществляется струйное, пленочное или барботажное взаимодействие фаз.

К общим недостаткам традиционных деаэраторов (деаэратора атмосферного, повышенного давления, вакуумного деаэратора) следует отнести высокую чувствительность по остаточному содержанию газов к температурному режиму (особенно деаэратора атмосферного типа), наличие гидроударов, нестабильность работы в переменном режиме и сложность регулирования, опасность выноса воды в магистраль выпара, высокая металлоемкость оборудования.

Известен циклонный деаэратор, который содержит корпус, размещенный вертикально. Патрубок подвода нагретой деаэрируемой воды расположен в его верхней части тангенциально. Воронка с патрубком отвода деаэрированной воды расположена в нижней части корпуса. Труба выпара установлена соосно внутрь корпуса. В патрубок подвода нагретой деаэрируемой воды врезан дробящий узел, содержащий дробильную решетку, закрепленную между фланцами (см. патент 2102329, кл. C 02 F 1/20, 1986).

В качестве наиболее близкого аналога предлагаемого технического решения может быть принят деаэратор перегретой воды, содержащий цилиндрический корпус с центральной трубой отвода выпара, водоподводящим блоком, установленным тангенциально корпусу и выполненным с разъемом между конфузорным и цилиндрическим участками, который снабжен коробом с патрубком подвода пара и охватывает зону этого разъема (см. а.с. № 1245797 кл. C 02 F 1/20, 1983).

К недостаткам указанного устройства следует отнести следующее: для процесса деаэрации необходим предварительный подогрев воды в каком-либо теплообменном устройстве до температуры насыщения.

Вторичный пар, подводимый через разъем между конфузором и цилиндрическим участком, выполняет здесь функцию перегрева и отвода выделившийся из жидкости газовой фазы. Наличие разъема между конфузорным и цилиндрическими участками нарушает гидродинамический режим движения.

Задачей предлагаемого технического решения является уменьшение габаритов и металлоемкости, а также удаление из цикла дополнительных теплообменных устройств для подогрева воды до температуры насыщения (96-102°С).

Задача решается тем, что водоподводящий блок состоит из двух секций, первая из которых представляет собой единую камеру, содержащую зону подвода пара в виде парового сопла и зону смешения в виде конфузорной камеры с патрубками подвода деаэрируемой воды, а вторая напорную камеру, выполненную с конфузорным, цилиндрическим и диффузорным участками.

Конструкция деаэратора поясняется фиг.1, 2 и 3.

Деаэратор состоит из вертикально размещенного цилиндрического корпуса 1, в котором соосно размещена труба 2 выпара с выходным фланцем для подключения магистрали выпара. К корпусу в его верхней части тангенциально присоединен патрубок ввода нагретой воды 3, к которому непосредственно крепится водоподводящий блок 4, выполняющий функцию пароструйного насоса (инжектора).

Цилиндрический корпус 1 открытой частью сообщается с пространством бака-аккумулятора или буферного сборника 5.

Водоподводящий блок 4 (см. Фиг.2) состоит из парового сопла 6, камеры смешения со смесительным конусом 7, патрубка подвода деаэрируемой воды 8 и напорной камеры 9, выполненной с конфузорным 10, цилиндрическим 11 и диффузорным 12 участками.

Фланец напорной камеры 9 может крепится непосредственно к фланцу трубы, на другом конце которой крепится какое-либо распыливающее устройство, например центробежно-струйная форсунка 13 (см. Фиг.3).

Устройство работает следующим образом.

Деаэрируемая вода с температурой 5-40°С поступает в камеру смешения со смесительным конусом 7, где за счет тепла пара, подводимого через паровое сопло 6, нагревается до температуры, близкой к насыщению (96-102°С). Процесс теплообмена отличается высокой интенсивностью, во много раз превышающей нагрев в бойлерах, паровых подогревателях, теплообменниках.

В силу конструктивных особенностей паровое сопло 6 и камера смешения со смесительным конусом 7, их взаимного расположения, в камере смешения создается в процессе исчезновения паровой фазы вакуум, который способствует при нагреве деаэрируемой воды до температур, близких к насыщению, выделению растворенных в воде газов (O₂, СО₂ и др.) с образованием пузырьков газа.

В конфузорно-диффузорных частях напорной камеры 9 вследствие особенностей гидродинамики движения парогазоводяной смеси происходит дальнейшие выделение растворенных газов и укрупнение их, что способствует более легкому удалению их в цилиндрическом корпусе 1 или при распылении воды в распылительных устройствах 13.

Выделившийся газ с паром удаляется через патрубок выпара 2, а деаэрированная вода через открытый конец корпуса стекает в бак-аккумулятор или буферный бак 5.

Предлагаемое выполнение деаэратора позволяет значительно уменьшить вес и геометрические размеры и также подавать воду с любой температурой, причем обеспечивается работа устройства без гидроударов, проскоков кислорода и свободного диоксида углерода.

Последовательное чередование зон падения гидростатического давления в камере смешения и в напорной камере способствует более глубокому выделению растворенных газов в парогазовую фазу, что позволяет вести процесс деаэрации при пониженных температурах 96°С. При этих температурах обеспечивается деаэрация воды до остаточного содержания коррозионно-активных газов 5-30 мкг/кг.

Деаэратор воды, содержащий цилиндрический корпус с центральной трубой отвода выпара и водоподводящим блоком, установленным тангенциально корпусу, отличающийся тем, что водоподводящий блок состоит из двух секций, первая из которых представляет собой единую камеру, содержащую зону подвода пара в виде парового сопла и зону смешения в виде конфузорной камеры, с патрубками подвода деаэрируемой воды, а вторая - напорную камеру, выполненную с конфузорным, цилиндрическим и диффузорным участками.