Зимин Б.А.
14 — 16 марта 2007 г. состоялся семинар, проводимый НП «Российское теплоснабжение», на котором обсуждались проблемы, связанные с неудовлетворительной деаэрацией подпиточной воды теплосетей. В докладе одного из профессоров, занимающегося проблемами деаэрации воды, были приведены опытные данные по испытаниям традиционных деаэрационных установок, выпускаемых промышленностью и новых, широко разрекламированных, неудачно использующих центробежно- вихревой способ деаэрации воды, ранее защищенный авторским свидетельством СССР (автор Зимин Б.А. Авт. св. СССР РФ № 1134842 от 1982 года «Деаэратор»). Эти деаэраторы разрекламированы, как новейшие и очень эффективные. Как следует из доклада большинство из внедренных «новейших» деаэраторов демонтировано или не используются. Проблема деаэрации воды в них не решена комплексно. Имеются и отдельные работающие деаэраторы небольшой производительности, обеспечивающие качество деаэрации воды близкое к нормативным. Однако, в этих деаэраторах рециркуляция деаэрированной воды колеблется от 15 до 40. То есть один и тот же объем деаэрируемой воды прогоняется через деаэратор от 15 до 40 раз. Деаэратор может работать только на определенной, наперед заданной нагрузке. Следовательно, такой деаэратор может быть только малой производительности и расходовать повышенное количество энергии на перекачку воды.
В том же докладе профессор положительно отозвался о центробежно-вихревых деаэраторах Зимина Б.А., внедренных на многих ТЭЦ, ГРЭС, крупных и мелких котельных и работающих, как в атмосферном, так и в вакуумном режимах.
Проблемой деаэрации воды мне пришлось заняться в 1982 году, когда я работал в РНУ «Оргремэнерго» системы «Мособлтеплоэнерго» в качестве шеф-инженера (прораба) по наладке паровых и водогрейных котлов. Наладкой деаэраторов занимались инженеры — химики. Во многих предприятиях Тепловых сетей десятилетиями не могли наладить деаэрацию подпиточной воды теплосетей, особенно при вакуумных деаэраторах. Главный инженер Управления поручил мне выявить причины неудовлетворительной работы деаэраторов в городах Московской области. В докладной записке на семи печатных листах я сформулировал причины неудовлетворительной работы. Оказалось, что некоторые типы вакуумных деаэраторов практически не поддаются наладке в существующих эксплуатационных условиях. После сформулирования причин неудовлетворительной работы деаэраторов я занялся разработкой новых деаэраторов, и защитил авторскими свидетельствами СССР и патентами России десять своих конструкций. Певый деаэратор, внедренный на Истринском кирпичном заводе был деаэратор с колонкой барботажного типа (см. Авторское свидетельство СССР № 1284948). Деаэрационные колонки барботажного и барботажно- капельного типа, защищенные авт.св. СССР № 1328297 и № 1333951 брлее нигде не были внедрены. На одном из предприятий мне удалось смонтировать и опробовать деаэратор центробежно- вихревого типа — ЦВД (см. патент РФ № 1134842). Испытания показали, что остаточное содержание кислорода составляет 120 мкг/л, что превышает установленную норму (50 мкг/л) в 2,4 раза. Далее мною было предложено установить в аккумуляторном баке этой же деаэрационной установки вторую ступень деаэрации — капельный деаэратор (КД), представляющий собой перфорированную трубу, разбрызгивающую деаэрируемую воду, прошедшую первую ступень деаэрации (Это решение защищено патентом РФ № 1454781. Оно внедрено на десятках деаэрационных установок атмосферного и вакуумного типа). В 1986 году в котельной 13-15 кварталла г. Коломны (Коломенская Теплосеть) были демонтированы два вакуумных деаэратора (стенки бака были насквозь проедены коррозией). Деаэрационные баки-аккумуляторы были быстро изготовлены на заводе в Коломне и смонтированы. Никаких деаэрационных колонок приобрести быстро было невозможно, и я предложил свои изобретения (центробежно- вихревой деаэратор ЦВД, совмещенный с капельным деаэратором КД). Деаэрационная установка стала работать в вакуумном режиме с нагрузками до 290 т/ч при хорошем качестве деаэрирования.В той же Теплосети были реконструированы деаэраторы еще в четырех котельных (четыре вакуумных и один атмосферный). С тех пор в котельных и ТЭЦ страны было внедрено более 90 деаэрационных установок такого типа (Каширская ГРЭС-4, Черепетская ГРЭС, ТЭЦ-5 г. Новосибирска, ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2 г. Красноярска, Якутская ТЭЦ, Саровская ТЭЦ, на ТЭЦ 9 «Иркутскэнерго»- реконструировано пять установок и много других ). Решение проблем деаэрации воды при помощи моих изобретений на Каширской ГРЭС описано в журнале «Энергетик» №4 за 2000 год, а в других котельных коммунальной и промышленной энергетики описано в журнале «Новости теплоснабжения» №1 за январь 2006 года, №1 за январь 2001 года, а так же в журнале «Промышленная энергетика» № 11 за 1999 год.
Решение проблемы деаэрации воды при установке новых установок и реконструкции старых должно быть комплексным. Продажа деаэрационных колонок без комплексного решения и без наладки может дать отрицательный результат.
На рис.1 показана схема деаэрационной установки атмосферного типа, реконструированной согласно патентам РФ № 1454781 «Деаэрационная установка» и патент № 2131555 «Деаэратор» центробежно-вихревой. Над баком аккумулятором 1 устанавлен центробежно- вихревой деаэратор 2 ЦВД (первая ступень деаэрационной установки). В качестве второй ступени деаэрации установлен капельный деаэратор 3 -КД (их может быть установлено 2 шт), представляющий собой трубу, перфорированную снизу, имеющую завихривающую головку с тангенциальным вводом воды, опущенную своей нижней частью в паровое пространство бака 1. Имеется поверхностный охладитель выпара 4 (ОВ), установленный на трубе 5 (труба имеет четыре полки и является деаэратором конденсата выпара, стекающего по этой трубе в бак 1). Имеется паропровод греющего пара 6 с регулятором расхода пара 7. Выпарная труба 8 соединяет ЦВД с поверхностным охладителем выпара (ОВ). Вестовая труба 9 соединяет ОВ с атмосферой. По трубе 10 поступает в установку исходная вода с температурой 20 — 40 град.С через теплообменник 11( охладитель деаэрированной воды), регулятор уровня 11 и через ОВ.
13 — термометр, указывающий температуру воды после ЦВД. По такой схеме были реконструированы атмосферные деаэраторы на ТЭЦ комбината «Североникель» производительностью 250 т/ч, в центральной котельной г. Ухты республики Коми производительностью до 250 т/ч и ряде других объектов.
На рис.2 показана схема установки поверхностного охладителя выпара 1 (ОВ) на деаэрационном баке аккумуляторе. Он устанавливается на трубе 2 Д=250-300 мм с полками. Эта труба является деаэратором конденсата выпара. По этой трубе выпар поднимается из бака в ОВ и по ней же из ОВ в бак стекает стекает конденсат насыщенный газами. При перетекании с одной полки на другую конденсат деаэрируется встречным потоком выпара.
На рис.3 показана схема деаэрационной установки атмосферного типа с контактным охладителем выпара (ОВК). Известно, что коэффициент теплопередачи при непосредственном контакте охлаждающей воды с паром в две тысячи раз выше, чем через стенку трубы. Поэтому ОВК более эффективны чем ОВ. На Каширской ГРЭС по такой схеме был реконструирован атмосферный котловой деаэратор производительностью 200 т/ч (предвключенный перед шестиатмосферным деаэратором). Охлаждающая вода, в качестве которой использовалась обессоленная вода, сливалась из ОВК в бак нижних точек (БНТ). Аналогичная схема на Саровской ТЭЦ. В котельной Ижевского автозавода и на ТЭЦ 2 г. Красноярска ОВК был установлен на 6 — 8 метров выше ЦВД и охлаждающая вода сливалась из ОВК в ЦВД. На ТЭЦ 1 г. Йошкар-Олы не было возможности поднять ОВК выше ЦВД. Поэтому была применена схема (см. рис. 4) с водоструйным эжектором, при помощи которого исходная вода транспортировала охлаждающую из ОВК в ЦВД (решение защищено отдельным патентом РФ № 2242672).
Рассмотрим работу деаэрационной установки и возникающие проблемы. Исходная вода с температурой 18 — 40 град.С подается по трубе 10 в ЦВД (2) через регулятор 11 и охладитель выпара 4. Греющий пар подается в ЦВД по паропроводу 6 через регулирующий клапан 7 ( паропровод 6 должен быть располдожен выше ЦВД или иметь петлю — гидрозатвор, чтобы вода не стекала в паропровод при низких нагрузках и не вызывала колебаний давления пара.
Проблемы деаэрации воды в термических деаэраторах атмосферного давления и их решение
Проблем с типовыми атмосферными деаэраторами меньше, чем с вакуумными. На многих энергетических объектах они работают удовлетворительно, хотя и на нагрузках меньше номинальных.
Основными деаэраторами, находящимися в эксплуатации на энергетических объектах страны являются струйно- барботажные деаэраторв типа ДСА и ДА. Эти деаэраторы требуют высокого предварительного нагрева воды- до 94 град.С (недогрев до температуры насыщения — не более 10 град.С). Поэтому лучше работают питательные деаэраторы паровых котлов, при высоком проценте возврата конденсата, имеющего достаточную температуру. В деаэраторах, работающих на подпитку теплосетей, нагрев воды осуществляется в теплообменниках — охладителях деаэрированной воды и в охладителе выпара. Недогрев до температуры насыщения достигает 40 — 60 град.С. При таком недогреве струйная деаэрация работает крайне неэффективно (только на нагрев воды). Нагрузка ложится на барботажную деаэрацию. Производительность деаэратора резко падает и не достигает номинала и идет интенсивная коррозия стенок бака. Примеры. На ТЭЦ комбината «Североникель» в работе находились три деаэратора (на двух было установлено по две струйных колонки производительностью по 100 т/ч каждая, на одном — одна). Температура воды, поступающей в деаэраторы — 40 град.С. Производительность каждого деаэратора не превышала 80 т/ч, независимо от числа имеющихся колонок, при часто наблюдающихся проскоках кислорода. После реконструкции всю нагрузку — 240 т/ч взял на себя один деаэратор. На ТЭЦ-1 г. Йошкар-Ола производительность двухсоттонных деаэраторов не превышала 90 т/ч при температуре поступающей воды -80 град.С и при удовлетворительном качестве деаэрирования. При повышении нагрузки выше 90 т/ч наблюдались проскоки кислорода. Повышение нагрузки на деаэраторы решалось за счет увеличения количества работающих деаэраторов. Проблема деаэрации на этих ТЭЦ разрешилась за счет реконструкции деаэраторов с установкой ЦВД-250 и КД, которые обеспечили высокое качество деаэрирования при номинальной нагрузке (на ТЭЦ 1 — даже до 300 т/ч). Проблемой для сетевых деаэраторов является так же потеря конденсата греющего пара, который уходит в теплосеть и не может быть использован для паровых котлов. Приходится заменять его химочищенной водой (На ТЭЦ к-та «Североникель» расход пара на сетевые деаэраторы и потери конденсата составляли 30 т/ч, а при испытаниях, когда температура воды была всего 18 град.С, — 40 т/ч).
Cтраницы: 1 | 2 | читать дальше>>