Растворенные в воде газы – кислород О 2 и углекислый газ СО 2 – вызывают коррозию питательного тракта ивнутренних поверхностей нагрева водяного экономайзера. Наличие в питательной воде агрессивных газов приводит не только к сокращению срока службы питательного тракта, но и выносу из него весьма вредных коррозионных продуктов в виде окиси железа и меди, которые отлагаются на поверхностях нагрева котла и вызывают его повреждение [9].
Наиболее испытанным и проверенным средством предотвращения коррозии в паровых котлах, экономайзерах и питательных трубопроводах является удаление кислорода из питательной воды. Существует несколько способов деаэрации питательной воды (термический, десорбционный, химический и др.), но в настоящее время подавляющее распространение получил термический способ. Он основан на том, что растворение газов в воде уменьшается по мере повышения ее температуры и совершенно прекращается при достижении температуры кипения; тогда растворенные газы полностью выделяются из воды.
Десорбционное обескислороживание воды основано на известных законах Генри–Дальтона, характеризующих зависимость между концентрацией растворенного газа и его парциальным давлением, т. е. концентрация газа в воде уменьшается при увеличении парциального давления водяных паров, чему способствует повышение температуры воды. От температуры воды существенно зависит и коэффициент абсорбции газа водой (растворимость в воде).
Суть химической деаэрации состоит в добавлении в питательную воду реагентов, которые позволяют связать содержащиеся в воде растворенные коррозионно-активные газы.
Существует несколько типов термических деаэраторов, но в настоящее время в паровых котельных распространение получили смешивающие деаэраторы атмосферного типа (рис. 14, а). Такой деаэратор представляет собой вертикальную металлическую цилиндрическую колонку 4 диаметром 1 – 2 м и высотой 1,5 – 2 м, установленную на горизонтальном цилиндрическом баке, предназначенном для хранения запаса деаэрированной воды.
а б
Рис. 14. Колонки смешивающих термических деаэраторов:
а – атмосферного типа; б – вакуумного типа; 1 – штуцер;
2 – водораспределительное устройство; 3 – система дырчатых
тарелок; 4 – вертикальная металлическая цилиндрическая колонка
(деаэратор); 5 – парораспределительная камера
Вода, подлежащая деаэрации, подается в верхнюю часть колонки, где она попадает в водораспределительное устройство 2. Перелившись через его край, вода стекает вниз, проходя через систему дырчатых тарелок 3 и разбиваясь при этом на тонкие струйки. На своем пути вода встречает восходящий поток пара, который поступает в колонку у ее основания и, пройдя через парораспределительную камеру 5, начинает подниматься навстречу падающим струям воды. В результате непосредственного контакта с паром струйки стекающей воды нагреваются до температуры кипения, вследствие чего содержащийся в них воздух выделяется и удаляется с небольшим количеством несконденсировавшегося пара через штуцер, вваренный в крышку колонки. Нагретая до температуры кипения деаэрированная вода стекает в питательный бак.
Кроме описанного типа деаэратора существуют деаэраторы барбо-тажные, которые в настоящее время получают широкое распространение.
Кроме деаэраторов атмосферного типа существуют деаэраторы повышенного давления и вакуумные (рис. 14, б). Первые работают при давлении 6 – 7 aтм; их устанавливают на крупных электрических станциях высокого и закритического давления. Вакуумные деаэраторы получили распространение при деаэрации подпиточной воды тепловых сетей в отопительных котельных с крупными водогрейными котлами, так как в них котельных отсутствие пара и невысокая температура подогрева сетевой воды в летнее время исключают возможность осуществления атмосферной деаэрации.
Контрольные вопросы к главе 4
1. Назовите способы обработки и умягчения воды.
2. Расскажите для чего необходимо умягчать воду перед ее подачей в котел.
3. В чем заключается сущность натрийкатионитового метода умягчения воды?
4. Из каких основных конструктивных элементов состоит катионитовый фильтр?
5. Зачем применяется деаэрация питательной воды? В чем сущность метода?