'
Научный журнал «Вестник науки»

Режим работы с 09:00 по 23:00

zhurnal@vestnik-nauki.com

Информационное письмо

  1. Главная
  2. Архив
  3. Вестник науки №4 (49) том 4
  4. Научная статья № 16

Просмотры  112 просмотров

Большова В.В., Безруков Р.Е.

  


СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВАКУУМНЫХ ДЕАЭРАТОРОВ *

  


Аннотация:
в данной статье рассматриваются вопросы совершенствования вакуумных деаэраторов. Экономичность вакуумных деаэраторов во многом зависит от подогрева в деаэраторе деаэрируемой воды. Чем меньше подогрев воды в деаэраторе, тем экономичнее режим деаэрации. Однако подогрев воды в деаэраторе влияет не только на экономичность режима, но и на качество деаэрации   

Ключевые слова:
деаэратор, вакуум, кислород, технические характеристики, эксплуатация, кавитация   


УДК 676.054.82

Большова В.В.

студентка 1 курса магистратуры направления

«Теплоэнергетика и теплотехника»

Казанский государственный энергетический университет

(Россия, г. Казань)

 

Безруков Р.Е.

к.т.н., доцент

Казанский государственный энергетический университет

(Россия, г. Казань)

 

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВАКУУМНЫХ ДЕАЭРАТОРОВ

 

Аннотация: в данной статье рассматриваются вопросы совершенствования вакуумных деаэраторов. Экономичность вакуумных деаэраторов во многом зависит от подогрева в деаэраторе деаэрируемой воды. Чем меньше подогрев воды в деаэраторе, тем экономичнее режим деаэрации. Однако подогрев воды в деаэраторе влияет не только на экономичность режима, но и на качество деаэрации.

 

Ключевые слова: деаэратор, вакуум, кислород, технические характеристики, эксплуатация, кавитация.

 

Введение

Одним из требований, предъявляемых к работе вакуумных деаэраторов, является обеспечение содержания кислорода в деаэрированной воде не более 50 мкг/кг. Опыт эксплуатации вакуумных деаэраторов показывает, что типовые вакуумные деаэраторы на разных объектах имеют разные технические характеристики. К числу таких характеристик может быть отнесен оптимальный нагрев воды в деаэраторе.

Согласно [1] оптимальный нагрев воды на разных объектах составляет от 5 до 15°С. На рис. 1 показано содержание кислорода в деаэрированной воде в зависимости от нагрева воды в деаэраторе, полученное экспериментально в одинаковых температурных и гидродинамических режимах на деаэраторах на  разных объектах.

 


Рис. 1. Зависимости содержания кислорода в деаэрированной воде от нагрева воды в деаэраторах ДВ-400 и ДВ-800:

1 - ТЭЦ Горьковского автозавода;

2 - Усть-Каменогорская ТЭЦ;

3 - тепловые сети г. Курска;

4 - Новосибирская ТЭЦ-5

 

Кроме того, опыт эксплуатации вакуумных деаэраторов показывает, что в процессе эксплуатации дегазационная характеристика деаэратора может изменяться при неизменных температурных и гидродинамических параметрах режима работы деаэратора. При этом оптимальный нагрев воды в деаэраторе может как увеличиваться, так и уменьшаться. Причина, вызвавшая изменение дегазационной характеристики, как правило, остается неизвестной, так как теоретические положения о термической деаэрации не дают оценки данному явлению[2].

Вопрос изменения дегазационной характеристики деаэратора при неизменных температурных и гидродинамических параметрах в открытой печати впервые обсуждался в [3], где высказывалась точка зрения, что причиной изменения дегазационной характеристики деаэратора при неизменных температурных и гидродинамических параметрах режима работы является изменение кавитационной прочности деаэрируемой воды. Данное свойство воды характеризует условия, при которых в воде зарождаются и растут газовые пузырьки, и оно подробно рассмотрено в специальной литературе, например, в [4].

Минимально необходимый нагрев воды в деаэраторе.
 Из теории кавитации [4] известно, что кавитационная прочность воды зависит от многих факторов, например, от механических микроскопических примесей в жидкости, от присутствия растворенных солей в жидкости, от обработки воды давлением, от воздействия космических лучей, от гидродинамического состояния потока (от турбулентности) и др. При определении дегазационной характеристики деаэратора факторы, влияющие на кавитационную прочность деаэрируемой воды, как правило, не учитываются, а, следовательно, и кавитационная прочность деаэрируемой воды тоже не учитывается. Однако кавитационная прочность на разных объектах может быть различной.
 Кроме того, кавитационная прочность воды может изменяться в процессе эксплуатации деаэратора. В этой связи изменяется и дегазационная характеристика деаэратора. Изменение дегазационной характеристики в процессе эксплуатации может приводить к ухудшению качества деаэрации или к необоснованно завышенному нагреву воды в деаэраторе, что экономически невыгодно.

В последнее время в совершенствовании процессов деаэрации наметилась тенденция повышения интенсивности процесса деаэрации за счет уменьшения кавитационной прочности деаэрируемой воды. Например, обработка деаэрируемой воды ультразвуком [5] улучшает качество деаэрации. Замечено также, что при повышении хлоридов в деаэрируемой воде улучшается качество деаэрации, что, вероятно, связано также с уменьшением кавитационной прочности деаэрируемой воды. Снижение кавитационной прочности деаэрируемой воды происходит и в деаэраторе (получившем распространение в теплоэнергетике), разработанном на основе изобретения [6]. Отличительной особенностью данного деаэратора является то, что в патрубке подвода в деаэратор недеаэрированной воды установлено сопло. В сопле вода разгоняется до больших скоростей и турбулизуется, в результате кавитационная прочность деаэрируемой воды уменьшается, а интенсивность выделения газов из деаэрируемой воды за счет образования пузырьков повышается.

 

Рис.2. Схема реконструированных деаэраторов ДВ-400 и ДВ-800.


 Однако данный деаэратор имеет существенный недостаток, выражающийся в том, что перед ним требуется создавать повышенное давление недеаэрированной воды. Указанный недостаток устранен в деаэраторе, показанном на рис. 2, в котором для повышения турбулентности потока деаэрируемой воды в патрубке 6 установлены решетка турбулентности 10, винтовые направляющие лопатки 11 и сопло 12. Данный деаэратор создан на основе изобретения [7]. В разработанном деаэраторе поток деаэрируемой воды, проходя через патрубок 6, турбулизуется решеткой 10, закручивается по спирали лопатками 11 и затем поступает в сопло 12. При поступлении в сопло давление в потоке воды понижается, при этом из деаэрируемой воды интенсивно выделяются газы за счет образования пузырьков. При выходе из сопла 12 под действием центробежных сил закрученный поток распадается на мелкие капли, которые затем, двигаясь в паровом отсеке, подогреваются паром; при этом из капель, за счет диффузии, интенсивно выделяются газы.
Патрубок 6 с установленными в нем решеткой 10, лопатками 11 и соплом 12 выполняет роль форсунки, от эффективности работы которой зависит качество деаэрации воды.

Так как вакуумная деаэрация воды проводится при температуре воды ниже 100 °С повышаются требования к технологии процесса деаэрации. Чем ниже температура воды, тем выше коэффициент растворимости газов в воде, тем сложнее процесс деаэрации. Необходимо повышать интенсивность процесса деаэрации, соответственно применяются конструктивные решения на основе новых научных разработок и экспериментов в области гидродинамики и массопереноса.
 Экономический эффект от реконструкции деаэратора ДВ-800, установленного на ТЭЦ в схеме подпитки теплосети, составляет 800 т/год условного топлива.

 

Заключение

Кавитационная прочность воды является одним из факторов, определяющих интенсивность процесса деаэрации воды в термических деаэраторах.

Различие дегазационных характеристик вакуумных деаэраторов, установленных на разных объектах, вызвано различием кавитационной прочности деаэрируемой воды на этих объектах.

Изменение дегазационной характеристики деаэратора без изменения температурных и гидродинамических параметров режима работы деаэратора происходит в связи с изменением кавитационной прочности воды.

Применение в вакуумных деаэраторах форсунок с направляющими винтовыми лопатками улучшает дегазационную характеристику деаэратора, а именно:
уменьшает минимально необходимый нагрев воды в деаэраторе с 24 до 16°С;
снижает минимально допустимую температуру греющей воды с 85 - 90 до 70°С.

Производительность реконструированного деаэратора, в конструкции которого применены форсунки с направляющими винтовыми лопатками, составляет 950 т/ч при температуре недеаэрированной воды 30°С и температуре греющей воды 70°С и более.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

 

Типовая инструкция по эксплуатации автоматизированных деаэрационных установок подпитки теплосети. М.: Союзтехэнерго, 1985.

РТМ 108.030.21-78. Расчет и проектирование термических деаэраторов. Л.: ЦКТИ, 1979.

Бравиков А. М. Разработка и исследование деаэратора перегретой воды. - Теплоэнергетика, 1990, № 12.

Карелин В. Я. Кавитационные явления в центробежных и осевых насосах. М.: Машиностроение, 1975.

Водолазов О. А. Новый способ деаэрации воды. - Энергетик, 1999, № 2.

А.с. 1255805 (СССР). Вакуумный деаэратор / Комарчев И. Г., Нестеренко Б. М., Качанова-Махова Н. И. Опубл. в Б. И., 1986, № 33.

Пат. 2054384 (РФ). Термический деаэратор / Бравиков А. М. Опубл. в Б. И., 1996, № 5.

Шарапов В. И., Кувшинов О. Н. О рабочей производительности вакуумных деаэраторов. - Электрические станции, 1998, № 8.

 

Bolshova V.V.

1st year student of the master's degree in the direction

Heat power engineering and heat engineering

Kazan State Power Engineering University

(Russia, Kazan)

 

Bezrukov R.E.

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

Kazan State Power Engineering University

(Kazan, Russia)

 

IMPROVEMENT OF VACUUM DEAERATORS

 

Abstract: this article discusses the issues of improving vacuum deaerators. The efficiency of vacuum deaerators largely depends on the heating of deaerated water in the deaerator. The less water heating in the deaerator, the more economical the deaeration mode. However, the heating of water in the deaerator affects not only the efficiency of the regime, but also the quality of deaeration.

 

Keywords: deaerator, vacuum, oxygen, technical characteristics, operation, cavitation.

  


Полная версия статьи PDF

Номер журнала Вестник науки №4 (49) том 4

  


Ссылка для цитирования:

Большова В.В., Безруков Р.Е. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВАКУУМНЫХ ДЕАЭРАТОРОВ // Вестник науки №4 (49) том 4. С. 98 - 104. 2022 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/5528 (дата обращения: 29.03.2024 г.)


Альтернативная ссылка латинскими символами: vestnik-nauki.com/article/5528



Нашли грубую ошибку (плагиат, фальсифицированные данные или иные нарушения научно-издательской этики) ?
- напишите письмо в редакцию журнала: zhurnal@vestnik-nauki.com


Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2022.    16+




* В выпусках журнала могут упоминаться организации (Meta, Facebook, Instagram) в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25 июля 2002 года № 114-ФЗ 'О противодействии экстремистской деятельности' (далее - Федеральный закон 'О противодействии экстремистской деятельности'), или об организации, включенной в опубликованный единый федеральный список организаций, в том числе иностранных и международных организаций, признанных в соответствии с законодательством Российской Федерации террористическими, без указания на то, что соответствующее общественное объединение или иная организация ликвидированы или их деятельность запрещена.