28 и 29 октября. Проблемы экологии в контексте цифровой трансформации общества... Архитектура. Инженерия. Цифровизация. Экология» пройдет в...


Деаэраторы с ТСА

Деаэраторы с ТСА


В процессе деаэрации воды необходимо решить двуединую внутренне противоречивую задачу:

1. Для наиболее полного удаления из воды растворенного газа необходимо получить возможно большую поверхность газовыделения. Этому условию отвечает поток с туманообразной структурой - суммарная поверхность мелких капель воды в потоке исключительно велика, поэтому выделение газа идет очень интенсивно.

2. Для наименьшего уноса с потоком удаляемого газа капель воды необходимо иметь достаточно большую их массу. Этому условию отвечает поток пузырьковой структуры - эффективное отделение воды от удаляемого газа возможно организовать в сепарационных устройствах.

Деаэраторная головка традиционной конструкции не способна удовлетворительно решить эту противоречивую задачу, т.к. в ней неприемлемо высок унос влаги.

Главная идея и отличительный признак предлагаемого решения состоят в том, что в деаэраторе новой конструкции процессы газовыделения из воды и отделения воды от газа разнесены по месту их протекания. При этом в обоих случаях создаются наиболее оптимальные условия как процесса газовыделения из воды, так и процесса сепарации воды.

Принципиально существует два способа деаэрации (дегазации):

Термический
, когда с целью уменьшения растворенного газа воду доводят до температуры кипения - либо при атмосферном, либо при любом другом соответствующем температуре насыщения давлении, при котором и осуществляется деаэрация.

Вакуумный, когда дегазация осуществляется при минимальной растворимости газа в воде. Растворимость газа в воде зависит от двух факторов - от давления (вакуума) и температуры. От давления эта зависимость прямая - чем меньше давление, тем меньше растворимость газа в воде. Зависимость от температуры сложная - минимумом растворимости газов в воде имеет место при температуре 60 - 70 °С.

Отличительная особенность конструкции нашего деаэратора в том, что независимо от того, будет ли он атмосферный, вакуумный или термический, в любом случае в зоне газовыделения всегда создаётся вакуум, т.е. достаточно глубокое разрежение. Чем больше разрежение, тем, при прочих равных условиях, меньше растворимость. В зоне газоудаления происходит сепарация газа при любом необходимом по технологии давлении, но при температуре, соответствующей минимальной растворимости газа в воде.



Таким образом, основным элементом предлагаемой деаэрационной установки является двухступенчатый Фисоник-аппарат:

  • В первую ступень подается вода из обратной магистрали системы отопления или ГВС (обычно её температура около 60 - 70 °С). Кроме этой воды на первую ступень Фисоник-аппарата подается еще и пар (горячая вода) для того, чтобы нагреть, при необходимости, смесь до нужной температуры. Затем определенным геометрическим воздействием на поток создаются условия сверхзвукового режима течения однородной двухфазной пароводяной смеси при глубоком вакууме и туманообразной структуре потока. В созданной туманообразной структуре, объем парогазовой смеси более 95%, а объём воды менее 5 % (объемное соотношение фаз β > 0,95). В этих условиях газовыделение из мелкодиспергированных капель воды происходит наиболее интенсивно. С выхода первой ступени парогазоводяная смесь подаётся на вход второй.
  • Во второй ступени определенным геометрическим воздействием на поток создаются условия возникновения скачка давления, после которого объёмное газосодержание потока должно быть обязательно более 0,33, но менее 0,75 (0,75 > β > 0,33).
    Если не выдержать это обязательное условие, то при β < 0,33 газ снова начнёт ускоренно растворяться в воде. А при β > 0,75 не удастся, в зависимости от температуры потока, обеспечить его пузырьковую структуру при том давлении (атмосферное, либо более высокое), которое необходимо по технологическим условиям процесса газоудаления с минимальным уносом воды.

Вода с пузырьковой структурой со второй ступени Фисоник-аппарата подается в циклон, где за счет центробежных сил происходит отделение газа при минимальном уносе воды потому, что пузыри газа интенсивно поднимаются вверх в закрученном потоке, а вода интенсивно опускается вниз либо за счет сифонного эффекта, либо за счет откачивающего насоса.


Таким образом, принципиально конструкция деаэратора любого типа при любых температурах газовыделения и давлениях газоудаления всегда одна и та же. Изменяется лишь геометрическое воздействие на парогазоводяной поток в зависимости от того, какие температуры и давления при проведении газоудаления из воды необходимо иметь. В любом случае мы всегда имеем максимально большую поверхность газовыделения из капель воды на первой ступени и такие строго определённые размеры пузырей газа в потоке на выходе из второй ступени Фисоник-аппарата, которые необходимы для эффективного отделения газа от воды в циклоне.


Сравнительная характеристика деаэраторов традиционного исполнения и предлагаемой конструкции представлена в таблице.


Деаэратор с ТСА Атмосферный деаэратор Вакуумный деаэратор
Деаэратор Масса, кг Цена, тыс. руб. Деаэратор Масса, кг Цена, тыс. руб. Деаэратор Масса, кг Цена, тыс. руб.
ТСА-5 90 ~70 ДА-5/4 1800±250 160±55 ДВ-5 520 120±70
ТСА-10 120 ~80 ДА-10/4 2000±300 126 ДВ-10 - -
ТСА-15 150 ~90 ДА-15/8 2000±200 182±50 ДВ-15 561 165±105
ТСА-25 170 ~120 ДА-25/8 2740 225±90 ДВ-25 660 505±170
ТСА-50 200 ~130 ДА-50/15 4223 280±160 ДВ-50 1023 250±130
Примечание:
  • В таблице цены приведены без НДС по состоянию на начало 2005 г.
  • Для деаэраторов с ТСА ИК «Фисоник-Фисенко» конкретная цена определяется на момент подписания Договора на поставку оборудования Заказчику.
    ИК "Фисоник-Фисенко"