Общие замечания о расчете деаэратора

Для удаления растворенных в воде газов применяют смешивающие термические деаэраторы. В общем случае они могут быть атмосферного типа с давлением в колонке 0,11…0,13 МПа, повышенного давления до 0,59 МПа и вакуумные с давлением ниже атмосферного (т.е. меньше 0,1 МПа). В курсовом проекте применен смешивающий термический деаэратор атмосферного типа с давлением МПа. Под термической деаэрацией воды понимают процесс удаления из неё растворенных в ней газов при нагреве воды до температуры насыщения, соответствующей давлению в деаэраторной колонке. Целью деаэрации является удаление из воды входящих в состав воздуха коррозионно-активных газов (кислорода, углекислого газа), вызывающих коррозию металла оборудования. Подогрев воды, поступающей в деаэратор, до температуры насыщения t₂ = t_s(p₂) = 104,06 °C осуществляется подаваемым в деаэратор редуцированным паром с расходом D_д. В основе процесса термической деаэрации лежит явление резкого уменьшения почти до нуля растворяющей способности воды для газов после достижении воды состояния насыщения. Поэтому после достижения водой состояния насыщения ранее растворенные в ней газы "стремятся" из неё выйти. Вода и конденсат подаются в деаэрационную колонку деаэратора сверху и стекают вниз через множество тарелок и листов, а греющий пар подается снизу колонки и, поднимаясь в противотоке вверх, нагревает воду до насыщения, сам при этом почти полностью конденсируясь. Деаэрированная вода и конденсат греющего пара стекают из колонки вниз, в аккумулирующий бак. Для ускорения процесса деаэрации и удаления газов через поверхность жидкости в листах и тарелках выполняют отверстия, и вода стекает множеством мелких струек и капель с большой поверхностью контакта воды и пара.

Выделяющиеся из деаэрируемой воды газы вместе с остатком греющего пара называются выпаром. Выпар удаляется из деаэраторной колонки деаэратора через верхний штуцер, а затем сбрасываются в бак-барботер сразу или через паровой подогреватель - охладитель выпара, утилизирующий теплоту конденсации остаточного пара в выпаре. Расход остаточного пара D_вып по имеющимся опытным данным ЦКТИ составляет 2 ¸ 4 кг на 1 тонну деаэрируемой воды. В курсовом проекте следует принять , где - суммарный расход поступающих в деаэратор потоков воды и конденсата.

Энтальпия выпара принимается равной энтальпии сухого насыщенного пара при давлении в деаэраторе: h_вып = . Деаэрированная вода с расходом W_д из бака деаэратора подается питательным насосом (ПН) в котлоагрегаты.

При расчете деаэратора неизвестными и искомыми величинами являются необходимый расход пара на деаэратор D_д и расход забираемой из него деаэрированной воды W_д. Эти величины определяются при совместном решении уравнений массового и теплового баланса деаэратора.

Произведем уточнение ранее принятого расхода D_вып. Суммарный расход деаэрируемой воды и количество выпара равны

кг/с;

кг/с.

Расчет охладителя выпара

В охладителе выпара (ОВ) вода (смесь), поступающая из конденсатного бака, подогревается выпаром, тем самым теплота конденсации остаточного пара сохраняется в котельной, а не выбрасывается. Уравнение теплового баланса охладителя выпара, расчетная схема которого дана на рисунке 11, имеет вид

где h_кв = с_в×t_кв = 4,19×90 = 377,1 кДж/кг – энтальпия конденсата выпара. Энтальпия смеси после охладителя равна

кДж/кг

что соответствует температуре нагретой в ОВ смеси 49,0 °С.

Расчет деаэратора

Неизвестными при расчете деаэратора являются расход деаэрированной воды W_д и расход редуцированного пара на деаэрацию D_д. Уравнения теплового и массового балансов для деаэратора (смешивающего подогревателя) записываются как равенства поступающей в деаэратор со входящими потоками воды и пара теплоты (положим для деаэратора ) или массы (левая часть равенств) уходящей из деаэратора теплоте и массы с выходящими потоками (правая часть равенств). Для каждой тепловой схемы должны составляться свои уравнения балансов деаэратора в соответствии с имеющимися входящими и выходящими потоками. Для деаэратора в рассматриваемой тепловой схеме, согласно расчетной схеме деаэратора на рисунке 12, уравнения имеют вид

; (16)

. (17)

Из уравнения (15) находим

Подставляя полученное значение в уравнение (14) и решая его относительно , находим расход деаэрированной воды

кг/с.

Соответственно расход греющего редуцированного пара

кг/с.