Определение основных конструктивных размеров колонки и ее элементов

Деаэрационные колонки устанавливаются либо непосредственно на баке, либо отдельно. В первом случае колонка присоединяется к баку-аккумулятору с помощью специального патрубка, диаметр которого может быть меньше диаметра колонки или равен ему. Во втором случае соединение колонки с баком осуществляется трубой, диаметр которой существенно меньше диаметра колонки.

Сопряжение колонки с баком не вызывает конструктивных осложнений, если отношение диаметра колонки или переходного штуцера к диаметру бака меньше 0,7.

Величина данного отношения является предельной с точки зрения обеспечения конструктивной прочности бака-аккумулятора. Применение переходного штуцера становится необходимым у колонок производительностью свыше 500 т/ч. Колонки такой производительности должны иметь обычаю два днища и соединяться с баком-аккумулятором при помощи переходного патрубка.

В деаэраторах струйно-барботажного типа (с одной колонкой) целесообразно колонку и барботажное устройство располагать у противоположных торцов бака-аккумулятора.

Колонка состоит из следующих основных элементов: корпуса, водораспределительного устройства, тарелок, коллекторов ввода греющего пара и «кипящих» потоков воды, штуцеров подвода «некипящих» потоков воды, а также штуцера отвода выпара.

Корпус колонки выполняется в виде цилиндрического сосуда с одним или двумя днищами. Верхнее днище колонки рекомендуется выполнять съемным для проведения осмотров и ремонта внутренней части колонки.

Для колонок атмосферного давления рекомендуется применять конические днища, для колонок повышенного давления - эллиптические (ГОСТ 6533-53).

Корпус колонки изготовляется обычно из стали МСТ-3. К корпусу колонки привариваются штуцеры для подвода потоков воды, пара и выпара.

Штуцеры «некипящих» потоков воды располагаются в одной горизонтальной плоскости на уровне водораспределительного устройства. Штуцер для отвода выпара устанавливается на верхнем днище колонки.

Водораспределительное устройство предназначается для смешения «некипящих» потоков воды и дробления на струи.

Для распределения воды в струйных деаэрационных колонках применяются в основном камеры со свободным сливом (как более простые в изготовлении и эксплуатации), могут применяться также водораспределительные камеры напорного типа. В водораспределительном устройстве должно обеспечиваться хорошее перемешивание потоков воды, имеющих разную температуру, так как неравномерное распределение температуры воды по сечению колонки способствует появлению так называемых тепловых перекосов и ухудшает эффективность деаэрации. В камере со свободным сливом для этой цели служат два кольцевых канала, образующих лабиринт, в котором перемешивается вода. После этого она переливается на верхнюю тарелку первого отсека. Водораспределительные устройства, применяемые обычно для деаэраторов ДСА и ДСП (рис. 4.8), обеспечивают удовлетворительное перемешивание воды. Они крепятся непосредственно к корпусу колонки, что допускает их осмотр и ремонт при съеме верхнего днища колонки без демонтажа трубопроводов «некипящих» потоков. Над водораспределительным устройством располагается отбойный щит, предотвращающий унос капельной влаги с выпаром.

Рис. 4.8. Водораспределительное устройство

Коллектор ввода греющего пара. Греющий пар при температуре до 250°С целесообразно подводить в деаэрационную колонку через шаровое пространство бака-аккумулятора с целью улучшения вентиляции этого пространства [36].

В этом случае необходимо обеспечить слив воды из колонки непосредственно в бак-аккумулятор, не допуская накопления ее в высоте соединения колонки с баком и последующего перелива воды через горловину бака.

Греющий пар с температурой выше 250 °С (вследствие опасности образования трещин из-за термической усталости металла стенок бака) следует подводить непосредственно в колонку с помощью штуцера с двойными стенками и перфорированного коллектора, раздающего пар по всему сечению колонки. Диаметр коллектора принимается равным диаметру подводящей паровой трубы. Суммарную площадь отверстий или щелей для раздачи шара рекомендуется принимать равной живому сечению коллектора. Отверстия располагаются несколькими рядами на нижней части коллектора (рис. 4.9). Диаметр отверстий принимается 10 - 12 мм, шаг между отверстиями 20 - 25 мм. Рекомендации по выбору скоростей пара рассматриваются в разделе данного параграфа.

Рис. 4.9. Ввод в деаэрационную колонку сильно перегретого пара.

1 - корпус колонки; 2 - коллектор для подачи пара; 3 - установочное кольцо; 4 - установочное ребро; 5 - патрубок для установки коллектора; 6 - подводящий трубопровод; 7 - приварыш; 8 - отверстия для выхода пара.

Коллектор ввода «кипящего» потока. При одноступенчатой схеме деаэрации ввод «кипящего» потока воды осуществляется в зависимости от перегрева воды в один из нижних отсеков колонки с помощью перфорированного коллектора.

При двух и более ступенях деаэрации ввод «кипящего» потока воды целесообразно осуществлять непосредственно в паровой объем бака-аккумулятора со стороны, противоположной размещению барботажного отсека. «Кипящий» поток может вводиться с помощью суживающегося сопла или (при значительном расходе) перфорированного коллектора. Площадь выходного сечения сопла принимается обычно равной примерно 60 % площади входного сечения. Скорость воды в отверстиях коллектора принимается не выше 3 - 5 м/сек. При больших скоростях воды на коллекторе должны устанавливаться небольшие съемные сопла из коррозионностойкого материала.

Расчет присоединительных штуцеров

Диаметр присоединительных штуцеров, расположенных на деаэрационной колонке, рассчитывается по формуле

(4.25)

где G - расход среды (пара или воды), кг/ч;

v - удельный объем среды, м³/кг;

w - скорость пара или воды, м/сек.

Скорость пара в штуцерах рекомендуется принимать:

при p = 1,2 ат w = 40 - 70 м/сек;

при p = 7 - 10 ат w = 30 - 40 м/сек.

Скорость воды в штуцерах рекомендуется выбирать в пределах 1,5 - 2,5 м/сек.

При малых напорах значения скоростей среды следует уточнять на основе гидравлического расчета соответствующих трактов. Для деаэраторов атмосферного давления, питаемых паром от теплофикационных отборов турбин, следует также исходить из обеспечения оптимальной динамической саморегулирующей способности деаэрационной установки [37].