Непременным условием эффективной и экономичной эксплуатации атмосферных деаэраторов является их грамотная настройка. О том, каким требованиям должна удовлетворять работа деаэраторов, и как можно осуществить его настройку самостоятельно — наша статья.

Типичные нарушения в работе деаэраторов:
На практике чаще всего встречаются 2 типичные ошибки регулирования работы атмосферных деаэраторов: работа без барботажа и работа без деаэрационной колонки.
Оба эти способа могут быть успешными в плане удаления растворенных газов, остаточное содержание которых предписано правилами. Но эффективность работы деаэраторов при таких режимах крайне низка из-за большого удельного расхода пара на деаэрацию.

Критерии и условия качественной работы деаэраторов:
При деаэрации из 1 тонны воды обычно удаляется 6-7 граммов растворенных газов. Опытным путем установлено, что при эксплуатации атмосферных деаэраторов максимальное количество выпара не должно быть более 22 кг на тонну. Исходя из этого, выбирают сечение отводящего трубопровода и охладитель выпара. Оптимальным можно считать такой способ работы деаэратора, при котором автоматически обеспечиваются требуемые эксплуатационные параметры и в деаэрационной колонке, и в барботажном баке при минимально необходимом количестве выпара.

Основные факторы, влияющие на качество работы деаэратора хорошо известны:

расход воды и его стабильность;
температура химочищенной воды;
давление в деаэраторе;
расход пара в деаэрационную колонку;
расход пара на барботаж в баке;
уровень воды в баке.

Обычно в результате наладочных работ удается установить значения эксплуатационных параметров, обеспечивающих во всем диапазоне рабочих нагрузок эффективную дегазацию. Для автоматизации работы деаэраторов применяются системы автоматического регулирования, состоящие из клапанов прямого действия и систем регулирования температуры и уровня.

Система FREME и экономайзеры — энергосберегающие решения для паровых котлов

Как известно, наличие в питательной воде котлов таких газов, как кислород и углекислый газ способствует интенсивной коррозии как самих котлов, так и трубопроводов, арматуры и паропотребляющего оборудования. Процесс удаления из питательной воды растворенных газов осуществляется в деаэраторах. Наиболее простым и экономичным способом деаэрации является термическая деаэрация. Её принцип основан на том, что при повышении температуры воды количество растворенных в ней газов снижается и при температуре 100°С становится практически равным нулю. 

Большинство атмосферных деаэраторов работают под небольшим избыточным давлением  (0,2 бари), что обеспечивает поддержание температуры питательной воды на уровне 104-105°С. Такая температура гарантирует полное отсутствие в воде растворённых газов. С другой стороны  такая высокая температура может стать причиной кавитации в питательном насосе котла.  Именно из-за вероятности кавитации бак деаэратора приходится размещать на достаточно большой высоте (мин. 4-5 м) относительно питательного насоса. Статический подпор перед насосом позволяет ему работать без кавитации.

В то же время для эффективной работы котла тем лучше, чем ближе температура питательной воды к температуре кипения воды внутри котла. Получается замкнутый круг: с одной стороны питательная вода должна иметь как можно большую температуру, с другой – это ведет к опасности кавитации и необходимости поднимать деаэратор на большую высоту. Таким образом, температура питательной воды в 105°С является неким компромиссом между этими двумя требованиями.

При этом известно, что  повышение температуры питательной воды котла на 6°С дает экономию по топливу до 1%. Одним из решений по нагреву питательной воды может быть использование системы FREME (Рисунок 1.) На Западе такие схемы получили достаточно широкое распространение в системах подпитки жаротрубных котлов особенно там, где не предусмотрена установка штатного экономайзера. Система FREME представляет собой теплообменник или теплообменники в которых подаваемая из деаэратора вода с температурой 105°С нагревается возвращаемым в котельную конденсатом.

Система FREME и регулирование атмосферных деаэраторов

Энергосберегающие решения для паровых котлов — совместное применение системы FREME с экономайзером – это устройство, где нагрев питательной воды, подаваемой в котёл, осуществляется уходящими дымовыми газами. Применение экономайзера может значительно повысить  экономичность котельной установки и снизить выбросы тепла в атмосферу. Однако надо учитывать, что охлаждение уходящих газов должно проходить при температурах, превышающих точку росы. Чтобы избежать конденсации в дымоходе, надо контролировать температуру уходящих газов и при необходимости направлять их непосредственно в дымовую трубу в обход экономайзера по байпасу. При использовании экономайзера происходит охлаждение уходящих газов на 80-90°С, а КПД котла повышается на 4-5%.

Сравнительные данные по котлоагрегатам с  экономайзером и без него приведены в Таблице 1.

Таблица 1

Жаротрубный котел с паропроизводительностью 10000 кг/ч при давлении 10 бар Температура воды на выходе из экономайзера Температура уходящих дымовых газов
Котел без экономайзера (температура питательной воды 105°C) 250-260°C
Котел c экономайзером (температура питательной воды на входе в экономайзер 105°C) 121°C 150-160°C

Наличие штатного экономайзера не исключает применение системы FREME. Однако надо помнить, что их совместное использование приведет к увеличению температуры уходящих газов. Процесс теплопередачи в экономайзере зависит от разницы температур между температурой воды на входе в экономайзер и температурой дымовых газов.  Чем выше температура воды на входе, тем меньше окажется ΔТ, тем меньше тепла  будет передано в экономайзере воде, что соответственно, приведет и к повышению температуры уходящих газов.

В некоторых странах существует строгое ограничение по температуре выбрасываемых в атмосферу газов, которая не должна превышать 180°C.  На это надо обратить внимание при желании совместного использования экономайзера и системы FREME.
И все же наиболее целесообразным является применение системы FREME с котлами без штатного экономайзера, причем она позволяет утилизировать не только тепло возвращаемого в котельную конденсата, но и тепло непрерывной продувки котла по солесодержанию.

Приведенный график позволяет получить следующую информацию:

  1. По количеству кислорода в уходящих газах можно судить о том, сколько  воздуха подаётся в топку для сжигания топлива.  (Для жаротрубных котлов количество избыточного воздуха обычно составляет от 17 до 20%.)
  2. Для любых значений избытка воздуха и температуры уходящих газов можно определить количество теряемого тепла.

Используя значения из таблицы для температуры уходящих газов 260°C и количестве избыточного воздуха 20% можно найти, что потери тепла будут приблизительно  равны 22%. Использование экономайзера и системы FREME могут снизить температуру уходящих газов до 140°C, что означает уменьшение потерь до 15%.


FREME- Flash Recovery Energy Management Equipment – система рекуперации тепла для подогрева питательной воды котлов.
Система FREME и регулирование атмосферных деаэраторов
Больше интересной информации Вы всегда сможете найти на нашем сайте в других разделах.