Конструкция деаэратора: устройство, элементы и принципы работы
Деаэратор — это неотъемлемая часть системы водоподготовки котельной, предназначенная для удаления растворённых газов (прежде всего кислорода и углекислоты) из питательной воды и конденсата. Эти газы вызывают интенсивную коррозию внутренних поверхностей котлов и трубопроводов, что приводит к ускоренному износу оборудования. Правильная конструкция деаэратора обеспечивает надёжную защиту котельной системы и повышение её энергоэффективности.
Назначение и принцип работы деаэратора
Основная задача деаэратора — удаление растворённых газов путём нагрева воды паром. При повышении температуры растворимость газов снижается, и они выделяются из жидкости, после чего удаляются через специальное устройство — газоотвод.
Процесс основан на физическом принципе: при температуре кипения воды (100–105 °C) давление насыщенных паров становится равным атмосферному, и газы (O₂, CO₂) покидают жидкость.
В результате деаэрации питательная вода поступает в котёл без агрессивных примесей, что:
- предотвращает коррозию и образование накипи;
- повышает срок службы оборудования;
- увеличивает коэффициент полезного действия котельной.
Конструкция и основные элементы деаэратора
Современные деаэраторы, как правило, состоят из двух основных частей: деаэрационной колонны и деаэрационного бака. В зависимости от исполнения (барботажного, струйного, комбинированного) конструкция может немного отличаться, но общие элементы остаются неизменными.
| Элемент конструкции | Назначение и особенности |
|---|---|
| 1. Деаэрационная колонна (аппарат деаэрации) | Основной элемент, где происходит непосредственное удаление газов. Внутри размещаются тарелки, распылители или барботажные устройства, обеспечивающие интенсивный контакт воды и пара. |
| 2. Деаэрационный бак | Резервуар для накопления и временного хранения деаэрированной воды перед подачей в питательные насосы. Выполняется из углеродистой стали с антикоррозионным покрытием. |
| 3. Распылительное устройство (форсунки, лотки) | Распыляют воду тонким слоем или мелкими каплями для максимального контакта с паром. Используются в струйных и комбинированных деаэраторах. |
| 4. Барботажное устройство (барботер) | Применяется в барботажных аппаратах: пар подаётся снизу и проходит через слой воды, вытесняя растворённые газы. |
| 5. Газоотвод и атмосферный патрубок | Предназначен для отвода выделенных газов и избыточного пара в атмосферу или конденсационный тракт. |
| 6. Парораспределитель | Равномерно распределяет пар по объёму аппарата для эффективного нагрева воды. |
| 7. Патрубки подачи и отвода воды | Вход и выход питательной воды и конденсата. Часто снабжены обратными клапанами для исключения гидроударов. |
| 8. Манометр, термометр, предохранительные клапаны | Контролируют параметры давления и температуры внутри аппарата, обеспечивая безопасность работы. |
| 9. Опоры и крепления | Могут быть выполнены в виде лап или стоек, обеспечивают устойчивость и удобство обслуживания. |
Типы деаэраторов по конструкции
1. Струйные деаэраторы
Работа основана на распылении воды через форсунки. При встрече с паром капли быстро нагреваются, и растворённые газы выделяются. Струйные аппараты компактны, но требуют высокой чистоты воды.
2. Барботажные деаэраторы
Вода поступает сверху, а пар подается снизу через барботер, проходя через слой жидкости. Такой тип деаэратора обеспечивает глубокую дегазацию и применяется в промышленных котельных.
3. Комбинированные деаэраторы
Объединяют преимущества струйных и барботажных систем. Вода сначала распыляется, а затем проходит через барботажную зону, что позволяет достичь высокой степени очистки (до 99,8%).
Материалы и конструкционные особенности
Для изготовления корпусов используется углеродистая или нержавеющая сталь, устойчивая к температурным нагрузкам и коррозии. Толщина стенок зависит от рабочего давления (от 0,6 до 1,6 МПа).
Внутренние поверхности часто обрабатываются антикоррозионным покрытием или футеруются полимерными материалами.
Деаэрационные баки выполняются горизонтальными или вертикальными:
- горизонтальные — устанавливаются на опорах и используются при больших объёмах воды;
- вертикальные — применяются в компактных установках с ограниченным пространством.
Принцип работы деаэратора
- Питательная вода и конденсат подаются в колонну.
- Пар поступает снизу или в распылительную зону, нагревая поток воды.
- Растворённые газы выделяются из жидкости и удаляются через газоотвод.
- Очищенная вода собирается в деаэрационном баке и подаётся в питательные насосы.
- Автоматика поддерживает оптимальную температуру и давление, исключая перегрев или недогрев.
Технические параметры (в среднем для промышленных установок)
- Рабочее давление: 0,6–1,6 МПа
- Температура деаэрированной воды: 104–160 °C
- Степень удаления кислорода: до 0,02 мг/л
- Производительность: от 5 до 500 т/ч
Преимущества правильно спроектированной конструкции
- Надёжное удаление растворённых газов;
- Снижение коррозии и увеличение срока службы котлов;
- Экономия пара и топлива;
- Простота обслуживания и контроля;
- Возможность интеграции с современными системами автоматизации.
Заключение
Конструкция деаэратора — это тщательно рассчитанная система, обеспечивающая стабильную работу котельной установки и защиту оборудования от коррозии. От качества её проектирования и изготовления зависит эффективность всего теплотехнического комплекса.
Компания «МПНУ Энерготехмонтаж» проектирует, поставляет и монтирует деаэраторы различных типов — струйные, барботажные и комбинированные — с учётом требований конкретного объекта. Мы обеспечиваем полный цикл работ — от разработки схемы до пусконаладки и сервисного обслуживания.
