Энергосберегающие технологии Системы теплоснабжения Региональный опыт энергосбережения Повышение энергоэффективности теплосетей Развитие нетрадиционной энергетики

Традиционная технология подготовки подпиточной воды химическим способом (по схеме двухступенчатого натрий-катионирования) предусматривает дополнительные потери до 7-9 % исходной воды на регенерацию и отмывку фильтров. Термический способ приготовления добавочной воды для подпитки котлов позволяет полностью исключить потери воды на регенерации и отмывки фильтров ХВО и сократить в 2-4 раза продувку котлов. В качестве источника восполнения потерь пара и конденсата предлагается использовать деаэрационно-дистилляционный теплообменный аппарат (ДДТА), лишенный вышеперечисленных недостатков.

Деаэрационно-дистилляционный теплообменный аппарат (рис. 9.10) состоит из корпуса, образованного двумя коаксиально расположенными трубами, которые образуют внутренний объем и межтрубное пространство, где последовательно снизу вверх размещены: охладитель выпара, охладитель деаэрированной воды, пароводяной подогреватель и водоподающее устройство в виде равномерно размещенных по сечению колонки водяных сопел. Между трубами коаксиально расположены кольцевые канавки. Охладитель выпара, охладитель деаэрированной воды и пароводяной подогреватель соединены между собой по деаэрируемой воде посредством переходных камер, образованных трубными досками.

Во внутреннем объеме размещены сепаратор выпара, расширитель конденсата и деаэрационная камера расширения «перегретой воды», имеющая общую стенку А с пароводяным подогревателем и в нижней части соединенная по деаэрированной воде посредством выходных окон с охладителем деаэрированной воды.

Над барботажным устройством расположен жалюзийный сепаратор.

Деаэрационная камера расширения, расширитель конденсата и сепаратор выпара разделены между собой перегородками.

Деаэрационно-дистилляционный теплообменный аппарат работает следующим образом. Исходная вода под давлением 3-4 бар подается в кольцевые каналы охладителя выпара. Одновременно выпар, образуемый при деаэрации, проходит жалюзийный сепаратор, поступает в сепаратор выпара и проходит сепарационные устройства, где часть выпара выпадает в конденсат и отводится через патрубки отвода конденсата. Оставшаяся часть выпара поступает в кольцевые каналы охладителя, где конденсируется, отдавая тепло воде, движущейся по кольцевому каналу, и в виде конденсата отводится через патрубок. Получив тепло от конденсации выпара, деаэрируемая вода через переходную камеру поступает в охладитель деаэрированной воды.

Одновременно деаэрированная вода с температурой, например, 101-103 °С поступает из деаэрационной камеры расширения в охладитель деаэрированной воды, отдавая часть тепла, и отводится через патрубок отвода деаэрированной воды. Получив тепло от деаэрированной воды, исходная вода через переходную камеру поступает в пароводяной подогреватель. Одновременно через патрубок пар поступает в подогреватель, где, конденсируясь, нагревает исходную воду до температуры, например, 114 °С, далее через прорези трубной доски вода поступает на водоподающее устройство с соплами. При истечении через сопла перегретой воды происходит вскипание в объеме с выделением растворенных газов. При истечении из крайних сопел вода, движущаяся со скоростью примерно 20 м/с, кроме того, ударяется тангенциально о внутреннюю стенку А несущей трубы. При этом часть струи вскипает, разбивается на мелкие капли, а другая часть в виде пленки стекает по всей внутренней поверхности, образуя пароводяную смесь, которая, получая дополнительное тепло от трубы, активно деаэрирует. Равномерный нагрев стенки А трубы паром позволяет поддерживать повышенное значение парциального давления неконденсирующих газов в выпаре и, следовательно, также способствует повышению качества деаэрации воды.

Деаэрированная вода, попадая из камеры расширения на водораспределитель, перфорированный лист, дополнительно барботируется в беспровальном режиме паром, получаемым после вторичного вскипания конденсата из трубопровода расширителя.

Таким образом, суть работы деаэрационной колонки на «перегретой воде» заключается в том, что кроме решения основной задачи – получения деаэрированной подпиточной воды для подпитки теплосети – попутно, безреагентным способом получается до 2-3 % чистого конденсата. В отличие от традиционного деаэратора новый вид деаэратора на «перегретой воде» позволяет экономить до 8-10 % чистого конденсата, на приготовление которого потребовалось бы затратить химические реагенты. В схеме восполнения потерь с деаэратором на «перегретой воде» никаких химических реагентов не требуется.

ДДТА обеспечивает:

– содержание кислорода в деаэрированной воде не выше 30 мкг/л в диапазоне нагрузок от 30 до 100 % за счет двухступенчатой деаэрации;

– самую низкую металлоемкость на тонну деаэрируемой воды за счет совмещения в одном корпусе кольцевых пластинчатых подогревателей и охладителей;

– получение до 2 % дистиллята от общего количества деаэрируемой воды за счет размещения в едином корпусе сепарационных устройств.

Преимущества предлагаемого ДДТА

 Низкая металлоемкость всей установки.

 Требуется минимум производственных площадей.

 Отсутствие трубопроводов и арматуры для связи между вспомогательным оборудованием.

 Стабильность режимов работы за счет двух ступеней деаэрации.

 Получение попутного дистиллята.

  Повышенная глубина деаэрации.

 Аппарат может быть установлен на открытом воздухе с укрытием только арматуры подвода и отвода среды.

 При изготовлении теплообменных элементов из нержавеющей стали ДДТА не требует ремонта. Периодическое техническое обслуживание требуется
только для распылительных элементов.

Срок службы трубопроводов у потребителей возрастает до 10 раз, если до этого вообще не было деаэрации. В случае замены существующих деаэраторов на ДДТА:

– исключается потеря пара;

– сокращается в 4 раза количество арматуры;

– исключается пропуск кислорода при переменных нагрузках;

– снижаются затраты на ремонт.

Потребителем ДДТА могут быть все вновь строящиеся или модернизируемые источники тепла и электроэнергии, а также существующие и строящиеся центральные тепловые пункты (ЦТП) во всех городах.

Перспективы развития ДДТА

Возможно создание типоразмерного ряда по производительности от 50 т/ч до 1000 т/ч. За счет дальнейшей оптимизации конструкции может быть уменьшена металлоемкость.

Повышения качества деаэрации можно добиться посредством интенсификации дробления струи, а также применением акустических методов.

Производительность получения дистиллята можно сделать регулируемой. Последовательное включение по сетевой воде позволит улавливать до 2 % дистиллята от циркулирующей сетевой воды.


Ветроэнергетика в России