Вакуумная деаэрационная установка (варианты)
Изобретение относится к устройствам для удаления растворенных газов из жидкости и может быть использовано в энергетике для деаэрации воды. Установка включает пленочную колонну с тепломассообменной секцией, струйный эжектор, сепаратор и два насоса. Одну часть деаэрируемой воды насосом направляют в качестве рабочего тела в эжектор, а другую подают в верхнюю часть колонны. Деаэрируемая вода стекает по внутренним поверхностям труб, обогреваемых нагретой деаэрированной водой, при этом растворенные газы отпариваются и в виде выпара попадают в верхнюю часть колонны. Нижнюю часть колонны обогревают острым паром. Деаэрированную нагретую воду из нижней части колонны насосом подают потребителю после охлаждения в тепломассообменной секции. Выпар отсасывают эжектором, из которого газожидкостную смесь подают в сепаратор, где разделяют на неконденсируемые газы, выводимые в атмосферу, и воду, которую направляют на деаэрацию в колонну. При работе второго варианта устройства газожидкостную смесь подают в сепаратор мультифазным насосом. Технический результат: снижение металлоемкости и уменьшение расхода греющей среды. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к устройствам для удаления растворенных газов из жидкости и может быть использовано в энергетике для деаэрации воды.
Известны и широко используются деаэраторы струйного, струйно-барботажного и вакуумного типа (И.И. Оликер. Термическая деаэрация воды в отопительно-производственных котельных и тепловых сетях. Изд-во литературы по строительству. Ленинград. 1972, 119 с).
Недостатками известных деаэраторов являются большой удельный расход выпара, малая глубина регулирования производительности и большая металлоемкость.
Наиболее близка к предложенному изобретению является деаэрационная установка [RU 2400432, опубл. 27.09.2010, МПК C02F 1/20], которая включает бак-аккумулятор деаэрированной воды, центробежно-вихревой и капельный деаэраторы, поверхностный охладитель выпара, охладитель деаэрированной воды, вакуумсоздающее устройство, трубопроводы (линии) подачи греющего пара и деаэрируемой воды, отвода неконденсируемых газов и деаэрированной воды.
Недостатками данной установки являются высокая металлоемкость из-за использования большого количества оборудования и повышенный расход греющей среды из-за малого количества ступеней деаэрации (две).
Задачей предлагаемого изобретения является снижение металлоемкости установки и уменьшение расхода греющей среды.
Технический результат - упрощение установки и снижение расхода греющего пара за счет оснащения вакуумной пленочной колонной с рекуперативной тепломассообменной секцией, что позволяется увеличить число единиц массопереноса до необходимого для достижения заданной степени деаэрации и обеспечить интенсивный массообмен при десорбции неконденсируемых газов, а также уменьшить количество оборудования.
Предложено два варианта установки.
В первом варианте технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, оснащенной линиями подачи греющего пара и деаэрируемой воды, вывода неконденсируемых газов и деаэрированной воды, включающей деаэратор, охладитель деаэрированной воды, охладитель выпара и вакуумсоздающее устройство, особенностью является то, что в качестве деаэратора и охладителя деаэрированной воды установлена вакуумная пленочная колонна с тепломассообменной секцией, соединенной с низом колонны линией подачи нагретой деаэрированной воды с насосом и оснащенной линией вывода деаэрированной воды, при этом нижняя часть колонны оснащена линией подачи греющего пара, а в качестве охладителя выпара и вакуумсоздающего устройства установлен струйный эжектор с линией подачи части деаэрируемой воды в качестве рабочего тела, на которой установлен насос, и линией вывода водогазовой смеси, на которой установлен сепаратор с линиями вывода неконденсируемых газов и подачи воды в колонну.
Второй вариант отличается тем, что взамен насоса подачи части нагретой деаэрированной воды установка оборудована мультифазным насосом, установленным на линии вывода водогазовой смеси.
Тепломассообменная секция может быть выполнена в виде трубчатого устройства, обогреваемого за счет подачи нагретой деаэрированной воды в межтрубное пространство. Эжектор может быть размещен снаружи колонны и при этом соединен с колонной линией подачи выпара, а также, для снижения гидравлического сопротивления по газовому тракту и увеличения глубины вакуума, может быть установлен внутри колонны. Остальные узлы и агрегаты установки могут быть выполнены в виде любых устройств соответствующего назначения, известных из уровня техники.
Установка вакуумной пленочной колонны с тепломассообменными секциями и эжектора с линией подачи части деаэрируемой воды в качестве рабочего тела позволяет провести деаэрацию воды в одном аппарате и исключить из состава устройства бак-аккумулятор деаэрированной воды, центробежно-вихревой и капельный деаэраторы, поверхностный охладитель выпара и охладитель деаэрированной воды, за счет чего снизить металлоемкость устройства, а также уменьшить расход греющей среды путем рекуперации тепла нагретой деаэрированной воды и благодаря проведению массообмена в пленочном режиме, что обеспечивает большое количество единиц массопереноса по высоте колонны и позволяет снизить температуру деаэрации.
Предлагаемая установка в первом варианте (фиг. 1) включает пленочную колонну 1 с тепломассообменной секцией, струйный эжектор 2 (условно показано его расположение внутри колонны 1), сепаратор 3, насосы 4 и 5. Второй вариант (фиг. 2) отличается установкой мультифазного насоса 6 взамен насоса 4.
При работе первого варианта установки одну часть деаэрируемой воды, подаваемой по линии 7, с помощью насоса 4 направляют в качестве рабочего тела в эжектор 2, а другую по линии 8 подают в верхнюю часть колонны 1. Деаэрируемая вода стекает по внутренним поверхностям труб, обогреваемых нагретой деаэрированной водой, подаваемой/выводимой по линии 9, при этом растворенные газы отпариваются и в виде выпара попадают в верхнюю часть колонны 1. Нижнюю часть колонны обогревают острым паром, подаваемым по линии 10. Деаэрированную нагретую воду из нижней части колонны 1 насосом 5 подают потребителю по линии 9 после охлаждения в тепломассообменной секции, а выпар отсасывают эжектором 2, из которого газожидкостную смесь по линии 11 подают в сепаратор 3, где разделяют на неконденсируемые газы, выводимые в атмосферу по линии 12, и воду, которую направляют на деаэрацию в колонну 1 по линии 13. При работе второго варианта устройства газожидкостную смесь по линии 11 подают в сепаратор 3 мультифазным насосом 6.
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает снижение металлоемкости, снижение расхода греющей среды и может быть использовано в промышленности.
1. Вакуумная деаэрационная установка, оснащенная линиями подачи греющего пара и деаэрируемой воды, вывода неконденсируемых газов и деаэрированной воды, включающая деаэратор, охладитель деаэрированной воды, охладитель выпара и вакуумсоздающее устройство, отличающаяся тем, что в качестве деаэратора и охладителя деаэрированной воды установлена вакуумная пленочная колонна с тепломассообменной секцией, соединенной с низом колонны линией подачи нагретой деаэрированной воды с насосом и оснащенной линией вывода деаэрированной воды, при этом нижняя часть колонны оснащена линией подачи греющего пара, а в качестве охладителя выпара и вакуумсоздающего устройства установлен струйный эжектор с линией подачи части деаэрируемой воды в качестве рабочего тела, на которой установлен насос, и линией вывода водогазовой смеси, на которой установлен сепаратор с линиями вывода неконденсируемых газов и подачи воды в колонну.
2. Вакуумная деаэрационная установка, оснащенная линиями подачи греющего пара и деаэрируемой воды, вывода неконденсируемых газов и деаэрированной воды, включающая деаэратор, охладитель деаэрированной воды, охладитель выпара и вакуумсоздающее устройство, отличающаяся тем, что в качестве деаэратора и охладителя деаэрированной воды установлена вакуумная пленочная колонна с тепломассообменной секцией, соединенной с низом колонны линией подачи нагретой деаэрированной воды с насосом и оснащенной линией вывода деаэрированной воды, при этом нижняя часть колонны оснащена линией подачи греющего пара, а в качестве охладителя выпара и вакуумсоздающего устройства установлен струйный эжектор с линией подачи части деаэрируемой воды в качестве рабочего тела и линией вывода водогазовой смеси, на которой установлены мультифазный насос и сепаратор с линиями вывода неконденсируемых газов и подачи воды в колонну.
