Решение проблем деаэрации воды при переводе паровых котлов в водогрейный режим

Во многих котельных Подмосковья и в других регионах паровые котлы ДКВр исчерпали свой ресурс и требуют замены на новые. Паровые котлы подлежат регистрации в органах котлонадзора, которые не дают разрешения на дальнейшую эксплуатацию таких котлов в паровом режиме. ЦКТИ и проектные организации нашли способ значительно продлить срок эксплуатации котлов ДКВр путем перевода их в водогрейный режим с температурой нагрева воды до 115 °C, при этом водогрейный котел по своим параметрам не подлежит регистрации в органах котлонадзора.

Основной проблемой, препятствующей переводу паровых котлов в водогрейный режим работы, является деаэрация подпиточной воды для теплосети. Котельные с котлами ДКВр имеют, как правило, деаэраторы атмосферного типа, для работы которых требуется пар. При переводе котлов в водогрейный режим деаэраторы работать не способны.

Вакуумный деаэратор

Эту проблему удалось решить с помощью изобретений автора «Деаэрационная установка» (патент РФ № 1 454 781) и «Деаэратор-тепломассообменник» (патент РФ № 2 131 555). Принципиальная схема деаэрационной установки представлена на рис. 1. Приведен вариант вакуумной деаэрационной установки. Для обеспечения вакуума применяется (монтируется дополнительно) система, содержащая бак рабочей воды объемом 1 -3 м³, водоструйный эжектор (ЭВ) и насос рабочей воды.

Деаэрационная установка является двухступенчатой. Первой ступенью является центробежно-вихревой деаэратор (ЦД), в котором удаляется до 99% агрессивных газов. Второй ступенью является капельный деаэратор (КД) — перфорированная труба, размещенная в аккумуляторном баке деаэратора, — в котором удаляются остатки кислорода и углекислоты (как правило, остаточное содержание кислорода в деаэрированной воде не превышает 10 мкг/л при полном отсутствии свободной углекислоты).

Деаэрационная установка работает за счет вскипания деаэрируемой воды — и образования выпара непосредственно из деаэрируемой воды. Деаэрируемую воду нагревают в поверхностных теплообменниках до температуры 60 — 80 °C. Пройдя первую ступень деаэрационной установки, вода охлаждается на 1,0- 1,5 градуса за счет вскипания и образования выпара, пройдя вторую ступень, охлаждается на 2 — 5 °C. Установка проста в регулировании. Регулировать приходится только уровень воды в аккумуляторном баке деаэратора. Вакуум в баке капельного деаэратора устанавливается в соответствии с температурой на выходе из деаэрационной установки согласно таблицы температур кипения воды в зависимости от абсолютного давления. Например, при температуре воды 68,7 °С абсолютное давление составит 0,3 кгс/см² (вакуум 0,7 кгс/см²).

В описанной деаэрационной установке решена еще одна очень важная проблема: на какой отметке устанавливать деаэратор. Отечественные вакуумные деаэрационные установки для отопительных котельных с струйно-барботажной вакуумной деаэрационной колонкой вертикального типа, разработанной ЦКТИ, устанавливаются на отметке 14 метров на специальной эстакаде или на крыше здания котельной. Это крайне усложняет обслуживание установки. В них обязателен барботаж деаэрирующей среды в колонку (при недостатке деаэрирующей среды в сливную трубу подсасывается выпар, содержащий агрессивные газы, из-за чего трудно добиться качественной деаэрации воды).

Деаэраторы автора не требуют поднятия их на большую высоту. Например, деаэрационная установка, переведенная с атмосферного на вакуумный режим работы в котельной № 4 Балашихинской теплосети, расположена на отметке 3 метра. Всасывающий патрубок подпиточного насоса работает под вакуумом, однако, это не нарушает работы установок, реконструированных в нескольких теплосетях Московской обл. и других областей (работают же конденсатные насосы, перекачивающие конденсат из конденсаторов паровых турбин, где вакуум достигает 98%, а насосы расположены всего на 1 метр ниже конденсатора).

паровой котел деаэрация атмосферный В 1998 — 2000 годах были реконструированы деаэрационные установки с переводом их в вакуумный режим в Лобненской ТС Московской обл., в МП «Теплосеть» г. Железнодорожного, в водогрейной котельной г. Кимры Тверской обл., в котельной дома отдыха «Снегири» (Управления делами Президента РФ), в котельной базы отдыха «Звездный» г. Ангарска Иркутской обл.