CC BY
83
шомполами с резиновыми наконечниками, волосяными или проволочными ершами.
В настоящее время ведутся работы по применению для борьбы с биологическими обрастаниями ультразвука и электрогидравлического удара Однако эти методы не нашли его промышленного применения из-за трудностей создания мощных генераторов ультразвуковых колебаний и аппаратов электрогидравлического удара.
Филимонова В А , Матвеев А.А.
ОБЕСКИСЛОРОЖИВАНИЕ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЬТ В ДЕАЭР АНИОННЫХ УСТАНОВКАХ
Деаэрацией называется освобождение питательной воды от растворенного в ней воздуха, в состав которого входят кислород и двуокись углерода Будучи .растворенными в воде, эти газы вызывают коррозию питательных трубопроводов и поверхностей нагрева котла, вследствие чего оборудование выходит из строя. Подбирая такие соотношения температуры и давления, при которых газы становятся практически нерастворимыми, можно полностью удалить их из воды. За последние годы конструкция аппаратуры для удаления газов значительно улучшена. В настоящее время имеется несколько удачных типов деаэраторов, каждый из которых приспособлен для специальной цели Существует установка и для удаления из воды С02, Н28 и 1ЧНз
Деаэрация холодной воды Существуют установки для деаэрации воды без нагревания дающие 15000 м^ в день и снижающие содержание кислорода до 0,22 мл/л, что признано достаточным для предупреждения коррозии и образования бугорков в длинном стальном трубопроводе. Вода в таком аппарате разбрызгивается по специальным лоткам камеры, находящейся под низким давлением. Газы могут удаляться паровыми эжекторами с холодильниками или вакуумными насосами.
Деаэрация горячей воды Главным условием деаэрации является поддержание воды в тонкораспыленном состоянии (в течение достаточного времени) при температуре кипения, соответствующей давлению, при котором растворенные газы свободно выделяются. При простом типе открытого нагревателя питательной воды деаэратор, при нагреве до 88 — 93° и свободном отводе газов в атмосферу, снижает концентрацию кислорода приблизительно до 0.3 мл/л. Это значительно уменьшает коррозию паровых котлов низкого давления. Однако в экономайзерах или котлах высокого давления коррозия так сильно возрастает с температурой, что необходимо более полное удаление кислорода.
Деаэраторы для систем горячего водоснабжения Такой тип деаэраторов предназначен преимущественно для больших здании, например, для больниц, гостиниц и т.п Воду нагревают под вакуумом так, чтобы температура кипения ее не превышала 60—£0°. Греющий пар проходит через змеевики и поэтому вода не соприкасается с ним и не загрязняется. Воду разбрызгивают вниз по тарелкам и нагревают двумя рядами паровых змеевиков. Температура пара, поступающего в нижние змеевики, выше температуры воды, которая вследствие этого испаряется; пар увлекает выделившиеся газы через клапан, охлаждаемый входящей холодной водой. Конденсат из клапана стекает обратно, в тарелочную камеру, в то время как газы выбрасываются вакуумным насосом или паровым эжектором. Деаэратор помещается в подвале здания и требует циркуляционного насоса для горячей воды; иногда его устанавливают на достаточно высоком уровне, чтобы возможна была подача воды за счет естественной циркуляции В таких условиях достигается концентрация кислорода 0,04 мл/л, что обеспечивает защиту системы от коррозии при температуре ниже 70°.
Деаэраторы для котловой питательной воды В этих деаэраторах осуществляется прямой контакт воды с паром. Чаще всего применяются деаэраторы тарелочного типа, работающие под давлением или вакуумом. Деаэратор с распылением, работающий под небольшим давлением, широко применяется в котельных установках. В деаэраторе тарелочного типа холодная питательная вода проходит через холодильник, затем поступает в камеру, нагреваемую паром, где разбрызгивается на металлические тарелки. После этого вода стекает в
резервуар для хранения. Пар наполняет все пространство, причем направление его движения таково, что он нагревает воду и удаляет выделяющиеся газы. Таким образом можно достигнуть практически полного отсутствия кислорода в воде. В более современной модели деаэратора происходит распыление воды в атмосферу пара при давлении приблизительно 0,1 кг/см2 Этот тип деаэратора разработан для судовых котлов. Вероятно он найдет применение также и для котлов стационарного типа. Деаэратор состоит из холодильника, секции с паровым обогревом, деаэрационной секции, окружающей впуск пара, и секции для хранения деаэрированной воды, расположенной внизу аппарата. Холодная питательная вода проходит через холодильник, затем через распыляющие форсунки, поступает в камеру, обогреваемую паром, и снова через форсунки в деаэрационную камеру, а затем в водосборник. Пар входит в деаэрационную камеру под давлением 0,7 кг/см2 и подымается в холодильник, где выпускаются удаляемые (неконденсирующиеся) газы, а теплота пара передается воде, вступающей в аппарат. Большая часть растворенного кислорода удаляется из воды при первоначальном ее нагревании; последние 5% кислорода удаляются значительно труднее. Для этого служит деаэрационная камера, которая обеспечивает практически, полное удаление кислорода из воды. Наиболее мощные деаэраторы удаляют также всю свободную двуокись углерода и частично —полусвязанную углекислоту и другие газы. При этом, вследствие удаления двуокиси углерода, pH воды увеличивается. Разработкой новых типов деаэраторов практически решен, вопрос об устранении коррозии в водных системах и паровых котлах. Подобный аппарат следует считать неотъемлемой частью современной котельной установки.
Термическая деаэрация
Для защиты от газовой коррозии применяется деаэрация (дегазация) воды. Наибольшее распространение нашла термическая деаэрация. При нагреве воды при постоянном давлении растворенные в ней газы постепенно выделяются. Когда температура повышается до температуры насыщения (кипения), концентрация газов снижается до нуля. Вода освобождается от газов.
Недогрев воды до температуры насыщения, соответствующей данному давлению, увеличивает остаточное содержание в ней газов. Влияние этого параметра весьма существенно. Недогрев воды даже на I °С не позволит достичь требований «Правил ...» для питательной воды паровых и водогрейных котлов.
Концентрация растворенных в воде газов очень мала (порядка мг/кг), поэтому недостаточно выделять их из воды, а важно еще удалить их из деаэратора. Для этого приходится подавать в деаэратор избыточный пар или выпар, сверх количества, необходимого для нагрева воды до кипения. При общем расходе пара 15-20 кг/'т обрабатываемой воды, выпар составляет 2-3 кг/т. Снижение выпара может существенно ухудшить качество деаэрированной воды. Кроме того, бак деаэратора должен иметь значительный объем, обеспечивающий пребывание в нем воды не менее 20 ... 30 минут. Длительное время необходимо не только для удаления газов, но и для разложения карбонатов.
Термический деаэратор служит для удаления из питательной и подпиточной воды растворенного в ней кислорода и двуокиси углерода путем нагрева ее до температуры кипения. Деаэратор состоит из бака и колонки, внутри которой установлен ряд распределительных тарелок. Питательная вода (конденсат) от насосов поступает в верхнюю часть деаэратора на распределительную тарелку; по другому трубопроводу через регулятор на тарелку подводится в качестве добавки химически очищенная вода; с тарелки питательная вода отдельными и равномерными струйками распределяется по всей окружности деаэраторной колонки и стекает вниз последовательно через ряд расположенных одна под другой промежуточных тарелок и с мелкими отверстиями.
Пар для подогрева воды вводится в деаэратор по трубе и парораспределитель снизу под водяную завесу, образующуюся при стекании воды с тарелки на тарелку, и, расходясь во все стороны, поднимается вверх, навстречу питательной воде, нагревая ее до 104—106°С, что соответствует избыточному давлению в деаэраторе 0,02—0,025 МПа (0,20—0,25 кгс/см2). При этой температуре воздух выделяется из воды и вместе с остатком несконденсировавшегося пара уходит через вестовую трубу, расположенную в верхней части деаэрациопной головки, непосредственно в атмосферу или охладитель пара.
Освобожденная от кислорода и подогретая вода выливается в сборный бак. расположенный под колонкой деаэратора, откуда расходуется для питания котлов. Во избежание значительного повышения давления в деаэраторе на нем устанавливают два гидрозатвора, а также гидравлический затвор на случай образования в нем разрежения. При превышении давления может произойти взрыв
деаэратора, а при разрежении атмосферное давление может смять его.
Деаэратор снабжают водоуказательным стеклом с тремя кранами —- паровым, водяным и продувочным, регулятором уровня воды в баке, регулятором давления и необходимой измерительной аппаратурой. Для надежной работы питательных насосов деаэратор устанавливают на высоте не менее 7 м над насосом.
Воду обескислороживают также фильтрованием ее через слой обыкновенных стальных стружек, которые окисляются из-за растворенного в воде кислорода.
Деаэраторы атмосферного типа с подводом пара
Для деаэрации воды в котельных с паровыми котлами применяются в основном термические двухступенчатые деаэраторы атмосферного типа (ДСА), работающие при давлении 0,12 МПа и температуре 104 °С. Такой деаэратор состоит из деаэрационной головки, имеющей две или более перфорированные тарелки, или другие специальные устройства, благодаря которым исходная вода, разбиваясь на капли и струи, падает в аккумуляторный бак, встречая на своем пути движущийся противотоком пар. В колонке происходит нагрев воды и первая стадия ее деаэрации. Такие деаэраторы требуют установки паровых котлов, которые усложняют тепловую схему водогрейной котельной и схему химводоподготовки.
Вакуумная деаэрация
В котельных с водогрейными котлами, как правило, применяются вакуумные деаэраторы, которые работают при температурах воды от 40 до 90 °С. Конструктивно вакуумный деаэратор размещается в стандартном горизонтальном корпусе диаметром 3 м. и длиной 2 м. Производительность секции составляет 400т/час. Вакуумный деаэратор разделен вертикальной перегородкой и пароперепускным клапаном на два отсека — деаэраторный отсек и испарительный отсек. Испарительный отсек состоит из: патрубка подвода перегретой воды; водораспределительного листа; струйного отсека; гидрозатвора, связующего испаритель и деаэратор. Деаэраторный отсек состоит из: патрубка подвода ХОВ; водораспределительных листов; струйного отсека; патрубка отвода деаэрированной воды. Конструкция отработана, устранены все существенные конструктивные недоработки имеющие место в старых конструкциях вакуумных деаэраторов.
Так в новой конструкции предусмотрена деаэрация не только химочищенной воды, но и перегретой воды, которая проходит обработку в струйном отсеке испарителя и на барботажном листе, и только затем подается в патрубок отвода деаэрированной воды. Это значительно улучшает качество деаэрированной воды.
Пароперепускной клапан предназначен для регулирования расхода и скорости пара на барботажном листе. Он размещен перед барботажным листом, что позволяет дополнительно подогревать воду выхлопом пара из пароперепускного клапана, перед входом ее на барботажный лист, что позволяет повысить эффективность работы барботажного листа. Гидрозатвор, связывающий испарительный и деаэраторный отсек вынесен из корпуса деаэратора, что позволило увеличить длину струйного отсека. Конструкция деаэратора более проста и надежна в работе, ремонтопригодна, через люк-лаз можно иметь доступ к любым элементам внутрикорпусных устройств. Что касается качества деаэрированной воды, то практика показала, что деаэратор в диапазоне от 20 до 120% от номинальной производительности надежно обеспечивает качество деаэрированной воды <30 мкг/кг по кислороду, по свободной углекислоте - отсутствие, в полном соответствии с техническими требованиями ПТЭ.
В настоящее время разработана и испытана новая конструкция вакуумного деаэратора, использующая скоростной напор греющей воды, это позволило увеличить надежность работы деаэратора особенно в переменных режимах.
Вакуумные деаэраторы имеют множество существенных недостатков: большая
металлоемкость, большое количество дополнительного вспомогательного оборудования (вакуумные насосы или эжекторы, баки, насосы), необходимость расположения на значительной высоте для обеспечения работоспособности подпиточных насосов. Главным же недостатком является наличие существенного количества оборудования и трубопроводов, находящихся под разряжением. В результате через уплотнения валов насосов и арматуры, неплотности во фланцевых соединениях и сварных стыках в воду поступает воздух. При этом эффект деаэрации полностью пропадает и даже возможен рост концентрации кислорода в подпиточной воде по сравнению с исходной.
Атмосферная деаэрация без подвода пара
В последнее время большое количество паровых котлов переводится в водогрейный режим.
Эффективный способ деаэрации в котельных с такими котлами разработан и прошел длительную проверку в АП «Теплосеть» Красногорского района.
Вода после натрий~катиони гной установки подогревается до 3 06-1 10 °С и впрыскивается в головку атмосферного деаэратора, где капли воды за счет снижения давления вскипают При кипении из воды вместе с паром удаляются и коррозионно-агрессивные газы, причем более активно, чем в деаэраторах с подводом пара. Схема реализована на оборудовании, которое эксплуатировалось в паровой котельной с тремя котлами ДКВр 10/13, при переводе в водогрейный режим с параметрами теплоносителя 115/70 °С. При этом деаэратор типа ДСА не требует доработок. Для нагрева подпиточной воды использованы паровые сетевые подогреватели, доработанные для работы на греющей воде с температурой 110-113 °С, а не на паре. На технические решения, примененные в котельных Красногорского района, получен патент РФ.
Данная схема исключает недостатки вакуумной деаэрации и деаэрации с подводом пара. Достоинством новой схемы деаэрации является ее простота и надежность, позволяющая ей устойчиво работать в любой водогрейной котельной.
При переводе в водогрейный режим котлов ДКВр 10/13 с параметрами теплоносителя 115/70 °С по схеме ЦКТИ мы столкнулись с уменьшением теплопроизводительности котлоагрегата (она не уменьшается при графике 150/70). Такое уменьшение было недопустимо по нагрузке на теплосеть, поэтому нами были разработаны и внедрены изменения в схему ЦКТИ. Конструктивно изменения не значительны, но позволили улучшить циркуляцию в задних экранах и увеличить теплопроизводительность котла до требуемой. Схема движения воды в контуре котла запатентована. Котлы эксплуатируются уже 10 ле г без нареканий.
Филимонова В.А., Журавель М М. БЛОЧНЫЕ СИСЕМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ КОТЕДЖНОГО ПОСЁЛКА
Очистные сооружения являются самыми жизненно важными для любого жилого дома, будь то частный загородный дом, коттедж, многоквартирный дом или дача. Канализационные системы играют ведущую роль в создании комфортных санитарно-гигиенических условий для проживания человека. Системы канализации сегодняшнего дня — это комплекс оборудования и инженерных сетей (аэрационные станции, септики жироотделители), которые обеспечивают отвод сточных вод и их сброс в очистные сооружения. Канализация частного дома делится на две составные части-внутренняя и наружная канализация. Внутренняя канализация загородного дома состоит из нескольких элементов, в перечень которых входят приемники сточных вод. Внутренняя локальная канализация отвечает за отведение бытовых стоков из дома в наружную канализацию. Наружная канализация частного дома, в свою очередь, выполняет отвод сточных вод в локальное очистное сооружение и далее в места сброса. Важное значение для такой системы, как автономная канализация (канализация дачи, канализация частного дома) имеет выбор способа очистки сточных вод При проектировании канализации определяются места прокладки труб, установка сантехники, вентиляционные отверстия и так далее. Прокладка и монтаж канализации осуществляется по утвержденному проекту канализации загородного дома или канализации дачи. Локальные очистные сооружения, то есть локальная канализация (ТОПАС, Фаворит - Плюс), после очистки, в которой стоки попадают в грунт или кювет могут отличаться по конструкции очистной установки, частоте утилизации, виду работы (с применением электричества или без него). Однако во всех локальных очистных сооружениях процесс очистки сточных вод чаще всего проходит в два этапа: - сточные воды подвергаются механической (грубой) очистке, - биологической доочистке (биологическая очистка сточных вод).
Септики (емкости под септик) используются при устройстве локальной очистки сточных вод (индивидуальная установка канализации или автономная система канализации), которые все чаще применяются для благоустройства загородных домов, дач, коттеджей. Устройство септика довольно простое, которое включает в себя пластиковый резервуар, разделенный перегородками на 4 функциональных камеры. Как известно, далеко не все септики могут находиться в рабочем состоянии
