Ниже приводится описание одной из новинок.
Другие описания (документы Word) можно считать из папки DOC/Reklama
на CD-ROM диске.
Если кто желает, чтобы его разработки были прорекламированы
в Энциклопедии, тому нужно связаться с ее создателями.
ОПЫТ РЕКОНСТРУКЦИИ ДЕАЭРАЦИОННЫХ УСТАНОВОК С ВНЕДРЕНИЕМ
ИЗОБРЕТЕНИЙИ УТИЛИЗАЦИИ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНОГО ПАРА
А.С. № 1134842 и ПАТЕНТ РОССИИ №1454781
Автор изобретений: Зимин Борис Алексеевич
телефон: (095) 456-75-70
125499, Москва, ул. Лавочкина, д. 16, корп. 1 , кв. 242
Каковы
же преимущества новой деаэрационной установки?
ПРИМЕРЫ
ВНЕДРЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЙ НА КОНКРЕТНЫХ ОБЪЕКТАХ
1.
ТЭЦ-5 "НОВОСИБИРСКЭНЕРГО" г.новосибирск
2.
ТЭЦ комбината "СЕВЕРОНИКЕЛЬ" г. МОНЧЕГОРСК Мурманской обл.
4.
КОТЕЛЬНЫЕ Г.КОЛОМНЫ МОСК. обл.
УСТРОЙСТВО
И РАБОТА ДЕАЭРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА
Рис. 1. Устройство центробежно-вихревого деаэратора показано
Рис. 2. Деаэрационная установка содержит
Большой проблемой теплоэнергетики является
неудовлетворительная работа деаэрационных установок для термической деаэрации
подпиточной воды тепловых сетей и питательной воды паровых котлов (деаэрация
предназначена для удаления из воды агрессивных газов – кислорода и
углекислоты), из-за чего происходит интенсивная внутренняя коррозия
трубопроводов тепловых сетей, котлов и вспомогательного оборудования. Бывает,
что вместо 20 – 30 лет тепловые сети служат пять лет. Особенно неблагополучно
обстоят дела в тепловых сетях с открытым водоразбором – открытая теплосеть
отличается большим расходом воды на подпитку теплосети, так как по одной трубе
подается вода на отопление и на горячее водоснабжение. Причем для умягчения
воды используются, как правило, водород-катионитовые фильтры, в которых
образуется большое количество свободной углекислоты.
В регионах с мягкой водой (Кольский
полуостров, побережье Байкала, берега Ангары и т.п.) не допускается плохая
работа сетевых деаэраторов из-за интенсивной внутренней углекислотной коррозии
трубопроводов (жесткая вода нейтрализует углекислоту).
В котельных с водогрейными котлами,
как правило, устанавливаются вакуумные деаэраторы. Как показала практика
наладки вакуумных деаэраторов, выпускаемых отечественной промышленностью,
большинство их работают неудовлетворительно в силу своих конструктивных
недостатков. Мною разработаны принципиально новые малогабаритные
центробежно-вихревые деаэраторы, имеющие уникальные техническим характеристики.
Каковы же
преимущества новой деаэрационной установки?
1. Малая металлоемкость и простота
изготовления (изготавливается из труб).
2. Не требует предварительного нагрева воды в
поверхностных подогревателях до 94 град. (Большинство неудовлетворительно
работающих деаэраторов атмосферного типа ДА и ДСА работают неудовлетворительно
из-за того, что не удастся нагреть деаэрируемую воду до 94 град. Обычно
нагревают до 60 – 70 град., при которой требуется обязательная установка внутри
деаэраторного бака устройств для барбатаж а пара, через которые вода
нагревается до 104 град., что сопровождается гидроударами). В
центробежно-вихревом деаэраторе (ЦД) нагрев воды паром или перегретой водой
происходит без гидроударов. Новая деаэрационная установка позволяет при наличии
пара отказаться от установки дорогостоящих и дорогих в эксплуатации
поверхностных подогревателей воды и использовать контактный нагрев воды паром
непосредственно в ЦД.
3. Практически отсутствует коррозия деаэрационного бака.
При барбатажной же деаэрации (когда через барбатажные устройства внутри бака
подается пар) происходит интенсивная коррозия деаэрационного бака, которая
постепенно выводит его из строя. Приходится заменять дорогостоящий бак.
4. Обладает большой удельной производительностью (на
единицу объема бака, на единицу веса металла и т.п.). Например, деаэрационная
установка с баком в 25 куб.м., с колонкой ДА-50, производительностью 50 т/ч,
была реконструирована в г.Фрязино Московской обл. согласно указанных
изобретений. Производительность была увеличена до 230 т/ч при хорошем качестве
деаэрирования. Разработана установка производительностью 200 т/ч с объемом бака
4,6 куб.м., могущая работать как в атмосферном, так и в вакуумном режимах.
5. Практически не требует ежегодного ремонта, так как не
имеет деталей, выходящих из строя. Например, до реконструкции деаэраторов ДСА
на Каширской ГРЭС-4 приходилось ежегодно заменять на новые дырчатые тарелки,
выполненные из нержавеющей стали (бригада из четырех человек работала аккордно
в течении трех недель). Через два года после реконструкции автор разговаривал с
рабочими, которые говорили, что никакого ремонта не требуется.
6.Может работать без конструктивных изменений в
атмосферном режиме, в режиме повышенного давления (до 7 ата) и в вакуумном
режиме. Если выпарная труба соединена с атмосферой, то деаэрационная установка
работает в атмосферном режиме (или в режиме повышенного давления), если
присоединена к эжектору, то в вакуумном.
7. В вакуумном режиме эффективно работает на
"начальном эффекте" (без подачи деаэрирующей среды -пара или
перегретой воды – в деаэратор). Достаточно деаэрируемую воду нагреть до
расчетной температуры 60 -85 градусов в поверхностном или в контактном
подогревателе и пропустить через деаэрационную установку. Вода вскипит, даст
выпар, охладится на 2 – 5 градусов и выйдет из деаэратора при остаточном
содержании кислорода и углекислоты ниже нормы. При этом :
8. Обеспечивается режим
саморегулирования. При увеличении температуры деаэрируемой воды автоматически
падает вакуум, а при увеличении – увеличивается. В серийных деаэраторах ДСВ не
удается добиться стабильного режима, так как постоянно требуется увеличивать
или уменьшать подачу деаэрирующей среды. При увеличении падает вакуум,
увеличивается степень недогрева воды до кипения, происходит проскок кислорода и
углекислоты. При недостатке деаэрирующей среды так же происходит проскок газов.
9. Может эффективно работать на "начальном
эффекте" в атмосферном режиме и в режиме повышенного давления. Это очень
важно для деаэраторов атомных электростанций, так как высокопотенциальный
теплоноситель первого контура нельзя использовать для барботирования в
деаэратор (им можно только нагревать деаэрируемую воду в поверхностных
теплообменниках). Серийные деаэраторы неэффективно работают на "начальном
эффекте".
Рассмотрим некоторые проблемы
энергетики коммунального хозяйства (котельных предприятий Тепловых сетей).
1. Многие котельные оборудованы
водогрейными и паровыми котлами и атмосферными деаэраторами. Для отопления и
горячего водоснабжения обычно используются водогрейные котлы. Паровые же котлы
работают на малых нагрузках (с низким КПД) только для снабжения паром
деаэрационной установки. В некоторых котельных оборудованных только паровыми
котлами, последние исчерпали свой срок эксплуатации и их переводят на
водогрейный режим. Старые деаэраторы атмосферного типа непригодны для
эксплуатации из-за отсутствия пара. Выгодным оказалось переводить эти
деаэраторы в вакуумный режим с использованием указанных выше изобретений.
Некоторые типы выпускаемых промышленностью деаэраторов вообще не поддаются
наладке. Отдельные предприятия переводили вакуумные деаэраторы в атмосферный
режим, что, при отсутствии пара, значительно усложняло и удорожало их
эксплуатацию.
Работая в системе
''МОСОБЛТЕПЛОЭНЕРГО", мне удалось сформулировать причины
неудовлетворительной работы деаэраторов различных типов и решить эти проблемы с
помощью своих изобретений.
Наиболее удачными изобретениями оказались:
"ДЕАЭРАТОР" центробежно-вихревого типа, защищенный авторским
свидетельством СССР № 1134842 и "ДЕАЭРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА". защищенная
патентом России № 1454781, в которой используется центробежно-вихревой
деаэратор.
Много лет я внедряю (в комплексе) эти изобретения или их
модификацию на тепловых электрических станциях (ТЭЦ), в котельных предприятий
Тепловых сетей и в промышленных котельных. На Балашихинской, Лобненской и в ряде
других Теплосетей Московской и Тверской обл. по моим проектам были переведены
на работу в вакуумном режиме атмосферные деаэраторы и показали надежную работу.
ПРИМЕРЫ
ВНЕДРЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЙ НА КОНКРЕТНЫХ ОБЪЕКТАХ
1. ТЭЦ-5
"НОВОСИБИРСКЭНЕРГО" г.новосибирск
Сетевая деаэрационная установка
атмосферного типа с тремя деаэрационными баками по 75 куб.м. каждый и с тремя
колонками ДСА-300 работала неудовлетворительно из-за недостатка пара.
подаваемого на деаэрацию (пар из отбора турбины блока). Руководство ТЭЦ перевели
установку на вакуумный режим работы, чтобы уменьшить расход пара, работая при
меньшей температуре воды. Выпарные трубы от всех трех деаэраторов присоединили
к всасывающему патрубку эжектора ЭВ-320. Достигнуть положительного эффекта не
удалось.
Автором изобретений были выданы
чертежи на реконструкцию деаэрационной установки с внедрением указанных
изобретений. На каждом деаэрационном баке были установлены деаэрационные
колонки ЦД- 400 и капельные деаэраторы. Система обеспечения вакуума осталась
прежней (ЭВ-320).
В настоящее время деаэрационная
установка работает в вакуумном режиме на "начальном эффекте" (без
подачи пара). Воду предварительно нагревают до 80 – 84 град. С. Вода вскипает,
охлаждается на 3 градуса, образуя выпар. С выпаром удаляются все агрессивные
газы. Диапазон нагрузок 900 -1200 т/ч,
2. ТЭЦ
комбината "СЕВЕРОНИКЕЛЬ" г. МОНЧЕГОРСК Мурманской обл.
Сетевая деаэрационная установка
атмосферного типа состоит из трех баков по 50 куб.м. каждый с пятью колонками
ДСА-100 (на двух баках по две колонки). Расчетная производительность – 500 т/ч,
фактическая – не более-240 т/ч (по 80 т/ч каждый деаэратор, независимо от
количества установленных колонок). Температура воды, подаваемой на деаэрацию,
не выше 40 град. В баках смонтированы барбатажные устройства, так как колонки
ДСА не способны работать при подаче воды с температурой 40 град. Наблюдались
сильные гидроудары.
При реконструкции на одном баке была установлена колонка
ЦД-250. Производительность деаэратора возросла с 80 до 250 т/ч (во время
испытаний температура воды, подаваемой на деаэрацию, составляла 18 град.). Один
деаэратор заменил три. Использовался пар отбора турбин с давлением до 1,5 ати.
Нагрев воды происходил в ЦД. Остаточное содержание кислорода – 10 мкг/л при
отсутствии свободной углекислоты. Аналогичная работа проделана на ТЭЦ комбината
ПЕЧЕНГАНИКЕЛЬ в г. Заполярном, 3.
КОТЕЛЬНАЯ ЗАРЕЧНОГО РАЙОНА г .тулы, АОЗТ "ТУЛАТЕПЛОСЕТЬ"
Сетевая вакуумная установка содержит
два бака по 50 куб.м. каждый, и четыре вакуумных деаэрационных колонки ДВ-200,
по 200 т/ч каждая, (по две колонки на бак).Фактическая максимальная
производительность – 450 т/ч. Деаэрирующая среда – перегретая вода от
водогрейных котлов ПТВМ. Постоянно работали оба деаэратора, но не обеспечивали
нужного качества деаэрирования.
Один из деаэраторов был
реконструирован по описываемым изобретениям. Он справляется с нагрузкой до 450
т/ч при хорошем качестве деаэрирования воды. Работает на "начальном
эффекте" (без подачи пара или перегретой воды в деаэратор). Нагрев
деаэрируемой воды в поверхностном подогревателе производится до 80-84 град. С.
4. КОТЕЛЬНЫЕ
Г.КОЛОМНЫ МОСК. обл.
"КОЛОМЕНСКАЯ ТЕПЛОСЕТЬ" В котельной 13 – 15
кв. г. Коломны имелась вакуумная деаэрационная установка с двумя баками по 50
куб.м. каждый с тремя колонками ДСВ – 100 (на одном баке две колонки).
Деаэрация воды производилась в основном за счет внутри емкостных барбатажных
устройств. Ни одна наладочная организация не смогла наладить деаэраторы и
добиться качественной деаэрации воды. Деаэраторы вышли из строя и были демонтированы.
Деаэрационные баки изготовил Коломенский машиностроительный завод. Колонки ДСВ
приобрести не удалось. Были предложены мои изобретения.
В 1986 году была произведена
реконструкция установки согласно указанных изобретений. В настоящее время
установка работает на "начальном эффекте" с производительностью – до
290 т/ч. Предварительный нагрев воды – 80 – 82 град. За 12 лет работы не вышли
из строя колонки, выполненные из черного металла. Внутренняя коррозия баков
полностью отсутствует.
В 1988 году была реконструирована
аналогичная вакуумная установка в котельной микрорайона "Колычево"
производительностью до 150 т/ч. В 1997 году
в котельной бани, переданной Теплосети, по проекту автора изобретений была
смонтирована новая деаэрационная установка атмосферного типа
производительностью до 10 т/ч с использованием указанных изобретений.
5. ПРОЧИЕ ОБЪЕКТЫ
Реконструированы с использованием
указанных изобретений атмосферные деаэрационные установки в Теплосетях
г.Волгограда, Ленинграда, на ТЭЦ ИРУ в г.Таллинне, на Балтийском судоремонтном
заводе г.Таллинна.
В последнее время заказчики обращаются
с просьбой перевести атмосферные деаэратоы в вакуумный режим. Были
реконструированы и переведены с атмосферного на вакуумный режим котельные в
Балашихинской Теплосети Московской обл., в Лобненской Теплосети М.о., в
Кимрской Теплоэлектросети Тверской обл. В вакуумном режиме все деаэраторы
работают на "начальном эффекте", качество деаэрации воды хорошее.
УСТРОЙСТВО И
РАБОТА ДЕАЭРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА
(защищена патентом России № 1454781 и
авторским свидетельством СССР № 1134842).
Деаэрационная установка предназначена
для термической деаэрации питательной воды паровых котлов и подпиточной воды
тепловых сетей. Может работать в режиме повышенного давления (до 6 ата), в
атмосферном режиме (1,2 ата), если имеется источник тепла для нагрева
деаэрируемой воды до 104 град-С. и в вакуумном режиме (в широком диапазоне
абсолютных давлений (от 0,1 до 1 ата) и в широком диапазоне температур
деаэрируемой воды (от 45 до 100 град.С.).
Деаэрационная установка позволяет
работать без предварительного нагрева деаэрируемой воды в поверхностных
подогревателях, и производить нагрев паром или перегретой водой непосредственно
в центробежно-вихревом деаэраторе (ЦД).
Если имеется предварительный нагрев воды до температуры
насыщения (кипения) при расчетном давлении (вакууме) в деаэраторе, то
деаэрационная установка работает без подачи в нее деаэрируюшей среды (пара,
перегретой воды), т.е. на "начальном эффекте" – за счет вскипания
деаэрируемой воды и образования выпара непосредственно из деаэрируемой 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).
Рис. 1. Устройство центробежно-вихревого деаэратора показано
Устройство центробежно-вихревого
деаэратора показано на рис. 1. ЦД имеет цилиндрический
корпус 7, выполненный из трубы диаметром от 250 до 600 мм, длиной до 1 м. с
торцевыми крышками 6 и 1,трубу 5 для отвода выпара. Внутри корпуса установлена
кольцевая перегородка 9 (шайба), разделяющая корпус на входной и выходной отсеки.
К входной части корпуса тангенциально присоединяется труба 4 подвода
деаэрируемой воды. Ниже в стенке корпуса установлены тангенциальные сопла 10
для пропуска деаэрирутощей (нагревающней) среды. Вокруг этой части корпуса
имеется кольцевой коллектор 2 с трубой 3, подводящей пар или перегретую воду. К
нижней части корпуса подсоединена труба 8, отводящая деаэрированную воду в бак
через вторую ступень деаэрации (через перфорированную трубу).
Деаэрируемая вода подается внутрь
корпуса через тангенциальный патрубок 4 и приобретает вращательное движение с
вертикальной границей раздела жидкой и паровой сред (вертикальный уровень,
обозначенный на чертеже цифрой 11). Минимальная толщина вращающегося слоя воды
определяется диаметром отверстия шайбы 9. Если деаэрируемая вода предварительно
нагрета до температуры несколько выше температуры насыщения, соответствующей
давлению в деаэраторе, то пар не подается в деаэратор по трубе 3. Деаэратор
работает на "начальном эффекте". Вращающийся поток воды, двигаясь от
периферии к центру, теряет давление и увеличивает скорость. Вода вскипает, не
доходя до границы раздела сред и на самой границе. Выделяется выпар, который-
вместе с агрессивными газами удаляется через трубу 5. Если в деаэратор
поступает холодная вода, то через патрубок 3, коллектор 2, сопла 10 в деаэратор
подается пар или перегретая вода. Пар барбатируется через слой вращающейся
жидкости и нагревает ее без гидроударов. Образуется выпар и происходит
деаэрация воды. Пройдя шайбу 9, поток воды попадает в выходной отсек и через
тангенциальный патрубок 8 удаляется из центробежного деаэратора.
Рис. 2. Деаэрационная установка содержит
Деаэрационная установка содержит (см. рис.
2) центробежно-вихревой деаэратор 1 (ЦД), емкость 2 (емкость может быть с
регулируемым уровнем воды или со свободным сливом в аккумуляторный бак),
капельный деаэратор – КД (перфорированную трубу) 3, поверхностный охладитель
выпара 4 (0В), паропровод 5, трубу 6 выпара из ЦД, трубу 7 подачи воды из ЦД в
КД. трубу 8 выпара из бака, вестовую трубу 9,
трубу 10 отсоса выпара на эжектор, трубу 11 подачи в деаэратор химочищенной
воды, трубу 12 отвода деаэрированной воды и трубу 13 – слива конденсата из
охладителя выпара.
РАБОТА В
АТМОСФЕРНОМ РЕЖИМЕ
В ЦД подается холодная вода. Пар подается
в ЦД и нагревает воду до 105 -106 град. и частично деаэрирует. Выпар поступает
в 0В, вода – в емкость 2 через капельный деаэратор 3. Вода разбрызгивается и
каждая ее капля вскипает, образуя выпар. Происходит окончательная деаэрация
воды. По трубе 8 выпар из бака 2 поступает в охладитель выпара.
Неконденсируемые газы удаляются в атмосферу через вестовую трубу 9.
Если воду предварительно нагреть в
поверхностных подогревателях до 104 – 106 град., то деаэрация будет происходить
без подачи пара в ЦД.
РАБОТА В
ВАКУУМНОМ РЕЖИМЕ
Вестовая труба 9
перекрыта. Труба 13 соединена с всасывающим патрубком эжектора. Если
деаэрируемую воду предварительно нагревать до 65- 100 град., то установка будет
работать на "начальном эффекте" без подачи пара или перегретой воды.
Вакуум установится пропорционально температуре воды на выходе из деаэратора. За
счет вскипания вода охладится на 2-5 град. Если вода холодная или недостаточно
нагрета, то в ЦД подают пар или перегретую воду.