Функциональное описание знаменитого деаэратора

Если честно, когда слышу про 'функциональное описание деаэратора', всегда вспоминаю, как новички в энергетике путают его с обычным сепаратором. На деле же это сложнейший аппарат, где за кажущейся простотой скрывается целая наука о равновесии фаз. Сам годами работал с деаэраторами на ТЭЦ, и до сих пор помню, как первый раз столкнулся с тем, что даже при идеальном проекте реальные параметры упругости пара могут 'плыть' из-за банального износа сопел.

Принцип работы: не просто кипячение воды

Вот смотрите: многие думают, что деаэратор — это типа большого чайника, где вода греется и кислород уходит. На самом деле ключевой момент — это создание условий, когда растворимость газов стремится к нулю. Я в свое время настраивал деаэратор на объекте под Воронежем, так там пришлось пересчитывать баланс давлений трижды — оказалось, проектировщики не учли высоту над уровнем моря.

Помню случай на монтаже деаэтора ДСА-300: когда запустили, содержание кислорода держалось на 15 мкг/кг вместо нормы 7. Долго искали причину — а дело было в том, что пар на барботаж подавали из отбора турбины с перегревом в 20 градусов. Пришлось ставить дополнительный охладитель, хотя в паспорте аппарата про это ни слова.

Кстати, про барботажную ступень — вот где чаще всего ошибаются. Видел как-то, как на ГРЭС пытались экономить пар и снижали его расход ниже минимального по ТУ. В итоге деаэратор работал как подогреватель, а кислород в питательной воде зашкаливал. Через полгода пришлось менять пол-котельной из-за коррозии.

Конструктивные особенности, о которых молчат в учебниках

Возьмем например распылительные устройства. В теории — просто форсунки, на практике — геометрия каналов влияет на всё. Как-то разбирали деаэратор после аварии — оказалось, эрозия изменила профиль сопел всего на 0.3 мм, а КПД упал на 12%.

Коллеги из ООО Цзянсу СФЭИ Энергия Инжиниринг как-то показывали свои наработки по струевым деаэраторам — у них интересное решение по двухступенчатой сепарации сделано. Не идеально, конечно, но для компактных установок вполне жизненно. Кстати, их сайт https://www.sfeeboiler.ru стоит глянуть — там есть спецификации по рабочим давлениям, которые редко где публикуют.

Теплообменные поверхности — отдельная история. Помню, на одной старой советской установке латунные трубки служили по 30 лет, а на новой с нержавейкой через пять лет уже межкристаллитная коррозия пошла. Вывод — материал важно подбирать под конкретную воду, а не просто брать 'по паспорту'.

Практические проблемы при эксплуатации

С гидравлическими ударами в деаэраторах сталкивался не раз. Самое жуткое — когда при резком снижении нагрузки пар в барботажной ступени конденсируется быстрее, чем поступает. Результат — хлопок и деформация тарелок. Один раз пришлось потом выпрямлять их кувалдой, представляете?

По опыту скажу — контроль за содержанием кислорода должен быть непрерывным. Как-то понадеялись на лабораторные замеры раз в смену, а за это время успел подсасываться воздух через фланец на линии химочищенной воды. Кстати, сейчас в ООО Цзянсу СФЭИ Энергия Инжиниринг предлагают неплохие датчики растворенного кислорода — мы ставили на реконструкции, работают стабильно.

Еще частая беда — пенообразование при высоких солесодержаниях. Видел как на Северном Кавказе из-за этого пришлось переделывать сепарационную часть — пена доходила до парового крана и уносилась в турбину. Пришлось ставить дополнительные отбойники, хотя по расчетам в них не должно было быть необходимости.

Связь с другими системами котельной

Деаэратор — это не отдельный аппарат, а элемент системы. Как-то проектировщики забыли про инерционность при изменении нагрузки — когда турбина сбрасывала мощность, пар в деаэраторе конденсировался, давление падало, и подпитка из баков химочистки просто переставала поступать. Пришлось ставить байпас с регулятором.

Интересный момент с аккумулирующей способностью. На некоторых объектах пытаются экономить на объеме бака-аккумулятора, а потом при скачках нагрузки начинаются проблемы с питанием котлов. Помогал once налаживать систему на ЦКС — там как раз использовали разработки от ООО Цзянсу СФЭИ Энергия Инжиниринг, у них неплохо продуманы схемы с каскадным регулированием.

Система отвода выпара — казалось бы мелочь, но... Как-то на мини-ТЭЦ поставили деаэратор без конденсатора выпара — через месяц весь машзал был в инее, оборудование начало ржаветь. Пришлось срочно монтировать поверхностный охладитель, хотя изначально хотели сэкономить.

Перспективы развития деаэрационных систем

Сейчас многие переходят на мембранные технологии, но классические термические деаэраторы еще долго будут актуальны для больших мощностей. Видел экспериментальную установку с нанопористыми мембранами — эффективность высокая, но стоимость обслуживания заоблачная.

Из интересного — комбинированные системы, где первая ступень вакуумная, а вторая — атмосферная. Коллеги из Китая, включая ту же ООО Цзянсу СФЭИ Энергия Инжиниринг, активно продвигают такие решения для объектов с переменным режимом работы. Правда, там своя специфика по надежности вакуумных насосов.

Лично я считаю, что будущее за адаптивными системами управления. Сейчас уже появляются деаэраторы с динамической регулировкой расхода пара в зависимости от химического состава воды — это серьезно экономит энергоресурсы. Хотя, честно говоря, для большинства российских ТЭЦ пока это слишком сложно — персонал не готов к такой технике.