En aflufter er en teknisk enhed, der implementerer processen med afluftning [1] af en bestemt væske (normalt vand eller flydende brændstof ), det vil sige dens rensning fra uønskede opløste gasurenheder , der er til stede i den. På mange kraftværker og kedelhuse spiller den også rollen som fødevandsbeholder til dampkedler eller til at forsyne varmenettet.
I en betydelig del af udenlandske systemer af tekniske termer er der ikke et enkelt udtryk "aflufter" til at beskrive et element i stationens termiske skema i form af en tank med en søjle; for eksempel på tysk hedder kolonnen Entragaserdom, og udtrykket "deaerator" ( Entgaser ) refererer kun til den, og fødevandsbeholderen er Speisewasserbehälter. For nylig, i nogle russisksprogede publikationer (om ikke-traditionelle designs til vores virksomheder eller oversat), er tanken adskilt fra aflufteren.
Der er et stort antal typer af vertikale og vandrette afluftere, der produceres af forskellige producenter, som hver især kan have strukturelle forskelle. Figur 3 og 4 viser skematisk elementerne i de to hovedtyper af afluftere.
Typisk har den vandrette pandeaflufter vist i figur 3 en lodret afluftningstank monteret på en vandret kedelfødevandstank eller MWCC. Ikke-afluftet fødevand eller kondensat, normalt forvarmet i en forvarmer, kommer ind i det lodrette afluftningskammer fra oven og strømmer ned gennem rækken af perforerede plader i afluftningssøjlen og kommer ind i fødevandstanken gennem perforeringerne. Lavtryksdamp til afluftning indføres fra bunden af stakken af perforerede plader og passerer opad gennem deres huller. Nogle afluftningsdesigns bruger forskellige typer pakninger og membraner i stedet for perforerede bakker for at give mere grænsefladeareal og blande dampen med vandet. Ofte har afluftere ikke ét, men to eller flere afluftningskamre.
Gassen opløst i vand passerer ind i gasdampfasen, damp-gasblandingen udledes gennem en udluftning eller et rør i den øverste del af søjlen (den såkaldte "fordampning"). Normalt er udløbet til udledning af damp udstyret med en ventil, der regulerer mængden af udgående damp og er designet til at åbne, når et vist tryk overskrides - trykket af mættet damp ved aflufterens driftstemperatur (102-110 ° C for atmosfæriske afluftere). I nogle designs kan der være en flash-kondensator til at kondensere vandet fra flashen og returnere varmen, der føres bort til systemet. Flash-damp kan også bruges på atomkraftværker (den blev brugt ved kraftenheder med RBMK-1000-reaktorer ) til drift af ejektorer af dampturbinevakuumsystemer , hvor den tilføres sammen med damp leveret fra en højhastigheds-afluftningsreduktion enhed (BRU-D), og bruges som udstødningsmedie.
Det afluftede fødevand strømmer ind i en vandret lagertank, hvorfra det føres ind i dampgeneratoren, dampkedlens tromle eller ind i det multiple forcerede cirkulationskredsløb (MPC) (ved RBMK-reaktoren), ind i separatortromlen .
I mange designs af afluftere tilføres en del af dampen gennem et perforeret rør i bunden af lagertanken, placeret under vandoverfladen. Denne damp opretholder temperaturen på vandet i tanken og udlufter det desuden ved at boble .
For at reducere varmetabet gennem varmeudveksling med den omgivende luft og for at forhindre forbrændinger af personalet i kedelhuset, det termiske kraftværk, det termiske kraftværk og atomkraftværket er overfladen af aflufteren dækket med en varmebestandig varmeisolering materiale.
Som vist i figur 4 er en spray-type aflufter sædvanligvis en vandret tank, der har en forvarmningszone (E) og en afluftningszone (F). Disse zoner er adskilt af en plade (C). Lavtryksdampen kommer ind i tanken gennem dampkammen i bunden af tanken.
Kedelfødevandet sprøjtes i zone (E), hvor det opvarmes med damp ved hjælp af en dampkam. Fødevandsforstøveren (A) og forvarmningszonen opvarmer vandet til kogepunktet for at fjerne opløste gasser i afluftningszonen.
Det forvarmede fødevand kommer ind i afluftningszonen (F), hvor det afluftes af dampen, der stiger op fra dampkammen. De gasser, der udledes fra vandet, fjernes gennem ventilationen i den øverste del af tanken. I lighed med afluftere af pladetypen inkluderer nogle design anordninger til genvinding af vand fra udstødningsgassen. Ventilationsvejen er også udstyret med en ventil, der regulerer mængden af udgående damp for at sikre tilstedeværelsen af en signal synlig dampstråle.
Det afluftede fødevand pumpes fra bunden af aflufteren til det dampgenererende anlæg.
I en væske kan en gas være til stede i form af:
I aflufteren er der en proces med masseoverførsel mellem to faser : væske og gas-dampblanding. Den kinetiske ligning for koncentrationen af gassen opløst i væsken ved dens ligevægt (under hensyntagen til indholdet i anden fase) koncentration , baseret på Henrys lov , ser ud som:
hvor er tiden; er den specifikke grænsefladeoverflade ; er hastighedskoefficienten, som især afhænger af den karakteristiske diffusionsvej , som gassen skal overvinde for at komme ud af væsken.Det er klart, at for fuldstændig fjernelse af gasser fra væsken kræves det ( partialtrykket af den fjernede gas over væsken skal have en tendens til nul, dvs. de frigivne gasser skal effektivt fjernes og erstattes af damp) og en uendelig proces tid. I praksis er der fastsat en teknologisk acceptabel og økonomisk gennemførlig grad af afgasning.
I termiske afluftere baseret på princippet om diffusionsdesorption opvarmes væsken til kogning ; i dette tilfælde er opløseligheden af gasser tæt på nul, den resulterende damp (damp) bortfører gasser ( falder), og diffusionskoefficienten er høj (stiger ).
Der kendes små installationer, hvor der opnås en vis grad af afluftning ved at bestråle væsken med ultralyd [2] . Når vand bestråles med ultralyd med en intensitet af størrelsesordenen 1 W / cm 2 , sker der et fald på 30-50%, stiger med omkring 1000 gange, hvilket fører til sammensmeltning af gasbobler med efterfølgende udgang fra vandet under aktion af den arkimedæiske styrke .
Fordampning er en blanding af gasser frigivet fra vand og en lille mængde damp, der skal fjernes fra aflufteren. For normal drift af afluftere med almindelige designs skal dets forbrug (for damp i forhold til produktivitet) være mindst 1-2 kg / t, og hvis der er en betydelig mængde fri eller bundet kuldioxid i kildevandet - 2 -3 kg/t. For at undgå spild af vand fra kredsløbet kondenseres flashen fra store planter . Hvis dampkøleren, der anvendes til dette formål, er installeret på aflufterens fødevand (som vist på figuren), skal den være tilstrækkelig underkølet til mætningstemperaturen i aflufteren. I vakuumafluftere kan en del af dampen kondenseres af ejektoren.
Termiske afluftere er klassificeret efter tryk.
Betegnelse | Type | Tryk , MPa | Temperatur , °C | Ansøgning |
---|---|---|---|---|
DV | vakuum | 0,0075-0,05 | 40-80 | Efterfyldningsvand til varmenet, vand til varmtvandskedler |
JA | atmosfærisk | 0,12 | 102-107 | Kraftvarmeforsyningsvand , fordamperfødevand, opvarmningsnetværksefterfyldningsvand |
DP | Højt blodtryk | 0,6-0,7, sjældnere 0,8-1,2 |
158-164 170-188 |
Fødevand til kraftkedler med et indledende damptryk på 9,8 MPa og derover |
Fra atmosfæriske afluftere fjernes damp under påvirkning af et let overtryk over atmosfærisk. Vakuumafluftere kan arbejde under forhold, hvor der ikke er damp i fyrrummet, dog kræver de en speciel anordning til at suge dampen ud ( ejektor ). DP-afluftere har en stor vægtykkelse, men deres anvendelse i TPP -kredsløbet gør det muligt at reducere mængden af metalintensive HPH og bruge flashdamp som et billigt arbejdsmedium til damp-jet kondensatorejektorer ; kondensatorafluftningstilbehøret er til gengæld en vakuumaflufter.
Som varmevekslere kan termiske afluftere være blandende (normalt tilføres opvarmningsdamp og/eller vand til afluftningsvolumenet) eller overflade (varmemediet er adskilt fra den opvarmede varmevekslerflade); sidstnævnte findes ofte i vakuum-sminke-afluftere af varmenetværk.
I henhold til metoden til at skabe fasekontaktfladen er blandeafluftere opdelt i jet- , film- og bobleafluftere (der er blandede designs) .
I jet- og filmafluftere er hovedelementet afluftningssøjlen - en enhed, hvor vandet strømmer fra top til bund ind i tanken, og opvarmningsdamp stiger fra bund til top på blitzen og kondenserer på vandet undervejs. I små afluftere kan søjlen integreres i et hus med en tank; normalt ser det ud som en lodret cylinder, forankret ovenfra til en vandret tank (cylindrisk tank med elliptisk eller konisk bund). Ovenfor er en vandfordeler, nedenfor er en dampfordeler (for eksempel et ringformet perforeret rør ), mellem dem er en aktiv zone. Søjletykkelsen af en given kapacitet bestemmes af den tilladte kernevandingsdensitet ( vandforbrug pr. arealenhed).
I jet-type afluftere passerer vand gennem kernen i form af dyser, i hvilke det kan opdeles med 5-10 perforerede plader (ringformede dampplader med en central passage veksler med cirkulære med mindre diameter , strømlinet langs kanten) . Jet-afluftningsanordninger har et enkelt design og lav dampmodstand, men intensiteten af vandafluftningen er relativt lav. Jet-type søjler har en stor højde (3,5-4 m eller mere), hvilket kræver et højt forbrug af metal og er ubelejligt under reparationsarbejde . Sådanne søjler bruges som det første trin af vandbehandling i to-trins afluftere af den jetboble-type.
Der er også dyse (dryp) afluftere , hvor vand sprøjtes fra dyserne i en drypform ; effektiviteten på grund af faseforfining er høj, dog forringes dysernes funktion ved tilstopning og med reducerede omkostninger, og der forbruges meget strøm for at overvinde dysernes modstand [3] .
I afluftere med søjler af filmtypen er vandstrømmen opdelt i film, der omslutter påfyldningsdysen, over hvis overflade vandet løber ned. Der anvendes to typer emballage: bestilt og uordnet. En bestilt pakning er lavet af lodrette, skrå eller zigzag-plader, såvel som af ringe, koncentriske cylindre eller andre elementer lagt i regelmæssige rækker. Fordelene ved en bestilt dyse er evnen til at arbejde med høje vandingsdensiteter med betydelig vandopvarmning (20-30 ° C) og muligheden for afluftning af ublødgjort vand. Ulempen er den ujævne fordeling af vandstrømmen over dysen. En uordnet pakning er lavet af små elementer af en bestemt form, tilfældigt hældt i en udvalgt del af søjlen (ringe, bolde , sadler , omega -formede elementer). Det giver en højere masseoverførselskoefficient end bestilt pakning. Filmafluftere er ufølsomme over for forurening med kalk, slam og jernoxider, men er mere følsomme over for overbelastning.
I boblende afluftere bliver dampstrømmen, der indføres i vandlaget, brudt op i bobler . Fordelen ved disse afluftere er deres kompakthed med en høj kvalitet af afluftning. Der sker en vis overophedning af vand i dem i forhold til mætningstemperaturen , svarende til trykket i damprummet over overfladen. Overhedningsværdien bestemmes af væskesøjlens højde over bobleanordningen. Når vanddampen medført af bobler bevæger sig opad, koger den , hvilket bidrager til en bedre frigivelse fra opløsningen af ikke kun ilt , men også kuldioxid , som ikke fjernes fuldstændigt fra vandet i andre typer afluftere; herunder bicarbonater NaHCO 3 , NH 4 HCO 3 nedbrydes . I bobleindretningen er der sammen med en betydelig udvikling af den samlede fasekontaktflade tilvejebragt intensiv væsketurbulens . Effektiviteten af bobleanordninger falder med et signifikant fald i det specifikke dampforbrug. For at sikre dyb afluftning skal vandet i aflufteren opvarmes med mindst 10 °C, hvis der ikke er mulighed for at øge dampstrømmen. Bobleanordninger kan oversvømmes i tanken i form af perforerede plader (det er svært at give en ikke-dip-tilstand) eller installeres i en kolonne i form af plader.
Aflufterens ydeevne - strømningshastigheden af afluftet vand ved udløbet af aflufteren. I afluftere af DV-typen, når overophedet afluftet vand anvendes som varmemedium ( varmebærer ), er forbruget af sidstnævnte ikke inkluderet i ydelsen.
Nyttig kapacitet af afluftningstanken er den estimerede nyttige volumen af tanken, bestemt som 85 % af dens samlede volumen.
GOST etablerer rækker til valg af tankkapacitet (for DA 1-75 m³, DP 65-185 m³) og produktivitet (1-2800 t / t ). Aflufteren er udpeget efter princippet JA (DP, DV) - (kapacitet, t/h) / (nyttig tankkapacitet, m³) ; kolonner separat KDA (KDP) - (ydelse) , BDA (BDP) tanke - (kapacitet) .