Cap 3 Degazoare

5/26/2018 Cap 3 Degazoare

1/23

CAP. 3. DEGAZOARE TERMICE3.1 TEORIA DEGAZRII TERMICE

Degazarea, ca definiie general, reprezint procesul de ndeprtare a unuigaz (sau a mai multor gaze) dintr-un lichid, dintr-un spaiu nchis sau de pe osuprafa solid.

Degazoarele sunt instalaii termotehnice sau termochimice cu ajutorulcrora se elimin unul sau mai multe gaze dizolvate, fie n scopul purificriilichidului, fie pentru a capta gazele respective i a le utiliza n alte instalaii !."#.

Degazarea apei presupune eliminarea gazelor din apa de alimentarefolosit n toate instalaiile industriale (reele termice, centrale termo inuclearelectrice, instalaii din industria chimic etc.). $rocesul este necesardeoarece, n urma creterii temperaturii, gazele dizolvate n ap s-ar degaja, uneledintre ele av%nd efecte duntoare pentru instalaiile respective. &n timpul degazriise produce o desor'ie a gazelor din masa lichidului, ceea ce impune nlturarea lor

pentru a mpiedica o nou a'sor'ie.&n contact cu aerul apa a'soar'e ", "i *". Dintre acestea, "i *"

tre'uie eliminate deoarece au o aciune coroziv asupra instalaiilor.+pa folosit la alimentarea generatoarelor moderne tre'uie s fie nu numai

complet demineralizat, ci i degazat. +stfel, oigenul din ap, la temperaturiridicate devine foarte coroziv. &n ceea ce privete *" din soluie, acestamicoreaz p-ul apei (mrete aciditatea), ceea ce favorizeaz i mai mult

agresivitatea oigenului.$rescripiile de tratare a apei de alimentare a generatoarelor impun calimit maim de concentraie a oigenului de ," mg/l pentru generatoarele dea'ur de nalt presiune i de ,0 mg/l pentru generatoarele de presiune mic imijlocie.

&n industria chimic, degazarea este utilizat pe scar foarte larg, fiepentru a purifica o soluie de unele su'stane duntoare, fie pentru a capta dintr-osoluie unele gaze necesare n alte procese.

Degazarea se folosete i n instalaiile de turnare a oelului de fuziune nvid. 1e elimin astfel, din oelul topit, prin vid foarte naintat, toate gazele dizolvaten el, n special monoidul de car'on, hidrogenul i azotul.

Degazarea lichidelor se poate realiza2

- pe cale termic3- pe cale chimic.1olu'ilitatea gazelor n ap este funcie de presiune i temperatur (fig. !.0). 4ascade odat cu creterea temperaturii, pentru o presiune constant i atinge valoareazero la punctul de fier'ere !.5#.

6a degazarea termic este necesar ca apa s ajung n starea de fier'ere, iarevacuarea gazelor desor'ite s se fac ntr-un mod c%t mai favora'il. $entruaceasta, apa este fie nclzit, fie epandat. *orespunztor acestor posi'iliti, sedeose'esc dou procedee2 degazarea prin fier'ere i degazarea prin epandare.

Degazoarele termice funcioneaz pe 'aza proprietii gazelor de a prsilichidul n care sunt dizolvate, n momentul c%nd presiunea lor parial din soluie

0

0


2/23

la temperatura acesteia este mai mare dec%t presiunea parial a gazului respectiv,aflat n amestecul de deasupra oglinzii lichidului.4liminarea gazelor din ap se realizeaz prin difuzie.

Figura 3.1. Solubilitatea oige!ului "i! aer #! apa "i$tilat%

*antitatea de gaz desor'it din ap, gm , se calculeaz cu relaia2pSkm dg = 7g/s#, (!.0)

n care2 dk este coeficientul de desor'ie, n 7g/m".'ar.s3 1 8 suprafaa de contact

dintre lichid i gazul de deasupra oglinzii sale, n m "3 p - diferena dintrepresiunea parial a gazului din lichid i presiunea parial a aceluiai gaz aflat namestecul de deasupra oglinzii sale, n 'ar.

9azul se va elimina p%n la atingerea concentraiei de echili'ru lapresiunea i temperatura dat.

Dac temperatura soluiei rm%ne constant, presiunea parial a gazului nsoluie, conform legii lui 4:;, este proporional cu fracia molar n lichid,deci2

Hxp = 'ar#, (!.")unde2 p este presiunea parial a gazului, n 'ar3 H8 constanta lui 4:;, agazului, n 'ar3x8 fracia molar a gazului n lichid.

#2

"

"


3/23

p

py 00 = , (!.>)

unde20

y este fracia molar a componentei 0 n faz gazoas3 p8 presiunea total'ar#.

&n faza gazoas se poate scrie relaia2

0000 xHppy == , (!.?)

,A @* 0A,? @* "!, @* "!, @* "?,A @*

0," B,!? A," 5,?" - >,C> -",CCC B,>! A,"5 5,?" 5,BC >,C? >,BC>, B,?" A,!5 5,?! 5,B5 >,CC >,BA?,!!! B,C A,? 5,?5 5,A0 >,5> >,A>C,CCC B,5 A,C" 5,CC 5,AA >,5A >,AC

5,AAA B,BC A,5? 5,B B,0 >,BC ?,?A,!!! B,AB A,BB 5,A5 B,"5 >,A> ?,0"

Figura 3.+. ,aria-ia o!$ta!tei lui &E'R( #! /u!-ie"e te0peratur% pe!tru O+i CO+

Dac gazul dizolvat ntr-un lichid are mai multe componente, cum este, deeemplu, cazul aerului, legea lui 4:; se poate aplica fiecrei componente n

parte2

000 xHp = , """ xHp = , (!.C)

!

!


4/23

$roporia de gaz dizolvat depinde, n primul r%nd, de presiunea parial agazului respectiv. 6ichidul se satureaz complet cu gaz atunci c%nd presiuneagazului dizolvat, denumit presiunea de echili'ru a gazului, devine egal cu

presiunea parial a gazului de deasupra lichidului.

3.+. DEGAZAREA APEI!.".0. $ro'leme generale

9azele pot fi eliminate din ap prin scderea presiunilor pariale dedeasupra suprafeei apei p%n la zero. +cest proces se realizeaz termic, prinnclzirea apei cu a'ur p%n la temperatura de saturaie, c%nd presiunea parial agazelor fa de presiunea vaporilor de ap devine practic nul (fig. !.!).

Figura 3.3. ,aria-ia pre$iu!ilor par-iale ale oige!ului iaburului #! ti0pul #!%lzirii apei p2!% la /ierbere

$rin degazarea termic se elimin "i *"n timpul fier'erii apei, p%nla un coninut rezidual de "de cca 0g/l i de *"p%n la uniti sau zecimi demg/l. !.A#.

eirea complet a gazelor din ap n aer cere un timp infinit de lung. &ntimpul finit pe care-l are apa la dispoziie pentru degazare, gazele pot fi eliminate

p%n la o fraciune din concentraia iniial i aceasta, cu c%t concentraia loriniial este mai redus.

4liminarea gazelor prin transfer de mas difuz necesit o suprafa decontact dintre ap i a'ur, procedeu care se realizeaz prin2

- crearea de uvie3- pulverizarea apei n particule mici3- crearea unor pelicule cu suprafa mare.

+lte condiii necesare pentru o 'un degazare sunt2- s nu intervin o su'rcire a apei (su' temperatura de fier'ere)3- gazele care tre'uie eliminate s nu fie prezente n a'urul de nclzire3- s fie meninut timpul necesar nlturrii gazelor.

>

>


5/23

!.".". $rocedee de degazare termic

4ficacitatea degazrii crete cu mrirea raportului dintre suprafaa li'er ivolumul lichidului.

Deoarece procesele de nclzire i degazare sunt dependente de timp, estenecesar un timp minim de staionare pentru a satisface condiiile impuse n privinaconinutului rezidual de oigen.

+ceste condiii se ndeplinesc prin diverse msuri constructive, care depindde modul de degazare i de tipul constructiv de degazor adoptat.

*ea mai des folosit este "egazarea u et "e ap%. +pa care ptrunde n

degazor este pulverizat prin diferite metode, n funcie de tipul constructiv, nparticule c%t mai fine.

De'itul de ap poate fi desfcut ntr-un numr mare de uvie, ea trec%nd ncascad, n cdere li'er, de pe distri'uitorul principal de ap pe un numr de talere

perforate ("egazor u talere i u4i-e).En alt procedeu const n folosirea presiunii pompelor pentru pulverizarea

apei printr-un numr mare de orificii, fante, ventile sau ajutaje aflate ndistri'uitorul principal de ap ("egazor u a0er% "e pul4erizare).

6a degazorul cu site i uvie, eficiena degazrii este dependent denumrul de camere al coloanei de degazare. umrul acestora influeneaznlimea degazorului i deci i costul acestuia. $entru realizarea mprtierii apein interiorul degazorului sunt prevzute dispozitive de stropire care, cel maifrecvent, sunt site de distri'uie din ta'l perforat sau profile de oel dispuse su'form de grtare. 1chim'area direciei de curgere a apei se o'ine prin ta'ledeflectoare dispuse ntr-un mod adecvat.

Dac se impun condiii deose'ite n ceea ce privete coninutul rezidual deoigen, la partea inferioar a aparatului se prevede un "i$poziti4 $upli0e!tar "e/ierbere. +'urul este introdus n acest dispozitiv amplasat su' nivelul apeiacumulate, care este adus astfel pentru a doua oar n stare de fier'ere, o'in%ndu-se prin aceasta i eliminarea eventualelor 'ule de gaze de dimensiuni foarte reduse.&n acest mod, ntr-un singur aparat, se o'in consecutiv degazarea prin pul4erizarei cea prin /ierbere, realiz%ndu-se valori de 0 g/l i chiar mai sczute aleconinutului de oigen rezidual.

*oncepia c o degazare de eficien ridicat poate fi o'inut numaiconcomitent cu atingerea strii de fier'ere a apei din rezervorul degazorului estecel mai des folosit. &n aceast situaie, ntroducerea direct a a'urului n spaiuldintre dispozitivul de fier'ere suplimentar i sistemul de stropire nu mai estenecesar, nclzirea apei fiind realizat prin curentul ascendent de a'ur rezultat lafier'ere.

+mestecul de gaze i a'ur se etrage de la partea superioar a degazorului,neput%ndu-se evita ns pierderile de a'ur n mediul am'iant. $entru a se reduce

pierderile de a'ur i de cldur, n amonte de degazor, se prevede un schim'tor decldur denumit r%itor )o!"e!$ator* "e eap%ri. +v%ndu-se n vedere

posi'ilitatea mrit de corodare, aceste aparate se confecioneaz integral din

?

?


6/23

oeluri inoida'ile, devenind astfel foarte scumpe, iar utilizarea lor este economicnumai n cazul unor de'ite eapate mari. &n medie, acest de'it eapat se apreciaz afi de ! ... ? 7g/h pentru fiecare 0 t/h ap, dar, prin folosirea condensatorului deeapri, de'itul poate fi redus la circa 0 ... 0? 7g/h.

Degazarea pri! /ierberepoate fi realizat chiar n rezervorul de ap dealimentare, n acest caz nefiind necesar un aparat special de degazare. &n cazulacestui procedeu gazul este eliminat parial i prin difuzia lui n 'ulele de a'urascendente. Deasupra nivelului apei presiunea parial a gazelor nc dizolvate estefoarte mic, astfel c presiunea de dizolvare n ap este depit. Din acest motivgazele sunt eliminate fr a'sor'ie de cldur.

6a "egazarea pri! epa!"areo parte a apei se vaporizeaz i antreneazastfel gazele dizolvate. &n acest caz, pentru acelai coninut rezidual de oigen, este

necesar o cantitate mai mare de cldur dec%t la celelalte procedee de degazare.$entru a o'ine o degazare mai eficient tre'uie realizat o pulverizare c%t mai fina apei n momentul epandrii i o mrire suficient de temperatur.

Degazarea poate fi efectuat la presiune supraatmosferic, atmosferic sausu'atmosferic (su' vid). &n practic este preferat "egazarea la pre$iu!e$upraat0o$/eri%, evit%ndu-se infiltrrile de aer i nefiind necesar o instalaiespecial de evacuare a gazelor. En alt avantaj const n realizarea unei degazrieficiente i mai complete pe ntreg domeniul de variaie a sarcinii.

Degazarea la pre$iu!e $ubat0o$/eri%(su' vid) se realizeaz de reguln oala de colectare a condensatorului de a'ur al tur'inelor (la grupuriletermoelectrice). 4a reprezint o com'inare de degazare prin fier'ere cu degazare

prin epandare. Degazarea n condensator atrage dup sine o anumit simplificare a

instalaiei de prenclzire regenerativ, procedeul fiind din ce n ce mai folosit.Degazarea la pre$iu!e at0o$/eri%este folosit n special n cazul apeide adaos, dac de'itul acesta este mare, cum este cazul centralelor termoelectricecu cogenerare. &n acest caz presiunea de lucru este puin peste presiuneaatmosferic (circa 0," 'ar), ceea ce permite eliminarea li'er a gazelor desor'ite.

Degazarea la pre$iu!e /i%presupune meninerea constant a presiuniia'urului de alimentare. Dac a'urul de prenclzire provine din prizele fie aleunei tur'ine, presiunea lui variaz cu sarcina tur'inei. De aceea, pentru a putea

pstra constant presiunea de degazare la orice sarcin, coloana de degazare esteracordat i la o a doua priz cu o presiune mai ridicat, alimentarea fiind comutatautomat la cea de a doua priz dac presiunea la prima priz scade su' presiuneafi de degazare.

+ceste dezavantaj este evitat la "egazarea la pre$iu!e 4ariabil%5alu!e%toare6. n acest caz presiunea de degazare se modific mpreun cu cea a

prizei de alimentare. 1-a verificat teoretic i dovedit n practic !.5#, c nu aparfenomene nedorite la aspiraia pompei dac viteza de scdere a presiunii ndegazor, respectiv n rezervorul de ap de alimentare, nu depete, nici n cazullimit, adic la cderea tur'inei (sau la oprirea generatorului de a'ur) valoareamaim indicat de firma productoare a pompei.

$entru realizarea unei degazri optime la presiune alunectoare, lu%nd nconsideraie variaiile 'rute de sarcin (de eemplu cderea grupului) tre'uieasigurate urmtoarele condiii2

C

C


7/23

- o nlime corespunztoare de aspiraie a pompei, sau prevederea uneipompe naintae (F1=4:) cu turaie sczut3

- un diametru al conductei de aspiraie corespunztor dimensionat i untraseu c%t mai simplu cu numr redus de coturi, pentru a o'ine pierderi de

presiune c%t mai reduse, simultan cu timpi c%t mai mici de parcurgere atraseului3

- un rezervor de ap de alimentare suficient de larg dimensionat pentru amenine vitezele de scdere a presiunii la valori c%t mai reduse3

- realizarea degazrii i la creteri de sarcin prin fier'erea corespunztoarea ntregului volum de ap din rezervorul degazorului deoarece, n cazcontrar, apa nu atinge temperatura de fier'ere, a'sor'ind din nou oigenul.

!.".!. Degazare chimic a apei$rin degazarea chimic se elimin numai oigenul. 4a se aplic pentru

eliminarea restului de oigen din apa degazat termic, n instalaiile cu presiunimari ale a'urului sau n cele cu presiuni mici, acolo unde nu este posi'ildegazarea termic.

$entru degazarea chimic a apei se pot folosi dou procedee !.0#2- introducerea n apa de alimentare a generatoarelor de a'ur sau a reelelor termicea unui reactiv chimic, care com'in oigenul n compui sta'ili, fr aciunecoroziv3- trecerea apei peste un filtru, care prin aciune chimic reine oigenul i dioidulde car'on (cum ar fi achiile de oel).

*a reactivi chimici se pot utiliza2 sulfitul (a "1!) sau 'isulfitul de sodiu(a 1!), acidul sulfuros ("1!), hidroidul feros (), fosfatul de hidrazin(("?)"$>) sau schim'tori de ioni.

:eactivii se introduc n ap n mod continuu i automat n conducta dealimentare a pompelor (dup degazor), proporional cu de'itul de ap i cuconinutul de oigen. *ei mai folosii reactivi sunt cei pe 'az de hidrazin.

&i"ratul "e 7i"razi!%8 se dozeaz ca soluie diluat 0 8 " G, din vasenchise, legate cu atmosfera printr-un capilar !.C#. 1e com'in cu oigenulform%nd azot i ap2

OHNOHN """>" "++ . (!.5)

*onsumul teoretic este de 0mg/mg", iar coninutul de sruri din apatratat !u rete. 4cesul necesar este de circa ? ... " G din consumul teoretic.Sul/atul "e 7i"razi!%i /o$/atul "e 7i"razi!%, n soluii au reacie acid.

$rin reacie cu apa alcalin din cazan se formeaz hidrat i o cantitate echivalentde sare de sodiu2

>""">">" ! NaHSOOHNNaOHOSOHHN ++++ (!.B)

>"""">">" >" SONaOHNNaOHOSOHHN ++++ (!.A)idrazina protejeaz mpotriva coroziunii provocate de oigen,

generatoarele de joas presiune, alimentate cu ap nedegazat, la o concentraie de" ... ! mg/l oigen n apa de alimentare.

5

5


8/23

S7i0b%torii "e io!i. igenul dizolvat n ap oideaz anumiischim'tori de ioni, d%nd natere la su'stane organice solu'ile n cantitateechivalent. &n acest caz degazarea este imperfect !.?#.

1chim'torii de ioni cu grupe redo (redoii) se com'in la rece cuoigenul3 dup epuizarea capacitii de dezoigenare se regenereaz cu reductori(a"1!, a"1">). &n felul acesta se poate o'ine ap degazat cu un rest deoigen de p%n la ,0 mg "/l, cu un consum de reactiv de regenerare de circa0!G.

+nioniii puternic 'azici pe 'az de stiren, adui su' form de sulfit,nltur oigenul din apele cu salinitate mic aproape complet la rece. *aracteristic

pentru acest procedeu de degazare a apei este faptul c, at%t timp c%t capacitateaanionitului nu este epuizat, degazarea se face n mod automat i n funcie de

sarcina specific a anionitului, poate da un condensat (ap) cu un coninut de "mai mic de 0 g/l.

3.3. I'STA8A9II DE DEGAZARE TERMIC!.!.0. Definiie. *lasificare.

Degazoarele ter0iesunt schim'toare de cldur prin amestec, n careapa este nclzit p%n la temperatura de saturaie cu ajutorul a'urului prelevat dela prizele unei tur'ine sau din alte surse.

$rocesul de transfer termic ntre a'ur i ap este nsoit de un proces deschim' de mas, datorat diferenei de concentraie a "i *"dintre ap i a'ur. &n

timpul degazrii se produce o desor'ie a gazelor din masa lichidului indeprtarea lor, pentru a mpiedica o nou a'sor'ie.Degazoarele se pot clasifica dup urmtoarele criterii2

0) dup presiunea de lucru2- degazoare su' vid3- degazoare atmosferice3- degazoare cu suprapresiune.

") dup regimul de lucru2- degazoare cu presiune constant3- degazoare cu presiune varia'il alunectoare.

!) dup modul de repartizare i de curgere a apei2- degazoare cu jet de ap curg%nd n uvie3

- degazoare cu pelicul3- degazoare cu pulverizare- degazoare com'inate din tipurile de mai sus.

>) dup modul de realizare a degazrii2- degazoare cu o treapt de degazare3- degazoare cu dou trepte de degazare.

B

B


9/23

!.!.". Degazorul cu jet de ap stropit, curg%nd n uvie(Degazorul cu uvie i site)

+cest tip de degazor este cel mai rsp%ndit (fig. !.>). +pa intr n cutia dedistri'uie 0 situat la partea superioar. De aici, se scurge prin site (talere) cuorificii care au diametrul de > 8 C mm, ntr-un numr mare de uvie, mrindu-seastfel suprafaa de contact cu a'urul, care intr prin racordul ? n distri'uitorul C.1itele, dispuse deplasat una fa de alta au i rolul de a reduce viteza de cdere aapei i de a mpiedica ruperea uvielor n picturi. $rin aceasta crete i durata decontact a apei cu a'urul i intensitatea de desor'ie a gazelor. +'urul circul ncontracurent cu apa, antren%nd astfel i gazele care se elimin la partea superioar acoloanei prin racordul ! mpreun cu a'urul rmas necondensat.

6a degazorul cu site i uvie, eficiena degazrii este dependent deasigurarea unei suprafee de transfer de cldur i mas. Hrimea acesteia estefuncie de numrul de talere de mprtiere i schim'are a direciei a'urului.

umrul acestora influeneaz nlimea degazorului i deci i costul acestuia.$entru realizarea intrrii apei n coloana degazorului sunt prevzute dispozitive destropire care, cel mai frecvent, sunt site de distri'uie din ta'l perforat sau profilede oel dispuse su' form de grtar.

Figura 3.:. S7e0a u!ui "egazor u $ite i u4i-e;1 < utia "e "i$tribu-ie= + < raor" pe!tru i!trarea apei= 3 < raor" pe!tru e4auarea gazelor=

: < talere )$ite*= > < raor" pe!tru i!trarea aburului= ? < "i$tribuitor "e abur.

1u' degazor se gsete, de o'icei, rezervorul de ap degazat, careconstituie o rezerv pentru instalaia respectiv.

$entru egalizarea presiunii ntre degazor i rezervor este prevzut oconduct vertical central, prin care se realizeaz n acelai timp transferula'urului din rezervor direct n spaiul de su' sitele degazorului. 6a unele tipuriconductele de egalizare sunt racordate prin eterior.

A

A


10/23

!.!.!. Degazorul cu pelicul6a degazoarele peliculare (fig. !.?) apa supus degazrii intr descendent

prin ajutajul superior n corpul 0 al utilajului, iar a'urul prin partea inferioar.+pa se lovete de rozeta >, pulveriz%ndu-se n picturi fine, care se adun

su' form de peliul%pe ta'lele de oel ?, unde are loc transferul de cldur imas cu a'urul care circul de jos n sus. +pa degazat se scurge n rezervorul 0.+'urul necondensat iese din degazor, mpreun cu gazele evacuate pe la parteasuperioar.

Degazoarele cu pelicul au dimensiuni mai mici dec%t cele cu uvie i seconstruiesc mai uor. u sunt aproape deloc sensi'ile la depunerile de nmol sau

piatr, iar ta'lele din interior sunt uor de nlocuit (grosime 0-" mm).

Figura 3.>. Degazor u peliul%;

1 < orpul "egazorului= + < apa= 3 < auta= : < rozet%= > < tabl% "e o-el=? < "i$poziti4 "e $u$-i!ere= @ < buloa!e= < raor" pe!tru $upapa "e $igura!-%= B < tabl%

"e/letoare= 1 < rezer4or "e au0ulare.

!.!.>. Degazorul de camer de pulverizare

6a acest degazor (fig. !.C), pulverizarea apei se realizeaz prin mai multeevi verticale scurte, prevzute cu multe orificii de dimensiuni reduse.

Ii n acest caz apa pulverizat preia n contracurent cldura cedat decurentul descendent de a'ur, produc%ndu-se nclzirea i degazarea ei.

0

0


11/23

9azele desor'ite sunt conduse prin camera de pulverizare spre instalaia deevacuare.

+pa este colectat ntr-o p%lnie iar apoi ntr-un cilindru n care esteamplasat dispozitivul de fier'ere suplimentar, prin 'ar'otare.

+'urul ptrunde n acest tip de degazor la fel ca la degazorul cu uvie, su'nivelul apei, provoc%nd o nou fier'ere i o postdegazare.

Figura 3.?. Degazor u a0er% "e pul4erizare i i!$tala-ie "e /ierbere $upli0e!tar% )AT8AS*;1 < ieire $uperioar% eap%ri= + < ieire i!/erioar% eap%ri= 3 < i!$tala-ii "e /ierbere

$upli0e!tar%= : < -e4i "e "i$tribu-ie abur= > < a0er% "e pul4erizare.

&n continuare apa curge pe l%ng eteriorul cilindrului spre racordul deieire.

Dup cum se poate vedea n schiele spaiale din fig. !.5, pentru acelai tipconstructiv de degazor, camera de pulverizare poate fi nlocuit printr-o simpleav perforat, aceast modificare fiind satisfctoare pentru degazoare cueficien mai redus, realiz%nd un coninut rezidual de oigen de circa ? g/l.+cest mod de eecuie se aplic de eemplu la degazoarele de ap de adaos.

00

00


12/23

Figura 3.@. Degazoare u a0er% "e pul4erizare )AT8AS*

6a aceste aparate se poate renuna la dispozitivul de fier'ere suplimentar,pentru a se co'or% preul aparatului.

&n figura !.B este prezentat un degazor cu pulverizare i 'ar'otare, la care

de'itul principal de a'ur de nclzire este introdus n 'ar'otorul din rezervorul deap de alimentare, iar cel suplimentar prin dou conducte inelare n dispozitivul defier'ere suplimentar de la 'aza coloanei de degazare. +pa din camera de

pulverizare cade, contrar sensului de circulaie a a'urului, pe talere de ghidareconice, curg%nd n spaiul inelar eterior al dispozitivului de fier'ere suplimentar,urc apoi n acelai sens cu a'urul prin spaiul inelar concentric alturat, unde se

produce fier'erea, pentru ca n continuare s se scurg n urmtorul spaiu inelar,care nconjoar conducta central de egalizare i de aici, printr-un sifon, nrezervorul de ap de alimentare.

De'itul principal de a'ur nu condenseaz dec%t parial n 'ar'otorul dinrezervor, restul ptrunde printr-o eav central n coloana principal de degazare.

0"

0"


13/23

Figura 3.. Degazor u a0er% "e pul4erizare i i!$tala-ie "e /ierbere $upli0e!tar% )AT8AS*1 < ieire $uperioar% eap%ri= + < ieire i!/erioar% eap%ri= 3 < i!$tala-ie "e /ierber $upli0e!tar%=

: < -e4i "e "i$tribu-ia aburului= > < a0er% "e pul4erizare.

>.!.?. Degazoare n dou trepte

Degazor o0bi!at u pul4erizare i u4i-e.

&n figura !.A este prezentat un degazor cu pulverizare i uvie utilizat ncentralele electrice. +pa se degazeaz n prima treapt prin pulverizare, apoi princurgere n uvie.

Degazorul peliular < u pul4erizarerealizeaz o prim faz a degradriiprin pulverizare, apoi apa cade pe site pe care se formeaz pelicula de condensat.

0!

0!


14/23

Figura 3.B. Degazor o0bi!at u pul4erizare i u4i-eRaor"uri; a < i!trare reirulare po0p%= b < 4e!tile "e $igura!-%= < o!"e!$at $eu!"ar

oa$% pre$iu!e i!trare ap%= " < o!"e!$at $eu!"ar #!alt% pre$iu!e i!trare abur e < golire=/ < eap%ri. Pie$e o0po!e!te; g < auitae "e pul4erizare= 7 < a0er% "e oletare= i

0>


15/23

+pa este repartizat pe diferite ventile de pulverizare cu arc, care ointroduc n camera primar de nclzire. +ici este colectat pe un taler, curg%nd pelateral peste deversri n form de J pe site suprapuse, care au rolul s pulverizezen continuare apa.

+pa degazat este dus ntr-un rezervor colector separat, dispus paralel su'degazorul propriu-zis.

+'urul este adus pe la partea inferioar la talerele de distri'uie. 4l urcprintre site spre partea superioar, degaz%nd apa care cade n uvie. &nclzirea apeise face n zona superioar a talerelor perforate. 9azele fiind antrenate spre parteasuperioar, apa care, cade n uvie de pe talere, vine n contact numai cu a'urul

pur.Degazorul u pul4erizare i barbotare )tip STORH*. +cest degazor se

caractereizeaz prin aceea c dispozitivele de pulverizare i degazare ale apei aufost amplasate integral n rezervorul de ap de alimentare (fig. !.00).+'urul este introdus prin conducta de 'ar'otare plasat su' nivelul apei,

produc%nd fier'erea volumului de ap din rezervoare.

Figura 3.11. Degazor "e tip STORH1 < utie "e abur= + < ia!% 4ertial%= 3 < o!"ut% "e barbotare=

: < "e4er$or= > < pul4erizator.

+pa ce tre'uie degazat este fin divizat ieind cu o vitez ridicat dintr-un

dispozitiv de pulverizare, iar apoi nclzit de eaprile ascendente.:ezervorul este divizat ntr-un anumit raport printr-o ican vertical. +pa estecondus spre partea inferioar i curge pe l%ng conducta de 'ar'otare, trec%nd ncompartimentul alturat, fiind adus n acest timp la starea de fir'ere. 4vacuareagazelor se face deasupra dispozitivului de pulverizare.

3.:. CA8C88 DEGAZOARE8OR TERMICE!.>.0. *alculul termic i de dimensionare

*alculul unui degazor termic presupune dimensionarea suprafeei decontact dintre ap i a'ur i determinarea modului de realizare a acestei suprafee.

0?

0?


16/23

$rin contactul cu apa, a'urul transmite acesteia fluul termic K, dup carecea mai mare parte din a'ur condenseaz, amestec%ndu-se cu restul apei. +cest flutermic este necesar apei pentru ai ridica temperatura de la = 0(la intrare) la ="(laieire). Deci2

( ) pp QTTcmQ += 0"" L#, (!.0)unde2 pc este cldura specific a apei n intervalul de temperatur T1, T2, n

M/7gN3 "m - de'itul masic de ap, n 7g/s3 pQ - pierderile de cldur spreeterior, n W.

1uprafaa de transfer de cldur se determin cu relaia2( )

med

p

med T

TTcm

T

QS

=

=

0""

m"#, (!.00)

n care2este coeficientul de transfer de cldur prin contact i amestec3 pentru se pot lua valori in intervalul 0! ... 05 L/m"N3 medT - diferena medielogaritmic de temperatur2

"

0

0"

lnTT

TT

TTT

S

Smed

=N#, (!.0")

ST fiind temperatura de saturaie a a'urului la presiunea care eist la 'azacaloanei degazorului.

Diferena ( )"TTS se alege ntre ,"? i 0@* i anume, limita inferioar

pentru apa de alimentare a generatoarelor de a'ur de nalt presiune, iar limitasuperioar pentru apa de adaos n reelele de termoficare care sunt mai puinpretenioase la degazare.

:ezult relaia de calcul a suprafeei de contact2

m"#. (!.0!)

+cest mod de calcul glo'al al degazorului este destul de imprecis, el ofero valoare mai mult orientativ a suprafeei de schim' de cldur. &n acelai timp elnu d nici o informaie asupra transferului de mas.

$entru degazoarele cu talere i uvie, calculul se face pe fiecarecompartiment, determin%ndu-se temperatura i concentraia oigenului apei la

ieirea din compartiment. *alculul continu pentru compartimentul inferior p%nc%nd apa ajunge la saturaie, iar concentraia oigenului atinge valoarea dorit.

&n cazul n care curgerea uvielor de ap i a curentului de a'ur seconsider ncruciate, pentru nclzirea apei ntr-un compartiment se utilizeazrelaia !.A #2

!,.

5,.

"

0lg

=

o

n

S

S

w

w

d

lA

TT

TT. (!.0>)

$entru curgerea n echicurent se recomand relaia2

0C

0C

"

0" lnTT

TTcmS

S

Sp

=


17/23

!,..

?,.

"

0 .?BC,.lg wdl

TTTT

S

S = , (!.0?)

unde2Aeste un coeficient care depinde de presiunea din degazor (fig. !.0")3 d8diametrul gurilor din taler, n m3 l8 lungimea uvielor, n m3 .w - viteza medie

de scurgere a apei din gurile talerului, n m/s3 nw - viteza medie a a'urului prin

fasciculul de uvie, n m/s. 1e recomand .w O ,> ... 0," m/s.&n cazul relaiilor (!.0>) i (!.0?), valoarea maim a presiunii dinamice a

curentului de a'ur ( )"nnw este determinat din diagrama prezentat n fig. !.0!,funcie de lungimea uviei.

Figura 3.1+. Depe!"e!-a oe/iie!tului A "epre$iu!ea "i! "egazor

Figura 3.13. Depe!"e!-a pre$iu!ii "i!a0iea aburului "e lu!gi0ea u4i-ei

Jiteza medie de scurgere a apei se determin cu formula2ghw ". = m/s#, (!.0C)

n care este coeficientul de ngustare a uviei (se recomand O,C?)3 h8 nivelulapei pe taler, n m.

*alculul degazrii (desor'iei) oigenului ntr-un compartiment, cucirculaie ap-a'ur transversal, se face cu relaia2

?,.

0

"

!,.

.5,.

0"

0.

=

t

nB

m

mww

d

l

CC

mg/7g#, (!.05)

unde2 "0,CC sunt concentraiile de "la nceputul, respectiv sf%ritul uviei, n

mg/7g3 B8 coeficient care depinde de presiunea din degazor (fig. !.0>)3 tm0 -

de'itul de a'ur care a condensat n compartiment.:elaia (!.05) se utilizeaz pentru ap nesaturat n oigen.

05

05


18/23

Figura 3.1:. Depe!"e!-a oe/iie!tului J "e pre$iu!ea "i! "egazor

De'itul de gaze care urmeaz a fi desor'it se calculeaz cu formula2( )"0" xxmmg = 7g/s#, (!.0B)

undex1,x2reprezint fracia molar iniial i final a gazului (vezi formula !.!.).De'itul de a'ur care tre'uie s circule prin degazor se determin cu relaia2

( )ev

v

mhh

hhmm

+

=0

0""0 7g/s#, (!.0A)

n care2 h1, h2sunt entalpiile apei la intrare respectiv ieire, n M/7g#3 hv8 entalpiaa'urului la intrare, n M/7g#3 evm - de'itul de a'ur care se elimin odat cu gazeledesor'ite, n 7g/s#.

&n general, evm O 0,? ... ? 7g pe tona de ap degazat.$entru "egazorul u u4i-e, suprafaa unei uvie se determin cu formula2

( ) 0/0",> >/! += hlhds m"#, (!.")1uprafaa de contact dintre ap i a'ur, la nivelul unui taler, Steste2StO n s m"#, (!."0)

unde n8 numrul de guri n taler.1uprafaa total de contact, Sdevine2SO St m"#, (!."")

n careeste numrul de talere (site) din coloan.umrul gurilor din sit tre'uie s asigure curgerea prin ele a de'itului de

ap "m , el calcul%ndu-se cu una din relaiile (fig. !.0?)2

0B

0B


19/23

Figura 3.1>. S7e0a "e pri!ipiu a u!ei oloa!e u u4i-e )o0parti0e!tul 1*

hd

mn

"

"

"5A..

= sau

hd

vm

wd

vmn

"

""

."

""

>55?,!5?,.

=

=

. (!."!)

De'itul de ap care trece printr-o gaur a talerului, gm" se determinastfel2

hdm g"

" "5A..=

sau hdm g "

"" >55?,! =

7g/s#, (!.">)unde2 v2este volumul specific al apei, n m!/7g#3 " - densitatea apei, n 7g/m

!.Diametrul r%ndului interior de guri,!2se alege. *u ni !2cunoscute, se

poate calcula numrul de r%nduri de guri pe taler (N) i diametrul ultimului r%nd,!12

( ) ( ) ( )0

"

>"

"

"

"

" +

+++=

s

sn!ss!s!"

, (!."?)

( ) s"!! += 0""0 m#. (!."C)umrul de guri pe r%ndurile cu diametrele!1i!2sunt2

0A

0A


20/23

s

!n 00

= 3 s!

n ""

= . (!."5)Reo0a!"%ri2 valorile", n1i n2se rotunjesc la valori imediat superioare3

dO ?8B mm3 pentru guri de ,?8,B m i grosimea talerului de ,>8,Cm, se recomand un coeficient de ngustare O ,C?. ivelul apei pe taler, hO ,C

8 ,Bm, cu condiia s nu depeasc valoarea de ,0 m la sarcina maim i s nuscad su' ,0 m la sarcina minim. $entru lungimea uvielor, l O ,>-,C m i snu depeasc ,B8,A m. Jiteza a'urului nu tre'uie s depeasc 0? m/s.

$entru "egazoarele u peliul%, suprafaa de contact dintre ap i a'ur esteegal cu du'lul suprafeei corpurilor pe care se formeaz pelicula.+ceste corpuri pot fi ta'le cilindrice sau evi. Distana dintre ta'le sau evi se ia de"-! mm,iar nlimea lor de ?-0 mm.

&n acest caz suprafaa apei care curge n pelicul pe evile concentrice i pemantaua interioar se determin cu relaia2

( ) ( ) sndnhSc"

0?,." += m"#, (!."B)unde2 deste diametrul evii interioare, n m3 h8 nlimea evilor, n m3s8 distanadintre evi, n m3 n8 numrul evilor.

Diametrul interior al mantalei degazorului se determin cu formula2( )0" += nsd!# m#. (!."A)

1e recomand ca viteza a'urului s nu depeasc "? m/s.:epartizarea apei n degazorul cu pelicul se face cu ajutorul sitelor sau al

ajutajelor prevzute cu rozete. Diametrul ajutajului se calculeaz cu relaia2

>

"

"0..0C,.pmda

= m#, (!.!)

n carep$a# este presiunea disponi'il la ajutaj3 de o'icei, se ia pO"-C $a.

!.>.". *alculul hidrodinamic al degazoarelor termice

*alculul hidrodinamic al coloanei de degazare se efectueaz pentrucontrolul sta'ilitii hidrodinamice.

$entru degazorul cu uvie, nivelul hidrostatic al apei pe taler, la sarcinanominal se sta'ilete, plec%nd de la condiia ca la sarcina minim nivelul s nuco'oare su' ? 8 0 mm2

mnd

vm

gh .0,.

5B?,."

0"

"

"min"min >

=

, (!.!0)

unde min"m este de'itul minim de ap, n 7g/s.1ta'il, din punct de vedere hidraulic, se numete acel regim de lucru la

care nu apare recirculare local a apei su' influena jetului de a'ur3 de aceea,tre'uie respectate vitezele admisi'ile ale a'urului. +ntrenarea apei poate duce laumplerea i revrsarea n talerul de mai sus.

*derea de presiune pe traseul a'urului, corespunztor unui compartiment,este2

"

"


21/23

+=n

#

#ppp0

"0 $a#, (!.!")

unde2 0p este cderea de presiune la trecerea a'urului prin fasciculul de uvie3

=

n

#

#p0

" - pierderile locale de presiune n compartimentul considerat.

1e poate considera o cdere de presiune de 0mm " (A,BCC $a) pefiecare r%nd de uvie, deci AB.50 "p .

$ierderile locale de presiune se pot calcula cu relaia2

==

=n

#

n#

#

n

#

#

wp

0

"

0

""

$a#. (!.!!)

*oeficientul de pierdere local, la ntoarcerea cu 0B@, n dreptul talerului,se poate considera =O !,? 8 >, iar la g%tul talerului se poate determina cu relaia2

>

"

""

"

"

"

"

"

"

05.5,.

+=

C

$

C

$

$

C

$

C$

!

!

!

!

!

!

!

! , (!.!>)

unde2 D*este diametrul interior al coloanei, n m3 D 98 diametrul g%tului talerului,n m.

+ceste elemente pot fi urmrite pe schema din fig. !.0?.:ezistena hidraulic a trecerii a'urului prin instalaia de 'ar'otare se

determin cu relaia !.0#2

!"0 ppppB ++= $a#, (!.!?)unde2 0p este rezistena hidraulic a instalaiei de 'ar'otare uscate3 "p -rezistena hidraulic a coloanei de lichid pe placa de 'ar'otare, proporional cusuma nlimilor stratului de lichid peste pragul de deversare a apei i cea a

pragului3 !p - rezistena hidraulic datorat tensiunii superficiale a apei.

$ierderea 0p se calculeaz cu formula2

0

"

0"

nB%w

p = $a#, (!.!C)

n care B% este coeficientul de rezisten local redus2 wn8 viteza medie aa'urului prin placa de 'ar'otare, n m/s

$ierderea !p

se poate considera !.!#2

odp

>! = $a#, (!.!5)

unde2 este tensiunea superficial a amestecului a'ur-ap, n 7g/m#3 do 8diametrul gurilor din placa de 'ar'otare, n m.

!.?. *onstrucia i funcionarea coloanei de degazare

"0

"0


22/23

6a degazoarele cu uvie, ntre talere i manta nu tre'uie s eiste, ncorpul coloanei de degazare, nici un spaiu li'er pentru ca apa s nu curg pe

pereii recipientului care sunt su'rcii, cu toate c sunt izolai termic.=alerele orizontale se deformeaz n timpul funcionrii coloanei de

degazare, de aceea tre'uie meninute n stare 'un.+mestecarea apelor cu temperaturi diferite i cu coninut diferit de " n

coloan este duntoare, mai ales c%nd apa se introduce 'rusc.*oloanele de degazare care lucreaz n paralel necesit o distri'uie a

de'itului, care tre'uie meninut n intervalul corespunztor unei 'une degazri.4ploatarea sigur a degazoarelor termice este realiza'il numai printr-o

reglare automat a de'itului de a'ur care intr n degazor, pentru meninerea

constant a presiunii sau temperaturii din degazor i a nivelului apei n rezervorulde acumulare. &n cazul unei reglri manuale este practic imposi'il s se eviteoscilaiile temperaturii apei, ale presiunii i ale nivelului. :eglarea manualfavorizeaz i ptrunderea periodic de oigen n apa de alimentare.

:egulatorul de presiune menine constant presiunea n degazor,independent de sarcina lui termic i hidraulic. $rin aceasta se asigur un regimconstant pentru degazare. :egulatorul tre'uie s ai' o mare sensi'ilitate lavariaiile de presiune (,0 8 ," 'ar). :egulatorul automat de presiune devinea'solut necesar n cazul c%nd alimentarea cu a'ur a degazorului se face de la o

priz de a'ur neregla'il a tur'inei, unde presiunea depinde de sarcina tur'inei.Dac priza tur'inei este regla'il, aciunea principal de reglare va fi dirijat nacest loc.

:egulatorul de temperatur se utilizeaz relativ rar n cazul degazoarelor.&n cazul %nd eist, aciunea lui se eercit tot asupra supapei care comandintrarea a'urului n degazor. :egulatorul de temperatur are ns o inerie maimare, aa c se prefer regulatorul de presiune, care este mult mai sensi'il.

:egulatoarele de nivel se construiesc de o'icei, cu flotor, care comandsupapa de pe conducta de intrare a apei de degazat !.B#. Dac se mrete de'itulde ap care trece prin degazor peste cel nominal, apa va depi marginea cutiilor cusite i se va revrsa su' form de v%ne groase, care ofer suprafa prea mic decontact cu a'urul. Din timp n timp este necesar s se scoat degazorul dinfunciune, pentru a se verifica starea dispozitivului de distri'uie a apei, a sitelor ia dispozitivului de intrare a a'urului. 9urile sitelor se pot astupa cu nmol sau cu

piatr.Dac este vor'a de gaze agresive, cum este totdeauna oigenul n amestec

cu vaporii de ap, se pot produce coroziuni n interiorul degazorului. $entru aproteja de coroziuni dispozitivele din interiorul degazorului i mantaua sa, acestease confecioneaz din oel inoida'il.

*ontrolul coninutului de oigen din apa degazat se face cu aparatechimice sau electrice deose'it de sensi'ile, av%nd n vedere coninutul foarte micde oigen eistent n mod normal n apa degazat.

""

""


23/23

JIJ8IOGRAFIE !.0# Fadea, +., nstalaii termice industriale. *urs pentru su'ingineri. nstitutul

$olitehnic Fucureti, 0AB0.!."# *ara'ogdan, .9., .a., nstalaii termice industriale. 4ditura =ehnic,

Fucureti, 0A5B.!.!# *ara'ogdan, .9., .a., nstalaii termice industriale. *ulegere de pro'leme

pentru ingineri. Jol. ., 4ditura =ehnic, Fucureti, 0AB!.!.>#

Cap 3 Degazoare

Documents

Transcript of Cap 3 Degazoare