VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Теплоэнергетика и другие отрасли промышленности нуждаются в использовании обессоленной воды высокого качества для технологических целей.

В современной отечественной энергетике производство обессоленной воды осуществляется преимущественно химическими методами и методом обратного осмоса, хроническими недостатками которых являются:

• высокая себестоимость обессоленной воды, связанная с высокой стоимостью реагентов и мембран,

• значительные трудозатраты при транспортировании химреактивов, перезагрузке и регенерации фильтров,

• экологические проблемы,

• зависимость от поставок импортного оборудования, комплектующих и материалов.

Альтернативой химическим методам обессоливания являются термические методы. Испарители поверхностного типа, эксплуатируемые в течение многих лет на отечественных предприятиях, имели низкую тепловую эффективность вследствие генерации низкопотенциального вторичного пара давлением 1,2 ата, утилизация которого особенно в летнее время создавало определенные трудности.

Существенно более экономичными являются вакуумные испарители нового поколения, работающие в низкотемпературном диапазоне. К таким аппаратам относятся испарители мгновенного вскипания (ИМВ)

Цель исследования: подтвердить эффективность испарителей мгновенного вскимания.

Особенности ИМВ

Испаритель предназначен для получения обессоленной воды высокого качества (содержание Na⁺ менее 20 мкг/дм³) для котлов высокого давления тепловых электростанции и промышленных предприятий.

Принцип действия вакуумных испарителей мгновенного вскипания заключается в генерации пара (за счёт многократного адиабатного вскипания воды в ступенях испарителя), которая осуществляется в условиях вакуума и свободном объёме. Процесс парообразования осуществляется при низких температурах кипения от 350С до 1000С и давлениях 0,08-1 атм.

Данное обстоятельство, в сочетании со ступенчатостью процесса паропреобразования исходной воды в двух корпусах за счёт последовательной схемы питания испарителя, позволяет заменить химические методы обработки исходной воды на коррекционные, основанные на дозировании в исходную осветленную воду небольшого количества реагентов, ингибирующих процессы накипеобразования, и снижающих интенсивность железноокислых отложений. Доза реагентов не превышает 3 мг/л.

Такая технология отдельно или в сочетании с подкислением позволяет практически на любых поверхностных водах Российской федерации обеспечить надёжную работу ИМВ с межпромывочным периодом не более одного раза в 3-4 года, при этом продувка ИМВ составляет от 5 до 10%, а в обратном осмосе 25-30%.

Для работы оборудования могут использоваться иногда сбрасываемые в атмосферу вторичные энергоресурсы, а именно низкопотенциальный пар, давлением 0,12 МПа.

Тепловая схема ИМВ

Принцип работы

Циркуляционная вода (ЦВ), подогретая в головном подогревателе, поступает в коллектор и далее через патрубки на водораспределитель 1-й ступени. На водораспределителе ЦВ диспергируется на отдельные струи и поступает в свободный объем камеры расширения, где вскипает, так как имеет температуру, превышающую на 3-4 град. температуру насыщения в данной ступени.

Образовавшийся пар, пройдя сепарационные устройства данной ступени, конденсируется на трубках конденсатора. Конденсат образовавшегося пара собирается на днище камеры конденсации и далее через гидрозатворы поступает в камеры конденсации следующих ступеней. Из 8-й ступени дистиллят поступает в бак дистиллята, откуда дистиллят подается в пароводяной цикл ТЭС.

Неиспарившаяся ЦВ из камеры расширения 1-й ступени через сопла поступает во 2-ю ступень, где процесс протекает аналогичным образом. После камеры расширения 8-й ступени неиспарившаяся ЦВ поступает в бак циркуляционной воды и далее насосом подается в конденсатор 7-й ступени. Затем последовательно ЦВ проходит конденсаторы остальных шести ступеней, подогреваясь паром, генерируемым в каждой ступени и поступает далее в головной подогреватель. Подогрев ЦВ в конденсаторе каждой ступени осуществляется примерно на ту же температуру, на которую осуществляется расширение ЦВ. Охлаждение конденсаторов 8-й ступени осуществляется циркуляционной водой 2-го корпуса, которая затем поступает в камеру расширения 9-й ступени второго корпуса.

Протекание процесса работы обоих блоков ИМВ идентично, но охлаждение конденсаторов 15-й и 16-й ступени производится исходной водой.

Сепарационные устройства, расположенные в камере расширения, представляют собой вертикальные жалюзи. Капельки воды, ударяясь о жалюзи, теряют свою кинетическую энергию и удаляются из сепарационного устройства через специальные трубки. В камере расширения специально рассчитанные сопла, в камере конденсации – гидрозатворы.

ИМВ вырабатывает деаэрированную обессоленную воду, содержание кислорода не превышает 20-50 мкг/ дм3. Поэтому его можно рассматривать как аппарат тройного назначения:

• получения обессоленной воды,

• подогрева исходной воды,

• деаэрации обессоленной воды.

Малые габариты, низкий расход греющего пара, низкие параметры греющего пара обуславливают низкую себестоимость обессоленной воды. Испарители хорошо устанавливаются на месте выбывающего оборудования котельного и турбинного цехов. Это позволяет с минимальными затратами обеспечить питание котлов высокого давления качественной обессоленной водой при выводе из эксплуатации котлов среднего давления или устаревшие блочные испарители, сохранив существующею схему водоподготовки.

№	Показатели	Содержание, мкг/кг
1	Натрии	5-20
2	Кремнекислота	8-15
3	Железо	15-20
4	Жёсткость	0,1-0,5
5	Электропроводность ,мкСм/см	0,5-1

Заключение

Испаритель мгновенного вскипания (ИМВ) – новое поколение испарителей, придающих технологии термического обессоливания новые качества и возможности

ИМВ отличается от известных технологий водоподготовки:

• экологичностью – сброс солевых стоков в 2-2,5 раза меньше по сравнению с химическим обессоливанием (исключается потребление щелочей, кислот и солей);

• тепловой экономичностью – разработанные технологические схемы во многих случаях позволяют все тепло, потребляемое испарителем, возвращается в цикл тепловой станции (тепловая составляющая 0);

• высоким качеством дистиллята;

• компактностью – высота ступени менее 0,7 м;

• возможностью работать на осветленной воде.

Список литературы

1. http://www.tdpressmash.ru/ispariteli-mgnovennogo-vskipaniya/

2. http://www.ideasandmoney.ru/Ppt/Details/297341

3. http://www.eko-tex.ru/Evaporator-instant_effervescence.htm

Код для цитирования: Скопировать