Исследование влияния расхода выпара и способов его утилизации на эффективность термической деаэрации воды

• Автор: Малинина, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Оглавление

Глава первая. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ

О ВЛИЯНИИ ВЫПАРА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕАЭРАЦИИ ВОДЫ.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Физические основы процесса термической деаэрации воды

1.2. Основные типы термических деаэраторов.

1.3. Традиционные технологии отвода и утилизации выпара термических деаэраторов

1.3.1. Нормативные требования к величине выпара

термических деаэраторов и способам его использования

1.3.2. Устройства для отвода и утилизации выпара

деаэраторов избыточного давления.

1.3.3. Охладители выпара и газоотводящие аппараты
вакуумных деаэраторов
ф 1.4. Постановка задач исследования.
Глава вторая. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНОЙ
МАССООБМЕННОЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕРМИЧЕСКИХ ДЕАЭРАТОРОВ .
2.1. Теоретическая оценка минимального расхода выпара термических деаэраторов
2.2. Экспериментальное определение технологически необходимого расхода выпара
термического деаэратора
2.2.1. Задачи эксперимента .
2.2.2. Описание экспериментальной установки.
2.2.3. Методика проведения эксперимента
2.2.4. Анализ экспериментальных данных
2.3. Технологии регулирования и снижения расхода выпара термических деаэраторов
2.4. Выводы
0. Глава третья. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ТРАНСПОРТА
И УТИЛИЗАЦИИ ВЫПАРА ДЕАЭРАТОРОВ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ
3.1. Схемы отвода выпара из деаэраторов.
3.1.1. Выбор высоты установки охладителей выпара.
3.1.2. Включение в схему деаэрационной установки
охладителей выпара.
3.1.3. Утилизация выпара в деаэрационных установках
с двухступенчатой дегазацией воды
3.2. Экономичность схем отвода и утилизации выпара
в деаэрационных установках избыточного давления
3.3. Выводы
Глава четвертая. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТВОДА
И УТИЛИЗАЦИИ ВЫПАРА В ВАКУУМНЫХ ДЕАЭРАЦИОННЫХ УСТАНОВКАХ.
4.1. Разработка методики подбора газоотводящих аппаратов
методом наложения характеристик
4.2. Исследование энергетической эффективности
способов отвода выпара из вакуумных деаэраторов .
4.3. Схемы включения газоотводящих аппаратов
вакуумных деаэраторов
4.3.1. Способы повышения энергетической эффективности струйных аппаратов
4.3.2. Разработка технологий отвода выпара механическими вакуумными насосами.
4.4. Выводы
Основные выводы.
Список литературы


Коррозионное воздействие кислорода и диоксида углерода тесно взаимосвязано с действием других коррозионных факторов: величиной pH, солесодержанием, скоростью движения и температурой воды, видом корродирующего металла. В качестве основного средства противокоррозионной обработки добавочной питательной воды паровых котлов и подпиточной воды тепловых сетей применяется термическая деаэрация. Термической деаэрацией называется процесс удаления растворенных коррозионно-активных газов (в основном, кислорода и диоксида углерода С) из воды. Процесс деаэрации основан на том, что с повышением температуры воды (при неизменном давлении) парциальное давление водяных паров над жидкостью увеличивается, а парциальное давление растворенных в ней газов понижается, вследствие чего уменьшается и их растворимость. Деаэрация представляет собой сочетание процессов теплообмена (нафева деаэрируемой воды до температуры насыщения) и массообмена (удаления коррозионно-активных и инертных газов из деаэрируемой воды в паровую среду). Термическая деаэрация позволяет снизить содержание кислорода и свободной углекислоты в воде до нормативных величин, установленных Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей []. Система газ - жидкость является двухфазной (гетерогенной) дисперсной системой. Жидкая и газовая фазы отделены друг от друга поверхностью раздела. Перенос компонента путем диффузии из одной фазы в другую обусловлен разностью химических потенциалов этою компонента в разных фазах. Эти процессы относятся к стохастическим, вероятностным. Поскольку последовательные аналитические методы для описания таких процессов отсутствуют, получить их адекватное описание можно только экспериментальным путем []. В стационарных условиях при длительном соприкосновении фаз химические потенциалы компонента в разных фазах выравниваются, и между фазами устанавливается подвижное фазовое равновесие, при котором скорости процессов абсорбции (поглощения газа жидкостью) и десорбции (выделения газа из жидкости) равны. Равновесие гетерогенных систем и концентрация газа в растворе зависят от рода газа и жидкости, температуры, давления и состава газовой фазы. Поведение смеси газов над жидкостью описывается законом Дальтона. Закон Дальтона гласит, что общее давление газовой или парогазовой смеси Р0, Па, равно сумме парциальных давлений газов и паров, составляющих смесь р], р2, Ру* Па, и т. Л> = Р1+/? Кислород и диоксид углерода относятся к малорастворимым газам, поэтому их растворы в воде близки к идеальным, бесконечно разбавленным. Па; Л', - мольная доля этого газа в растворе; Кг - коэффициент Г енри (константа фазового равновесия), Па. Константа фазового равновесия, величина которой зависит от рода газа и жидкости, температуры, давления и состава газовой фазы, характеризует равновесное состояние системы газ - жидкость. Константа фазового равновесия есть отношение концентрации газа в газовой фазе к его концентрации в жидкой фазе. В табл. Генри для водных растворов некоторых газов [, ]. У,/Ур. С{=ар,/(,4ржР0), (1. С, - моляльная концентрация растворенного газа в воде, моль/кг, для разбавленных растворов практически равная молярной (моль/дм3); Р0 - атмосферное давление, Па; рж - плотность воды, кг/м3. Таблица 1. Водород . Акгг . Воілух . Оксид уі. Кислород . Метай ,7 4 . Двуокись углсродв 0. Хлор 0,2 0. Серо- водород 0. Значения коэффициента абсорбции для кислорода приведены в табл. Таблица 1. На зависимости растворимости газов в воде от температуры и давления основана работа термического деаэратора. Для удаления из воды газов необходимо создать в деаэраторе температуру и давление, при которых растворимость газов станет равной нулю. При подогреве обрабатываемой воды до температуры насыщения парциальное давление удаляемого газа над жидкостью и его растворимость в воде снижаются до нуля. Вследствие нарушения равновесия в системе и наличия положительной разности между' равновесным парциальным давлением удаляемого газа в воде и парциальным давлением его в паровой среде происходит выделение растворенных газов из деаэрируемой воды (физическая десорбция).