Qu'est-ce que Deaerator - Principe de fonctionnement et applications

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Les chaudières sont utilisées dans de nombreuses industries pour chauffer l'eau. Les applications de chaudières comprennent principalement le chauffage de l'eau, le chauffage central, la cuisine, l'assainissement et les systèmes de production d'électricité à base de chaudières. La partie essentielle de ce fonctionnement de la chaudière est l'eau d'alimentation. Cette eau est recyclée dans tout le système et n'est jamais exposée à l'atmosphère extérieure. Cette eau doit être traitée pour éviter la corrosion, l'entartrage de la surface intérieure de la chaudière. Pour surmonter cela, l'aération s'est avérée être un processus efficace pour éliminer l'oxygène et les autres gaz dissous de l'eau. Le désaérateur est le dispositif utilisé pour traiter l'eau d'alimentation avant de la déplacer dans la chaudière.

Qu'est-ce que Deaerator?

L'eau est un solvant universel qui contient de nombreux gaz dissous qui sont très corrosifs lorsqu'ils sont exposés aux composants des chaudières et des systèmes de chaudières. En plus de ces gaz dissous, l'eau contient également de nombreux minéraux dissous. Ainsi, lorsque l'eau est utilisée comme eau d'alimentation pour les chaudières, cela endommagera la chaudière.




Lorsque l'eau contenant de l'oxygène dissous est ajoutée dans la chaudière, la corrosion et la rouille se forment à un rythme accéléré. Le fer commence à se dissoudre au contact de l'eau formant de l'hydroxyde ferreux. Le dioxyde de carbone présent dans la vapeur s'écoule à travers tous les tuyaux de vapeur. Lorsque cette vapeur abandonne son énergie latente, ce qui donne de l'eau condensée, elle se combine avec le dioxyde de carbone libre et forme de l'acide carbonique.

Processus d'aération

L'acide carbonique dans les chaudières entraîne la corrosion des tuyaux et des unités de transfert de chaleur. Le dioxyde de carbone associé à l'oxygène entraîne 40% de corrosion en plus et la formation de tartre endommageant ainsi la chaudière. Le processus d'aération s'est avéré être la clé pour obtenir des systèmes de chaudières hautement efficaces et durables. C'est l'appareil dans lequel se déroule le processus d'aération. Il est utilisé pour éliminer l'oxygène, le dioxyde de carbone et les autres gaz dissous de l'eau avant de le déplacer dans le système de chaudière. Celles-ci sont essentielles dans les centrales thermiques, système de production d'énergie à vapeur , raffineries de pétrole, etc. L'eau d'alimentation est d'abord traitée dans le dégazeur puis transférée dans le système de chaudière.



Fonctions du désaérateur

L'une des propriétés de l'eau est sa tension superficielle, car elle contient un degré élevé de tension superficielle qui maintient toutes les choses ensemble. L'application d'un surfactant peut réduire la tension superficielle de l'eau. L'aération est le processus qui brise la tension superficielle de l'eau.

Cette fonction commence par la réduction de la tension superficielle de l'eau par pulvérisation ou filmage. Ensuite, la chaleur est appliquée à l'eau condensée. Après avoir appliqué de la chaleur, le processus d'agitation a lieu. Les gaz corrosifs séparés de l'eau sont libérés dans l'atmosphère par des évents.


Conception et composants

Le désaérateur nécessite des réglages de température élevée et de basse pression pour fonctionner correctement. Ils doivent avoir la capacité de retenir le condensat chaud revenant du système en plus de l'eau d'appoint froide. Un dégazeur doit être conçu mécaniquement pour éliminer l'oxygène de l'eau jusqu'à 7ppb et l'oxygène restant est éliminé chimiquement en utilisant les piégeurs d'oxygène tels que le sulfite de sodium et l'hydrazine.

La conception contient une entrée d'eau d'appoint pour laisser l'eau brute entrer dans le dégazeur. Une soupape de surpression et un disjoncteur de vide sont également présents pour régler la pression dans le système. Une entrée de condensat permet à la vapeur condensée d'entrer dans le système. Un évent de fonctionnement est pourvu d'une plaque à orifices pour libérer les gaz dans l'atmosphère. La vapeur passe dans le dégazeur par l'entrée de vapeur.

Un dégazeur fonctionnant avec une pression de 0,5 bar ou 7 psi nécessite une température de 217 degrés Fahrenheit. Les valeurs de température et de pression peuvent varier en fonction de la conception.

Principe de fonctionnement

L'objectif principal ici est d'éliminer les gaz dissous. L'application de chaleur est la bonne façon d'éliminer les gaz dissous de l'eau. L'oxygène entre en contact avec l'eau provenant de l'atmosphère externe ou des fuites dans la tuyauterie. L'acide carbonique se forme à l'intérieur de la chaudière lorsque l'eau est chauffée. Pour des niveaux de dioxyde de carbone sans corrosion dans l'eau, sa valeur de pH doit être maintenue à plus de 8,5 pH.

Élimination de l'oxygène et du dioxyde de carbone

La solubilité des gaz dissous présents dans l'eau diminue avec l'augmentation de la température de l'eau. Cela signifie que plus d'oxygène et de dioxyde de carbone seront libérés de l'eau avec une augmentation de la température. Nous devons donc augmenter la température de l'eau à une valeur proche de la température de saturation de l'eau. En chauffant l'eau en dessous du point d'ébullition, l'état liquide de l'eau est maintenu.

L'eau d'appoint est pulvérisée dans le carénage de pulvérisation via une buse de pulvérisation. En même temps, de la vapeur y est également libérée. La pulvérisation d'eau augmente la surface de contact de l'eau avec la vapeur. Cela conduit à un taux de transfert de chaleur plus rapide. Ainsi, l'eau se réchauffe rapidement et de nombreux gaz non condensables sont libérés rapidement. Ces gaz non condensables traversent l'évent.

Élimination des gaz non condensables

L'eau chauffée par la vapeur est collectée dans la section de préchauffage du dégazeur. Une fois que le niveau d'eau atteint le niveau de fonctionnement du réservoir, la vapeur passe à travers un tuyau de vapeur dans cette section. Cette vapeur bouillonne à travers l'eau, chauffant ainsi l'eau et libérant les gaz non condensables. Ces gaz sont ensuite libérés dans l'atmosphère par les évents.

Types de désaérateur

La conception du désaérateur diffère d'un fabricant à l'autre. Il existe trois types populaires de dégazeurs comme le type thermique, le type à disque rotatif sous vide et le type à ultrasons. Le type à disque rotatif sous vide est utilisé pour les produits de faible à haute viscosité tandis que le type à ultrasons est utilisé avec des produits très visqueux.

Sur la base de leur conception, les dégazeurs thermiques sont classés en deux types, comme le dégazeur de type spray et le dégazeur de type cascade. Le dégazeur de type à pulvérisation se compose d'un cylindre vertical ou horizontal qui sert à la fois de section de dégazage et de section de stockage. Dans le dégazeur de type cascade, la section du dégazeur est séparée de la section de stockage. Ici, une section de dégazeur condamné verticale ou horizontale est placée au-dessus d'un récipient de cylindre de stockage horizontal. Ce dégazeur est également connu sous le nom de dégazeur de type Spray & tray.

Désaérateur de type spray

Ce dégazeur contient une section de préchauffage notée E, section de dégazage notée F séparée par un déflecteur noté C. La vapeur basse pression est introduite dans le système à travers le sparger présent au fond de la cuve. Pour faciliter le strippage des gaz dissous dans la section de désaération, l'eau est préchauffée dans la section E par le courant. L'eau est ensuite désaérée dans la section F. Les gaz libérés sont libérés dans l'atmosphère par l'évent. Cette eau est ensuite pompée dans les chaudières génératrices de vapeur à l'aide d'une pompe au fond de la cuve.

Désaérateur de type cascade

Dans ce dégazeur, une section verticale de désaération de ruine est montée au-dessus d'une section horizontale de stockage d'eau d'alimentation. La section de désaération contient des plateaux perforés. L'eau entre dans cette section par les vannes de pulvérisation présentes au-dessus de ces plateaux et se déplace vers le bas. L'eau passe des plateaux dans la cuve de stockage. De la vapeur préchauffée est appliquée à l'eau de la canalisation perforée présente dans la section inférieure. Cette vapeur chauffe l'eau et les gaz séparés s'écoulent vers le haut. Ceux-ci sont libérés par la vanne présente sur la section du dégazeur.

Désaérateur de type cascade

Désaérateur de type cascade

Avantages et inconvénients

Il existe de nombreux avantages et inconvénients associés aux différents types de dégazeurs.

Comparé aux autres types de même capacité, le dégazeur par pulvérisation est peu coûteux et moins lourd. Ce dégazeur nécessite également moins d'espace libre. Sa capacité varie de 7000 à 280000 livres par heure.

Les inconvénients du dégazeur par pulvérisation sont sa grande quantité de composants mécaniques mobiles qui peuvent nécessiter plus de maintenance mécanique. Cela augmente le coût de fonctionnement de routine et la fiabilité du dégazeur. Dans ce dégazeur, l'aération se fait en deux étapes. Ici, dans la zone de la tête de pulvérisation, environ 90 pour cent de l'aération est effectuée tandis que les 10 pour cent restants sont effectués dans la zone de lavage ou de buse à ressort. Des alignements manqués critiques sur la buse à vapeur affecteront la fiabilité de ce type de dégazeur. Cela a également des retours haute pression limités par rapport aux autres types.

Les avantages du type de dégazeur en cascade sont sa fiabilité élevée, ses rendements HP plus élevés, sa cohérence DA élevée et sa capacité élevée. Les inconvénients de ce dégazeur sont sa faible hauteur libre, son poids élevé et son prix élevé par rapport au dégazeur de type spray.

Applications

Certaines des applications des dégazeurs sont les suivantes:

  • Ceux-ci sont utilisés pour les chaudières qui fonctionnent à une capacité de 75 livres ou plus.
  • Installations sans capacité de veille.
  • Chaudières à charges critiques.
  • Plantes fonctionnant avec 25% de maquillage ou plus.
  • Centrales thermiques.
  • Ceux-ci peuvent également éliminer divers gaz dissous de produits tels que les aliments, les produits de soins personnels, les cosmétiques, les produits chimiques, etc.
  • Les désaérateurs sont utilisés dans les produits pharmaceutiques pour augmenter la précision de dosage dans le processus de remplissage.
  • Ceux-ci sont également utilisés avec des produits pour augmenter leur stabilité de conservation, pour éviter la décoloration des produits, etc.

Le désaérateur est généralement utilisé avec les chaudières dans l'industrie des procédés chimiques ou dans l'industrie de la production d'énergie. L'utilisation d'un dégazeur avant d'introduire de l'eau dans la chaudière augmente considérablement l'efficacité et la fiabilité des chaudières. La corrosion causée à la chaudière peut être fortement réduite. La température de la vapeur préchauffée utilisée dans le dégazeur doit également être contrôlée. Pour chaque augmentation de 10 degrés de la température de l'eau d'alimentation, une augmentation de 1% du gain peut être observée. La quantité d'acide carbonique formée dans le dégazeur dépend également du nombre de bicarbonates présents dans l'eau. Quelles sont les valeurs de température et de pression de fonctionnement pour un dégazeur?

FAQ

1). Pourquoi Deaerator est placé en hauteur?

Le désaérateur est placé à une certaine hauteur pour maintenir la pression optimale avant l'aspiration.

2). Pourquoi les désaérateurs sont-ils utilisés dans les chaudières?

L'eau contient de nombreux gaz dissous corrosifs. Lorsque cette eau est directement fournie aux chaudières, elle provoque une forte corrosion et la rouille des composants métalliques de la chaudière. Cela endommage les chaudières, ce qui diminue leur fiabilité. Pour éviter que ce dégazeur soit utilisé dans les chaudières, pour éliminer ces gaz non conducteurs présents dans l'eau.

3). Le Deaerator est-il un appareil sous pression?

Oui, c'est un appareil sous pression. Ceux-ci sont disponibles sur le marché dans différentes pressions nominales.

4). Qu'est-ce que l'ancrage Deaerator?

Lors de plusieurs événements de démarrage, la pression du dégazeur baisse. Pour stabiliser les fluctuations de pression pendant les conditions de démarrage / d'accélération / de descente, le système d'ancrage est maintenu en secours. Cela maintient la pression du dégazeur au-dessus de 3PSIG.

5). Comment est-il utilisé pour éliminer l'oxygène?

L'oxygène se dissout dans l'eau soit lors du contact avec l'environnement externe, soit par les fuites dans le système de tuyauterie. La solubilité de l'oxygène diminue avec l'augmentation de la température. Ainsi, pour éliminer l'oxygène de l'eau, la température de l'eau est augmentée dans la section du dégazeur. Cet oxygène séparé est ensuite évacué par les évents présents sur le dessus.