Дегазиране и премахване на рецепта за тиня за нормална работа

Дегазация и отстраняване на утайката - рецепта за нормална работа

Ph.D. SA Федоров, директор, OOO "Терма-SET", Москва

Списание за топлоснабдяване № 12, 2006, ntsn.ru

Ефективността на системите за захранване с топлина и вода след пускане в експлоатация се определя от качеството на водата, подкрепата за необходимите параметри на работа и навременността на обслужващите операции.

Най-големите проблеми при експлоатацията по правило са свързани с качеството на водата и наличието на газове в системата. Кавитация, образуването на въздушни задръствания, корозия и появата на натрупвания могат бързо да заблудят дори най-модерните устройства.

Трудно е обаче да се разпознаят тези проблеми, особено в началния етап. Повечето потребители нямат представа за състава на водата на входа и за промените в процеса на работа. Освен това последиците от нарушенията стават видими само след известно време. Проблемът се усложнява от факта, че концентрацията на газове в системата е трудно да се определи, защото след вземане на проби състав газ във вода избрани за анализ варира и за извеждане недостатъчност система достатъчно малки вътрешни стандарти за обема на въздуха.

Търсенето на причини, като правило, започва след появата на индиректни признаци - намаляване на налягането и температурата, появата на ръждясала вода, бълбукане на звуци, изтичане и т.н. Въпреки това, в повечето случаи е достатъчно да се следват прости правила при проектиране и работа, за да се избегнат много проблеми. По-долу са изброени най-важните, от наша гледна точка, за тях.

1. Във всяка точка на системата трябва да се поддържа достатъчно високо налягане, за да се елиминира кавитацията и възможността за засмукване на атмосферния въздух. В този случай, дори ако системата е под налягане, газът няма да влезе. Необходимо е да се вземе под внимание взаимното разположение на циркулационните помпи и резервоари за разширение (или повишаване на помпите). Необходимо е да се осигури свръхналягане във въздухопровода. При отрицателно налягане, повечето от тези устройства позволиха навлизането на въздух.

2. Системата трябва да е полупрозрачна за газове, осигуряваща обезгазяване и плътност, т.е. не оставяйте въздуха вътре. Тук е важно наличието, местоположението и техническото състояние на вентилационните отвори, обезвъздушаването и разширителния резервоар или системи за подпомагане на налягането. В някои съдове под налягане процент дифузия на газове през мембраната на въздушните възглавници във водата е толкова голямо, че след шест месеца - година на газови възглавници практически изчезва, а налягането на резервоара вече не гладка. В този случай, при всеки цикъл на компресия-разширение, прясна вода се изпомпва през устройството за преработка или системата се оттича чрез клапата за максимален натиск.

3. Голямо количество газ може да се достави с вода за допълване в разтворено състояние. Затова в затворени системи е необходимо да се контролира количеството на входящата прясна вода. Повишените потоци могат да показват изтичане или мембранен резервоар с лошо качество (виж по-горе).

4. Необходимо е да се обърне внимание на приложимостта или съвместимостта на материалите в една система или устройство. Използване на метали без подходяща антикорозионна защита. Комбинацията от метали, образуващи галванична двойка (например медно желязо), води до интензивна електролитна корозия. Използването на пластмаса с висок дифузионен коефициент за газове ще доведе до корозия на металните компоненти на системата.

5. Тъй като степента на корозия е силно зависима от температурата, е важно да се спазва желаният температурен режим. За системи за топла вода с голямо количество вода за допълване и висока концентрация на газове, оптималният диапазон е 50-60 ° C.

6. Необходимо е да се осигури отстраняването на механичните примеси. Наличието на механични частици във вода може да причини:

q повреда на помпи, радиаторни вентили или друго оборудване;

• Корозия при утаени груби частици или слой суспензия.

Горните рецепти не решават всички проблеми, но те могат да помогнат в много случаи.

Правилно проектираната и сглобена система като правило отстранява по-голямата част от въздуха в продължение на няколко дни след стартирането и осигурява ниски концентрации на въздух вътре в процеса на работа. Устройствата за отстраняване на газове са задължителни в съвременните системи за отопление и водоснабдяване. Само внимателното отстраняване на въздуха по време на пълненето и ефективното обезгазяване по време на работа може да осигури надеждна и продължителна работа на системата. Това важи особено за сложни разклонени системи, системи с охлаждане на тавана и подово отопление. Най-често срещаните дегазиращи устройства са вентилационните отвори, сепараторите и обезвъздушителите. По-долу ще разгледаме използването на вентилационни отвори и сепаратори.

Газове в системата

Всяка система съдържа в себе си смес от топлоносител и газ, която попада както в пълненето на системата, така и в процеса на работа с вода за пречистване, през мембраните на резервоарите за разширение, пластмасата или арматурата.

Газовете могат да бъдат във вода под формата на въздушни кухини, мехурчета и микромехурчета и в разтворено състояние. По време на пълненето на системата газовете се събират в горните зони, като водата се премества. Ако отстраняването на въздуха не е правилно организирано, има оформени въздушни щепсели (фиг.1).

Концентрацията на разтворения във вода газ в равновесие се определя от закона на Хенри и зависи от температурата и налягането на газа на повърхността на течността. С намаляване на налягането или повишаване на температурата, газът напуска течността под формата на мехурчета. С увеличаването на налягането или намаляването на температурата, газът се разтваря в течността. Тъй като водата циркулира вътре в системата, поемайки път към зони с различно налягане и температура, въздухът в нея може да премине от разтвореното състояние в мехурче и обратно. Везикулите се носят в охлаждащия поток. В повечето случаи турбулентният поток е достатъчно силен и практически не позволява на мехурчетата да се плуват (фиг.2). Микробръблите са практически невидими за окото поотделно и се появяват масово в млечна смес. Везикулите са склонни да се прилепват и да се интегрират помежду си на твърда повърхност.

Въздуховоди

За ефективно използване на вентилационните отвори е необходимо да се има предвид, че тези устройства са предназначени предимно за обезвъздушаване на въздуха, когато системата е запълнена с вода и за отстраняване на акумулиращите въздушни кухини и запушалки по време на работа. Те не са предназначени за отвеждане на въздуха от водния поток (вижте по-долу раздел "Оптимална инсталация") и се намират в горните точки на системата, на места с локална надморска височина и на радиатори.

Вентилационните отвори заедно с резервоарите за разширение са най-уязвимите елементи. При сложни системи с голям брой вентилационни отвори, инсталирани в райони, които трудно се поддържат и проверяват, е трудно да се оцени качеството на тяхната работа.

Най-простият елемент за отстраняване на въздуха е ръчният вентилатор, който се отваря и затваря ръчно. Ниската цена (а понякога и качеството) често не компенсира трудолюбието на услугата, особено когато се намира в най-високите точки на системата. Тези въздушни изходи са доста слабо защитени от запушване от замърсявания и механични частици. Не се отстраняват във времето въздушните кухини могат да се абсорбират отново от вода при промяна на режима на работа на системата, като допълнително стимулират корозията.

Автоматичните елиминиращи въздушни помпи отстраняват въздушните задръствания и мехурчета, както се появяват в автоматичния режим. Големите въздушни задръствания могат да блокират циркулацията в системата. Такива ситуации са невъзможни при използването на автоматични вентилационни отвори, монтирани в точките на възможно натрупване на въздух. Отворите за въздух от този тип осигуряват по-добро уплътнение и са защитени от мръсотия.

На фиг. Фигура 3 показва конструкцията на автоматични деаератори на въздухоплавателни средства с поплавък (тук са дадени характеристиките на вентилационните отвори и сепараторите на един от западните производители - бележка под линия). При формирането и растежа на възглавницата въздух в горната част на изпускателната камера 6, поплавъка 7. верига свързан с лоста на вентила 2 започва да се спуска. Вентилът се отваря и изпуска въздух през Т-отвора 1 на изхода 4. Поплавъкът се издига и вентилът се затваря. Специалният дизайн не гарантира изтичане. Ако това се случи, отвиване на винта от слота с флуоресцентно покритие 3 и въртеливо движение в тръбата 1. Потокът може да бъде заключена, за да реши проблема. Цветният винт на винта ще бъде сигнал за неработещ режим на въздухопровода. Т-образният въздушен изход 1 не може да бъде блокиран от конденз, който се оттича през долния канал. Механизмът с прецизен клапан 2 с дълъг лост и надеждна защита позволяват плавно регулиране на скоростта на освобождаване на въздуха. Голямата конусообразна камера 6 намалява колебанията в поплавъка, когато въздушните мехурчета се счупят. Максималният възможен диаметър на основата на камерата 10 улеснява загубата на утайка от зоната на турбулентност. Плоча 8 с три дупки намалява турбуленцията в горната зона. Специалният дизайн на поплавъка 7 с гъвкаво окачване е стабилен и оптимален за преминаване на мехурчета нагоре. Големият диаметър на входа 9 намалява риска от капилярно блокиране от пикочния мехур (препоръчва се минимален диаметър?). Броячът 5 предотвратява навлизането на мръсотия в клапанния механизъм.

Сепаратори на въздух и утайки

Повече от 30 години от началото на промишленото производство, сепараторите за въздух и утайки се превърнаха в стандартен елемент в котелните и отоплителните мрежи. Сепараторите осигуряват премахването на микромехурчета от въздух и утайки от водния поток. Сепараторите не изискват консумативи, енергия и сервиз, работят в продължение на няколко десетилетия, имат прост и надежден дизайн без движещи се части.

Универсалният сепаратор е метален цилиндър с вентилационен отвор в горната част, вентила за изхвърляне на кашата на дъното и неподвижен механичен отделящ елемент вътре. Елемент в сепаратора осигурява следните транспортни микромехурчета нагоре и утаяване на неразтворимите частици в долната част на потока на водата, преминаваща през сепаратора. Сепараторите на различни фирми по правило се различават в различните типове разделителни елементи. Във въпросните сепаратори като елемент (фиг.4) се използва спирала с венчелистчета с профилна повърхност от неръждаема стомана, монтирана вертикално по оста на сепаратора.

Проектирането на сепаратори от този тип предвижда:

• Намаляване на скоростта на потока на водата и създаване на зони за почивка, като по този начин се създава възможност въздушните мехурчета да се издигнат нагоре и утаяване на частиците от каша под действието на гравитацията надолу.

- центробежен ефект - частиците на утайката се притискат към външната стена на сепаратора и се утаяват до дъното, микробръблата се концентрират в центъра и се издигат по централния канал.

q абсорбция на микромехурчета на повърхността на голяма площ, съединяването им и повдигане нагоре.

q малък и непроменен спад на налягането (от порядъка на 0,02 бара).

Автоматичният въздушен сепаратор на сепаратора отделя въздуха, който се акумулира в горната част, а периодичното отстраняване на утайката се извършва ръчно с помощта на сферичен клапан в долната част на сепаратора. И в двата случая системата не е под налягане. Когато системата първоначално е запълнена с вода, големи въздушни мехурчета се отстраняват бързо чрез специален клапан в корпуса на вентилационния отвор. Сепараторът е инсталиран вертикално. На фиг. Фигура 5 показва зависимостта на съдържанието на въздух във водата по време на работа на най-ефективното устройство, съгласно Техническия институт по енергетика в Дрезден (Германия) в тестваната система.

Съгласно функциите, има три типа сепаратори (Фигура 6).

1. Въздушните сепаратори осигуряват отстраняването на микромехурчета от течността - инсталирани в точките на системата с максимална температура и минимално налягане.

2. Сепаратите за утайки осигуряват отстраняването на неразтворимите частици (утайка) от инсталираните течности в началото на циркулационната верига или пред устройствата, които трябва да бъдат защитени от суспензията.

3. Комбинираните сепаратори за въздух и утайки осигуряват едновременно отстраняване на въздуха и утайката (отстраняването на въздуха има предимство пред функцията за отстраняване на утайките).

Основният параметър при избора на стандартния размер е количеството на потока през сепаратора. Например, ефективно поточно третиране от 30 m 3 / h се осигурява от DN 100 mm сепаратор (при скорост на потока 1 m / s). С увеличаване на скоростта на потока и същия обем на потока, условният диаметър на сепаратора трябва да се увеличи.

Ефектът от дълбоко почистване и обезгазяване се постига благодарение на повторното преминаване на течността през сепаратора по време на циркулацията. По този начин сепараторите изискват циркулационна схема за превключване, за разлика от един пропуск в случай на използване на механични филтри. С помощта на сепаратори е възможно да се постигне почти пълно отстраняване на утайката с размер на частиците до 10 цт. Хидравличното им съпротивление по време на работа е близо до нула и практически не се променя.

Ефектът от използването на сепаратори за обезгазяване на системата зависи от компетентния избор на мястото на инсталацията.

Оптимални инсталационни схеми

За оптимална производителност, обезвъздушител и сепаратори като обезгазяване устройства трябва да се забравя, че вентилационните отвори са предназначени за отстраняване на въздушните мехурчета и агрегиране и сепаратори присъединителни капан микромехурчета директно от потока и се отстранява от системата, т.е. произвеждат активно обезгазяване на системата.

На фиг. 7 показва скорости на дегазиране от потока по време на монтажа на въздушни изходи в различни зони на системата в сравнение със сепаратора. Разположението на устройствата е показано на фиг. 8.

От данните на фиг. 7, че степента на обезгазяване на сепаратора е по-висока от скоростта на дегазиране на въздухопровода в различни позиции. Въздух вентилацията трябва да се монтира на места, където въздухът може да се натрупва в горните точки (Фигура 9). Но те не могат напълно да разрешат проблема с дегазирането, особено в случая на сложна геометрия на системата.

Тъй като сепараторите отстраняват въздуха, разположен само в състояние на микробръбчета и от въздушните кухини, за обезгазяване на системата, те трябва да бъдат инсталирани в областите, където е възможно образуването на микробръбчета.

Тъй като налягането и температурата в различните точки на системата са различни, е необходимо първо да се определят областите, където могат да се образуват мехурчета, обикновено местата с най-висока температура и минимално налягане. В тези точки микробрубките могат да се генерират естествено. Само в тези райони сепараторите могат ефективно да отделят газовете. По този начин ефективността на използването на сепаратори на микробръбчета се увеличава с намаление на статичната височина и повишаване на температурата в точките на тяхното разполагане. Ако налягането надвиши прага и въздухът не попадне във формата на микробръбчета дори при повишаване на температурата, използването на сепаратори за обезгазяване в тези зони е неефективно.

Въздушните сепаратори се препоръчват да се монтират след нагряване на елементи (напр. Котли) в отоплителни системи или в отопляем обрат на потока в охладителните системи в най-високите точки.

При инсталиране на въздушни сепаратори е желателно статичното налягане в инсталационната зона да не превишава стойностите, посочени в таблицата при тази температура.

Когато въздушният сепаратор е инсталиран в оптималната точка, след известно време след започване на работа, концентрацията на микромехурчета в дадена точка теоретично тенденция е нула (Фигура 7). В същото време водата в останалите части на системата става ненаситена и абсорбира въздух в зоните, където е или се появява в свободно състояние, например от контакти. Когато циркулира, когато тази част от водата навлезе в зоната за разделяне на сепаратора, новите микромехурчета отново се отстраняват от сепаратора. По този начин с помощта на един въздушен сепаратор, монтиран в оптималното положение, е възможно да се отстранят въздушните кухини от цялата верига и да се извърши дегазирането й. Крайната концентрация на газовете ще бъде равна на стойността на равновесната концентрация в точката на монтиране на сепаратора при дадена температура и налягане.

Сепаратори на утайки обикновено се монтират пред устройството, което трябва да бъде защитено от мръсотия или в началото на циркулационната верига (Фигура 10, сепаратор отляво на котела).

При достатъчна скорост на циркулация (но не по-висока от оптималната за разделяне), когато повечето от неразтворимите частици се транспортират в потока, може да се постигне почти пълно пречистване от цялата утайка на системата.

Сепараторите на този дизайн позволяват да се използват или за отстраняване на утайката, или чрез смяна на вентилацията и сферичния вентил за обезгазяване.

Сепаратори с магнитни капани

Сепараторите с магнитни капани (Фигура 11) улавят неразтворимите примеси от желязо във вода много по-ефективно от конвенционалните сепаратори. Пръчка с мощен магнит се вкарва от дъното в ръкава на сепаратора отдолу и се отстранява преди да се измие утайката, без да се повреди системата. Магнитният прът е отделен от стените на ръкава от водата и не изисква почистване или защита от корозия. Втулката е направена от немагнитен материал, така че магнетитът се утаява и след това кашата се измива през клапана. За ефективно измиване клапанът е изместен от центъра (създаване на вихров ефект).

Вместо да приключи

Гамата от модели, произведени сепаратор позволява използването им за малки обекти, като къщи, както и за защита на обекти на властта от няколко мегавата, а количеството на потока на няколко стотин кубически метра на час, например, големи котли и инсталации за третиране на вода. На фиг. 12 показва примери за инсталиране на сепаратори.

В системите за гореща вода, като правило, трябва да се използват допълнителни системи за защита от корозия. Използването на сепаратори за обезгази (в горната част на системата) и утайката (долу пред циркулационни помпи или топлообменници) ви позволява просто и сигурно да се отървете от фистули, ръждясал вода, както и други проблеми.

1. Направете го в кленене и митлер Wasserheiznetzen. Технически университет Дрезден, Институт по енергетика, координатор Шлосбирхт, AiF Forschungsthema Nr. 11103 В, ноември 1998.

2. Vermeidung von Schaden в Warmwasserheizungsanlagen, wasserseitige Korrosion. VDI 2035 Бл. 2, Beuth Verlag GmbH, септември 1998.

3. Модерно хидравлично отопление за жилищни и леки търговски сгради / от Джон Siegentaler, 1995.