RU2738576C2 - Vacuum deaeration plant (versions) - Google Patents

Abstract

FIELD: heat exchange.

SUBSTANCE: invention relates to devices for removing dissolved gases from a liquid and can be used in energetics for water deaeration. Proposed plant comprises film column with heat-mass exchange section, jet ejector, separator and two pumps. One part of deaerated water is supplied by the pump as a working medium into the ejector, and the other one is supplied to the upper part of the column. Deaerated water drains over inner surfaces of pipes heated with heated deaerated water. Note here that dissolved gases are stripped and fall into column top part in form of evaporation. Lower part of the column is heated by means of acute steam. Deaerated heated water from the lower part of the column is supplied by the pump to the consumer after cooling in the heat-mass exchange section. Vapour is extracted by ejector, from which gas-liquid mixture is fed into separator, where it is divided into non-condensed gases discharged into atmosphere and water, which is directed to deaeration into the column. In operation of the second version of the device, the gas-liquid mixture is fed into the separator by a multiphase pump.

EFFECT: reduction of metal consumption and a decrease in the heating medium flow.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для удаления растворенных газов из жидкости и может быть использовано в энергетике для деаэрации воды.The invention relates to a device for removing dissolved gases from a liquid and can be used in power engineering for water deaeration.

Известны и широко используются деаэраторы струйного, струйно-барботажного и вакуумного типа (И.И. Оликер. Термическая деаэрация воды в отопительно-производственных котельных и тепловых сетях. Изд-во литературы по строительству. Ленинград. 1972, 119 с).Known and widely used deaerators of jet, jet-bubbling and vacuum type (II Oliker. Thermal deaeration of water in heating-industrial boiler houses and heating networks. Publishing house of literature on construction. Leningrad. 1972, 119 p.).

Недостатками известных деаэраторов являются большой удельный расход выпара, малая глубина регулирования производительности и большая металлоемкость.The disadvantages of the known deaerators are a large specific consumption of vapor, a small depth of capacity control and a large metal consumption.

Наиболее близка к предложенному изобретению является деаэрационная установка [RU 2400432, опубл. 27.09.2010, МПК C02F 1/20], которая включает бак-аккумулятор деаэрированной воды, центробежно-вихревой и капельный деаэраторы, поверхностный охладитель выпара, охладитель деаэрированной воды, вакуумсоздающее устройство, трубопроводы (линии) подачи греющего пара и деаэрируемой воды, отвода неконденсируемых газов и деаэрированной воды.Closest to the proposed invention is a deaeration unit [RU 2400432, publ. 09/27/2010, IPC C02F 1/20], which includes a deaerated water storage tank, centrifugal vortex and drop deaerators, a surface vapor cooler, a deaerated water cooler, a vacuum creating device, pipelines (lines) for supplying heating steam and deaerated water, removing non-condensable gases and deaerated water.

Недостатками данной установки являются высокая металлоемкость из-за использования большого количества оборудования и повышенный расход греющей среды из-за малого количества ступеней деаэрации (две).The disadvantages of this installation are the high metal consumption due to the use of a large number of equipment and the increased consumption of the heating medium due to the small number of deaeration stages (two).

Задачей предлагаемого изобретения является снижение металлоемкости установки и уменьшение расхода греющей среды.The objective of the present invention is to reduce the metal consumption of the installation and to reduce the consumption of the heating medium.

Технический результат - упрощение установки и снижение расхода греющего пара за счет оснащения вакуумной пленочной колонной с рекуперативной тепломассообменной секцией, что позволяется увеличить число единиц массопереноса до необходимого для достижения заданной степени деаэрации и обеспечить интенсивный массообмен при десорбции неконденсируемых газов, а также уменьшить количество оборудования.The technical result is to simplify the installation and reduce the consumption of heating steam by equipping a vacuum film column with a recuperative heat and mass transfer section, which makes it possible to increase the number of mass transfer units to the required one to achieve a given degree of deaeration and to ensure intensive mass transfer during desorption of non-condensable gases, as well as to reduce the amount of equipment.

Предложено два варианта установки.Two installation options are offered.

В первом варианте технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, оснащенной линиями подачи греющего пара и деаэрируемой воды, вывода неконденсируемых газов и деаэрированной воды, включающей деаэратор, охладитель деаэрированной воды, охладитель выпара и вакуумсоздающее устройство, особенностью является то, что в качестве деаэратора и охладителя деаэрированной воды установлена вакуумная пленочная колонна с тепломассообменной секцией, соединенной с низом колонны линией подачи нагретой деаэрированной воды с насосом и оснащенной линией вывода деаэрированной воды, при этом нижняя часть колонны оснащена линией подачи греющего пара, а в качестве охладителя выпара и вакуумсоздающего устройства установлен струйный эжектор с линией подачи части деаэрируемой воды в качестве рабочего тела, на которой установлен насос, и линией вывода водогазовой смеси, на которой установлен сепаратор с линиями вывода неконденсируемых газов и подачи воды в колонну.In the first version, the technical result is achieved by the fact that in the proposed installation, equipped with lines for supplying heating steam and deaerated water, removing non-condensable gases and deaerated water, including a deaerator, a deaerated water cooler, a vapor cooler and a vacuum creating device, the feature is that as a deaerator and a deaerated water cooler, a vacuum film column with a heat and mass transfer section is installed, connected to the bottom of the column by a heated deaerated water supply line with a pump and equipped with a deaerated water outlet line, while the lower part of the column is equipped with a heating steam supply line, and installed as a vapor cooler and a vacuum creating device a jet ejector with a line for supplying a part of deaerated water as a working fluid, on which a pump is installed, and a line for outputting a water-gas mixture, on which a separator is installed with lines for removing non-condensable gases and supplying water to the column.

Второй вариант отличается тем, что взамен насоса подачи части нагретой деаэрированной воды установка оборудована мультифазным насосом, установленным на линии вывода водогазовой смеси.The second option differs in that instead of the pump for supplying part of the heated deaerated water, the unit is equipped with a multiphase pump installed on the water-gas mixture outlet line.

Тепломассообменная секция может быть выполнена в виде трубчатого устройства, обогреваемого за счет подачи нагретой деаэрированной воды в межтрубное пространство. Эжектор может быть размещен снаружи колонны и при этом соединен с колонной линией подачи выпара, а также, для снижения гидравлического сопротивления по газовому тракту и увеличения глубины вакуума, может быть установлен внутри колонны. Остальные узлы и агрегаты установки могут быть выполнены в виде любых устройств соответствующего назначения, известных из уровня техники.The heat and mass transfer section can be made in the form of a tubular device heated by supplying heated deaerated water to the annular space. The ejector can be placed outside the column and at the same time connected to the column with a vapor supply line, and also, to reduce the hydraulic resistance along the gas path and increase the vacuum depth, can be installed inside the column. The rest of the units and assemblies of the installation can be made in the form of any devices for the corresponding purpose known from the prior art.

Установка вакуумной пленочной колонны с тепломассообменными секциями и эжектора с линией подачи части деаэрируемой воды в качестве рабочего тела позволяет провести деаэрацию воды в одном аппарате и исключить из состава устройства бак-аккумулятор деаэрированной воды, центробежно-вихревой и капельный деаэраторы, поверхностный охладитель выпара и охладитель деаэрированной воды, за счет чего снизить металлоемкость устройства, а также уменьшить расход греющей среды путем рекуперации тепла нагретой деаэрированной воды и благодаря проведению массообмена в пленочном режиме, что обеспечивает большое количество единиц массопереноса по высоте колонны и позволяет снизить температуру деаэрации.Installation of a vacuum film column with heat and mass transfer sections and an ejector with a supply line of a part of the deaerated water as a working fluid allows deaeration of water in one apparatus and excludes from the device a deaerated water storage tank, centrifugal vortex and drip deaerators, a surface evaporated cooler and a deaerated cooler water, thereby reducing the metal consumption of the device, as well as reducing the consumption of the heating medium by recuperating the heat of heated deaerated water and by carrying out mass transfer in the film mode, which provides a large number of mass transfer units along the column height and reduces the deaeration temperature.

Предлагаемая установка в первом варианте (фиг. 1) включает пленочную колонну 1 с тепломассообменной секцией, струйный эжектор 2 (условно показано его расположение внутри колонны 1), сепаратор 3, насосы 4 и 5. Второй вариант (фиг. 2) отличается установкой мультифазного насоса 6 взамен насоса 4.The proposed installation in the first version (Fig. 1) includes a film column 1 with a heat and mass transfer section, a jet ejector 2 (its location inside the column 1 is conventionally shown), a separator 3, pumps 4 and 5. The second version (Fig. 2) is distinguished by the installation of a multiphase pump 6 instead of pump 4.

При работе первого варианта установки одну часть деаэрируемой воды, подаваемой по линии 7, с помощью насоса 4 направляют в качестве рабочего тела в эжектор 2, а другую по линии 8 подают в верхнюю часть колонны 1. Деаэрируемая вода стекает по внутренним поверхностям труб, обогреваемых нагретой деаэрированной водой, подаваемой/выводимой по линии 9, при этом растворенные газы отпариваются и в виде выпара попадают в верхнюю часть колонны 1. Нижнюю часть колонны обогревают острым паром, подаваемым по линии 10. Деаэрированную нагретую воду из нижней части колонны 1 насосом 5 подают потребителю по линии 9 после охлаждения в тепломассообменной секции, а выпар отсасывают эжектором 2, из которого газожидкостную смесь по линии 11 подают в сепаратор 3, где разделяют на неконденсируемые газы, выводимые в атмосферу по линии 12, и воду, которую направляют на деаэрацию в колонну 1 по линии 13. При работе второго варианта устройства газожидкостную смесь по линии 11 подают в сепаратор 3 мультифазным насосом 6.During the operation of the first version of the installation, one part of the deaerated water supplied through line 7 is directed with the help of pump 4 as a working fluid into the ejector 2, and the other part through line 8 is fed to the upper part of the column 1. The deaerated water flows down the inner surfaces of the pipes heated by the heated deaerated water supplied / removed through line 9, while the dissolved gases are stripped off and in the form of a vapor fall into the upper part of the column 1. The lower part of the column is heated with live steam supplied through line 10. Deaerated heated water from the lower part of the column 1 is supplied to the consumer by pump 5 through line 9 after cooling in the heat and mass transfer section, and the vapor is sucked off by the ejector 2, from which the gas-liquid mixture is fed through the line 11 to the separator 3, where it is separated into non-condensable gases discharged into the atmosphere through the line 12, and water, which is sent for deaeration to the column 1 through line 13. When the second version of the device is operating, the gas-liquid mixture is fed through line 11 to the separator 3 by multiphase pump wasp 6.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает снижение металлоемкости, снижение расхода греющей среды и может быть использовано в промышленности.Thus, the proposed invention provides a decrease in metal consumption, a decrease in the consumption of the heating medium and can be used in industry.

Claims (2)

1. Вакуумная деаэрационная установка, оснащенная линиями подачи греющего пара и деаэрируемой воды, вывода неконденсируемых газов и деаэрированной воды, включающая деаэратор, охладитель деаэрированной воды, охладитель выпара и вакуумсоздающее устройство, отличающаяся тем, что в качестве деаэратора и охладителя деаэрированной воды установлена вакуумная пленочная колонна с тепломассообменной секцией, соединенной с низом колонны линией подачи нагретой деаэрированной воды с насосом и оснащенной линией вывода деаэрированной воды, при этом нижняя часть колонны оснащена линией подачи греющего пара, а в качестве охладителя выпара и вакуумсоздающего устройства установлен струйный эжектор с линией подачи части деаэрируемой воды в качестве рабочего тела, на которой установлен насос, и линией вывода водогазовой смеси, на которой установлен сепаратор с линиями вывода неконденсируемых газов и подачи воды в колонну.1. Vacuum deaeration unit, equipped with lines for supplying heating steam and deaerated water, for removing non-condensable gases and deaerated water, including a deaerator, a deaerated water cooler, a vapor cooler and a vacuum creating device, characterized in that a vacuum film is installed as a deaerator and a cooler for the column with a heat and mass transfer section connected to the bottom of the column by a heated deaerated water supply line with a pump and equipped with a deaerated water outlet line, while the lower part of the column is equipped with a heating steam supply line, and a jet ejector with a part of the deaerated water supply line is installed as a vapor cooler and a vacuum generating device as a working fluid, on which the pump is installed, and a line for the output of a water-gas mixture, on which a separator is installed with lines for the output of non-condensable gases and water supply to the column. 2. Вакуумная деаэрационная установка, оснащенная линиями подачи греющего пара и деаэрируемой воды, вывода неконденсируемых газов и деаэрированной воды, включающая деаэратор, охладитель деаэрированной воды, охладитель выпара и вакуумсоздающее устройство, отличающаяся тем, что в качестве деаэратора и охладителя деаэрированной воды установлена вакуумная пленочная колонна с тепломассообменной секцией, соединенной с низом колонны линией подачи нагретой деаэрированной воды с насосом и оснащенной линией вывода деаэрированной воды, при этом нижняя часть колонны оснащена линией подачи греющего пара, а в качестве охладителя выпара и вакуумсоздающего устройства установлен струйный эжектор с линией подачи части деаэрируемой воды в качестве рабочего тела и линией вывода водогазовой смеси, на которой установлены мультифазный насос и сепаратор с линиями вывода неконденсируемых газов и подачи воды в колонну.2. Vacuum deaeration plant, equipped with lines for supplying heating steam and deaerated water, for removing non-condensable gases and deaerated water, including a deaerator, a deaerated water cooler, a vapor cooler and a vacuum creating device, characterized in that a vacuum film is installed as a deaerator and a cooler with a heat and mass transfer section connected to the bottom of the column by a heated deaerated water supply line with a pump and equipped with a deaerated water outlet line, while the lower part of the column is equipped with a heating steam supply line, and a jet ejector with a part of the deaerated water supply line is installed as a vapor cooler and a vacuum generating device as a working fluid and a line for the output of a water-gas mixture, on which a multiphase pump and a separator with lines for the output of non-condensable gases and water supply to the column are installed.

Images