RU2775981C1 - Pressure centrifugal vortex deaerator (2 options) - Google Patents
Pressure centrifugal vortex deaerator (2 options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775981C1 RU2775981C1 RU2021139899A RU2021139899A RU2775981C1 RU 2775981 C1 RU2775981 C1 RU 2775981C1 RU 2021139899 A RU2021139899 A RU 2021139899A RU 2021139899 A RU2021139899 A RU 2021139899A RU 2775981 C1 RU2775981 C1 RU 2775981C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fixed
- disk
- blades
- centrifugal
- water
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для удаления газов из питательной воды систем отопления и горячего водоснабжения.The invention relates to thermal power engineering and can be used to remove gases from the feed water of heating and hot water supply systems.
Деаэрационные установки используются на тепловых электрических станциях (ТЭС) и в котельных для предотвращения коррозии энергетического оборудования путем удаления из воды коррозионно-активных газов. Наряду с традиционными конструкциями деаэрационных установок, таких как струйные, барботажные, пленочные, форсуночные в настоящее время все большую популярность приобретает центробежно-вихревой деаэратор (ДЦВ), в котором удалось существенно интенсифицировать процесс массообмена за счет вихревой организации потока в рабочей зоне. С учетом простоты изготовления, малой металлоемкости деаэрационных элементов, широкого диапазона регулирования рабочих нагрузок, простоты и безопасности эксплуатации, такие деаэраторы перспективны, в том числе на электростанциях, где ДЦВ установлены в качестве первой ступени деаэрационных установок подпитки теплосети и добавочной воды цикла. В связи с этим проведение экспериментальных исследований процессов формирования межфазной поверхности и тепломассопереноса в центробежно-вихревых деаэраторах с целью повышения их эффективности путем совершенствования конструкций, технологических режимов и схем включения является актуальным. Тематика исследований, направленных на повышение энергетической эффективности деаэрационного оборудования, соответствует приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники.Deaeration plants are used at thermal power plants (TPPs) and boiler houses to prevent corrosion of power equipment by removing corrosive gases from water. Along with the traditional designs of deaeration plants, such as jet, bubbling, film, nozzle, centrifugal-vortex deaerator (DCV) is currently gaining more and more popularity, in which it was possible to significantly intensify the mass transfer process due to the vortex organization of the flow in the working area. Taking into account the ease of manufacture, low metal consumption of deaeration elements, a wide range of regulation of work loads, simplicity and safety of operation, such deaerators are promising, including at power plants where DCVs are installed as the first stage of deaeration plants for feeding the heating network and additional water of the cycle. In this regard, conducting experimental studies of the processes of formation of the interfacial surface and heat and mass transfer in centrifugal vortex deaerators in order to increase their efficiency by improving designs, technological modes and switching schemes is relevant. The scope of research aimed at improving the energy efficiency of deaeration equipment corresponds to the priority areas of development of science, technology and engineering.
Известен вихревой деаэратор (RU 76017, МПК 6 С02F 1/20, 2008), включающий цилиндрический корпус с торцевыми крышками, одна из которых имеет осевое отверстие и/или патрубок, при этом на боковой поверхности корпуса рядом с крышкой, имеющей осевое отверстие, расположено выходное отверстие (отверстия) и/или патрубок около противоположной крышки. К боковой поверхности корпуса тангенциально присоединен входной патрубок, а между ними, ближе к выходному отверстию расположена перегородка, содержащая, как минимум, одно отверстие, выполненное рядом с боковой поверхностью цилиндрического корпуса. Вихревой деаэратор может быть снабжен завихрителем потока, выполненным в виде улитки.Known vortex deaerator (RU 76017, IPC 6
Недостатком известного вихревого деаэратора является невозможность работы в режиме вакуумной деаэрации при низкой температуре исходной воды, невозможность подачи деаэрированной воды потребителю в теплосеть с противодавлением, что ведет к снижению качества деаэрации при повышенном давлении в корпусе деаэратора из-за обратного растворения выделившихся газов.The disadvantage of the known vortex deaerator is the impossibility of working in the vacuum deaeration mode at low temperature of the source water, the impossibility of supplying deaerated water to the consumer in the heating system with back pressure, which leads to a decrease in the quality of deaeration at elevated pressure in the deaerator housing due to the reverse dissolution of the evolved gases.
Известен вакуумный деаэратор NETZSCH DA / DA-VS, содержащий камеру деаэрации с расположенным в ней вращающимся диском без завихряющих элементов, патрубок подвода исходной жидкости, патрубок отвода деаэрированной жидкости. (www.netzsch-grinding.com).Known vacuum deaerator NETZSCH DA / DA-VS, containing a deaeration chamber with a rotating disk located in it without swirling elements, a pipe for supplying the initial liquid, a pipe for deaerating liquid. (www.netzsch-grinding.com).
Недостатком такого деаэратора является низкая степень завихрения потока жидкости из-за отсутствия завихряющих элементов, небольшой диапазон расхода деаэрируемой жидкости из-за необходимости поддерживать тонкий слой на вращающемся диске, необходимость в дополнительном насосе для подачи в систему с противодавлением.The disadvantage of such a deaerator is the low degree of swirling of the liquid flow due to the absence of swirling elements, a small flow range of the deaerated liquid due to the need to maintain a thin layer on a rotating disk, and the need for an additional pump to feed the system with back pressure.
Известна кавитационно-струйная деаэрационная установка RU 2008120170, МПК 6 С 02 F 1/20, 2009), содержащая центробежный завихритель и обтекатель, расположенные в трубчатом корпусе деаэратора, к которому подключены трубопроводы исходной и деаэрированной воды, трубопровод водопаровоздушной смеси, соединяющий полость между завихрителем и обтекателем с эжектором, включенный в трубопровод водопаровоздушной смеси регулирующий орган. Установка снабжена регулятором структуры водопаровоздушной смеси, соединенным с датчиком остаточного содержания кислорода в деаэрированной воде и с включенным в трубопровод водопаровоздушной смеси регулирующим органом, формирующим структуру отводимой водопаровоздушной смеси.Known cavitation-jet deaeration plant RU 2008120170, IPC 6 C 02
Недостатком известной установки является необходимость использования насоса для подачи деаэрированной воды потребителю. Кавитационно-струйные деаэраторы используют только энергию движения струи воды для кавитации, что не обеспечивает глубокого удаления растворенных газов, необходимого для обеспечения норм по растворенному кислороду для теплосетей.The disadvantage of the known installation is the need to use a pump to supply deaerated water to the consumer. Cavitation-jet deaerators use only the energy of the movement of a water jet for cavitation, which does not provide deep removal of dissolved gases, which is necessary to ensure the norms for dissolved oxygen for heating networks.
В качестве прототипа выбран центробежно-вихревой деаэратор (RU 123407, МПК C02F 1/20, 2012), содержащий цилиндрический корпус с центробежным завихрителем, патрубок подачи исходной воды, патрубок отвода деаэрированной воды и патрубок отвода паровоздушной смеси. Центробежный завихритель деаэратора выполнен составленным из жестко закрепленной на цилиндрическом корпусе деаэратора неподвижной части, выполненной в виде перевернутого стакана с фланцем, и приводного диска. Выходной вал привода жестко закреплен на наружной поверхности дна стакана, в дне которого выполнено отверстие для прохода выходного вала привода. На конце вала жестко закреплен приводной диск с жестко закрепленными на его поверхности со стороны фланца стакана, по крайней мере, двумя концентрическими кольцами. На поверхности фланца стакана со стороны приводного диска расположен, по крайней мере, один кольцевой ряд жестко закрепленных направляющих лопаток, а на поверхности каждого из концентрических колец приводного диска расположен кольцевой ряд жестко закрепленных завихряющих лопаток. Патрубок подачи исходной воды размещен в стенке стакана центробежного завихрителя. Концентрические кольца с соответствующим кольцевым рядом завихряющих лопаток приводного диска расположены относительно друг друга с обеспечением возможности свободного размещения между ними ряда направляющих лопаток фланца стакана. Приводной диск установлен с обеспечением возможности последовательного прохода исходной воды из полости стакана центробежного завихрителя к внутренней стенке корпуса деаэратора. Патрубок отвода деаэрированной воды расположен в донной части деаэратора, а патрубок отвода паровоздушной смеси размещен внутри корпуса деаэратора и выведен наружу через его дно, а заборная часть патрубка отвода паровоздушной смеси расположена в верхней части корпуса деаэратора. Каждое из концентрических колец выполнено выступающим над поверхностью приводного диска на высоту, большую величины зазора между поверхностью приводного диска и нижним торцом направляющих лопаток фланца стакана. Каждая из завихряющих лопаток выполнена в виде плоской или изогнутой пластины, размещенной под углом к радиусу, проведенному к ней от оси вращения, с обеспечением возможности быстрого увеличения скорости вращения поступающих на них струй исходной воды. Каждая из направляющих лопаток фланца стакана выполнена в виде плоской или изогнутой пластины, размещенной под углом к радиусу, проведенному к ней от оси вращения, для возможности быстрой остановки струй воды, поступающих от завихряющих лопаток приводного диска центробежного завихрителя.As a prototype, a centrifugal-vortex deaerator (RU 123407, IPC C02F 1/20, 2012) was chosen, containing a cylindrical body with a centrifugal swirler, a source water supply pipe, a deaerated water outlet pipe and a steam-air mixture outlet pipe. The centrifugal swirler of the deaerator is made up of a fixed part rigidly fixed on the cylindrical body of the deaerator, made in the form of an inverted cup with a flange, and a drive disk. The output shaft of the drive is rigidly fixed on the outer surface of the bottom of the cup, in the bottom of which there is a hole for the passage of the output drive shaft. At the end of the shaft, a drive disk is rigidly fixed with at least two concentric rings rigidly fixed on its surface from the sleeve flange side. At least one annular row of rigidly fixed guide vanes is located on the surface of the cup flange from the side of the drive disk, and an annular row of rigidly fixed swirl vanes is located on the surface of each of the concentric rings of the drive disk. The source water supply pipe is located in the wall of the centrifugal swirler cup. Concentric rings with a corresponding annular row of swirl blades of the drive disk are located relative to each other with the possibility of free placement between them of a row of guide vanes of the cup flange. The drive disk is installed so as to enable successive passage of initial water from the cavity of the centrifugal swirler glass to the inner wall of the deaerator housing. The deaerated water outlet pipe is located in the bottom part of the deaerator, and the steam-air mixture outlet pipe is located inside the deaerator body and led out through its bottom, and the intake part of the steam-air mixture outlet pipe is located in the upper part of the deaerator body. Each of the concentric rings is made protruding above the surface of the drive disk to a height greater than the gap between the surface of the drive disk and the lower end of the guide vanes of the cup flange. Each of the swirling blades is made in the form of a flat or curved plate, placed at an angle to the radius drawn to it from the axis of rotation, with the possibility of a rapid increase in the rotation speed of the source water jets arriving at them. Each of the guide vanes of the cup flange is made in the form of a flat or curved plate placed at an angle to the radius drawn to it from the axis of rotation, in order to quickly stop the water jets coming from the swirling vanes of the drive disk of the centrifugal swirler.
Недостатком известной установки является наличие большой накопительной емкости и необходимость использования насоса для подачи деаэрированной воды потребителю. Кроме того при работе в режиме вакуумной деаэрации при низких температурах исходной воды, ее использование затруднительно из-за необходимости наличия разности высот расположения деаэратора и насоса, т.к. близкое расположение между ними негативно влияет на стабильность работы насоса, что, в свою очередь, также ведет к еще большему увеличению габаритов установки, материалоемкости, усложнению конструкции и ее эксплуатации. Известная конструкция неприемлема для малогабаритных блочно-модульных котельных.The disadvantage of the known installation is the presence of a large storage capacity and the need to use a pump to supply deaerated water to the consumer. In addition, when operating in the vacuum deaeration mode at low temperatures of the source water, its use is difficult due to the need for a difference in the heights of the deaerator and pump, because the close location between them negatively affects the stability of the pump, which, in turn, also leads to an even greater increase in the dimensions of the installation, material consumption, complication of the design and its operation. The known design is unacceptable for small-sized block-modular boilers.
Проблемой, на которую направлено изобретение, является разработка конструкции центробежно-вихревого деаэратора для возможности ее использования в малогабаритных многофункционаьных блочно-модульных котельных за счет объединения процесса деаэрирования и подачи воды потребителям в одном устройстве.The problem to which the invention is directed is the development of a centrifugal-vortex deaerator design for the possibility of its use in small-sized multifunctional block-modular boiler houses by combining the deaeration process and water supply to consumers in one device.
Техническим результатом изобретения является упрощение установок деаэрирования за счет исключения накопительной емкости для деаэрированной воды и насоса для подачи воды потребителю, увеличение производительности за счет расширения диапазона допустимых расходов воды на деаэрацию, в том числе при низкотемпературной вакуумной деаэрации, повышение надежности работы устройства, а также расширение арсенала технических средств, направленных на деаэрацию воды.The technical result of the invention is the simplification of deaeration plants by eliminating the storage tank for deaerated water and the pump for supplying water to the consumer, increasing productivity by expanding the range of allowable water flow rates for deaeration, including low-temperature vacuum deaeration, increasing the reliability of the device, as well as expanding arsenal of technical means aimed at water deaeration.
По первому варианту технический результат достигается за счет того, что напорный центробежно-вихревой деаэратор содержит цилиндрический корпус с центробежным завихрителем, включающим закрепленный в корпусе неподвижный диск и, закрепленный на приводном валу, связанный с приводом, подвижный диск, выполненный с кольцевыми выступами, на которых закреплены завихряющие лопатки, обращенные навстречу неподвижному диску, а также патрубки подачи исходной воды, отвода деаэрированной воды и отвода паровоздушной смеси. Согласно изобретению на нижней поверхности неподвижного диска закреплены сетчатые цилиндрические поверхности, расположенные концентрическими рядами, обращенные в сторону подвижного диска. В теле неподвижного диска образованы отверстия для выхода паровоздушной смеси в полость над неподвижным диском, связанную с патрубком отвода паровоздушной смеси. Патрубок подачи исходной воды расположен в верхней части цилиндрического корпуса над неподвижным диском, а его свободный конец изогнут и заведен в промежуток, образованный между приводным валом и внутренним краем неподвижного диска для подачи исходной воды непосредственно на подвижный диск. В непосредственной близости от дна цилиндрического корпуса, в его боковых стенках образована кольцевая полость, в которой расположены напорные лопатки, закрепленные по внешнему краю подвижного диска, при этом на подвижном диске возле приводного вала, в углублениях между кольцевыми выступами и перед напорными лопатками дополнительно закреплены ускоряющие лопатки. Кольцевая полость связана с патрубком отвода деаэрированной воды, тангенциально смонтированного на боковой стенке корпуса и ориентированного по направлению движения деаэрированной воды.According to the first variant, the technical result is achieved due to the fact that the pressure centrifugal-vortex deaerator contains a cylindrical housing with a centrifugal swirler, including a fixed disk fixed in the housing and, fixed on the drive shaft, connected to the drive, a movable disk made with annular protrusions on which swirl blades are fixed, facing towards the fixed disk, as well as pipes for supplying source water, draining deaerated water, and draining the steam-air mixture. According to the invention, mesh cylindrical surfaces arranged in concentric rows facing the movable disk are fixed on the lower surface of the fixed disk. Holes are formed in the body of the fixed disk for the outlet of the vapor-air mixture into the cavity above the fixed disk, which is connected to the steam-air mixture outlet pipe. The source water supply pipe is located in the upper part of the cylindrical body above the fixed disk, and its free end is bent and inserted into the gap formed between the drive shaft and the inner edge of the fixed disk to supply source water directly to the movable disk. In the immediate vicinity of the bottom of the cylindrical body, in its side walls, an annular cavity is formed, in which pressure blades are located, fixed along the outer edge of the movable disk, while accelerating blades are additionally fixed on the movable disk near the drive shaft, in the recesses between the annular projections and in front of the pressure blades. shoulder blades. The annular cavity is connected to the deaerated water outlet pipe, which is tangentially mounted on the side wall of the housing and oriented in the direction of deaerated water movement.
Завихряющие и ускоряющие лопатки подвижного диска закреплены таким образом, что они свободно проходят в промежутки между рядами сетчатых цилиндрических поверхностей неподвижного диска.The swirling and accelerating blades of the movable disk are fixed in such a way that they freely pass into the gaps between the rows of mesh cylindrical surfaces of the stationary disk.
Сетчатые цилиндрические поверхности включают преимущественно от 1 до 5 концентрических рядов.Mesh cylindrical surfaces preferably include from 1 to 5 concentric rows.
Отверстия для выхода паровоздушной смеси желательно располагать в промежутках между концентрическими рядами сетчатых цилиндрических поверхностей.The holes for the exit of the vapor-air mixture are preferably located in the intervals between the concentric rows of mesh cylindrical surfaces.
Ускоряющие лопатки, установленные в углублении между кольцевыми выступами подвижного диска и перед напорными лопатками, могут быть выполнены изогнутыми в сторону вращения диска.The accelerating vanes installed in the recess between the annular ledges of the movable disk and in front of the pressure vanes can be made bent in the direction of disk rotation.
Высота сетчатых цилиндрических поверхностей неподвижного диска выбрана из расчета возможности свободного прохождения между ними завихряющих лопаток подвижного диска.The height of the mesh cylindrical surfaces of the stationary disk is chosen based on the possibility of free passage between them of the swirling blades of the movable disk.
Наличие на нижней поверхности неподвижного диска сетчатых цилиндрических поверхностей, которые расположены концентрическими рядами, обращенные в сторону подвижного диска, позволяют, в отличие от прототипа, повысить степень диспергирования струй воды от завихряющих лопаток и тем самым улучшить процесс деаэрации воды. Выполнение отверстий в теле неподвижного диска облегчает выход паровоздушной среды, образованной в процессе деаэрации воды, в полость над неподвижным диском и далее в патрубок отвода паровоздушной смеси, что также улучшает процесс деаэрации, т.к. своевременное отведение выделившихся газов препятствует их обратному растворению в воде.The presence on the lower surface of the fixed disk mesh cylindrical surfaces, which are arranged in concentric rows facing the movable disk, allow, unlike the prototype, to increase the degree of dispersion of water jets from the swirl blades and thereby improve the process of water deaeration. Making holes in the body of the fixed disk facilitates the exit of the vapor-air medium formed in the process of water deaeration into the cavity above the fixed disk and further into the steam-air mixture outlet pipe, which also improves the deaeration process, because timely removal of released gases prevents their reverse dissolution in water.
Выполнение патрубка подачи исходной воды и его расположение над неподвижным диском обеспечивает подачу воды на исходную позицию для деаэрирования и создает условия для последовательного прохождение водой всех этапов деаэрации.The execution of the source water supply pipe and its location above the fixed disk ensures the supply of water to the initial position for deaeration and creates conditions for the successive passage of water through all stages of deaeration.
Наличие в углублениях между кольцевыми выступами подвижного диска, а также возле приводного вала, и перед напорными лопатками ускоряющих лопаток в совокупности с завихряющими лопатками позволяет значительно ускорить процесс деаэрации воды за счет своевременного удаления воды из углублений между кольцевыми выступами подвижного диска завихряющих лопаток, что значительно повышает производительность деаэрации и улучшает качество, т.к. не происходит переполнение водой центробежного завихрителя.The presence in the recesses between the annular ledges of the movable disk, as well as near the drive shaft, and in front of the pressure blades of the accelerating vanes in combination with the swirl vanes, can significantly speed up the process of water deaeration due to the timely removal of water from the recesses between the annular protrusions of the movable disk of the swirling blades, which significantly increases deaeration performance and improves quality, as there is no overflow of centrifugal swirler with water.
Выполнение в цилиндрическом корпусе кольцевой полости, в которой расположены напорные лопатки, закрепленные по краю подвижного диска, вместе с размещением дна корпуса в непосредственной близости от кольцевой полости позволяет исключить использование дополнительного повышающего давление насоса для подачи потребителю. Таким образом, исключается накопительная емкость, а, следовательно, значительно уменьшаются, по сравнению с известными устройствами, габариты установки и расширяется функциональность установки.The execution in the cylindrical body of the annular cavity, in which pressure blades are located, fixed along the edge of the movable disk, together with the placement of the bottom of the body in close proximity to the annular cavity, makes it possible to exclude the use of an additional booster pump for supply to the consumer. Thus, the accumulative capacity is excluded, and, consequently, the dimensions of the installation are significantly reduced, in comparison with known devices, and the functionality of the installation is expanded.
Расположение патрубка отвода деаэрированной воды тангенциально к кольцевой полости, ориентированного по направлению движения деаэрированной воды, обеспечивает минимальную потерю напора при переходе воды из кольцевой полости в патрубок отвода деаэрированной воды, что особенно необходимо при вакуумной деаэрации, когда внутри корпуса пониженное давление.The location of the deaerated water outlet pipe tangentially to the annular cavity, oriented in the direction of deaerated water movement, ensures a minimum pressure loss when water passes from the annular cavity to the deaerated water outlet pipe, which is especially necessary for vacuum deaeration, when there is a reduced pressure inside the housing.
По второму варианту - напорный центробежно-вихревой деаэратор, в отличие от первого варианта, включает несколько центробежных завихрителей, которые расположены в цилиндрическом корпусе друг под другом. Каждый центробежный завихритель снабжен патрубком подачи исходной воды и патрубком отвода паровоздушной среды. На подвижном диске возле приводного вала, в углублениях между кольцевыми выступами и перед напорными лопатками дополнительно закреплены ускоряющие лопатки. Каждый неподвижный диск закреплен на боковой стенке корпуса на опорах с образованием зазора между стенкой корпуса и краем неподвижного диска для пропуска деаэрированной воды. На боковых стенках цилиндрического корпуса непосредственно возле дна корпуса образована кольцевая полость, в которой расположены напорные лопатки, закрепленные по краю приводного диска, смонтированного на конце приводного вала, а перед входом в кольцевую полость на приводном диске закреплены ускоряющие лопатки. Между подвижным диском нижнего центробежного завихрителя и приводным диском образована промежуточная полость для исключения переполнения водой завихрителей и попадания деаэрированной воды в патрубок отвода паровоздушной смеси.According to the second version, the pressure centrifugal-vortex deaerator, unlike the first version, includes several centrifugal swirlers, which are located in a cylindrical housing one under the other. Each centrifugal swirler is equipped with a source water supply pipe and a steam-air medium outlet pipe. On the movable disk near the drive shaft, in the recesses between the annular ledges and in front of the pressure blades, the accelerating blades are additionally fixed. Each fixed disk is fixed on the side wall of the housing on supports to form a gap between the housing wall and the edge of the fixed disk for the passage of deaerated water. On the side walls of the cylindrical body, directly near the bottom of the body, an annular cavity is formed, in which pressure blades are located, fixed along the edge of the drive disk mounted at the end of the drive shaft, and accelerating blades are fixed on the drive disk in front of the entrance to the annular cavity. An intermediate cavity is formed between the movable disk of the lower centrifugal swirler and the drive disk to prevent the swirlers from overflowing with water and getting deaerated water into the steam-air mixture outlet pipe.
Установка неподвижных дисков на опорах с образованием зазора между боковой стенкой цилиндрического корпуса и краем неподвижного диска необходимо для беспрепятственного прохождения воды от ускоряющих лопаток подвижного диска каждого завихрителя вниз по боковым стенкам корпуса на приводной диск и далее в кольцевую полость.The installation of fixed disks on supports with the formation of a gap between the side wall of the cylindrical body and the edge of the fixed disk is necessary for the unhindered passage of water from the accelerating vanes of the movable disk of each swirler down the side walls of the body to the drive disk and further into the annular cavity.
Наличие приводного диска с напорными лопатками, установленными по его краю и расположенными в кольцевой полости, а также установка на приводном диске перед напорными лопатками дополнительных ускоряющих лопаток обеспечивают быстрый отвод деаэрированной воды из корпуса деаэратора, создание напора в кольцевой полости даже при наличии вакуума внутри корпуса деаэратора, возможность подачи деаэрированной воды непосредственно в теплосеть или потребителю с противодавлением без дополнительного насоса.The presence of a drive disk with pressure blades installed along its edge and located in the annular cavity, as well as the installation of additional accelerating blades on the drive disk in front of the pressure blades provide a quick removal of deaerated water from the deaerator housing, creating pressure in the annular cavity even in the presence of vacuum inside the deaerator housing , the possibility of supplying deaerated water directly to the heating network or to the consumer with back pressure without an additional pump.
Наличие промежуточной полости способствует созданию условия для своевременного срабатывания автоматики и снижения подачи воды при возможном дисбалансе подвода и отвода воды в деаэратор для обеспечения стабильного режима деаэрации, исключения переполнения водой завихрителей и попадания деаэрированной воды в патрубок отвода паровоздушной смеси.The presence of an intermediate cavity contributes to the creation of conditions for the timely operation of automation and a decrease in the water supply in case of a possible imbalance in the supply and discharge of water to the deaerator to ensure a stable deaeration mode, prevent overflow of swirlers with water and ingress of deaerated water into the steam-air mixture outlet pipe.
В цилиндрическом корпусе может быть расположено несколько центробежных завихрителей, количество которых зависит от производительности одного завихрителя и общей требуемой производительностью установки и обычно находится в пределах от 2 до 5.Several centrifugal swirlers can be located in the cylindrical body, the number of which depends on the performance of one swirler and the total required performance of the installation, and usually ranges from 2 to 5.
Изобретение иллюстрируется следующими чертежами, где на фиг. 1 представлен напорный центробежно-вихревой диаэратор по первому варианту; на фиг. 2 - разрез по А-А; на фиг. 3 - напорный центробежно-вихревой диаэратор по второму варианту; на фиг. 4 - разрез по А-А.The invention is illustrated in the following drawings, where in FIG. 1 shows a pressure centrifugal vortex deaerator according to the first variant; in fig. 2 - section along A-A; in fig. 3 - pressure centrifugal-vortex deaerator according to the second variant; in fig. 4 - section along A-A.
На чертежах позициями обозначено:In the drawings, positions indicate:
1 - цилиндрический корпус;1 - cylindrical body;
2 - центробежный завихритель;2 - centrifugal swirler;
3 - неподвижный диск;3 - fixed disk;
4 - отверстия для выхода паровоздушной смеси;4 - holes for the exit of the steam-air mixture;
5 - сетчатые цилиндрические поверхности, расположенные концентрическими рядами;5 - mesh cylindrical surfaces arranged in concentric rows;
6 - приводной вал;6 - drive shaft;
7 - привод;7 - drive;
8 - патрубок подачи исходной воды;8 - pipe for supplying source water;
9 - патрубок отвода паровоздушной среды;9 - branch pipe for the removal of the steam-air medium;
10 - полость, образованная над неподвижным диском 3;10 - cavity formed above the fixed
11 - подвижный диск;11 - movable disk;
12 - кольцевые выступы подвижного диска 11;12 - annular protrusions of the
13 - завихряющие лопатки, закрепленные на кольцевых выступах 12;13 - swirl blades mounted on the
14 - ускоряющие лопатки, закрепленные в углублениях между кольцевыми выступами 12 и перед напорными лопатками;14 - accelerating blades fixed in the recesses between the
15 - дно цилиндрического корпуса 1;15 - the bottom of the
16 - кольцевая полость;16 - annular cavity;
17 - приводной диск;17 - drive disk;
18- патрубок отвода деаэрированной воды;18 - branch pipe for the removal of deaerated water;
19 - опоры, на которых закреплены неподвижные диски 3;19 - supports on which
20 - зазор между стенкой корпуса 1 и краем неподвижного диска 3;20 - gap between the wall of the
21 - дополнительные ускоряющие лопатки;21 - additional accelerating blades;
22 - напорные лопатки;22 - pressure blades;
23 - промежуточная полость.23 - intermediate cavity.
Напорный центробежно-вихревой деаэратор воды по первому варианту предназначен для работы на низконапорного или безнапорного потребителя (накопительные емкости под атмосферным или небольшим давлением, системы с небольшим противодавлением) и работает следующим образом.The pressure centrifugal-vortex water deaerator according to the first version is designed to operate on a low-pressure or non-pressure consumer (storage tanks under atmospheric or low pressure, systems with low back pressure) and operates as follows.
Включают электродвигатель привода 7. Подвижный диск 11, закрепленный на приводном валу 6, раскручивается. Исходную воду подают по патрубку 8 подачи воды непосредственно на внутренний край подвижного диска 11, на котором вода захватывается ускоряющими лопатками 14, поднимается выше кольцевого выступа 12 подвижного диска 11, захватывается вращающимися завихряющими лопатками 13 и разгоняется, получая значительную кинетическую энергию. Высокоскоростные струи воды после лопаток 13 попадают на расположенных концентрическими рядами неподвижные сетчатые цилиндрические поверхности 5 неподвижного диска 3, где разбиваются и резко снижают скорость, испытывая значительные кавитационные явления и перегрузки, в результате которых происходит выделение парогазовой фракции и ее отделение от воды. Парогазовая смесь попадает в полость 10 и далее по патрубку 9 удаляется из корпуса 1 в атмосферу при атмосферной деаэрации или откачивается вакуумным насосом при вакуумной деаэрации. Замедлившиеся струи деаэрированной воды после последнего концентрического ряда сетчатой цилиндрической поверхности 5 стекают вниз под действием силы тяжести, отбрасываются ускоряющими лопатками 14 на напорные лопатки 22 и через патрубок 18 отвода деаэрированной воды деаэрированная вода поступает потребителям.The
Если теплосеть потребителя находится под давлением, а это самый частый случай, и требуется больший диапазон расходов подпитки, применяется центробежно-вихревой деаэратор по второму варианту с приводным диском 17 и промежуточной полостью 23.If the consumer's heating network is under pressure, and this is the most common case, and a larger range of make-up flow rates is required, a centrifugal-vortex deaerator is used according to the second variant with a
Устройство по второму варианту работает следующим образом.The device according to the second variant works as follows.
Исходная вода подается по патрубкам 8, расположенным над каждым неподвижным диском 3, на подвижные диски 11. Деаэрация воды в завихрителях 2 происходит аналогично первому варианту. При этом деаэрированная вода, прошедшая процесс деаэрации в каждом центробежном завихрителе 2, стекает вниз по боковой стенке цилиндрического корпуса 1 через зазоры 20 на приводной диск 17, где она сначала попадает на дополнительные ускоряющие лопатки 21, затем на напорные лопатки 22 в кольцевой полости 16, где вода разгоняется до скорости, обеспечивающей достаточное давление в патрубке 18 и ее подачу потребителю через патрубок 18 отвода деаэрированной воды без дополнительных промежуточных насосов.The source water is supplied through
Если отвод деаэрированной воды уменьшится из-за повышения противодавления в патрубке 18 отвода деаэрированной воды, в промежуточной полости 23 появится избыток воды и автоматика немедленно уменьшит подачу исходной воды на деаэрацию, исключив переполнение деаэратора и попадание воды в патрубок 9 отвода паровоздушной смеси. Объем промежуточной полости 23 должен быть достаточен для надежного срабатывания автоматики и равен приблизительно объему воды при максимальном расчетном расходе за 5-10 секунд. Например, для максимального расчетного расхода воды 5 м3 в час объем промежуточной полости 23 находится в пределах 7 - 14 дм3. Для примера, объем накопительной емкости для такого расхода воды обычно составляет более 1000дм3.If the discharge of deaerated water decreases due to an increase in counterpressure in the
Использование заявленного напорного центробежно-вихревого деаэратора воды позволяет значительно уменьшить габариты за счет отсутствия накопительной емкости и необходимости создавать гидростатический напор, необходимый для работы откачивающего насоса при вакуумной деаэрации, исключить использование дополнительного насоса для откачки деаэрированной воды и подачи потребителям, повысить надежность работы и упростить управление процессом деаэрации и подачи ее потребителям в одном устройстве, расширить диапазон допустимых расходов воды на деаэрацию, что значительно увеличивает функциональность деаэратора и возможность применения его в режиме вакуумной низкотемпературной деаэрации в малогабаритных блочно-модульных котельных.The use of the claimed pressure centrifugal-vortex deaerator of water can significantly reduce the dimensions due to the lack of a storage tank and the need to create a hydrostatic head necessary for the operation of the pumping pump during vacuum deaeration, eliminate the use of an additional pump for pumping deaerated water and supplying it to consumers, increase reliability and simplify control the process of deaeration and its supply to consumers in one device, to expand the range of allowable water flow rates for deaeration, which significantly increases the functionality of the deaerator and the possibility of using it in the vacuum low-temperature deaeration mode in small-sized block-modular boiler houses.
Claims (8)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2775981C1 true RU2775981C1 (en) | 2022-07-12 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1460532A1 (en) * | 1987-03-23 | 1989-02-23 | Одесский Политехнический Институт | Thermal deaerator |
US5067446A (en) * | 1989-10-31 | 1991-11-26 | Asea Brown Boveri Ltd. | Apparatus for degassing and heating water |
SU1721393A1 (en) * | 1989-03-30 | 1992-03-23 | Б.А.Зимин | Deaerator |
RU2095125C1 (en) * | 1996-03-14 | 1997-11-10 | Борис Алексеевич Зимин | Heat-and-mass exchanger |
RU2151341C1 (en) * | 1998-04-28 | 2000-06-20 | Зимин Борис Алексеевич | Deaerator |
RU76017U1 (en) * | 2008-04-21 | 2008-09-10 | Дмитрий Александрович Сергеев | Vortex Deaerator |
RU123407U1 (en) * | 2012-07-17 | 2012-12-27 | Михаил Анатольевич Дикарев | CENTRIFUGAL-VORTEX DEAERATOR |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1460532A1 (en) * | 1987-03-23 | 1989-02-23 | Одесский Политехнический Институт | Thermal deaerator |
SU1721393A1 (en) * | 1989-03-30 | 1992-03-23 | Б.А.Зимин | Deaerator |
US5067446A (en) * | 1989-10-31 | 1991-11-26 | Asea Brown Boveri Ltd. | Apparatus for degassing and heating water |
RU2095125C1 (en) * | 1996-03-14 | 1997-11-10 | Борис Алексеевич Зимин | Heat-and-mass exchanger |
RU2151341C1 (en) * | 1998-04-28 | 2000-06-20 | Зимин Борис Алексеевич | Deaerator |
RU76017U1 (en) * | 2008-04-21 | 2008-09-10 | Дмитрий Александрович Сергеев | Vortex Deaerator |
RU123407U1 (en) * | 2012-07-17 | 2012-12-27 | Михаил Анатольевич Дикарев | CENTRIFUGAL-VORTEX DEAERATOR |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7597732B2 (en) | Gas-liquid separator | |
DK170563B1 (en) | Method and apparatus for reducing the gas content of a liquid | |
TW201224376A (en) | Apparatus and method for utilizing thermal energy | |
RU2373461C1 (en) | Heat supply system | |
RU2775981C1 (en) | Pressure centrifugal vortex deaerator (2 options) | |
CN102659194B (en) | Distillation-type seawater desalinization device | |
US3304006A (en) | System for handling fluids in both liquid and gaseous phases | |
CN106839799B (en) | Condenser vacuumizing system integrated device and vacuum maintaining method and application thereof | |
EP2853840B1 (en) | Condensate removal unit in a boiler | |
CN201028679Y (en) | High-efficiency gas water flash evaporator | |
CN104163530A (en) | High-efficiency water treatment device | |
CN103306737A (en) | Centrifugal steam turbine | |
RU2151341C1 (en) | Deaerator | |
RU2365815C2 (en) | Installation for condensation of spent vapor of steam turbine and condensate deaeration | |
CN104163461A (en) | Novel water treatment purifier | |
KR20160109652A (en) | Multi stage compressor for vapor recirculation | |
RU2494308C1 (en) | General-purpose vacuum atmospheric deaeration plant | |
JP5295726B2 (en) | Ejector device | |
WO2017200414A1 (en) | Method and device for producing steam | |
RU45291U1 (en) | PLANT FOR CLEANING A HYDROCARBON MIXTURE FROM HYDROGEN HYDROGEN | |
JP5295725B2 (en) | Ejector device | |
JP2024071839A (en) | Gas-liquid separator | |
JP2007285575A (en) | Heat exchanger | |
RU106311U1 (en) | VACUUM VAPOR JET PUMP | |
CN216114793U (en) | Heat pump evaporator and evaporation treatment system |