Caldaie sono utilizzati in molte industrie per riscaldare l’acqua. Le applicazioni delle caldaie includono principalmente il riscaldamento dell’acqua, il riscaldamento centralizzato, la cottura, i servizi igienico-sanitari e i sistemi di generazione di energia basati su caldaie. La parte essenziale di questo funzionamento della caldaia è l’acqua di alimentazione. Questa acqua viene riciclata in tutto il sistema e non viene mai esposta all’atmosfera esterna. Questa acqua deve essere trattata per prevenire la corrosione, il ridimensionamento della superficie interna della caldaia. Per ovviare a ciò, l’aerazione ha dimostrato di essere un processo efficace per rimuovere l’ossigeno e altri gas disciolti dall’acqua. Il deaeratore è il dispositivo utilizzato per trattare l’acqua di alimentazione prima di spostarla nella caldaia.
Che cosa è Deaerator?
L’acqua è un solvente universale che contiene molti gas disciolti che sono altamente corrosivi quando esposti ai componenti della caldaia e dei sistemi della caldaia. Oltre a questi gas disciolti, l’acqua contiene anche molti minerali disciolti. Quindi, quando l’acqua viene utilizzata come acqua di alimentazione per le caldaie, danneggerà la caldaia.
Quando l’acqua contenente ossigeno disciolto e viene aggiunto nella caldaia, quindi la corrosione e la ruggine si formano ad una velocità accelerata. Il ferro inizia a dissolversi quando viene a contatto con l’acqua formando idrossido ferroso. L’anidride carbonica presente nel vapore scorre attraverso tutte le tubazioni del vapore. Quando questo vapore cede la sua energia latente con conseguente acqua condensata si combina con l’anidride carbonica libera e forma acido carbonico.
Processo di aerazione
L’acido carbonico nelle caldaie porta alla corrosione di tubi e unità di trasferimento di calore. L’anidride carbonica quando si lavora insieme all’ossigeno porta al 40% in più di corrosione e formazione di incrostazioni danneggiando così la caldaia. Il processo di aerazione ha dimostrato di essere la chiave per ottenere sistemi di caldaie altamente efficienti e duraturi. Questo è il dispositivo in cui avviene il processo di aerazione. Viene utilizzato per rimuovere l’ossigeno, l’anidride carbonica e altri gas disciolti dall’acqua prima di spostarlo nel sistema della caldaia. Questi sono essenziali nelle centrali termiche, nel sistema di generazione di energia a vapore, nelle raffinerie di benzina, ecc. L’acqua di alimentazione viene prima trattata nel disaeratore e quindi spostata nel sistema della caldaia.
Funzioni del deaeratore
Una delle proprietà dell’acqua è la sua tensione superficiale, in quanto contiene un alto grado di tensione superficiale che tiene insieme tutte le cose. L’applicazione di un tensioattivo può ridurre la tensione superficiale dell’acqua. L’aerazione è il processo che rompe la tensione superficiale dell’acqua.
Questa funzione inizia con la riduzione della tensione superficiale dell’acqua attraverso la spruzzatura o le riprese. Quindi il calore viene applicato all’acqua condensata. Dopo aver applicato il calore, avviene il processo di agitazione. I gas corrosivi separati dall’acqua vengono liberati nuovamente nell’atmosfera attraverso le prese d’aria.
Design e componenti
Il deaeratore richiede impostazioni ad alta temperatura e bassa pressione per funzionare correttamente. Devono avere la capacità di trattenere la condensa calda che ritorna dal sistema oltre all’acqua fredda per il trucco. Un deaeratore deve essere progettato meccanicamente per rimuovere l’ossigeno dall’acqua a 7ppb e l’ossigeno rimanente viene rimosso chimicamente utilizzando gli spazzini dell’ossigeno come il solfito di sodio e l’idrazina.
Il design contiene una presa d’acqua per il trucco per far entrare l’acqua grezza nel deaeratore. Una valvola limitatrice di pressione e un interruttore di vuoto sono inoltre presenti per regolare la pressione nel sistema. Un ingresso condensa consente al vapore condensato di entrare nel sistema. Uno sfiato operativo è dotato di una piastra di orifizio per liberare i gas nell’atmosfera. Il vapore viene fatto passare nel deaeratore attraverso l’ingresso del vapore.
Un deaeratore che lavora con una pressione di 0,5 bar o 7 psi richiede una temperatura di 217 gradi Fahrenheit. I valori di temperatura e pressione possono variare a seconda del progetto.
Principio di funzionamento
L’obiettivo principale qui è quello di rimuovere i gas disciolti. L’applicazione di calore è il modo corretto per rimuovere i gas disciolti dall’acqua. L’ossigeno viene a contatto con l’acqua dall’atmosfera esterna o dalle perdite nelle tubazioni. L’acido carbonico si forma all’interno della caldaia quando l’acqua viene riscaldata. Per i livelli di anidride carbonica privi di corrosione nell’acqua, il suo valore pH deve essere mantenuto superiore a 8,5 pH.
Rimozione di ossigeno e anidride carbonica
La solubilità dei gas disciolti presenti nell’acqua diminuisce con l’aumento della temperatura dell’acqua. Ciò significa che più ossigeno e anidride carbonica saranno liberati dall’acqua con un aumento della temperatura. Quindi, abbiamo bisogno di aumentare la temperatura dell’acqua al valore vicino alla temperatura di saturazione dell’acqua. Riscaldando l’acqua sotto il punto di ebollizione viene mantenuto lo stato liquido dell’acqua.
L’acqua per il trucco viene spruzzata nella copertura spray attraverso un ugello spray. Allo stesso tempo viene rilasciato anche vapore. La spruzzatura dell’acqua aumenta la superficie di contatto dell’acqua con il vapore. Ciò porta ad una velocità di trasferimento del calore più veloce. Pertanto, l’acqua viene riscaldata rapidamente e molti gas non condensabili vengono liberati rapidamente. Questi gas non condensabili viaggiano attraverso lo sfiato.
Rimozione di gas non condensabili
L’acqua riscaldata dal vapore viene raccolta nella sezione di preriscaldamento del disaeratore. Una volta che il livello dell’acqua raggiunge il livello operativo del serbatoio, il vapore viene fatto passare attraverso un tubo del vapore in questa sezione. Questa bolla di vapore aumenta attraverso l’acqua riscaldando così l’acqua e rilasciando i gas non condensabili. Questi gas vengono poi liberati nell’atmosfera attraverso le prese d’aria.
Tipi di deaeratore
Il design del deaeratore differisce da un produttore all’altro. Esistono tre tipi popolari di deaeratori come il tipo termico, il tipo di disco rotante a vuoto & il tipo ad ultrasuoni. Il tipo di disco rotante a vuoto viene utilizzato per prodotti a bassa o alta viscosità, mentre il tipo ad ultrasuoni viene utilizzato con prodotti molto viscosi.
In base al loro design, i deaeratori termici sono classificati come due tipi come il deaeratore a spruzzo & il deaeratore a cascata. Il tipo deaeratore dello spruzzo consiste di un cilindro verticale o orizzontale che funge sia da sezione del deaeratore che da sezione di stoccaggio. Nel deaeratore a cascata la sezione del deaeratore è separata dalla sezione di archiviazione. Qui, una sezione di deaeratore condannata verticale o orizzontale è posizionata sopra un recipiente cilindro di stoccaggio orizzontale. Questo deaeratore è anche conosciuto come lo Spray & vassoio tipo deaeratore.
Deaeratore a spruzzo
Questo deaeratore contiene una sezione di preriscaldamento indicata con E, sezione del deaeratore indicata con F separata da un deflettore indicato con C. Il vapore a bassa pressione viene fatto passare nel sistema attraverso lo sparger presente sul fondo della nave. Per facilitare la rimozione dei gas disciolti nella sezione di deaerazione, l’acqua viene preriscaldata nella sezione E dal flusso. L’acqua viene quindi disaerata nella sezione F. I gas rilasciati vengono liberati nell’atmosfera attraverso lo sfiato. Questa acqua viene quindi pompata nelle caldaie che generano vapore utilizzando una pompa sul fondo della nave.
Deaeratore a cascata
In questo deaeratore, una sezione verticale di disaerazione doom è montata sopra una sezione orizzontale di stoccaggio dell’acqua di alimentazione. La sezione di disaerazione contiene vassoi forati. L’acqua entra in questa sezione attraverso le valvole spray presenti sopra questi vassoi e si sposta verso il basso. L’acqua passa dai vassoi nel recipiente di stoccaggio. Il vapore preriscaldato viene applicato all’acqua dalla tubazione perforata presente nella sezione inferiore. Questo vapore riscalda l’acqua e i gas separati scorrono verso l’alto. Questi vengono liberati attraverso la valvola presente sulla sezione del deaeratore.
Vantaggi e svantaggi
Ci sono molti vantaggi e svantaggi associati ai diversi tipi di deaeratori.
Rispetto agli altri tipi con la stessa capacità, il disaeratore a spruzzo è poco costoso & meno peso. Questo deaeratore richiede anche meno Headroom. La sua capacità varia da 7000 a 280000 sterline all’ora.
Gli svantaggi del disaeratore a spruzzo sono la sua grande quantità di componenti meccanici in movimento che possono richiedere una maggiore manutenzione meccanica. Ciò aumenta il costo operativo di routine & affidabilità del deaeratore. In questo deaeratore, l’aerazione viene eseguita in due fasi. Qui nell’area della testa di spruzzo, circa il 90% dell’aerazione viene eseguito mentre il restante 10% viene eseguito nell’area di lavaggio o dell’ugello caricato a molla. Gli allineamenti critici mancanti all’ugello del vapore influiranno sull’affidabilità di questo tipo di disaeratore. Questo ha anche rendimenti ad alta pressione limitati rispetto ad altri tipi.
I vantaggi del tipo a cascata di deaeratore sono la sua alta affidabilità, rendimenti HP più elevati, elevata consistenza DA e capacità elevata. Gli svantaggi di questo deaeratore sono la sua altezza libera bassa,il peso elevato e il prezzo elevato rispetto al deaeratore a spruzzo.
Applicazioni
Alcune delle applicazioni dei deaeratori sono le seguenti-
- Questi sono usati per le piante della caldaia che stanno funzionando a 75 libbre o ad alta capacità.
- Impianti senza capacità di standby.
- Impianti di caldaie con carichi critici.
- Impianti che operano con il 25 per cento di trucco o più.
- Centrali termoelettriche.
- Questi possono anche rimuovere vari gas disciolti da prodotti come alimenti, prodotti per la cura personale, cosmetici, prodotti chimici, ecc.
- I deaeratori sono utilizzati nei prodotti farmaceutici per aumentare la precisione del dosaggio nel processo di riempimento.
- Questi vengono utilizzati anche con i prodotti per aumentare la loro stabilità sugli scaffali,per prevenire la decolorazione dei prodotti, ecc..
Il deaeratore viene solitamente utilizzato con le caldaie nell’industria dei processi chimici o nell’industria della generazione di energia. L’uso del deaeratore prima di alimentare l’acqua nella caldaia aumenta notevolmente l’efficienza e l’affidabilità delle caldaie. La corrosione causata alla caldaia può essere altamente ridotta. Anche la temperatura del vapore preriscaldato utilizzato nel disaeratore deve essere tenuta sotto controllo. Per ogni aumento di 10 gradi della temperatura dell’alimentazioneacqua 1 per cento aumento del guadagno può essere osservato. La quantità di acido carbonico formata nel deaeratore dipende anche dal numero di bicarbonati presenti nell’acqua. Quali sono i valori di temperatura e pressione di esercizio per un deaeratore?
DOMANDE frequenti
1). Perché il deaeratore è posizionato in altezza?
Il disaeratore viene posizionato ad una certa altezza per mantenere la pressione ottimale prima dell’aspirazione.
2). Perché i deaeratori sono utilizzati nelle caldaie?
L’acqua contiene molti gas disciolti corrosivi. Quando questa acqua viene fornita direttamente alle caldaie, provoca un’elevata corrosione e ruggine dei componenti metallici della caldaia. Ciò danneggia le caldaie diminuendo così la loro affidabilità. Per evitare questo deaeratore viene utilizzato nelle caldaie, per rimuovere questi gas non conduttivi presenti nell’acqua.
3). Il deaeratore è un recipiente a pressione?
Sì, è un recipiente a pressione. Questi sono disponibili sul mercato in diverse valutazioni di pressione.
4). Che cosa è Deaerator pegging?
Durante diversi eventi di strat up, la pressione del deaeratore diminuisce. Per stabilizzare le fluttuazioni di pressione durante le condizioni di avvio / rampa su / giù, il sistema di pegging viene mantenuto come backup. Ciò mantiene la pressione del deaeratore sopra 3PSIG.
5). Come viene utilizzato per rimuovere l’ossigeno?
L’ossigeno viene disciolto nell’acqua durante il contatto con l’ambiente esterno o attraverso le perdite nel sistema di tubazioni. La solubilità dell’ossigeno diminuisce con l’aumento della temperatura. Quindi, per rimuovere l’ossigeno dall’acqua, la temperatura dell’acqua viene aumentata nella sezione del deaeratore. Questo ossigeno separato viene quindi scaricato attraverso le prese d’aria presenti sulla parte superiore.