Las calderas se utilizan en muchas industrias para calentar el agua. Las aplicaciones de las calderas incluyen principalmente calefacción de agua, calefacción central, cocina, saneamiento y sistemas de generación de energía basados en calderas. La parte esencial de este funcionamiento de la caldera es el agua de alimentación. Esta agua se recicla en todo el sistema y nunca se expone a la atmósfera externa. Esta agua tiene que ser tratada para evitar la corrosión, la incrustación de la superficie interna de la caldera. Para superar esto, se ha demostrado que la aireación es un proceso eficaz para eliminar el oxígeno y otros gases disueltos del agua. El desaireador es el dispositivo utilizado para tratar el agua de alimentación antes de trasladarla a la caldera.
¿Qué es el Desaireador?
El agua es un disolvente universal que contiene muchos gases disueltos que son altamente corrosivos cuando se exponen a la caldera y a los componentes de los sistemas de calderas. Además de estos gases disueltos, el agua también contiene muchos minerales disueltos. Por lo tanto, cuando el agua se utiliza como agua de alimentación para calderas, dañará la caldera.
Cuando el agua que contiene oxígeno disuelto y se agrega a la caldera, se forma corrosión y oxidación a un ritmo acelerado. El hierro comienza a disolverse cuando entra en contacto con el agua formando hidróxido ferroso. El dióxido de carbono presente en el vapor fluye a través de todas las tuberías de vapor. Cuando este vapor abandona su energía latente dando como resultado agua condensada, se combina con el dióxido de carbono libre y forma ácido carbónico.
El proceso de aireación
El ácido carbónico en calderas conduce a la corrosión de tuberías y unidades de transferencia de calor. El dióxido de carbono cuando se trabaja junto con oxígeno provoca un 40% más de corrosión y formación de incrustaciones, dañando así la caldera. El proceso de aireación ha demostrado ser la clave para lograr sistemas de calderas altamente eficientes y duraderos. Este es el dispositivo en el que se lleva a cabo el proceso de aireación. Se utiliza para eliminar el oxígeno, el dióxido de carbono y otros gases disueltos del agua antes de moverlo al sistema de caldera. Estos son esenciales en centrales térmicas, sistemas de generación de energía de vapor, refinerías de gasolina, etc. El agua de alimentación se trata primero en el desaireador y luego se traslada al sistema de calderas.
Funciones del Desaireador
Una de las propiedades del agua es su tensión superficial, ya que contiene un alto grado de tensión superficial que mantiene todas las cosas juntas. La aplicación de un surfactante puede reducir la tensión superficial del agua. La aireación es el proceso que rompe la tensión superficial del agua.
Esta función comienza con la reducción de la tensión superficial del agua mediante pulverización o filmación. Luego se aplica calor al agua condensada. Después de aplicar calor, se lleva a cabo el proceso de agitación. Los gases corrosivos separados del agua se liberan de nuevo a la atmósfera a través de conductos de ventilación.
Diseño y componentes
El desaireador requiere una configuración de alta temperatura y baja presión para funcionar correctamente. Deben tener la capacidad de contener el condensado caliente que regresa del sistema, además del agua de maquillaje fría. Un desaireador debe estar diseñado mecánicamente para eliminar el oxígeno del agua a 7 ppb y el oxígeno restante se elimina químicamente utilizando los eliminadores de oxígeno, como el sulfito de sodio y la hidracina.
El diseño contiene una entrada de agua de maquillaje para dejar que el agua cruda entre en el desaireador. Una válvula de alivio de presión y un interruptor de vacío también están presentes para ajustar la presión en el sistema. Una entrada de condensado permite que el vapor condensado entre en el sistema. Un respiradero de operación está provisto de una placa de orificio para liberar los gases a la atmósfera. El vapor se pasa al desaireador a través de la entrada de vapor.
Un desaireador que funciona con una presión de 0,5 bar o 7 psi requiere una temperatura de 217 grados Fahrenheit. Los valores de temperatura y presión pueden variar según el diseño.
Principio de funcionamiento
El objetivo principal aquí es eliminar los gases disueltos. Aplicar calor es la forma adecuada de eliminar los gases disueltos del agua. El oxígeno entra en contacto con el agua, ya sea de la atmósfera externa o de las fugas en las tuberías. El ácido carbónico se forma dentro de la caldera cuando se calienta el agua. Para niveles de dióxido de carbono libres de corrosión en el agua, su valor de pH debe mantenerse superior a 8,5 pH.
Eliminación de oxígeno y dióxido de carbono
La solubilidad de los gases disueltos presentes en el agua disminuye con el aumento de la temperatura del agua. Eso significa que se liberará más oxígeno y dióxido de carbono del agua con un aumento de la temperatura. Por lo tanto, necesitamos aumentar la temperatura del agua al valor cercano a la temperatura de saturación del agua. Al calentar el agua por debajo del punto de ebullición, se mantiene el estado líquido del agua.
El agua de maquillaje se rocía en la cubierta de pulverización a través de una boquilla de pulverización. Al mismo tiempo, también se libera vapor en él. La pulverización de agua aumenta la superficie de contacto del agua con el vapor. Esto conduce a una velocidad de transferencia de calor más rápida. Por lo tanto, el agua se calienta rápidamente y muchos gases no condensables se liberan rápidamente. Estos gases no condensables viajan a través de la ventilación.
Eliminación de gases no condensables
El agua calentada por el vapor se recoge en la sección de precalentamiento del desaireador. Una vez que el nivel de agua alcanza el nivel de funcionamiento del tanque, el vapor pasa a través de una tubería de vapor a esta sección. Esta burbuja de vapor sube a través del agua, calentando el agua y liberando los gases no condensables. Estos gases se liberan a la atmósfera a través de los conductos de ventilación.
Tipos de Desaireador
El diseño del desaireador difiere de un fabricante a otro. Hay tres tipos populares de desaireadores como el tipo térmico, el tipo de disco giratorio al vacío & el tipo de ultrasonido. El tipo de disco giratorio al vacío se utiliza para productos de viscosidad baja a alta, mientras que el tipo de ultrasonido se utiliza con productos muy viscosos.
En función de su diseño, los desaireadores térmicos se clasifican en dos tipos, como el desaireador de tipo spray & el desaireador de tipo cascada. El desaireador tipo spray consiste en un cilindro vertical u horizontal que sirve como sección de desaireador y sección de almacenamiento. En el desaireador de tipo cascada, la sección del desaireador está separada de la sección de almacenamiento. Aquí, una sección de desaireador condenada vertical u horizontal se coloca en la parte superior de un recipiente de cilindro de almacenamiento horizontal. Este desaireador también se conoce como desaireador de tipo bandeja en aerosol &.
Desaireador de tipo spray
Este desaireador contiene una sección de precalentamiento indicada por E, una sección de desaireador indicada por F separada por un deflector indicado por C. El vapor de baja presión se pasa al sistema a través del sparger presente en el fondo del recipiente. Para facilitar la extracción de los gases disueltos en la sección de desaireación, el agua se precalienta en la sección E por la corriente. El agua se desgasifica en la sección F. Los gases liberados se liberan a la atmósfera a través de la ventilación. Esta agua se bombea a las calderas generadoras de vapor utilizando una bomba en el fondo del recipiente.
Desaireador de tipo cascada
En este desaireador, se monta una sección de desaireación doom vertical sobre una sección de almacenamiento de agua de alimentación horizontal. La sección de desaireación contiene bandejas perforadas. El agua entra en esta sección a través de las válvulas de pulverización presentes por encima de estas bandejas y se desplaza hacia abajo. El agua pasa de las bandejas al recipiente de almacenamiento. El vapor precalentado se aplica al agua de la tubería perforada presente en la sección inferior. Este vapor calienta el agua y los gases separados fluyen hacia arriba. Estos se liberan a través de la válvula presente en la sección del desaireador.
Ventajas y desventajas
Hay muchas ventajas y desventajas asociadas con los diferentes tipos de desaireadores.
En comparación con los otros tipos con la misma capacidad, el desaireador de pulverización es barato & menos peso. Este desaireador también requiere menos espacio para la cabeza. Su capacidad oscila entre 7000 y 280000 libras por hora.
Las desventajas del desaireador por pulverización son su gran cantidad de componentes mecánicos móviles que pueden requerir más mantenimiento mecánico. Esto aumenta el coste operativo rutinario & fiabilidad del desaireador. En este desaireador, la aireación se realiza en dos etapas. Aquí, en el área del cabezal de pulverización, se realiza aproximadamente el 90 por ciento de la aireación, mientras que el 10 por ciento restante se realiza en el área de lavado o boquilla con resorte. Las alineaciones de fallas críticas con la boquilla de vapor afectarán la fiabilidad de este tipo de desaireador. Esto también tiene retornos de alta presión limitados en comparación con otros tipos.
Las ventajas del tipo de desaireador en cascada son su alta confiabilidad, mayores retornos de HP, alta consistencia de DA y alta capacidad. Las desventajas de este desaireador son su bajo espacio libre, su alto peso y su alto precio en comparación con el desaireador de tipo spray.
Aplicaciones
Algunas de las aplicaciones de los desaireadores son las siguientes-
- Estos se utilizan para las plantas de calderas que operan a 75 libras o más de capacidad.
- Plantas sin capacidad de reserva.
- Plantas de calderas con cargas críticas.
- Plantas que funcionan con un 25 por ciento de maquillaje o más.
- Centrales térmicas.
- Estos también pueden eliminar varios gases disueltos de productos como alimentos, productos de cuidado personal, cosméticos, productos químicos, etc.
- El desaireador se utiliza en productos farmacéuticos para aumentar la precisión de dosificación en el proceso de llenado.
- Estos también se utilizan con productos para aumentar su estabilidad en el estante, para evitar la decoloración de los productos, etc..
El desaireador se usa generalmente con calderas en la industria de procesos químicos o en la industria de generación de energía. El uso del desaireador antes de alimentar el agua a la caldera aumenta en gran medida la eficiencia y la fiabilidad de las calderas. La corrosión causada a la caldera puede reducirse considerablemente. La temperatura del vapor precalentado utilizado en el desaireador también debe mantenerse bajo control. Por cada aumento de 10 grados en la temperatura del agua de alimentación se puede observar un aumento del 1 por ciento en la ganancia. La cantidad de ácido carbónico que se forma en el desaireador también depende del número de bicarbonatos presentes en el agua. ¿Cuáles son los valores de temperatura y presión de trabajo para un desaireador?
Preguntas frecuentes
1). ¿Por qué el Desaireador se coloca en alturas?
El desaireador se coloca a cierta altura para mantener la presión óptima antes de la succión.
2). ¿Por qué se utilizan desaireadores en calderas?
El agua contiene muchos gases disueltos corrosivos. Cuando esta agua se suministra directamente a las calderas, causa una alta corrosión y oxidación de los componentes metálicos de la caldera. Esto daña las calderas, lo que disminuye su fiabilidad. Para evitar que este desaireador se utilice en calderas, para eliminar estos gases no conductores presentes en el agua.
3). ¿El Desaireador es un recipiente a presión?
Sí, es un recipiente a presión. Estos están disponibles en el mercado en diferentes clasificaciones de presión.
4). ¿Qué es la vinculación del desaireador?
Durante varios eventos de strat up, la presión del desaireador disminuye. Para estabilizar las fluctuaciones de presión durante las condiciones de arranque / rampa arriba / abajo, el sistema de vinculación se mantiene como respaldo. Esto mantiene la presión del desaireador por encima de 3 PSIG.
5). ¿Cómo se usa para eliminar el oxígeno?
El oxígeno se disuelve en el agua, ya sea durante el contacto con el entorno externo o a través de las fugas en el sistema de tuberías. La solubilidad del oxígeno disminuye con el aumento de la temperatura. Por lo tanto, para eliminar el oxígeno del agua, la temperatura del agua aumenta en la sección de desaireador. Este oxígeno separado se ventila a través de los conductos de ventilación presentes en la parte superior.