Деаэратор: что это такое, виды, устройство

Чаще всего отопительные котлы делают из стали, и неприятность в том, что во время их работы вода, проходящая через них, может их испортить газами в виде кислорода и углекислого газа. Для того, чтобы вода с такими элементами не оказывала отрицательное воздействие, многие используют деаэратор. Что такое деаэратор, какие виды деаэраторов есть и как они устроены?

Что такое деаэратор

Деаэратор – это специализированное оборудование, необходимое для удаления кислорода из системы с помощью подогревания теплоносителя паром. То есть, помимо функции очистки, это устройство выполняет функцию термическую. Один и тот же деаэратор может быть использован для того, чтобы подогревать и очищать подпиточную воду.

Особенности конструкции

Деаэратор отличается простой конструкцией. В своей стандартной комплектации это устройство состоит из цистерны и вертикальной колонки, смонтированной на цистерне. И вся эта конструкция находится на опорах.

В дополнение к стандартной комплектации может быть установлена гидравлическая система. Оная включает в себя два гидрозатвора, созданных для защиты устройства от незначительного и опасного давления.

На баке деаэратора есть выходной и входной патрубки, и нужны они для подключения устройства к магистрали отвода и подачи воды. Снизу бака устанавливаются сливы. Также в конструкции может быть сборный бак, в котором собирается дегазованная вода. Устанавливается этот бак под цистерной.

Принцип работы тарельчатого деаэратора

В таких деаэраторах используется двухступенчатая схема очистки воды от газов. Это барботжаная (находится в баке) и струйная (находится в колонке). Также при тарельчатов деаэраторе используется затопленное барботажное устройство.

Изначально вода будет подаваться в колонну, и именно там она будет обрабатываться паром. После этого вода будет идти в бак, стоять там, а потом отправляться в систему.

Пар изначально идет в БДА, то есть в бак, а потом, после вентиляции, подается в колонну. Потом, проходя черех барботажную тарелку, пар начинает подогревать воду вплоть до температуры ее насыщения.

С помощью струйного метода все газы, находящиеся в воде, удаляются из нее. Вместе с этим процессом также происходит процесс паровой конденсации, причем остатки пара будут смешиваться с газами и уходить в охладитель. После конденсат уйдет в емкость дренажа. В процессе отстаивания воды в специальном базе из нее будут выходить все газы, а потом вода будет идти в сборный бак.

Следует учесть, что иногда в конструкции используется горизонтальная емкость, и нужна она лишь для отстаивания воды. При такой конструкции две ступени дегазации будут располагаться внутри колонны.

Принцип работы распылительного деаэратора

Такие устройства используются намного реже, но по своей конструкции являются все тем же накопительным горизонтальным баком с большой емкостью. Самое главное отличие заключается в том, что в распылительном деаэраторе нет колонны.  

Принцип действия тоже немного отличается. Пар в распылительных деаэраторах поступает снизу. Емкость бака делится на две зоны – деаэрации и подогрева. Вода поступает в отсек подогрева, после чего кипятится и идет во вторую зону. Там, в зоне деаэрации, из воды с помощью пара удаляют кислород.

Сфера применения

Так как деаэратор – это устройство, необходимое для дегазации жидкости, используется оно чаще всего вместе с нагревательным стальным оборудованием.

В основном это котельные, использующие водонагревательные котлы, а также системы, работающие на паровых котлах. В случае необходимости они могут быть использованы в частных домах или в тех тепловых системах, подающих очень много пара.

Особенности и правила монтажа деаэратора

По своему устройству деаэратор не представляет никакой сложности, однако монтаж этого аппарата должен быть произведен с учетом соблюдения положенных технологий.

В процессе установки подобного рода оборудования необходимо руководствоваться теми чертежами и проектами, которые идут в комплекте с деаэратором и котельной.

Перед тем, как начать монтаж, необходимо произвести осмотр всей установки, а также произвести ее расконсервацию. В случае обнаружения дефектов их необходимо устранить.

Сам же процесс монтажа деаэратора состоит из следующих этапов:

1. Монтаж бака на фундамент.
2. Приваривание к баку горловины для слива воды.
3. Обрезание нижней части колонки согласно параметрам наружного диаметра.
4. Монтаж колонны на бак (во время этого процесса тарелки, находящиеся внутри бака, должны быть расположены горизонтально).
5. Приваривание колонны к баку.
6. Монтаж гидрозатвора и охладителя выпара.
7. Подключение магистралей согласно представленной сопровождающей документации.
8. Установка регулирующей и запорной арматур.
9. Проведение гидравлических испытаний всего оборудования.

На этом установку деаэратора можно считать завершенной.

Две главные задачи после установки деаэратора

Так как весь процесс работы деаэратора основан только на физических свойствах жидкости, перед человеком после установки и начала работы деаэратора стоит две задачи – это создание максимально возможной площади контакта между фазами газа и воды, а также обеспечение эффективного отделения газов. И, если со второй задачей деаэратор справляется сам, то первую задачу (формирование большой контактной поверхности между фазами газа и воды) следует разобрать более детально:

Основные пути решения:

1. Самый первый способ, который может подойти и который можно сделать – это разбить водный поток, поступающий прямо в деаэратор. Делается это с помощью переливных тарелок с несколькими отверстиями, входящими в комплект. Пользователь, изменяя начальный диаметр отверстия, а также подбирая иное количество отверстий на тарелках, может менять поверхность активного контакта между фазами. Особенность и главное преимущество данного способа – не нужно никакого избыточного водного давления перед самим деаэратором.
2. Второй способ – это разбиение водного потока, идущего прямо в деаэратор, на капли во время прохождения воды через форсунки. Но у этого метода есть свой недостаток – слишком высокие требования к минимально допустимому водному давлению перед аппаратом.
3. Третий способ – закручивание водного потока в циклоне или в ином устройстве, имеющем закругленную поверхность. И здесь главный минус заключается не только в слишком высоких требованиях к минимально допустимому водному давлению перед аппаратом, но и в том, что здесь маленькая площадь контакта двух фаз.
4. Четвертый способ – обеспечение прохождения паровых пузырей через водные слои. Здесь недостатком является необходимость установки источника пара, а также гидроудары.
5. Пятый используемый пользователями способ – это создание максимально оптимальных условий для того, чтобы в воде появилось как можно больше парогазовых пузырей, то есть обеспечить кавитацию. Но у этого метода тоже есть свой недостаток, и заключается он в жестких требованиях, предъявляемых к водному давлению перед аппаратом.
6. И последний используемый метод – это пропуск водного потока через используемые насадки. При этом на поверхности используемых насадок появляется тонкая водная пленка. От количества применяемых насадок, а также от особенностей их геометрии будет зависеть площадь контакта. Но и здесь есть недостаток – это неравномерность распределения насадок по всему объему колонки. Как итог, это может привести к неравномерному распределению водного потока.

Вместо заключения

Итак, деаэратор – это устройство, обеспечивающее более продолжительное функционирование как паровых, так и водогрейных котлов. Выбор способов установки, а также разновидностей данного оборудования производится согласно технических характеристикам котельной или иного нагревательного оборудования, используемого человеком или компанией.