Conception et principe de fonctionnement d'un séparateur à soufflage continu. Séparateur à soufflage continu

Pour obtenir de la vapeur propre, il est nécessaire de la sécher, ce qui est effectué dans divers dispositifs de séparation. Pendant le fonctionnement normal des chaudières à vapeur des navires, l'humidité de la vapeur à la sortie du collecteur de vapeur ne doit pas dépasser 0,5 %. Pour les générateurs de vapeur des installations nucléaires, ces exigences sont encore plus élevées - de 0,001 à 0,01 %, car la présence d'impuretés dans la vapeur peut conduire au transfert de substances radioactives à longue demi-vie dans les salles des machines.

Le processus de séparation à la vapeur est basé sur la différence densité spécifique vapeur saturée et gouttelettes d’eau.

Séparation de vapeur dans le volume de décantation

Cette méthode de séparation est la plus simple. Une goutte d’humidité est soumise à l’action du mouvement ascendant de la vapeur et de la gravité. Le rapport de ces forces conduit soit à l'entraînement d'une goutte d'humidité avec la vapeur, soit à sa perte du flux de vapeur. Dans les anciennes conceptions de chaudières qui souffraient Shi E volumes d'espace vapeur, les dispositifs de séparation les plus simples ont été utilisés : réservoirs à vapeur et volets de défense.

L'humidité chute avec le flux de vapeur à travers les tuyaux d'évacuation de la vapeur et pénètre dans le

Le réservoir de vapeur se dépose sur ses parois et s'écoule dans le volume d'eau du collecteur de vapeur par le tuyau d'évacuation. Une barrière supplémentaire à l’élimination de l’humidité est

Un pare-vapeur sur lequel une partie importante de l’humidité se dépose.

1 - collecteur de vapeur ; 2 - tuyau de drainage ; 3 - réservoir de vapeur ;

4 - tuyaux de vapeur ; 5 - rabat d'aile

Comme le montre l'expérience du fonctionnement des chaudières, une chaudière à vapeur n'améliore pas la qualité de la vapeur et son rôle se limite uniquement à éliminer les conséquences des violations du mode de fonctionnement normal - par exemple, la pénétration d'eau dans le surchauffeur.

Schéma de séparation de vapeur avec écrans perforés

La voie principale

Éliminer le négatif

L'impact de l'alimentation concentrée du mélange vapeur-eau dans le collecteur de la chaudière est

Distribution uniforme

Charge de vapeur sur toute la surface du miroir d'évaporation. A cet effet, dans les collecteurs de vapeur des chaudières

Des panneaux perforés sont installés, situés à 50 ^ 150 mm en dessous du niveau d'eau minimum.

L'objectif principal du bouclier perforé immergé est de créer une résistance supplémentaire le long du trajet du mouvement de la vapeur, qui est la même sur toute la section transversale du collecteur. DANS Soupe aux choux Ce sont des trous d'un diamètre de 5 ^ 20 mm. La section active du bouclier est généralement de 10 ^ 15 % de la section transversale du collecteur. De plus, au-dessus des tuyaux de levage, la section active des trous est plus petite et s'élève à 5 ^ 6 % de superficie totale miroirs d'évaporation, et au-dessus des descentes, c'est plus - 9 ^ 10 %. Très souvent, les trous du bouclier submersible sont espacés uniformément. Grâce à une résistance supplémentaire, un coussin de vapeur stable se forme sous le bouclier, assurant une répartition uniforme de la vapeur sur la zone du miroir d'évaporation.

L’utilisation d’un écran perforé submersible est une condition obligatoire mais non suffisante pour obtenir de la vapeur propre. En règle générale, la vapeur est extraite du collecteur par un ou deux tuyaux.

La majeure partie de la vapeur est dirigée vers les buses par le chemin le plus court. En conséquence, la vitesse de déplacement de la vapeur dans l'espace vapeur s'avère différente. En raison de la vitesse accrue de la vapeur dans la zone des tuyaux d'évacuation de la vapeur, son humidité peut dépasser les valeurs admissibles.

Pour égaliser les vitesses de la vapeur, des panneaux perforés au plafond sont installés dans la partie supérieure du volume de vapeur. Les trous sont situés de manière inégale - moins souvent au point d'extraction de la vapeur et plus souvent au
périphérie - de sorte que sa résistance augmente de la périphérie jusqu'au lieu d'extraction de la vapeur. Le panneau de plafond perforé constitue également un obstacle supplémentaire sur lequel se déposent les gouttes d'humidité contenues dans la vapeur.

Dans le moderne chaudières à vapeur Souvent, un bouclier perforé central est également installé, situé à 50 ^ 80 mm au-dessus du niveau d'eau supérieur. Son objectif est d'égaliser les irrégularités du niveau d'eau dues à l'apport concentré de vapeur et de calmer les fluctuations de niveau lorsque le navire oscille.

Les inconvénients du schéma de séparation avec boucliers perforés sont :

Sensibilité aux changements de charge de la chaudière (lorsque la charge de la chaudière diminue, il existe une grande résistance au passage de la vapeur) ;

Possibilité de perturbation du fonctionnement des descentes lorsque de la vapeur y est captée ;

Favorise la formation de mousse en cas de teneur élevée en sel de l'eau de chaudière.

Séparateurs à persiennes

Les séparateurs à persiennes sont un moyen efficace de sécher la vapeur. Particularité ils sont très efficaces avec une résistance hydraulique relativement faible. Les séparateurs à persiennes sont disponibles en versions horizontales et verticales.

Le principe de fonctionnement des séparateurs à persiennes est basé sur la séparation des phases lorsque le mouvement du flux vapeur-eau dans les canaux courbes change en raison de l'effet centrifuge. Le mélange vapeur-eau pénètre dans les canaux courbes à une vitesse w. L'humidité tombe sur l'assiette

Les stores et le film d'eau s'écoulent vers le bas à une vitesse w", et la vapeur séchée est dirigée dans la conduite de vapeur à une vitesse ww. Le film d'humidité qui s'écoule se détache des bords inférieurs des stores et tombe sous forme de jets séparés. et tombe dans le volume d'eau du collecteur.

À certains débits du mélange vapeur-eau, une telle quantité d’humidité peut se déposer sur les plaques des stores qu’elle bloque complètement toute la section transversale du canal. Ce mode est appelé mode aveugle.

Pour les stores verticaux, le mode inondation se produit à des débits élevés du mélange vapeur-eau. Cela s’explique par les conditions de drainage, plus favorables dans les stores verticaux. Par conséquent, toutes choses égales par ailleurs, l’efficacité des stores verticaux est supérieure à celle des stores horizontaux.

Horizontale ou stores verticaux peuvent être installés dans un collecteur au lieu d'un panneau perforé au plafond ou dans des boîtiers séparés - dans de tels cas, ils sont appelés séparateurs déportés.

Cyclones intracollecteurs

Les cyclones intracollecteurs sont des dispositifs de séparation très efficaces.

Le diamètre du cyclone est généralement de 300 mm. Avec de grands diamètres, leur installation à l'intérieur du collecteur devient plus compliquée ; une diminution du diamètre du cyclone entraîne une augmentation de leur nombre à l'intérieur du collecteur et complique l'alimentation uniforme du mélange vapeur-eau vers chacun des cyclones.

Le cyclone effectue une séparation de vapeur en deux étapes. Dans la première étape, il y a une rude

Séparation de la vapeur et de l'eau due à

Rotation centrifuge à

Alimentation tangentielle du mélange vapeur-eau dans le corps du cyclone. Eau sous

Action forces centrifuges

Il est pressé contre la paroi du boîtier et s'écoule vers le bas, et la vapeur monte. Au sommet du cyclone, un bouclier perforé ou un bouclier à persiennes est généralement installé

Séparateur dans lequel se produit le séchage fin final de la vapeur.

Cyclones intracollecteurs

Ils fournissent un apport uniforme de vapeur au volume de vapeur du collecteur sur toute sa longueur, ne sont pas sensibles à l'augmentation de la teneur en sel de l'eau et fonctionnent de manière stable en cas de changements brusques de charge.

Les inconvénients des cyclones intégrés au collecteur sont :

Résistance hydraulique élevée au mouvement du mélange vapeur-eau, qui dans les chaudières et les générateurs de vapeur avec EC peut affecter la stabilité de la circulation ;

Faible productivité (0,6 ^ 2,0 kg/s par cyclone) ;

Encombrement du collecteur de vapeur et difficulté d'installation.

Séparateurs avec alimentation à flux axial

Les séparateurs à flux axial sont similaires aux cyclones intra-collecteurs. Ils ont divers modèles. La base de ces séparateurs est un tourbillon à pales du mélange. Le flux, entrant le long de l'axe du séparateur, est tordu par les pales et est divisé en un vortex de vapeur se déplaçant le long de l'axe du flux et un flux d'eau rotatif se déplaçant le long des parois du cylindre interne. La majeure partie du liquide déborde par le bord supérieur du corps du cyclone et s'écoule le long des parois du verre. Le séchage ultérieur de la vapeur est effectué à l'aide d'un séparateur à persiennes ou d'une tôle perforée perforée.

Les séparateurs à alimentation axiale du mélange vapeur-eau sont largement utilisés dans les générateurs de vapeur des centrales nucléaires.

Séparateurs de films à distance

En conduisant vapeur humide le long des tuyaux, la majeure partie de l'humidité se dépose sur la surface intérieure des tuyaux sous la forme d'un film et seule une petite partie reste en suspension. Ainsi, tout tuyau dans lequel circule la vapeur est une sorte de séparateur de film. En éliminant l'humidité, vous pouvez obtenir une vapeur d'assez bonne qualité.

La conception la plus courante du séparateur de film est la suivante : L'apport de vapeur humide s'effectue par le haut. Lorsque la direction de la vapeur est inversée, la majeure partie de celle-ci se dépose sur les parois du tuyau et s'écoule vers le bas, d'où elle est évacuée par le tuyau de drainage. La vapeur est extraite de la partie centrale du séparateur.

La productivité des séparateurs à film est faible et l'humidité de la vapeur est d'environ 1 %, ce qui est une valeur assez élevée pour installations modernes. De tels dispositifs ne sont donc pas largement utilisés.

Séparateurs centrifuges à distance

Dans les séparateurs centrifuges, le mélange peut être alimenté à la fois radialement et axialement. Le flux est tordu à l'aide de pales spéciales. L'humidité séparée s'écoule dans l'espace annulaire entre la paroi du cylindre et la tôle perforée, et la vapeur pénètre dans le la partie supérieure volume et

À travers une tôle perforée, une teneur en humidité de 0,5 à 1,0 % s'échappe dans la canalisation de vapeur saturée. Un amortisseur peut être installé au fond du séparateur pour amortir le mouvement de rotation du liquide. L'eau du séparateur est évacuée par un tuyau situé au fond. Le volume d'eau dans le séparateur est de 1/7 à 1/10 de la production horaire de vapeur de la chaudière ou du générateur de vapeur pour assurer le phénomène de joint hydraulique et éliminer la possibilité de fuite de vapeur à l'aspiration.

Pompe de circulation.

La nécessité de traiter l'eau dans les centrales électriques est due aux effets nocifs des impuretés contenues dans l'eau d'alimentation et l'eau des chaudières sur le fonctionnement des chaudières à vapeur et des générateurs de vapeur. Si les indicateurs de qualité de l'eau ne sont pas respectés, on observe la formation de tartre et de corrosion dans les chaudières, ainsi qu'un entraînement intensif de sels avec la vapeur. Par conséquent, l’eau destinée aux chaudières à vapeur doit répondre à certaines normes de qualité.

Selon la destination d'une centrale à vapeur, on distingue les types d'eau suivants :

Eau de source (naturelle) - la source de cette eau provient des rivières, des lacs, des mers, des océans et contient des impuretés naturelles sous forme de substances dissoutes et de particules mécaniques. Cette eau est utilisée pour éliminer les impuretés et les contaminants ;

L'eau supplémentaire - est un produit de l'eau de source traitée chimiquement ou du condensat de vapeur secondaire provenant des évaporateurs - est utilisée pour reconstituer les pertes de vapeur et d'eau dans le cycle PSU ;

L'eau d'alimentation - fournie par des pompes aux chaudières et aux générateurs de vapeur pour produire de la vapeur selon des paramètres spécifiés - est un mélange de condensats de turbine et d'eau d'appoint ;

Eau de chaudière - située à l'intérieur des circuits de circulation de la chaudière ;

Eau de purge - soufflée des chaudières et des évaporateurs pour les entretenir concentration admissible impuretés.

Les principaux indicateurs de la qualité de l’eau sont :

Salinité de l'eau, 0Br (degré Brandt) - 1°Br correspond à la teneur de 10 mg de NaCl ou 6,06 mg de SG dans 1 litre d'eau distillée. Les principales masses d'eau du monde ont les salinités suivantes : Mer Noire - 1800 °Br, océan Arctique - 5500 °Br, Océan Pacifique- 3500 °Br, Océan Atlantique - 3600 °Br, Mer Blanche

De 100 à 3300 °Br.

Dureté de l'eau, 0H (degré de dureté) - dépend de la teneur en sels de calcium et de magnésium dans l'eau. 1 0H correspond à la teneur de 10 mg de CaO ou 7,14 mg de MgO dans 1 litre d'eau distillée. Il existe une dureté temporaire (carbonatée), qui est éliminée par l'eau bouillante, une dureté permanente (non carbonée), qui n'est pas éliminée par l'eau bouillante, et une dureté totale, égale à la somme des duretés carbonatées et non carbonatées.

L'augmentation de la dureté de l'eau provoque la formation de tartre sur les parois des tuyaux des surfaces chauffantes. La formation de tartre conduit à :

À la surchauffe, à l'épuisement professionnel et à la rupture des tuyaux des surfaces chauffantes, à la formation de fistules et de renflements ;

Intensification des processus de corrosion sous une couche de tartre ;

Formation de tartre à l’extérieur des canalisations ;

Consommation excessive de carburant et efficacité réduite de la chaudière.

Silicate de sodium soluble dans l'eau Na2SiO3 et ions d'acide silicique SiO2, qui est à l'état colloïdal. Contrairement aux autres sels, l'acide silicique peut se dissoudre

Directement dans la vapeur à haute pression. On le trouve principalement dans les eaux des rivières et des lacs, et est pratiquement absent dans l'eau de mer. Par conséquent, cet indicateur n'est important que pour les centrales électriques fixes qui utilisent des plans d'eau douce - rivières et lacs - pour alimenter leurs chaudières.

L'indicateur d'hydrogène de l'eau est le pH. Il existe des réactions acides, neutres et alcalines de l'eau.

Pour alimenter les chaudières, l’eau doit avoir un pH proche de 7.

Habituellement, ce n'est pas la valeur du pH elle-même qui est prise en compte, mais l'indice alcalin (mg-Eq/l), qui est un critère d'évaluation de la qualité de l'eau de chaudière, caractérisant ses propriétés protectrices contre la formation de tartre. Grandes valeurs L'indice alcalin peut entraîner la formation de mousse et provoquer une corrosion alcaline des éléments de la chaudière.

Teneur totale en sel, mg/l - la quantité totale de substances non volatiles d'origine minérale et organique dissoutes dans l'eau. Il se caractérise par un résidu sec, déterminé par évaporation d'un échantillon d'eau filtrée et séchage du résidu à 120 °C.

La contamination de l’eau de chaudière par du fioul ou du combustible peut se produire très rapidement et entraîner une panne majeure de la chaudière. Dans les chaudières à tubes d'eau, le combustible ou le fioul est transporté sur toute la surface chauffante de la chaudière par la circulation de l'eau, entraînant une surchauffe et une rupture des tubes de la surface chauffante.

Si la chaudière s'avère contaminée par du fioul ou du combustible, elle doit être arrêtée immédiatement ; établir la source de carburant et de lubrifiants entrant dans l'eau d'alimentation ; éliminer l'eau contaminée ; évaporez la chaudière et nettoyez-la soigneusement. Jusqu'à ce que la chaudière et l'ensemble du système d'alimentation soient complètement nettoyés, ainsi que les sources soient complètement éliminées

Si des combustibles et lubrifiants pénètrent dans l'eau de la chaudière, il est interdit de mettre la chaudière en service (article 75 du PECU).

Les signes de la présence d'huile ou de combustible dans la chaudière ou l'eau d'alimentation sont (article 81 du PECU) ;

L'aspect blanchâtre-turbide de la chaudière ou de l'eau d'alimentation prélevée pour les tests et la présence d'une odeur caractéristique ;

Moussage de l'eau dans la chaudière, fortes fluctuations du niveau d'eau dans le système d'alimentation en eau ;

Traces d'huile ou de carburant à la surface du niveau d'eau dans

Indicateurs d'eau pour chaudières, réchauffeurs d'huile,

Réservoirs de rechange et réservoirs de condensats sales.

Pour le VNK type KVG-E, les indicateurs de qualité de l'eau d'alimentation et de chaudière sont donnés dans les tableaux ;

Le principal moyen de lutter contre la formation de tartre et la corrosion du métal de chaudière est de maintenir les paramètres de qualité spécifiés de l'eau d'alimentation et de chaudière grâce au traitement de l'eau. Il existe un traitement de l’eau pré-chaudière et intra-chaudière.

Texte

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Le but des chaudières à vapeur est de produire de la vapeur et de son utilisation ultérieure.
L'un des appareils utilisés pour séparer un mélange vapeur-eau en vapeur et eau,
est .
Si nous y pensons géométriquement, alors l’entrée du mélange peut être représentée tangentiellement.
Ainsi, la séparation de la vapeur se produit en raison des forces centripètes (centrifuges).
Buse à l'entrée séparateur aplati, ce qui renforce l'effet centrifuge de séparation du mélange vapeur-eau.

La vapeur, tout en conservant un mouvement de rotation, est dirigée dans l'espace vapeur et évacuée par le tuyau. L'eau coule le long de la paroi intérieure séparateur dans le volume d'eau.

Le contrôle du niveau à flotteur maintient automatiquement séparateur niveau d'eau, qui est déterminé visuellement par l'indicateur de niveau.

Le flotteur peut être verrouillé en position haute en tournant la poignée de verrouillage de 30°

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Le kit séparateur comprend :

• le séparateur lui-même ;
• régulateur de niveau à flotteur;
• dispositif de verrouillage avec verre;
• 2 vannes

Installation et installation du séparateur à soufflage continu Du-300

1. Le séparateur est installé en position verticale sur des poutres de support pré-assemblées.

2. Après avoir installé le séparateur sur les supports, l'instrumentation, les dispositifs de sécurité, un régulateur de niveau à flotteur sont installés et la tuyauterie est réalisée.

3. L'installation du séparateur doit offrir la possibilité de l'inspecter, de le réparer et de le nettoyer aussi bien de l'intérieur que de l'extérieur, et doit éliminer le risque de basculement. L'accrochage du séparateur sur les canalisations de raccordement n'est pas autorisé.

4. Lors de l'installation, pour faciliter l'entretien du séparateur, des plates-formes et des escaliers peuvent être aménagés, ce qui ne doit pas interférer avec la solidité, la stabilité et la possibilité d'une inspection et d'un nettoyage gratuits. surface extérieure. Leur soudage à l'appareil doit être effectué selon la conception conformément aux « Règles de conception et fonctionnement sûr navires fonctionnant sous pression.

5. Après avoir installé et fixé le séparateur, l'avoir raccordé et équipé de raccords, il est nécessaire d'effectuer un test hydraulique (pneumatique).

6. Après essai hydraulique le séparateur et les canalisations sont lavés, le fonctionnement des raccords et du régulateur de niveau à flotteur est vérifié, soupape de sécurité, après quoi le séparateur est mis en service.

Procédure de fonctionnement et mise en service du séparateur à soufflage continu Du-300
Diagramme schématique fonctionnement du séparateur

Après vous être assuré du bon état des canalisations, des raccords et de l'instrumentation, procéder à la mise en service du séparateur pour laquelle vous devez :

— ouvrir doucement les vannes 1 (Fig. 29), remplir le séparateur de purge continue avec le mélange provenant de la vanne de purge de la chaudière ;
— ouvrir la vanne 4 pour la vidange et la vanne 2 pour la sortie de la vapeur séparée ;
— fermer la vanne 4 et surveiller le niveau d'eau à l'aide du verre indicateur d'eau ;
— lorsque le niveau d'eau normal est atteint, ouvrir doucement la vanne 3 de la sortie d'eau séparée, qui sert à réguler le processus de séparation du mélange vapeur-eau et à établir un niveau d'eau constant dans la partie inférieure du boîtier.
Après le démarrage du séparateur, lorsqu'une pression correspondant à la spécifications techniques, le séparateur est considéré comme étant en fonctionnement normal.

Entretien du séparateur à soufflage continu Du-300

Le séparateur doit être sous la surveillance constante du personnel de maintenance.

Pour assurer un fonctionnement ininterrompu du séparateur, il est nécessaire d'effectuer les contrôles suivants au moins 3 fois par équipe :

- la pression de la vapeur;

— pour la présence d'un niveau normal de condensat dans le boîtier sur le verre indicateur d'eau ( fonctionnement normal systèmes de contrôle des condensats dans le boîtier).

Il est nécessaire de souffler périodiquement les verres indicateurs d'eau.

Une inspection périodique du séparateur doit être effectuée à la fois à des fins préventives et pour identifier les causes des problèmes survenus.

L'inspection et le nettoyage du corps du séparateur doivent être effectués au moins une fois tous les 2-3 ans pendant l'arrêt du séparateur pour courant et révision.

Les séparateurs à soufflage continu doivent subir un contrôle technique après l'installation, avant la mise en service, périodiquement pendant le fonctionnement et, si nécessaire, un contrôle extraordinaire.

En cas de réparations à long terme, ainsi que de densité insuffisante des vannes d'arrêt, l'équipement en réparation doit être éteint. L'épaisseur des bouchons doit correspondre aux paramètres de l'environnement de travail.

Lors du desserrage des boulons sur les raccords à bride, il faut veiller à ce que la vapeur et l'eau à l'intérieur du séparateur et de la tuyauterie ne provoquent pas de brûlures aux personnes.

Un soufflage continu des chaudières à tambour est effectué pour réduire la teneur en sel de l'eau de chaudière et obtenir une vapeur d'une pureté appropriée. Le degré de purge (en pourcentage de la productivité de la chaudière) dépend de la teneur en sel de l'eau d'alimentation, du type de chaudière, etc.

Le séparateur est une cuve cylindrique verticale (voir Figure 7) à fond plat ou elliptique, un tuyau d'entrée aplati ou un tuyau circulaire, des tuyaux de sortie de vapeur et d'eau et un régulateur à flotteur qui maintient automatiquement le niveau d'eau. Le flux est tourbillonné grâce à une alimentation en eau organisée vers la paroi interne du séparateur ou via l'installation de dispositifs de guidage internes. En règle générale, la consommation d'eau de purge pour le séparateur varie de 1 % à 5 % de la puissance de la chaudière. La séparation en fractions se produit en raison de la chute de pression dans le débit d'eau de chaudière lorsqu'elle entre dans un volume plus petit.

La séparation en vapeur et en eau s'effectue dans la partie médiane du séparateur. La vapeur, tout en maintenant un mouvement de rotation, est dirigée dans l'espace vapeur et évacuée par un tuyau situé en bas supérieur. L'eau s'écoule le long de la surface intérieure du séparateur dans le volume d'eau et est évacuée par un tuyau situé dans la partie inférieure du boîtier. Un raccord est prévu sur le fond inférieur pour évacuer l'eau du séparateur lorsqu'il est éteint et pour nettoyer périodiquement la partie inférieure du volume d'eau des boues et des contaminants.

Figure 7 - Séparateur à soufflage continu

A – alimentation en eau de purge ; B – évacuation de la vapeur séparée ; B – drainage ; D – élimination des eaux séparées.

1 – robinet-vanne pour sortie d'eau séparée ; 2 – régulateur de niveau d'eau ; 3 – buse pour l'entrée du mélange vapeur-eau de purge ; 4 – supports ; 5 – tuyau pour sortie de vapeur ; 6 – fond supérieur et inférieur ; 7 – corps du séparateur ; 8 – indicateur de niveau d'eau ; 9 – vanne de vidange.

Pour réduire les pertes de chaleur et de condensats avec l'eau de purge, des séparateurs - détendeurs sont utilisés. La pression dans le détendeur à soufflage continu est supposée égale ; la vapeur provenant du détendeur à soufflage continu est généralement dirigée vers des dégazeurs.

La chaleur de l'eau de purge (provenant du séparateur de purge continue) est économiquement réalisable lorsque la quantité d'eau de purge est supérieure à 0,27 kg/s. Cette eau passe généralement par un échangeur de chaleur à eau brute. L'eau du séparateur est acheminée vers un refroidisseur ou un barboteur, où elle est refroidie à 40 - 50 °C, puis évacuée dans les égouts.

Figure 8 - Schéma de soufflage continu

Le débit d'eau de purge de la chaudière est déterminé par sa valeur spécifiée en pourcentage de :

,

kg/s.

La quantité de vapeur libérée par l'eau de purge est déterminée à partir de l'équation du bilan thermique :

et bilan massique du séparateur :

Figure 9 - Ensemble séparateur à purge continue

L'enthalpie de la vapeur humide dans le détendeur est déterminée par la formule :

,

,

kg/s.

Quantité d'eau évacuée dans le barboteur :

,

Un séparateur de purge continue du type cyclone est conçu pour séparer l'eau de purge de chaudière en vapeur et l'eau formée à partir de l'eau de purge de chaudières à vapeur lorsque sa pression est réduite de la pression intra-chaudière à la pression dans le séparateur et dans le but d'une utilisation ultérieure. de la chaleur de l'eau et de la vapeur. La séparation se produit sous l'action des forces centrifuges provoquées par l'entrée tangentielle d'eau dans le séparateur. Après cela, de la vapeur très sèche est fournie au consommateur.

Les séparateurs peuvent être utilisés dans les systèmes de collecte de condensats pour réduire la consommation de vapeur consommée et les pertes de chaleur du mélange vapeur-condensat éliminé.
En plus de l'apport tangentiel de condensats (eau de purge), les séparateurs sont équipés d'éliminateurs de gouttes verticaux à persiennes pour sécher la vapeur d'ébullition secondaire.
Le séparateur est utilisé dans les circuits équipés d'un dégazeur atmosphérique.

Principaux paramètres et caractéristiques techniques

Nom		SNP-0,15-0,06 (Du-300)	SNP-0,15-0,8 (Du-300)	SNP-0,15-1,4 (Du-300)
Pression de travail
Température
Test de pression
Capacité de vapeur
Capacité
Poids sec sans composants
Poids des composants

Conception et principe de fonctionnement
Le séparateur est un récipient cylindrique vertical (voir Fig. 1) avec des fonds elliptiques, des tuyaux d'entrée opposés, des tuyaux de sortie de vapeur et d'eau, un indicateur de niveau pour le contrôle visuel, une soupape de sécurité à ressort et un purgeur de vapeur à flotteur qui maintient automatiquement l'eau. niveau. Le tourbillonnement du flux est réalisé grâce à l'alimentation organisée du mélange vapeur-eau vers la paroi interne du séparateur avec l'installation de dispositifs de guidage internes. En règle générale, la consommation d'eau de purge pour le séparateur varie de 1 % à 5 % de la puissance de la chaudière.
La séparation en vapeur et en eau s'effectue dans la partie médiane du séparateur. La vapeur, tout en maintenant un mouvement de rotation, est dirigée dans l'espace vapeur et évacuée par un tuyau situé en bas supérieur. L'eau s'écoule le long de la surface intérieure du séparateur dans le volume d'eau et est évacuée par un tuyau situé dans la partie inférieure du boîtier. Un raccord est prévu sur le fond inférieur pour évacuer l'eau du séparateur lorsqu'il est éteint et pour nettoyer périodiquement la partie inférieure du volume d'eau des boues et des contaminants.

Riz. 1. Séparateur à soufflage continu

Riz. 2. Schéma de tuyauterie du séparateur à soufflage continu

Sur la partie cylindrique du corps, deux supports sont soudés pour l'installation du séparateur et des buses pour l'alimentation tangentielle du mélange vapeur-eau d'eau de purge de chaudière vers le séparateur. Dans le fond supérieur du séparateur se trouve un tuyau avec une bride pour la sortie de la vapeur séparée, et dans le fond inférieur se trouve un raccord avec une vanne pour évacuer l'eau du séparateur lorsqu'il est éteint et pour la possibilité de périodiquement éliminer les boues et les contaminants de la partie inférieure du volume d’eau.
La partie cylindrique inférieure du boîtier est dotée d'une évacuation des condensats à flotteur et d'un indicateur de niveau. À l'aide de l'indicateur de niveau, le niveau d'eau est surveillé visuellement. Le purgeur de condensats à flotteur est conçu pour maintenir automatiquement un niveau d'eau constant dans le séparateur.

Riz. 3. Schéma de raccordement du séparateur à la purge continue des chaudières.

1 – entrée de purge continue de la chaudière ; 2 – canalisations haute pression; 3 – centrale de soufflage de chaudière ; 4 – rondelles limites ; 5 – vanne d'arrêt ; 6 – canalisation d'alimentation basse pression ; 7 – tuyaux d'alimentation (buses); 8 – débit de vapeur ; 9 – évacuation ; 10 – sortie d'eau séparée.

La vapeur est dirigée dans l'espace de vapeur et l'eau séparée s'écoule le long de la paroi interne du séparateur dans le volume d'eau.

Procédure d'installation
Le séparateur est installé conformément à documentation technique, développé par des spécialistes organisations de conception et les exigences des instructions d'installation.

Pour éviter une éventuelle augmentation de pression, une soupape de sécurité à ressort est prévue sur le corps du séparateur.
Le séparateur est installé en position verticale sur des poutres de support pré-assemblées. Ensuite, l'instrumentation, les dispositifs de sécurité, un purgeur de condensats à flotteur sont installés et la tuyauterie est réalisée.
L'installation du séparateur doit offrir la possibilité d'inspection, de réparation et de nettoyage tant de l'intérieur que de l'extérieur et doit éliminer le risque de basculement. L'accrochage du séparateur sur les canalisations de raccordement n'est pas autorisé.
Lors de l'installation, pour faciliter l'entretien du séparateur, des plates-formes et des escaliers peuvent être installés, ce qui ne doit pas interférer avec la résistance, la stabilité et la possibilité d'inspection et de nettoyage gratuits de la surface extérieure.
Après avoir installé et fixé le séparateur, l'avoir raccordé et équipé de raccords, il est nécessaire d'effectuer un test hydraulique (pneumatique). Après le test hydraulique, le séparateur et les canalisations sont lavés, le fonctionnement des raccords, du purgeur à flotteur et de la soupape de sécurité est vérifié, après quoi le séparateur est mis en service.

Entretien et fonctionnement
État normal et fonctionnement fiable Le séparateur consiste à assurer l’élimination continue de la vapeur et de l’eau du séparateur et à maintenir la pression dans le séparateur dans les limites établies. Ceci est obtenu si le purgeur à flotteur et la soupape de sécurité sont en bon état.
Le séparateur doit être sous la surveillance constante du personnel de maintenance. Le bon état du purgeur à flotteur doit être correctement surveillé :
- vérifier une fois par quart de travail le voyant qui doit être installé derrière l'évacuation des condensats ;
- surveiller la pression de la vapeur au moins 3 fois par quart de travail ;
- au moins 3 fois par équipe, contrôler la présence d'un niveau normal de condensat dans le boîtier à l'aide du verre indicateur d'eau.
- purger l'indicateur de niveau au moins une fois par poste, en fonction de la qualité de l'eau de purge.
La soupape de sécurité doit être enfoncée de force au moins une fois par quart de travail, avec surveillance ultérieure du retour de la soupape à position initiale et aucune fuite de vapeur. Une inspection périodique du séparateur doit être effectuée à la fois à des fins préventives et pour identifier les causes des problèmes survenus.
L'inspection et le nettoyage du corps du séparateur doivent être effectués au moins une fois tous les 2-3 ans lorsque le séparateur est arrêté pour des réparations de routine et majeures.
Les séparateurs à soufflage continu doivent subir un contrôle technique après l'installation, avant la mise en service, périodiquement pendant le fonctionnement et, si nécessaire, un contrôle extraordinaire.
En cas de réparations à long terme, ainsi que de densité insuffisante des vannes d'arrêt, l'équipement en réparation doit être éteint. L'épaisseur des bouchons doit correspondre aux paramètres de l'environnement de travail.
Lors du desserrage des boulons sur les raccords à bride, il faut veiller à ce que la vapeur et l'eau à l'intérieur du séparateur et de la tuyauterie ne provoquent pas de brûlures aux personnes.

Contrairement aux filtres déjà devenus traditionnels, les séparateurs, sans créer de résistance hydraulique, sont capables de réduire la quantité d'air et de gaz et d'en éliminer la plupart. particules fines. L'absence d'air et de boues dans le liquide de refroidissement augmente considérablement l'efficacité du système dans son ensemble et des appareils de chauffage en particulier.

En éliminant les turbulences et en créant des zones d'écoulement laminaire ou une zone calme, la vitesse de dépôt des particules d'oxyde et la vitesse de montée des bulles d'air augmentent. La conception du séparateur assure le freinage des flux vortex, à la suite de quoi les bulles montent dans la chambre à air et les particules de boues tombent dans un réservoir spécial. Grâce à une vanne automatique non bloquante, l’air séparé est évacué à l’extérieur. Les particules de saleté sont éliminées par le robinet de vidange. L'automatisation complète du processus d'élimination des boues est possible en utilisant électrovanne et minuterie.

Le séparateur est capable d'éliminer près de 98 % des particules jusqu'à 30 microns en 50 cycles, et à mesure que la quantité d'eau passant à travers le séparateur augmente, le nombre de particules éliminées augmente et leur taille diminue. Il s'agit de sur l'élimination de particules d'une taille allant de 5 à 30 microns. Presque toutes les particules plus lourdes que l’eau sont éliminées. Théoriquement, nous pouvons proposer une installation complexe à base de filtres à plusieurs étages avec les mêmes caractéristiques. Mais un tel dispositif sera extrêmement coûteux - il est nécessaire d'installer un groupe de pompage spécial qui surmontera la résistance fournie par l'élément filtrant, et l'entretien d'une telle installation deviendra assez laborieux. Et ici chaque séparateur a une résistance hydraulique constante.

La conception a été perfectionnée - la taille de l'appareil lui-même et l'appareil ont d'abord été sélectionnés sur la base de calculs théoriques, puis testés dans la pratique, afin que la conception de l'appareil soit optimale. Les valeurs calculées des dimensions du séparateur sont ajustées en fonction du long terme expérience pratique, nous pouvons proposer des équipements pour la plupart conditions différentes, par exemple pour les systèmes de refroidissement où la vitesse d'écoulement est nettement supérieure à 1 m/s. Lors de l'utilisation de séparateurs, la maintenance du système est grandement simplifiée : il n'est pas nécessaire de purger l'air manuellement après le démarrage. Pour les systèmes complexes, le prix augmente, mais dans le coût du système dans son ensemble, il constitue une part disproportionnellement faible de l'effet économique que procurera l'utilisation de séparateurs.

Comment la question de l'utilisation des séparateurs en Russie est-elle résolue du point de vue des concepteurs ?

Ce qui s'est passé plus tôt, les concepteurs, lors de la conception d'un système de chauffage, ont créé un système très gros stock par pression dans le système de chauffage. Et ainsi de suite tout au long de la chaîne. En conséquence, nous avons reçu un système loin d'être parfait, avec l'impossibilité d'un équilibrage normal et qui n'avait pas grand-chose à voir avec les économies d'énergie. Lors de l'utilisation de séparateurs, il n'est absolument pas nécessaire d'ajouter des indicateurs de surpression à la conception afin que l'eau circule simplement. Vous pouvez installer un séparateur d'air et il est garanti qu'il n'y aura pas d'aération et vous obtiendrez un système très efficace. En utilisant par exemple des séparateurs de boues, vous éliminez toutes les particules qui se trouvent à la fois dans la zone de filtration standard et en dehors de cette zone.

Aujourd’hui, les composants des systèmes de chauffage sont conçus de plus en plus près des paramètres limites. Le « facteur sécurité » est aujourd’hui abandonné partout. Non seulement les pipelines et autres éléments sont réduits système de chauffage, mais aussi, par exemple, l'eau s'écoule elle-même le long du canal chauffé surfaces internes et à travers les vannes. Depuis des décennies, il y a une tendance constante vers la création de chaudières de chauffage avec un rendement plus élevé. action utile. Cela entraîne entre autres une diminution assez importante du volume d'eau en circulation. Par conséquent, les éléments du système réagissent de manière beaucoup plus sensible qu’auparavant à l’air et aux boues présents dans le système.

Quels sont les avantages de l’utilisation de systèmes de séparation pour les grandes chaufferies ?

Fondamentalement, il s’agit d’une solution aux problèmes liés aux impuretés mécaniques. Bien entendu, il convient de noter que dans un système avec des fuites constantes, l'efficacité des séparateurs ne peut pas être réalisée à 100 %. Ce n’est un secret pour personne, une chaufferie peut être aménagée autant de fois que nécessaire, mais il est impossible de convertir les réseaux aussi rapidement. Reconstruire équipement de chaudière, les autorités et les propriétaires doivent penser les réseaux de manière globale. Lorsque nous incluons un filtre dans le système, nous comprenons qu'il deviendra progressivement envahi par la végétation. Si nous ne le maintenons pas dans la mesure nécessaire, nous pourrions nous retrouver avec une obstruction absolue de ce filtre. Ainsi, en utilisant nos équipements, vous vous débarrassez des fines suspensions comprimées,

déposé sur les parois de l'échangeur thermique. En réduisant le taux de « corrosion des boues », nous pouvons nous attendre à ce que les sels de dureté insolubles affectent les systèmes avec moins de dureté. surface lisse les tuyaux sont difficiles à répondre. Nettoyez l'échangeur de chaleur, le refroidisseur coûte environ 500 $ à 3 000 $. Mais lorsque vous placez des réactifs dans un système, vous devez être absolument clair sur ce que vous risquez. Et à la question du film d'oxyde. Le film d'oxyde est pratiquement insoluble. L'appareil subit constamment une expansion linéaire et tout le film d'oxyde est recouvert d'abord de microfissures, puis de macrofissures et devient lui-même une source de contamination. Les appareils en aluminium sont efficaces sous certaines conditions et ont la particularité d'être recouverts de ce film, qui contient des particules assez dures, et lorsqu'il commence à se décomposer et à pénétrer dans le liquide de refroidissement, on obtient un véritable abrasif.

L'argument en faveur de l'utilisation de séparateurs est que lors de l'entretien d'un système de chauffage, il est possible d'embaucher une personne moins qualifiée. Pour entretenir un tel équipement, il suffit qu’une personne vienne ouvrir la vanne, et c’est là que le service se termine.

À quelles industries sont destinés les séparateurs ?

Il s’agit en général de systèmes de chauffage, de systèmes de refroidissement et de systèmes d’eau chaude de haute technologie. Pourquoi la haute technologie avec cette mise en garde ? Parce que nous avons Systèmes ECS Il est généralement admis que l'on peut utiliser de l'eau du robinet non traitée,

qui est fourni directement à l'échangeur de chaleur. Mais mettre « de l'eau brute » dans l'échangeur de chaleur augmente plusieurs fois les processus de corrosion, car l'eau de l'alimentation en eau n'est absolument pas préparée, elle est saturée d'oxygène. Bien entendu, vous pouvez utiliser un échangeur de chaleur en en acier inoxydable, mais la création de toutes les communications en acier inoxydable dans le système est très coûteuse et n'est pas économiquement réalisable. Il est beaucoup plus facile de suivre la voie civilisée et d'appliquer Schémas ECS avec réservoir de stockage, utilisé dans le monde entier.

Le système de logement et de services communaux existant commence tout juste à évoluer vers technologies modernes et quand les gens, investissant de l'argent dans ce secteur, commencent à calculer tous les coûts pendant cycle de vieéquipement, ils en viennent inévitablement à la nécessité d’utiliser des séparateurs. Cela s'applique non seulement aux logements et aux services communaux, mais aussi à toutes les industries et processus où il est nécessaire d'évacuer l'air et les boues. systèmes fluides. Les séparateurs sont également efficaces dans les systèmes où des éthylèneglycols sont utilisés comme liquide de refroidissement.