Les calderes s’utilitzen en moltes indústries per escalfar l’aigua. Les aplicacions de calderes inclouen principalment sistemes de calefacció per aigua, calefacció central, cuina, sanejament i generació d’energia basada en calderes. La part essencial d’aquest funcionament de la caldera és l’aigua d’alimentació. Aquesta aigua es recicla a tot el sistema i mai no s’exposa a l’atmosfera externa. Aquesta aigua ha de ser tractada per evitar la corrosió, escalant la superfície interior de la caldera. Per superar-ho, s'ha demostrat que la ventilació és un procés eficaç per eliminar l'oxigen i altres gasos dissolts de l'aigua. El desairador és el dispositiu que s’utilitza per tractar l’aigua d’alimentació abans de traslladar-la a la caldera.
Què és Deaerator?
L’aigua és un dissolvent universal que conté molts gasos dissolts que són altament corrosius quan s’exposen als components de la caldera i dels sistemes de la caldera. A més d’aquests gasos dissolts, l’aigua també conté molts minerals dissolts. Per tant, quan s’utilitza aigua com a aigua d’alimentació de les calderes, es perjudicarà la caldera.
Quan l’aigua que conté oxigen dissolt s’afegeix a la caldera, es produeix corrosió i oxidació a un ritme accelerat. El ferro comença a dissoldre’s quan entra en contacte amb l’aigua formant hidròxid ferrós. El diòxid de carboni present al vapor circula per totes les canonades de vapor. Quan aquest vapor renuncia a la seva energia latent, donant lloc a aigua condensada, es combina amb el diòxid de carboni lliure i forma àcid carbònic.
Procés d’aireig
L’àcid carbònic de les calderes provoca la corrosió de les canonades i de les unitats de transferència de calor. El diòxid de carboni quan es treballa juntament amb l’oxigen comporta un 40% més de corrosió i la formació d’escates perjudica la caldera. El procés de ventilació ha demostrat ser la clau per aconseguir sistemes de calderes altament eficients i de llarga durada. Aquest és el dispositiu en què té lloc el procés d’aireig. S'utilitza per eliminar l'oxigen, el diòxid de carboni i altres gasos dissolts de l'aigua abans de traslladar-lo al sistema de la caldera. Aquests són essencials a les centrals tèrmiques, sistema de generació d’energia de vapor , refineries de gasolina, etc. L’aigua d’alimentació primer es tracta al desairador i després es trasllada al sistema de la caldera.
Funcions de Deaerator
Una de les propietats de l'aigua és la seva tensió superficial, ja que conté un alt grau de tensió superficial que manté totes les coses juntes. L’aplicació d’un tensioactiu pot reduir la tensió superficial de l’aigua. L’aeració és el procés que trenca la tensió superficial de l’aigua.
Aquesta funció comença amb la reducció de la tensió superficial de l’aigua mitjançant polvorització o filmació. Després s’aplica calor a l’aigua condensada. Després d’aplicar calor, es produeix el procés d’agitació. Els gasos corrosius separats de l’aigua s’alliberen de nou a l’atmosfera a través de les obertures de ventilació.
Disseny i components
El desactivador requereix una configuració de temperatura i baixa pressió per funcionar correctament. Han de tenir la capacitat de contenir condensats calents que tornin del sistema, a més de l'aigua freda del maquillatge. Un desaerador s’ha de dissenyar mecànicament per eliminar l’oxigen de l’aigua fins a 7 pb i l’oxigen restant s’elimina químicament utilitzant escombradors d’oxigen com el sulfit sòdic i la hidrazina.
El disseny conté una entrada d’aigua de maquillatge per deixar entrar l’aigua crua al desaireador. També hi ha una vàlvula d’alleujament de la pressió i un interruptor de buit per ajustar la pressió al sistema. Una entrada de condensat permet que el vapor condensat entri al sistema. Un ventilador de funcionament està proveït d’una placa d’orifici per alliberar els gasos a l’atmosfera. El vapor es fa passar al desairador a través de l’entrada de vapor.
Un desairador que treballi amb una pressió de 0,5 bar o 7 psi requereix una temperatura de 217 graus Fahrenheit. Els valors de temperatura i pressió poden variar en funció del disseny.
Principi de funcionament
L'objectiu principal aquí és eliminar els gasos dissolts. Aplicar calor és la forma adequada d’eliminar els gasos dissolts de l’aigua. L’oxigen entra en contacte amb l’aigua de l’atmosfera externa o de les fuites de les canonades. L’àcid carbònic es forma a l’interior de la caldera quan s’escalfa l’aigua. Per als nivells de diòxid de carboni sense corrosió a l’aigua, el seu valor de pH s’ha de mantenir superior a 8,5 pH.
Eliminació d’oxigen i diòxid de carboni
La solubilitat dels gasos dissolts presents a l’aigua disminueix amb l’augment de la temperatura de l’aigua. Això significa que s’alliberarà més oxigen i diòxid de carboni de l’aigua amb un augment de la temperatura. Per tant, hem d’augmentar la temperatura de l’aigua fins al valor proper a la temperatura de saturació de l’aigua. En escalfar l'aigua per sota del punt d'ebullició es manté l'estat líquid de l'aigua.
L’aigua de maquillatge s’aspergeix a la carcassa de la polvorització a través d’un broquet. Al mateix temps, també s'hi allibera vapor. La polvorització d’aigua augmenta la superfície de contacte de l’aigua amb el vapor. Això condueix a una velocitat de transferència de calor més ràpida. Així, l’aigua s’escalfa ràpidament i molts gasos no condensables s’alliberen ràpidament. Aquests gasos no condensables viatgen pel respirador.
Eliminació de gasos no condensables
L’aigua escalfada pel vapor es recull a la secció de preescalfament del desairador. Un cop el nivell de l’aigua arriba al nivell de funcionament del tanc, el vapor es fa passar per una canonada de vapor cap a aquesta secció. Aquesta bombolla de vapor surt a través de l’aigua escalfant així l’aigua i alliberant els gasos no condensables. Aquests gasos s’alliberen a l’atmosfera a través dels respiradors.
Tipus de Deaerator
El disseny del deserador difereix d’un fabricant a un altre. Hi ha tres tipus populars de desaireadors com el tipus tèrmic, el tipus de disc giratori al buit i el tipus d’ultrasons. El tipus de disc giratori al buit s’utilitza per a productes viscosos de baixa a alta, mentre que el tipus d’ultrasons s’utilitza amb productes molt viscosos.
Segons el seu disseny, els desairadors tèrmics es classifiquen en dos tipus, com el desairador tipus spray i el desairador tipus cascada. El desaireador tipus spray està format per un cilindre vertical o horitzontal que serveix tant com a secció de desairador com de secció d’emmagatzematge. En desairador de tipus cascada, la secció de desairador està separada de la secció d'emmagatzematge. Aquí es col·loca una secció de desaireador condemnada vertical o horitzontal damunt d’un recipient cilíndric d’emmagatzematge horitzontal. Aquest desairador també es coneix com a desairador tipus Spray & tray.
Deaerador tipus esprai
Aquest desairador conté una secció de preescalfament indicada per E, secció de desairador denominada per F separada per un deflector denotat per C. El vapor de baixa pressió es fa passar al sistema a través del dispersor present al fons del recipient. Per facilitar l’eliminació dels gasos dissolts a la secció de desairació, l’aigua es preescalfa a la secció E pel corrent. A continuació, es desairea l'aigua a la secció F. Els gasos alliberats s'alliberen a l'atmosfera a través del respirador. Aquesta aigua es bomba a les calderes generadores de vapor mitjançant una bomba al fons del recipient.
Desactivador tipus cascada
En aquest desaerador, es munta una secció de desaeració vertical de destrucció sobre una secció horitzontal d’emmagatzematge d’aigua d’alimentació. La secció de desaeració conté safates perforades. L’aigua entra en aquesta secció a través de les vàlvules d’aspersió presents a sobre d’aquestes safates i es mou cap avall. L’aigua passa de les safates al recipient d’emmagatzematge. El vapor preescalfat s’aplica a l’aigua de la canonada perforada present a la secció inferior. Aquest vapor escalfa l’aigua i els gasos separats flueixen cap amunt. Aquests s’alliberen a través de la vàlvula present a la secció de desairador.
Desactivador tipus cascada
Avantatges i inconvenients
Hi ha molts avantatges i desavantatges associats als diferents tipus de desairadors.
En comparació amb els altres tipus amb la mateixa capacitat, el desaireador en aerosol és econòmic i té menys pes. Aquest deaerador també requereix menys espai al cap. La seva capacitat oscil·la entre 7.000 i 280000 lliures per hora.
Els desavantatges del desaireador per aspersió són la seva gran quantitat de components mecànics en moviment que poden requerir un manteniment mecànic més gran. Això augmenta el cost operatiu rutinari i la fiabilitat del deaerador. En aquest desaireador, la ventilació es fa en dues etapes. Aquí, a la zona del cap d’aspersió, es fa al voltant del 90 per cent de l’aeració, mentre que el 10 per cent restant es fa a la zona de broquet o de molla. Les alineacions de falta crítica al broquet de vapor afectaran la fiabilitat d’aquest tipus de desaireador. Això també té rendiments d’alta pressió limitats en comparació amb altres tipus.
Els avantatges del tipus de desairador en cascada són la seva alta fiabilitat, rendiments més elevats de HP, alta consistència de DA i alta capacitat. Els desavantatges d’aquest desaireador són el seu baix espai, el seu pes elevat i el seu preu elevat en comparació amb el desaireador tipus spray.
Aplicacions
Algunes de les aplicacions dels deaeradors són les següents:
- S’utilitzen per a les plantes de calderes que funcionen a 75 lliures o més.
- Plantes sense capacitat d'espera.
- Plantes de calderes amb càrregues crítiques.
- Plantes que operen amb un 25% de maquillatge o més.
- Centrals tèrmiques.
- També poden eliminar diversos gasos dissolts de productes com ara aliments, productes de cura personal, cosmètics, productes químics, etc.
- Els desaeradors s’utilitzen en productes farmacèutics per augmentar la precisió de dosificació en el procés d’ompliment.
- També s’utilitzen amb productes per augmentar la seva estabilitat al prestatge, per evitar la descoloració dels productes, etc.
El desaerador s’utilitza generalment amb calderes a la indústria de processos químics o la generació d’energia. L’ús de desaireador abans d’introduir aigua a la caldera augmenta molt l’eficiència i la fiabilitat de les calderes. La corrosió causada a la caldera es pot reduir molt. També s’ha de controlar la temperatura del vapor preescalfat que s’utilitza al desaireador. Per cada augment de 10 graus de la temperatura de l’aigua d’alimentació es pot observar un augment del 1% del guany. La quantitat d'àcid carbònic que es forma al desairador també depèn del nombre de bicarbonats presents a l'aigua. Quins són els valors de temperatura i pressió de treball per a un desaireador?
Preguntes freqüents
1). Per què es col·loca Deaerator en alçada?
El desaerador es col·loca a una certa alçada per mantenir la pressió òptima abans de la succió.
2). Per què s’utilitzen desaeradors a les calderes?
L’aigua conté molts gasos corrosius dissolts. Quan aquesta aigua es subministra directament a les calderes, provoca una alta corrosió i oxidació dels components metàl·lics de la caldera. Això fa malbé les calderes i disminueix la seva fiabilitat. Per evitar aquest desaireador s'utilitza a les calderes, per eliminar aquests gasos no conductors presents a l'aigua.
3). El Deaerator és un recipient a pressió?
Sí, és un recipient a pressió. Estan disponibles al mercat en diferents índexs de pressió.
4). Què és la fixació de Deaerator?
Durant diversos esdeveniments estratègics, la pressió del desairador baixa. Per estabilitzar les fluctuacions de pressió durant les condicions d’arrencada / pujada / baixada, el sistema de fixació es manté com a còpia de seguretat. Això manté la pressió del desaireador per sobre de 3PSIG.
5). Com s’utilitza per eliminar l’oxigen?
L’oxigen es dissol a l’aigua ja sigui durant el contacte amb l’entorn extern o mitjançant les fuites del sistema de canonades. La solubilitat de l’oxigen disminueix amb l’augment de la temperatura. Per tant, per eliminar l’oxigen de l’aigua, la temperatura de l’aigua augmenta a la secció de desairador. Aquest oxigen separat es ventila a través de les obertures de ventilació presents a la part superior.
