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'PROCEDE POUR L'EPURATION DE'L7EAU,DIAPPOINT'NECESSAIRE@AtL'ALIMENTliTION 'DES'GENERATEURS'DE'VAPEURS-DANS tLES-CENTRALES-DE'FORCE MOTRICE'A'VAPEUR.
Dans les centrales de force motrice à vapeur, notamment dans les installations fonctionnant avec des pressions élevées et des surchauf- fes importantes, les'conditions imposées à la pureté de l'eau destinée ; à l'alimentation des chaudières sont très sévères, de sorte que l'épuration de l'eau des chaudières demande une attention de plus en plus grande. Si l'eau destinée aux chaudières contient des gaz, notamment du gaz carboni- que et de l'oxygène, il en résulte des corrosions dans les chaudières à vapeur et dans les turbines, tandis que la présence de sels en dissolution se traduit par la formation de dépôts dans les tubes des chaudières et sur l'aubage des turbines, ces dépôts pouvant également entraîner des attaques chimiques.
Etant donné que les centrales de force motrice à vapeur fonction- nent généralement en combinaison avec un appareil de condensation, il est
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vrai que l'eau destinée à .l'alimentation des chaudières est en majeure par- tie constituée par le condensat provenant des turbines et réintroduit dans les chaudières, l'eau de condensation formant normalement 95 à 98% et plus de la totalité de l'eau d'alimentation nécessaire. Pour les centrales de for- ce motrice à vapeur, il reste donc à résoudre le problème de produire de l'eau d'appoint sous la forme d'un distillat d'une pureté aussi grande que possible. Les procédés usuels à cet effet consistent à pré-épurer chimique- ment l'eau brute des rivières, de courants souterrains, etc..
L'eau pré- épurée est ensuite soumise à une distillation simple ou double, et cette eau d'appoint à évaporer est également soigneusement désaérée en vue de la réduction de sa teneur en gaz.
Actuellement, les procédés connus ne répondent plus aux condi- tions extrêmement sévères imposées paroles techniciens des centrales de force motrice, qui exigent une eau d'appoint d'une teneur inférieure à 1 mgr. en résidu sec par-litre de distillat. Pour répondre à cette demande,
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il est vrai qu'on pourrait procéder par évaporation répétée du distillat, ce qui exigerait cependant la mise en service d'un nombre approprié d'é- vaporateurs et entraînerait également la perte de précieux potentiels de température et de pression, autrement disponibles dans la centrale pour la production de force motrice. En Amérique, notamment, on a donc déjà fait suivre les évaporateurs d'une sorte de colonne de distillation avec un fond en cloche.
Ces colonnes constituent bien un progrès, mais consomment éga- lement un potentiel de pression proportionnel.
Pour éviter les inconvénients précités, et pour obtenir une eau d'appoint répondant aux plus hautes exigences en ce qui concerne la pureté, dans les cas où l'eau d'appoint est évaporée dans un appareil de distillation, la vapeur sortant de l'appareil de distillation est, suivant la présente invention, lavée dans un appareil de lavage avec du condensat provenant de la centrale de force motrice à vapeur. Une partie de l'eau de lavage enrichie d'impuretés est évacuée d'une manière continue hors de l'appareil de lavage et remplacée par une quantité correspondante de con- densat frais.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, et il servira égale- ment à la description de ce procédé.
Sur le dessin,1 désigne la chaudière d'une centrale de force motrice à vapeur. La vapeur produite dans cette chaudière 1 est utilisée dans une turbine à condensation 2 pour être transformée en force motrice.
La vapeur d'échappement de la turbine 2 est condensée dans un condenseur 3.
La pompe 4 aspire le condensat dans le condenseur 3 et le refoule à travers un premier réchauffeur 5 dans un réservoir 7 équipé d'un disposi- tif de désaération 6. Le condensat est aspiré dans ce réservoir par une pompe d'alimentation 8 qui le refoule à travers d'autres réchauffeurs 9 dans la chaudière 1. Le fluide chauffant utilisé dans les réchauffeurs 9 est constitué par de la vapeur prélevée sur la turbine 2. Le condensat précipité dans les réchauffeurs 9 passe par une tuyauterie 10 dans le dis- positif de désaération 6 du réservoir 7.
L'eau d'appoint à épurer, qui peut être del'eau brute provenant d'une source quelconque, arrive par une tuyauterie 11 et subit dans des appareils 12 un traitement chimique préalable. L'eau ainsi traitée passe dans un désaératuer 13 dans lequel elle est débarrassée aussi complètement que possible des gaz, notamment de CO2 et de 0 . En sortant du désaérateur 1 3, l'eau additionnelle passe dans un appareil de distillation 14 auquel est incorporé un dispositif de chauffage 15. Les vapeurs produites dans cet appareil 14 entraînent de fines gouttes du bain d'eau qui contient encore de grandes quantités d'impuretés et-surtout des sels. Cés gouttes augmentent par conséquent la teneur en impuretés des vapeurs sortant de l'appareil de distillation 14.
Ces vapeurs, arrivant par une tuyauterie 16 dans la colonne de lavage 17 d'un appareil laveur, subissent dans celui- ci un lavage intense, et les gouttes précitées sont absorbées par l'eau de lavage. La colonne de lavage 17 comporte un tube extérieur 18 et un tube d'injection 19 monté dans le tube 18. La base de la colonne de lavage 17 est raccordée à un réservoir de séparation 20. L'eau de lavage est main- tenue en circulation dans le laveur par une pompe 27.
Afin que l'eau de lavage n'accumule pas une trop grande quantité.d'impuretés, éliminées par le lavage et provenant des gouttes de liquide arrivant par la tuyauterie 16 avec la vapeur dans le laveur, une faible quantité du condensat pur produit dans la centrale thermique de force motrice est prélevée au point en aval du premier réchauffeur 5 et passe par une tuyauterie 22 dans le séparateur 20 du laveur. Un obturateur-régulateur 23, intercalé dans la tuyauterie 22, permet de régler la quantité de condensat arrivant par cette tuyauterie. Tout excès d'eau de lavage est ramené du conduit de refoulement de la pompe de circulation 27 dans l'appareil de distillation 14 par une tuyauterie 24 dans laquelle est intercalé un obturateur 25.
Cet obtura- teur 25 est réglé automatiquement en fonction du niveau du liquide dans le séparateur 20.
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La vapeur lavée, dont la teneur en impuretés est surtout en sels dissous est considérablement réduite par l'effet de lavage dans la colonne 17, passe à l'état bien sec par une tuyauterie 28 dans le réchauffeur 5, d'où elle arrive par une tuyauterie 28 dans le dispositif de désaération 6 du réservoir 7, pour se mélanger dans ce réservoir comme eau d'appoint avec le condensat qu'il contient déjà.
Le résultat du lavage qui vient d'être décrit ressort des cal- culs ci-après permettant de prédéterminer l'effet réalisé. On supposera que l'appareil de distillation 14 contient de l'eau ayant une teneur en impuretés (substance) de 100 mgr. par litre, c'est-à-dire par kilogramme, et que -les' vapeurs sortant de cet appareil contiennent encore 5 mgr. de substance par kilogramme.
L'impureté de la vapeur sortant de l'appareil 14 résulte des gouttes entraînées, c'est-à-dire de l'humidité de la vapeur (primage).
En effet,on peut supposer qu'aux températures d'ébullition de 130à 140 C régnant dans l'appareil de distillation 14, les sels ne se dégagent pas encore sous la forme de vapeurs. Si la capacité de production de l'appareil de distillation 14 est de 3000 kg/heure, la vapeur qui en sort contient 15000 mgr. de substance ou 15 kg. d'eau impure sous la forme de gouttes dont la majeure partie est assez fine pour former un brouillard. Le laveur, c'est-à- dire sa colonne de lavage 17, reçoit continuellement 5% de la production de vapeur de l'appareil de distillation 14 sous la forme de condensat contenant par exemple 1 mgr. de substance par litre et destiné à servir d'eau de la- vage, donc 150 kg. d'eau de lavage pour les 3000 kg. de vapeur précités.
Grâce à la circulation intense de l'eau de lavage (la quantité circulant dans le laveur peut atteindre 20000 kg./h. par exemple), les gouttes impures sont enlevées dans la colonne de lavage 17 et diluées. Si les 15000 mgr. des sub- stances précités sont totalement absorbées par les 150 kg. d'eau de lavage introduits et évacués d'une manière continue, le condensat introduit et uti- lisé pour le lavage est concentré de 1 mgr. à 15000 + 150 ¯ environ 100 mgr/kg.
Si on suppose que la vapeur lavée sortant de la colonne de lavage 17 et du séparateur 20 contient encore 1/2 % d'humidité, mais que cette humidité est constituée par des gouttes ne contenant plus que 100 mgr/kg de substance, la teneur totale de substance des 3000 kg. de vapeur passant par la tuyauterie 28 dans le réservoir à eau d'alimentation 7 sous la forme d'eau d'appoint n'est plus que de 3000 . 0.5 . 100 = 1500 mgr., ou d'environ 0,50 mgr. de substance par kilogramme Se vapeur. Ce calcul théorique et approximatif permet d'évaluer parfaitement l'importance de l'insertion d'un laveur de vapeur destiné à fournir l'eau d'appoint..
Dans certaines conditions, il peut être indiqué d'intercaler entre l'appareil de distillation et le laveur un séparateur préalable des- tiné à éliminer surtout les grosses gouttes, avant le laveur, de la vapeur qui doit être lavée dans celui-ci.
REVENDICATIONS:
1.- Procédé pour l'épuration de l'eau d'appoint nécessaire à l'alimentation des générateurs de vapeur dans les centrales de force motrice à vapeur, dans lequel cette eau est évaporée dans un appareil de distilla- tion, caractérisé en ce que la vapeur sortant de l'appareil de distillation est lavée,dans un appareil laveur avec le condensat fourni par l'installa- tion, et qu'une partie de l'eau de lavage ayant absorbé les impuretés est évacuée continuellement de l'appareil et remplacée par une partie correspon- dante de condensat frais.
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'PROCEDURE FOR THE CLEANING OF'WATER, DIAPPOINT'NECESSAIRE @ ATTHE SUPPLY' OF 'GENERATORS' OF 'VAPORS-IN THE-POWER PLANTS-FORCE MOTRICE' A 'STEAM.
In steam power plants, in particular in installations operating with high pressures and significant superheating, the conditions imposed on the purity of the intended water; to the boiler feed are very severe, so that the purification of boiler water requires more and more attention. If the water intended for the boilers contains gases, in particular carbon dioxide and oxygen, this results in corrosions in the steam boilers and in the turbines, while the presence of dissolved salts results in the formation of deposits in the tubes of the boilers and on the blading of the turbines, these deposits can also lead to chemical attacks.
Since steam power plants generally work in combination with a condensing device, it is
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true that the water intended for the supply of the boilers is mainly constituted by the condensate coming from the turbines and reintroduced into the boilers, the condensation water normally forming 95 to 98% and more of the totality of the water. feed water required. For steam power plants, therefore, the problem of producing make-up water in the form of a distillate of as high a purity as possible remains to be solved. The usual methods for this purpose consist in chemically pre-purifying raw water from rivers, underground streams, etc.
The pre-purified water is then subjected to single or double distillation, and this make-up water to be evaporated is also carefully deaerated with a view to reducing its gas content.
Currently, the known processes no longer meet the extremely severe conditions imposed by the technicians of motive power plants, which require make-up water with a content of less than 1 mgr. as a dry residue per liter of distillate. To meet this demand,
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It is true that one could proceed by repeated evaporation of the distillate, which would however require the commissioning of an appropriate number of evaporators and would also entail the loss of valuable temperature and pressure potentials otherwise available in the power plant for the production of motive power. In America, in particular, we have therefore already followed the evaporators with a sort of distillation column with a bell bottom.
These columns do constitute progress, but also consume a proportional pressure potential.
To avoid the aforementioned drawbacks, and to obtain make-up water meeting the highest requirements with regard to purity, in cases where the make-up water is evaporated in a distillation apparatus, the steam leaving the Distillation apparatus is, according to the present invention, washed in a washing apparatus with condensate from the steam power plant. A part of the washing water enriched with impurities is continuously discharged from the washing apparatus and replaced by a corresponding amount of fresh condensate.
The appended drawing represents, by way of example, an installation for carrying out the process according to the invention, and it will also serve for the description of this process.
In the drawing, 1 designates the boiler of a steam power plant. The steam produced in this boiler 1 is used in a condensation turbine 2 to be transformed into motive force.
The exhaust steam from turbine 2 is condensed in a condenser 3.
The pump 4 sucks the condensate in the condenser 3 and delivers it through a first heater 5 into a tank 7 equipped with a deaeration device 6. The condensate is sucked into this tank by a feed pump 8 which it. discharges through other heaters 9 into the boiler 1. The heating fluid used in the heaters 9 consists of steam taken from the turbine 2. The condensate precipitated in the heaters 9 passes through a pipe 10 in the device de-aeration 6 of the tank 7.
The make-up water to be purified, which can be raw water from any source, arrives through a pipe 11 and undergoes in apparatus 12 a preliminary chemical treatment. The water thus treated passes through a deaerator 13 in which it is freed as completely as possible of the gases, in particular of CO2 and of 0. On leaving the deaerator 1 3, the additional water passes into a distillation apparatus 14 which is incorporated a heating device 15. The vapors produced in this apparatus 14 entrain fine drops from the water bath which still contains large quantities of water. 'impurities and especially salts. These drops therefore increase the impurity content of the vapors leaving the still 14.
These vapors, arriving through a pipe 16 in the washing column 17 of a washing apparatus, undergo intense washing in the latter, and the aforementioned drops are absorbed by the washing water. The wash column 17 has an outer tube 18 and an injection tube 19 mounted in the tube 18. The base of the wash column 17 is connected to a separation tank 20. The wash water is held in place. circulation in the washer by a pump 27.
So that the washing water does not accumulate too large an amount of impurities, removed by washing and coming from the drops of liquid arriving through the pipe 16 with the steam in the washer, a small amount of the pure condensate produced in the motive power plant is taken from the point downstream of the first heater 5 and passes through a pipe 22 in the separator 20 of the washer. A shutter-regulator 23, interposed in the pipe 22, makes it possible to adjust the quantity of condensate arriving through this pipe. Any excess washing water is returned from the delivery pipe of the circulation pump 27 to the distillation apparatus 14 via a pipe 24 in which a shutter 25 is interposed.
This shutter 25 is automatically adjusted as a function of the level of the liquid in the separator 20.
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The washed steam, the impurity content of which is above all in dissolved salts is considerably reduced by the washing effect in column 17, passes to a very dry state via a pipe 28 in the heater 5, from where it arrives via a pipe 28 in the deaeration device 6 of the tank 7, to mix in this tank as makeup water with the condensate it already contains.
The result of the washing which has just been described emerges from the calculations below, making it possible to predetermine the effect achieved. Assume that the still 14 contains water with an impurity (substance) content of 100 mgr. per liter, that is to say per kilogram, and that the vapors coming out of this apparatus still contain 5 mgr. of substance per kilogram.
The impurity of the steam leaving the apparatus 14 results from the entrained drops, that is to say from the humidity of the steam (primage).
Indeed, it can be assumed that at the boiling temperatures of 130 to 140 C prevailing in the distillation apparatus 14, the salts do not yet emerge in the form of vapors. If the production capacity of the distillation apparatus 14 is 3000 kg / hour, the steam coming out of it contains 15000 mgr. of substance or 15 kg. of impure water in the form of drops, most of which are fine enough to form a mist. The scrubber, that is to say its washing column 17, continuously receives 5% of the vapor production of the distillation apparatus 14 in the form of condensate containing for example 1 mgr. of substance per liter and intended to be used as washing water, therefore 150 kg. washing water for the 3000 kg. above steam.
Thanks to the intense circulation of the washing water (the quantity circulating in the washer can reach 20,000 kg./h. For example), the impure drops are removed in the washing column 17 and diluted. If the 15,000 mgr. of the aforementioned substances are completely absorbed by the 150 kg. of washing water continuously introduced and discharged, the condensate introduced and used for washing is concentrated by 1 mg. at 15000 + 150 ¯ approximately 100 mgr / kg.
If it is assumed that the washed steam leaving the washing column 17 and the separator 20 still contains 1/2% moisture, but that this moisture is formed by drops containing only 100 mgr / kg of substance, the content total substance of 3000 kg. of steam passing through the pipe 28 into the feed water tank 7 in the form of make-up water is only 3000. 0.5. 100 = 1500 mgr., Or about 0.50 mgr. of substance per kilogram Se vapor. This theoretical and approximate calculation makes it possible to fully assess the importance of the insertion of a steam washer intended to provide make-up water.
Under certain conditions, it may be advisable to insert between the distillation apparatus and the washer a preliminary separator intended to remove above all the large drops, before the washer, of the steam which is to be washed in the latter.
CLAIMS:
1.- Process for the purification of the make-up water necessary for supplying steam generators in steam power plants, in which this water is evaporated in a distillation apparatus, characterized in that that the steam leaving the distillation apparatus is washed, in a washing apparatus with the condensate supplied by the installation, and that part of the washing water which has absorbed the impurities is continuously discharged from the apparatus and replaced by a corresponding part of fresh condensate.