RU2812625C1 - Batch-type vacuum deaerator for heating and hot water systems (two embodiments) - Google Patents

Batch-type vacuum deaerator for heating and hot water systems (two embodiments) Download PDF

Info

Publication number
RU2812625C1
RU2812625C1 RU2023113846A RU2023113846A RU2812625C1 RU 2812625 C1 RU2812625 C1 RU 2812625C1 RU 2023113846 A RU2023113846 A RU 2023113846A RU 2023113846 A RU2023113846 A RU 2023113846A RU 2812625 C1 RU2812625 C1 RU 2812625C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
valve
deaeration
nozzle
outlet pipe
Prior art date
Application number
RU2023113846A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Анатольевич Дикарев
Original Assignee
Михаил Анатольевич Дикарев
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Анатольевич Дикарев filed Critical Михаил Анатольевич Дикарев
Application granted granted Critical
Publication of RU2812625C1 publication Critical patent/RU2812625C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: thermal power engineering.
SUBSTANCE: invention can be used to remove gases from feed water of the heating and hot water supply systems. According to the first variant, a periodic vacuum deaerator of a heating and hot water supply system includes a control system, deaeration chamber 1, in the upper part of which there is nozzle 2 for spraying the source water, valve 3 for water supply to the nozzle and gas release valve 4, and water low-level sensor 5 at the bottom, outlet pipe 6 connected to the inlet of pump 7 and check valve 8 connected to the outlet of pump 7. Water high-level sensor 9 is additionally installed in the upper part of deaeration chamber 1, and deaeration start sensor 10 is installed under nozzle 2 for spraying the source water. Behind check valve 8 there is outlet pipe 11 with valve 12 for displacing the vapour-gas mixture, the outlet of which is connected to the lower part of deaeration chamber 1. According to variant 2, in the upper part of deaeration chamber 1 the following are additionally installed: water high-level sensor 9 and a valve to prevent the release of water, and under the nozzle 2 for spraying the source water there is sensor 10 for the start of deaeration. Behind check valve 8 an outlet pipe is mounted with a valve for displacing the vapour-gas mixture, the outlet of which is connected to the inlet pipe of the water emission prevention valve, and a downpipe is connected to the outlet pipe of the water emission prevention valve, the open end of which is located above the bottom of deaeration chamber 1.
EFFECT: improving the quality of deaeration and productivity without increasing the size, weight and energy consumption for a deaerator with both a low flow rate of water flow and an increased flow rate of water flow, for the possibility of using the deaerator in block-modular and small boiler houses.
7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для удаления газов из питательной воды систем отопления и горячего водоснабжения.The invention relates to thermal power engineering and can be used to remove gases from feed water of heating and hot water supply systems.

Вакуумный деаэратор периодического действия используют в водогрейных котельных, где отсутствует пар и работающие с применением пара атмосферные деаэраторы, для предотвращения коррозии энергетического оборудования путём удаления из воды коррозионно-активных газовA vacuum deaerator of periodic action is used in hot water boiler houses, where there is no steam and atmospheric deaerators operating using steam, to prevent corrosion of power equipment by removing corrosive gases from the water

Известен вакуумный деаэратор периодического действия (RU 2194671, кл. C02F 1/20, C02F 103/02, 2002 г), содержащий деаэратор с патрубком подвода деаэрируемой воды на криволинейную поверхность и патрубки отвода парогазовой фазы и деаэрированной воды. Устройство снабжено механизмом изменения объема деаэратора в виде мембраны с жестким центром, накопителем, выполненным заодно с деаэратором. Патрубок подвода деаэрируемой воды снабжен впускным клапаном, а каждый из патрубков отвода также снабжен выпускным клапаном. Механизм изменения объема деаэратора и выпускной клапан патрубка отвода парогазовой фазы соединен с приводом с возможностью синхронизации их работы.A vacuum deaerator of periodic action is known (RU 2194671, class C02F 1/20, C02F 103/02, 2002), containing a deaerator with a pipe for supplying deaerated water to a curved surface and pipes for removing the vapor-gas phase and deaerated water. The device is equipped with a mechanism for changing the volume of the deaerator in the form of a membrane with a rigid center, a storage unit made integral with the deaerator. The deaerated water supply pipe is equipped with an inlet valve, and each of the outlet pipes is also equipped with an outlet valve. The mechanism for changing the volume of the deaerator and the outlet valve of the vapor-gas phase removal pipe are connected to the drive with the ability to synchronize their operation.

Принцип действия известного деаэратора основан на периодическом изменении его внутреннего объёма. Это необходимо для создания вакуума при увеличении объёма в момент проведения этапа деаэрации с последующим уменьшением внутреннего объёма и проведением этапа вытеснения сначала выделившихся газов в атмосферу через клапан выпуска газов, а после этого, вытеснением деаэрированной воды потребителю через выпускной клапан деаэрированной воды под избыточным давлением.The principle of operation of the known deaerator is based on periodic changes in its internal volume. This is necessary to create a vacuum by increasing the volume at the time of the deaeration stage, followed by a decrease in the internal volume and carrying out the stage of first displacing the released gases into the atmosphere through the gas release valve, and after that, displacing the deaerated water to the consumer through the deaerated water outlet valve under excess pressure.

Недостатком данного вакуумного деаэратора является техническая сложность изменения внутреннего объёма деаэратора, необходимого для получения хорошего вакуума. При увеличении площади и хода мембраны с жестким центром значительно возрастают силовые нагрузки на механизм привода жесткого центра, особенно для создания достаточного избыточного давления с целью подачи деаэрированной воды потребителю. Такое выполнение конструкции приводит к увеличению массы установки и энергозатрат. Кроме того получаемое значение вакуума недостаточно, чтобы проводить деаэрацию воды без подогрева.The disadvantage of this vacuum deaerator is the technical difficulty of changing the internal volume of the deaerator necessary to obtain a good vacuum. As the area and stroke of the membrane with a rigid center increases, the force loads on the rigid center drive mechanism increase significantly, especially to create sufficient excess pressure to supply deaerated water to the consumer. This design leads to an increase in the weight of the installation and energy consumption. In addition, the resulting vacuum value is not enough to deaerate water without heating.

Известен вакуумный деаэратор периодического действия системы отопления и горячего водоснабжения (RU 2793025, кл. F24D 3/02, 2023 г) включающий систему управления, деаэрационную камеру, в верхней части которой установлена форсунка для распыления исходной воды, клапан подачи воды на форсунку и клапан выпуска газов, а снизу, датчик нижнего уровня воды, выходной патрубок, связанный с насосом и обратный клапан. В верхней части деаэрационной камеры, на уровне от 0,1 до 0,5 ее высоты от верха дополнительно установлен датчик начала деаэрации, а за насосом дополнительно смонтирован мембранный расширительный резервуар запаса деаэрированной воды для вытеснения парогазовой смеси, за которым расположен обратный клапан, подсоединенный к магистрали подачи подготовленной воды потребителю.A known vacuum deaerator for periodic operation of a heating and hot water supply system (RU 2793025, class F24D 3/02, 2023) includes a control system, a deaeration chamber, in the upper part of which there is a nozzle for spraying source water, a water supply valve to the nozzle and an outlet valve gases, and below, a low water level sensor, an outlet pipe connected to the pump and a check valve. In the upper part of the deaeration chamber, at a level from 0.1 to 0.5 of its height from the top, a sensor for the start of deaeration is additionally installed, and behind the pump there is an additional membrane expansion tank for storing deaerated water to displace the vapor-gas mixture, behind which there is a check valve connected to pipelines for supplying treated water to the consumer.

Недостатком известной конструкции является её громоздкость, связанная с тем, что для проведения цикла вытеснения требуется мембранный расширительный резервуар запаса деаэрированной воды для вытеснения парогазовой смеси, который занимает значительное место. Полезный объём запаса деаэрированной воды, который может использоваться для вытеснения в мембранном баке, составляет 50-60% от общего объёма мембранного бака и это ограничение связано с применением мембраны, требующей определенные условия для долговременной работы. Соответственно, общий объём мембранного бака должен быть с необходимым запасом как минимум в 2 раза больше, чем объём деаэрационной камеры, что значительно увеличивает габариты и массу деаэратора и создаёт затруднения для использования в малогабаритных блочно - модульных котельных.The disadvantage of the known design is its bulkiness, due to the fact that to carry out the displacement cycle, a membrane expansion tank of a supply of deaerated water is required to displace the vapor-gas mixture, which takes up a significant amount of space. The useful volume of deaerated water that can be used for displacement in a membrane tank is 50-60% of the total volume of the membrane tank, and this limitation is associated with the use of a membrane that requires certain conditions for long-term operation. Accordingly, the total volume of the membrane tank must be, with the necessary margin, at least 2 times larger than the volume of the deaeration chamber, which significantly increases the dimensions and weight of the deaerator and creates difficulties for use in small-sized block-modular boiler houses.

В качестве прототипа выбран вакуумный деаэратор (Руководство по эксплуатации SI1456ru_9125393_Servitec_Sonderanlage.pdf), включающий деаэрационную камеру в виде вакуумной распылительной трубы внутренним объемом от 40 до 104 дм3, насос, форсунку для распыления исходной воды в деаэраторной камере, клапан подачи воды на форсунку, запорную арматуру, клапан выпуска газов, датчик нижнего уровня воды в деаэрационной камере, выходной патрубок, свеянный с входом насоса и обратный клапан, связанный с выходом насоса, а также систему управления.A vacuum deaerator was selected as a prototype (Operation Manual SI1456ru_9125393_Servitec_Sonderanlage.pdf), including a deaeration chamber in the form of a vacuum spray pipe with an internal volume of 40 to 104 dm 3 , a pump, a nozzle for spraying source water in the deaerator chamber, a water supply valve to the nozzle, a shut-off fittings, a gas release valve, a low water level sensor in the deaeration chamber, an outlet pipe connected to the pump inlet and a check valve connected to the pump outlet, as well as a control system.

Принцип работы установки основан на том, что при откачивании воды из деаэрационной камеры насосом в количестве, превышающем объем подачи воды на деаэрацию, над поверхностью воды в деаэрационной камере образуется зона разрежения и при впрыскивании через форсунку исходной подогретой воды происходит выделение растворенных газов и пара. Вода после насоса по магистрали подается потребителю. В исходном состоянии деаэрационная камера и насос заполнены водой, клапан подачи воды на форсунку закрыт.The principle of operation of the installation is based on the fact that when water is pumped out from the deaeration chamber by a pump in an amount exceeding the volume of water supplied for deaeration, a rarefaction zone is formed above the surface of the water in the deaeration chamber and when the initial heated water is injected through the nozzle, dissolved gases and steam are released. Water after the pump is supplied to the consumer through the main line. In the initial state, the deaeration chamber and pump are filled with water, the water supply valve to the nozzle is closed.

Недостатками известной установки является низкое качество деаэрированной воды из-за того, что на стадии выпуска парогазовой смеси вытеснение газов производится недеаэрированной водой, которая остаётся в деаэрационной камере до начала следующего цикла деаэрации и попадает потребителю, а также из-за малого времени нахождения капель распылённой воды в вакууме, особенно в начале цикла деаэрации, из-за чего часть растворенных газов не успевает выделиться. Это приводит к тому, что количество удалённого кислорода из деаэрируемой воды составляет менее 90% от имевшегося, т.е. более 10% растворённого кислорода остаётся в деаэрированной воде и поступает к потребителю, вызывая коррозионные разрушения оборудования и теплосети. Недостаточное качество деаэрации при одном проходе воды через деаэрационную камеру принуждает постоянно пропускать сетевую воду для дополнительной деаэрации, что увеличивает энергозатраты.The disadvantages of the known installation are the low quality of deaerated water due to the fact that at the stage of releasing the vapor-gas mixture, gases are displaced by non-deaerated water, which remains in the deaeration chamber until the start of the next deaeration cycle and reaches the consumer, and also due to the short residence time of drops of atomized water in a vacuum, especially at the beginning of the deaeration cycle, due to which some of the dissolved gases do not have time to release. This leads to the fact that the amount of oxygen removed from the deaerated water is less than 90% of what was available, i.e. more than 10% of dissolved oxygen remains in deaerated water and reaches the consumer, causing corrosive destruction of equipment and heating networks. Insufficient quality of deaeration during one passage of water through the deaeration chamber forces the constant flow of network water for additional deaeration, which increases energy costs.

Проблемой, на решение которой направлено изобретение, является создание вакуумного деаэратора периодического действия для системы отопления и горячего водоснабжения, использование которого исключает недостатки вакуумных деаэраторов существующих конструкций.The problem to be solved by the invention is the creation of a vacuum deaerator of periodic action for heating and hot water supply systems, the use of which eliminates the disadvantages of vacuum deaerators of existing designs.

Техническим результатом изобретения является повышение качества деаэрации без увеличения массы, габаритов и энергозатрат и общее увеличение производительности за счёт исключения проведения дополнительной деаэрации как деаэратора периодического действия для системы отопления и горячего водоснабжения с небольшой производительностью по первому варианту, так и с большой производительностью по второму варианту, для возможности его использования в блочно-модульных и небольших котельных.The technical result of the invention is to improve the quality of deaeration without increasing weight, dimensions and energy consumption and a general increase in productivity due to the elimination of additional deaeration as a periodic deaerator for heating and hot water supply systems with low productivity in the first option, and with high productivity in the second option, for the possibility of its use in block-modular and small boiler houses.

Поставленная проблема и заявленный технический результат достигаются за счет того, что по первому варианту вакуумный деаэратор периодического действия системы отопления и горячего водоснабжения, включает систему управления, деаэрационную камеру, в верхней части которой установлена форсунка для распыления исходной воды, клапан подачи воды на форсунку и клапан выпуска газов, а снизу датчик нижнего уровня воды, выходной патрубок, связанный с входом насоса и обратный клапан, связанный с выходом насоса . Согласно изобретению в верхней части деаэрационной камеры дополнительно установлен датчик верхнего уровня воды, а под форсункой для распыления исходной воды - датчик начала деаэрации. За обратным клапаном, смонтирована отводящая труба с клапаном вытеснения парогазовой смеси, выход которой подключен к нижней части деаэрационной камеры или выходному патрубку деаэрационной камеры.The posed problem and the stated technical result are achieved due to the fact that according to the first option, a periodic vacuum deaerator of a heating and hot water supply system includes a control system, a deaeration chamber, in the upper part of which a nozzle is installed for spraying source water, a water supply valve to the nozzle and a valve release of gases, and at the bottom there is a low water level sensor, an outlet pipe connected to the pump inlet and a check valve connected to the pump outlet . According to the invention, an upper water level sensor is additionally installed in the upper part of the deaeration chamber, and a deaeration start sensor is installed under the nozzle for spraying the source water. Behind the check valve, an outlet pipe is mounted with a valve for displacing the vapor-gas mixture, the outlet of which is connected to the lower part of the deaeration chamber or the outlet pipe of the deaeration chamber.

По второму варианту вакуумный деаэратор периодического действия системы отопления и горячего водоснабжения включает систему управления, деаэрационную камеру, в верхней части которой установлена форсунка для распыления исходной воды, клапан подачи воды на форсунку и клапан выпуска газов, а снизу датчик нижнего уровня воды, выходной патрубок, связанный с входом насоса и обратный клапан, связанный с выходом насоса. Согласно изобретению в верхней части деаэрационной камеры дополнительно установлены датчик верхнего уровня воды и клапан предотвращения выброса воды, а под форсункой для распыления исходной воды - датчик начала деаэрации. За обратным клапаном, смонтирована отводящая труба с клапаном вытеснения парогазовой смеси, выход которой подключен к входному патрубку клапана предотвращения выброса воды, а к выходному патрубку клапана предотвращения выброса воды подсоединена опускная труба, открытый торец которой расположен над дном деаэрационной камеры.According to the second option, a periodic vacuum deaerator for a heating and hot water supply system includes a control system, a deaeration chamber, in the upper part of which there is a nozzle for spraying the source water, a water supply valve to the nozzle and a gas release valve, and at the bottom a low water level sensor, an outlet pipe, connected to the pump inlet and a check valve connected to the pump outlet. According to the invention, in the upper part of the deaeration chamber there is additionally installed a sensor for the upper water level and a valve to prevent the release of water, and under the nozzle for spraying the source water there is a sensor for the start of deaeration. Behind the check valve, an outlet pipe with a valve for displacing the vapor-gas mixture is mounted, the outlet of which is connected to the inlet pipe of the water emission prevention valve, and a downpipe is connected to the outlet pipe of the water emission prevention valve, the open end of which is located above the bottom of the deaeration chamber.

По первому и второму варианту датчик начала деаэрации, установленный под форсункой, предпочтительно расположен на уровне от 0,1 до 0,5 высоты камеры. Такое расположение датчика начала деаэрации обусловлено тем, что для качественной деаэрации должен быть обеспечен достаточный вакуумный объём для распыления воды. При расположении датчика начала деаэрации менее 0,1 высоты от верха деаэрационной камеры, струи воды будут практически сразу попадать либо в воду, либо в стенку деаэрационной камеры и не успевать выделить растворённый кислород. Расположение датчика начала деаэрации на расстоянии от верха более 0,5 высоты деаэрационной камеры нецелесообразно, т.к. дальнейшее увеличение не влияет на качество, но значительно снижает производительность деаэратора.According to the first and second options, the deaeration start sensor installed under the nozzle is preferably located at a level from 0.1 to 0.5 of the chamber height. This location of the deaeration start sensor is due to the fact that for high-quality deaeration a sufficient vacuum volume must be provided for water spraying. When the deaeration start sensor is located less than 0.1 height from the top of the deaeration chamber, water jets will almost immediately enter either the water or the wall of the deaeration chamber and will not have time to release dissolved oxygen. The location of the deaeration start sensor at a distance from the top of more than 0.5 of the height of the deaeration chamber is impractical, because further increase does not affect the quality, but significantly reduces the performance of the deaerator.

Необходимое количество форсунок для распыления исходной воды рассчитывают по формуле N=Qд/qф, где:The required number of nozzles for spraying source water is calculated using the formula N=Q d /q f , where:

N - количество форсунок;N - number of nozzles;

Qд - производительность деаэратора л/мин;Q d - deaerator productivity l/min;

qф - производительность одной форсунки л/мин.q f - productivity of one nozzle l/min.

Форсунки для распыления исходной воды расположены над датчиком начала деаэрации и направлены вверх для создания условий лучшего распыления и более длительного нахождения капель воды в вакуумном объёме.Nozzles for spraying source water are located above the deaeration start sensor and directed upward to create conditions for better atomization and longer residence of water droplets in the vacuum volume.

На отводящей трубе дополнительно установлен вентиль регулировки скорости вытеснения газов для снижения скорости вытеснения парогазовой смеси до безопасной величины, при которой датчик верхнего уровня вместе с клапаном вытеснения парогазовой смеси успеют прекратить подачу воды из теплосети и предотвратить гидроудар в конце вытеснения и выброс воды из клапана выпуска газов.A valve for adjusting the gas displacement rate is additionally installed on the outlet pipe to reduce the rate of displacement of the vapor-gas mixture to a safe value at which the upper level sensor together with the vapor-gas mixture displacement valve will have time to stop the supply of water from the heating network and prevent water hammer at the end of displacement and the release of water from the gas release valve .

Между выходным патрубком деаэрированной воды и входом насоса установлен дополнительный обратный клапан для исключения подсоса воздуха через уплотнение вала насоса в начале цикла вытеснения. An additional check valve is installed between the outlet pipe of the deaerated water and the pump inlet to prevent air leakage through the pump shaft seal at the beginning of the displacement cycle.

Наличие датчика верхнего уровня воды позволяет своевременно прекратить подачу воды на вытеснение, сигнализировать об окончании вытеснения газов и, при необходимости, сразу начать следующий цикл деаэрации, что исключает простои и увеличивает максимальную производительность деаэратора.The presence of an upper water level sensor allows you to promptly stop the supply of water for displacement, signal the end of gas displacement and, if necessary, immediately begin the next deaeration cycle, which eliminates downtime and increases the maximum productivity of the deaerator.

Наличие в деаэрационной камере датчика начала деаэрации обеспечивает начало процесса деаэрации исходной воды, поступающей через форсунку, только при создании необходимых условий для хорошей деаэрации. Расположение датчика начала деаэрации под форсункой создает условия для подачи распылённой воды только в созданный вакуумный объём деаэрационной камеры, что в значительной мере повышает качество деаэрированной воды.The presence of a deaeration start sensor in the deaeration chamber ensures that the process of deaeration of the source water entering through the nozzle begins only when the necessary conditions for good deaeration are created. The location of the deaeration start sensor under the nozzle creates conditions for supplying atomized water only into the created vacuum volume of the deaeration chamber, which significantly improves the quality of deaerated water.

В обоих вариантах наличие на отводящей трубе вентиля регулировки скорости вытеснения парогазовой смеси совместно с клапаном вытеснения парогазовой смеси, позволяет производить вытеснение в цикле вытеснения парогазовой смеси с оптимальной скоростью в зависимости от типоразмера деаэратора и выбранного режима работы.In both options, the presence on the outlet pipe of a valve for adjusting the speed of displacement of the vapor-gas mixture, together with the valve for displacing the vapor-gas mixture, allows displacement in the cycle of displacement of the vapor-gas mixture at the optimal speed, depending on the size of the deaerator and the selected operating mode.

По первому варианту наличие отводящей трубы с клапаном вытеснения парогазовой смеси, смонтированной за обратным клапаном, расположенным за насосом, позволяет производить вытеснение парогазовой смеси из деаэрационной камеры деаэрированной водой теплосети, которая после клапана вытеснения воды подаётся в нижнюю часть деаэрационной камеры. Такое подключение отводящей трубы предназначено для деаэратора периодического действия небольшой производительности с соответственно небольшой скоростью вытеснения парогазовой смеси, т.к. для более полного вытеснения парогазовой смеси вода должна максимально подняться в деаэрационной камере и при большой скорости вытеснения из-за технологического разброса срабатывания датчика верхнего уровня и клапана вытеснения парогазовой смеси могут появляться гидроудары и выброс воды через клапан выпуска газов, что недопустимо.According to the first option, the presence of an outlet pipe with a vapor-gas mixture displacement valve mounted behind a check valve located behind the pump allows the vapor-gas mixture to be displaced from the deaeration chamber by deaerated water from the heating network, which, after the water displacement valve, is supplied to the lower part of the deaeration chamber. This connection of the outlet pipe is intended for a periodic deaerator of small capacity with a correspondingly low rate of displacement of the vapor-gas mixture, because For more complete displacement of the vapor-gas mixture, water must rise as much as possible in the deaeration chamber and at high displacement speeds, due to the technological variation in the response of the upper level sensor and the valve for displacement of the vapor-gas mixture, water hammers and the release of water through the gas release valve may occur, which is unacceptable.

По второму варианту, для деаэраторов с повышенной производительностью, подключение выхода отводящей трубы к входному патрубку клапана предотвращения выброса воды, и наличие опускной трубы, подключенной к выходному патрубку клапана предотвращения выброса воды, открытый торец которой расположен над дном деаэрационной камеры, также позволяет производить вытеснение парогазовой смеси из деаэрационной камеры деаэрированной водой теплосети. При этом вода из теплосети после клапана предотвращения выброса воды подаётся по опускной трубе вниз деаэрационной камеры, не смешиваясь с парогазовой смесью, что повышает качество деаэрированной воды при вытеснении. Применение механического быстродействующего клапана предотвращения выброса воды, через который подаётся вода на вытеснение, даёт дополнительную защиту от гидроударов и выброса воды через клапан выпуска газов и позволяет производить вытеснение с высокой скоростью, что важно для деаэраторов большой производительности, иначе цикл вытеснения парогазовой смеси будет слишком длинным и снизит общую производительность деаэратора.According to the second option, for deaerators with increased productivity, connecting the outlet pipe to the inlet pipe of the water emission prevention valve, and the presence of a downpipe connected to the outlet pipe of the water emission prevention valve, the open end of which is located above the bottom of the deaeration chamber, also allows for the displacement of steam-gas mixtures from the deaeration chamber with deaerated water from the heating network. In this case, water from the heating network after the water emission prevention valve is supplied through a lowering pipe down the deaeration chamber without mixing with the vapor-gas mixture, which improves the quality of deaerated water when displaced. The use of a mechanical quick-acting valve to prevent the release of water, through which water is supplied for displacement, provides additional protection against water hammer and water release through the gas release valve and allows displacement at high speed, which is important for high-capacity deaerators, otherwise the cycle of displacement of the vapor-gas mixture will be too long and will reduce the overall performance of the deaerator.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1, представлен общий вид вакуумного деаэратора периодического действия по первому варианту; на фиг. 2 - второй варрант вакуумного деаэратора периодического действия.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a general view of a periodic vacuum deaerator according to the first embodiment; in fig. 2 - second warrant of a vacuum deaerator of periodic action.

На чертеже позициями обозначено:In the drawing the positions indicate:

1 - деаэрационная камера;1 - deaeration chamber;

2 - форсунка для распыления исходной воды;2 - nozzle for spraying source water;

3 - клапан подачи воды на форсунку 2;3 - water supply valve to nozzle 2;

4 - клапан выпуска газов;4 - gas release valve;

5 - датчик нижнего уровня воды;5 - low water level sensor;

6- выходной патрубок;6- outlet pipe;

7 - насос;7 - pump;

8 - обратный клапан;8 - check valve;

9 - датчик верхнего уровня;9 - upper level sensor;

10 - датчик начала деаэрации;10 - deaeration start sensor;

11 - отводящая труба, выход которой подключен к нижней части деаэрационной камеры 1;11 - outlet pipe, the outlet of which is connected to the bottom of the deaeration chamber 1;

12 - клапан вытеснения парогазовой смеси;12 - valve for displacing the vapor-gas mixture;

13 - вентиль регулировки скорости вытеснения парогазовой смеси на отводящей трубе 11;13 - valve for adjusting the speed of displacement of the vapor-gas mixture on the outlet pipe 11;

14 - дополнительный обратный клапан, установленный между выходным патрубком 6 и насосом 7;14 - additional check valve installed between the outlet pipe 6 and the pump 7;

15 - клапан предотвращения выброса воды;15 - valve to prevent water release;

16 - отводящая труба, выход которой подключен к входному патрубку клапана 15 предотвращения выброса воды;16 - outlet pipe, the outlet of which is connected to the inlet pipe of the valve 15 to prevent the release of water;

17 - опускная труба, подсоединенная к выходному патрубку клапана 15 предотвращения выброса воды;17 - downpipe connected to the outlet pipe of the valve 15 to prevent the release of water;

18 - открытый торец опускной трубы 17, расположенный над дном деаэрационной камеры 1;18 - open end of the lower pipe 17, located above the bottom of the deaeration chamber 1;

19 клапан вытеснения парогазовой смеси на отводящей трубе 1619 valve for displacing the vapor-gas mixture on the outlet pipe 16

20 - вентиль регулировки скорости вытеснения парогазовой смеси на отводящей трубе 16.20 - valve for adjusting the speed of displacement of the vapor-gas mixture on the outlet pipe 16.

Вакуумный деаэратор периодического действия работает следующим образом. A periodic vacuum deaerator works as follows.

В первом варианте в исходном состоянии деаэрационная камера 1 и насос 7 заполнены водой. Клапан 3 подачи исходной воды на форсунку 2 закрыт. Установка находится в режиме ожидания. При поступлении в систему управления (на фиг.1 не показано) сигнала, например, от датчика давления в магистрали теплосети (на фиг.1 не показано) о снижении давления система управления включает насос 7, который через выходной патрубок 6 и обратный клапан 8 начинает откачивать воду из деаэрационной камеры 1. В верхней части деаэрационной камеры 1 создается глубокий вакуум (-0,9-0,95 бар для холодной воды с учётом веса столба воды высотой более 1м в деаэрационной камере) и начинается усиленное парообразование. Разрежённые пары позволяют насосу постепенно откачивать воду и уровень воды снижается. При снижении уровня воды ниже датчика 10 начала деаэрации он срабатывает, и система управления открывает клапан 3 подачи исходной воды на форсунку 2. Распылённые струи воды попадают в вакуумный объём деаэрационной камеры 1, начинается процесс вакуумной деаэрации. Насос 7 продолжает откачку деаэрированной воды из деаэрационной камеры 1, при этом насос 7 через обратный клапан 8 сразу подаёт деаэрированную воду потребителю, что повышает производительность деаэратора. В деаэрационной камере 1 сохраняется достаточно глубокий вакуум, происходит выделение газов и паров и уровень воды в деаэрационной камере 1 продолжает постепенно понижаться. Когда уровень воды в деаэрационной камере 1 становится низким, срабатывает датчик 5 нижнего уровня воды и система управления закрывает клапан 3 подачи исходной воды на форсунку 2 и выключает насос 7. В деаэрационной камере 1 сохраняется глубокий вакуум, и обратный клапан 14 на входе насоса 7 предотвращает подсос воздуха через уплотнение вала насоса 7 в деаэрационную камеру 1. Цикл деаэрации закончен. В начале цикла вытеснения парогазовой смеси система управления открывает клапан 12 вытеснения парогазовой смеси и деаэрированная вода из системы отопления и горячего водоснабжения через отводящую трубу 11 и через вентиль 13 регулировки скорости вытеснения поступает в нижнюю часть деаэрационной камеры 1, вытесняя парогазовую смесь. Когда вода заполнит деаэрационную камеру 1, сработает датчик 9 верхнего уровня, который подаст в систему управления сигнал об окончании цикла удаления газов и паров. После чего система управления закроет клапан 12 вытеснения парогазовой смеси. Т.к. на создание сигнала датчиком 9 верхнего уровня и отработку выключения подачи воды клапаном 12 вытеснения парогазовой смеси нужно определённое время, а уровень воды при окончании вытеснения должен быть максимально высоким, вентилем 13 скорости вытеснения нужно подбирать небольшую скорость вытеснения во избежание выброса воды через клапан 4 выпуска газов и появления гидроударов, соответственно, время вытеснения увеличивается и производительность деаэратора по первому варианту не может быть высокой. Но для небольших котельных с небольшой подпиткой её достаточно. Вакуумный деаэратор периодического действия находится в исходном состоянии и ждет сигнал на следующее включение.In the first version, in the initial state, the deaeration chamber 1 and pump 7 are filled with water. Valve 3 for supplying source water to nozzle 2 is closed. The unit is in standby mode. When the control system (not shown in Fig. 1) receives a signal, for example, from a pressure sensor in the heating main (not shown in Fig. 1), about a decrease in pressure, the control system turns on the pump 7, which, through the outlet pipe 6 and the check valve 8, starts pump out water from deaeration chamber 1. A deep vacuum is created in the upper part of deaeration chamber 1 (-0.9-0.95 bar for cold water, taking into account the weight of a water column more than 1 m high in the deaeration chamber) and enhanced vaporization begins. The rarefied vapors allow the pump to gradually pump out water and the water level decreases. When the water level drops below the deaeration start sensor 10, it is triggered, and the control system opens valve 3 for supplying source water to nozzle 2. Sprayed jets of water enter the vacuum volume of deaeration chamber 1, and the process of vacuum deaeration begins. Pump 7 continues pumping deaerated water from deaeration chamber 1, while pump 7 immediately supplies deaerated water to the consumer through check valve 8, which increases the performance of the deaerator. A sufficiently deep vacuum is maintained in the deaeration chamber 1, gases and vapors are released, and the water level in the deaeration chamber 1 continues to gradually decrease. When the water level in the deaeration chamber 1 becomes low, the low water level sensor 5 is triggered and the control system closes the valve 3 supplying source water to the nozzle 2 and turns off the pump 7. A deep vacuum is maintained in the deaeration chamber 1, and the check valve 14 at the inlet of the pump 7 prevents air leakage through the pump shaft seal 7 into deaeration chamber 1. The deaeration cycle is completed. At the beginning of the cycle of displacement of the vapor-gas mixture, the control system opens the valve 12 for displacing the vapor-gas mixture and deaerated water from the heating and hot water supply system through the outlet pipe 11 and through the valve 13 for adjusting the displacement speed enters the lower part of the deaeration chamber 1, displacing the vapor-gas mixture. When water fills the deaeration chamber 1, the upper level sensor 9 will operate, which will send a signal to the control system about the end of the gas and vapor removal cycle. After which the control system will close valve 12 for displacing the vapor-gas mixture. Because it takes a certain time to create a signal by the upper level sensor 9 and to work out turning off the water supply by valve 12 for displacing the vapor-gas mixture, and the water level at the end of displacement should be as high as possible, with valve 13 of the displacement speed it is necessary to select a small displacement speed in order to avoid the release of water through the valve 4 of gas release and the appearance of water hammer, accordingly, the displacement time increases and the productivity of the deaerator in the first option cannot be high. But for small boiler houses with little make-up it is enough. The intermittent vacuum deaerator is in its initial state and is waiting for a signal to turn on again.

Работа по второму варианту, для деаэратор периодического действия системы отопления и горячего водоснабжения с повышенным расходом потока воды осуществляется следующим образом.Work according to the second option, for a periodic deaerator of a heating and hot water supply system with an increased water flow rate, is carried out as follows.

Цикл деаэрации воды осуществляется аналогично варианту 1. В начале цикла вытеснения парогазовой смеси система управления открывает клапан вытеснения 19 и деаэрированная вода из системы отопления и горячего водоснабжения через отводящую трубу 16 и через вентиль 20 регулировки скорости вытеснения поступает на входной патрубок клапана 15 предотвращения выброса воды, а из выходного патрубка по опускной трубе 17 через открытый торец 18, расположенный над дном деаэрационной камеры 1 поступает в ее нижнюю часть, вытесняя парогазовую смесь. Когда вода заполнит деаэрационную камеру 1, сработает датчик 9 верхнего уровня, который подаст в систему управления сигнал об окончании цикла удаления газов и паров, после чего система управления закроет клапан 19 вытеснения парогазовой смеси. Применение быстродействующего механического клапана 15 предотвращения выброса воды, через который подаётся вода на вытеснение, даёт дополнительную защиту от гидроударов и выброса воды через клапан 4 выпуска газов и позволяет производить вытеснение с высокой скоростью, что важно для деаэраторов большой производительности, иначе цикл вытеснения парогазовой смеси будет слишком длинным и снизит общую производительность деаэратора.The water deaeration cycle is carried out similarly to option 1. At the beginning of the cycle of displacement of the vapor-gas mixture, the control system opens the displacement valve 19 and deaerated water from the heating and hot water supply system through the outlet pipe 16 and through the valve 20 for adjusting the displacement speed enters the inlet pipe of the valve 15 to prevent the release of water, and from the outlet pipe through the downpipe 17 through the open end 18 located above the bottom of the deaeration chamber 1 it enters its lower part, displacing the vapor-gas mixture. When water fills the deaeration chamber 1, the upper level sensor 9 will operate, which will send a signal to the control system about the end of the gas and vapor removal cycle, after which the control system will close the valve 19 for displacing the vapor-gas mixture. The use of a fast-acting mechanical valve 15 to prevent the release of water, through which water is supplied for displacement, provides additional protection against water hammer and the release of water through the gas release valve 4 and allows displacement at high speed, which is important for high-capacity deaerators, otherwise the cycle of displacement of the vapor-gas mixture will be too long and will reduce the overall performance of the deaerator.

Использование заявленного технического решения позволяет повысить качество деаэрации без увеличения габаритов, металлоемкости и энергозатрат вакуумного деаэратора периодического действия для системы отопления и горячего водоснабжения и в целом повысить производительность вакуумного деаэратора периодического действия как с малым расходом воды, так и с повышенным расходом, что актуально для модульных и небольших котельных.The use of the claimed technical solution makes it possible to improve the quality of deaeration without increasing the dimensions, metal consumption and energy consumption of a periodic vacuum deaerator for heating and hot water supply systems and, in general, to increase the productivity of a periodic vacuum deaerator with both low water consumption and high consumption, which is important for modular and small boiler houses.

Claims (10)

1. Вакуумный деаэратор периодического действия системы отопления и горячего водоснабжения, включающий систему управления, деаэрационную камеру, в верхней части которой установлены форсунка для распыления исходной воды, клапан подачи воды на форсунку и клапан выпуска газов, а снизу – датчик нижнего уровня воды, выходной патрубок, связанный с входом насоса, и обратный клапан, связанный с выходом насоса, отличающийся тем, что в верхней части деаэрационной камеры дополнительно установлен датчик верхнего уровня воды, а под форсункой для распыления исходной воды – датчик начала деаэрации, при этом за обратным клапаном смонтирована отводящая труба с клапаном вытеснения парогазовой смеси, выход которой подключен к нижней части деаэрационной камеры.1. Vacuum deaerator of periodic operation of a heating and hot water supply system, including a control system, a deaeration chamber, in the upper part of which there is a nozzle for spraying the source water, a water supply valve to the nozzle and a gas release valve, and at the bottom - a low water level sensor, an outlet pipe , connected to the pump inlet, and a check valve connected to the pump outlet, characterized in that an upper water level sensor is additionally installed in the upper part of the deaeration chamber, and a deaeration start sensor is installed under the nozzle for spraying source water, while a discharge valve is mounted behind the check valve a pipe with a valve for displacing the vapor-gas mixture, the outlet of which is connected to the bottom of the deaeration chamber. 2. Вакуумный деаэратор периодического действия системы отопления и горячего водоснабжения, включающий систему управления, деаэрационную камеру, в верхней части которой установлены форсунка для распыления исходной воды, клапан подачи воды на форсунку и клапан выпуска газов, а снизу – датчик нижнего уровня воды, выходной патрубок, связанный с входом насоса, и обратный клапан, связанный с выходом насоса, отличающийся тем, что в верхней части деаэрационной камеры дополнительно установлены датчик верхнего уровня воды и клапан предотвращения выброса воды, а под форсункой для распыления исходной воды – датчик начала деаэрации, при этом за обратным клапаном смонтирована отводящая труба с клапаном вытеснения парогазовой смеси, выход которой подключен к входному патрубку клапана предотвращения выброса воды, а к выходному патрубку клапана предотвращения выброса воды подсоединена опускная труба, открытый торец которой расположен над дном деаэрационной камеры.2. Vacuum deaerator of periodic operation of a heating and hot water supply system, including a control system, a deaeration chamber, in the upper part of which there is a nozzle for spraying the source water, a water supply valve to the nozzle and a gas release valve, and at the bottom - a low water level sensor, an outlet pipe , connected to the pump inlet, and a check valve connected to the pump outlet, characterized in that in the upper part of the deaeration chamber an upper water level sensor and a water emission prevention valve are additionally installed, and under the nozzle for spraying the source water - a deaeration start sensor, while behind the check valve there is mounted an outlet pipe with a valve for displacing the vapor-gas mixture, the outlet of which is connected to the inlet pipe of the water emission prevention valve, and a downpipe is connected to the outlet pipe of the water emission prevention valve, the open end of which is located above the bottom of the deaeration chamber. 3. Вакуумный деаэратор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что датчик начала деаэрации, установленный под форсункой, расположен на уровне от 0,1 до 0,5 высоты камеры.3. Vacuum deaerator according to claim 1 or 2, characterized in that the deaeration start sensor installed under the nozzle is located at a level from 0.1 to 0.5 of the chamber height. 4. Вакуумный деаэратор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными форсунками для распыления исходной воды, при этом количество форсунок для распыления исходной воды рассчитывают по формуле N=Qд/qф, где:4. Vacuum deaerator according to claim 1 or 2, characterized in that it is equipped with additional nozzles for spraying the source water, and the number of nozzles for spraying the source water is calculated by the formula N=Q d /q f , where: N - количество форсунок;N - number of nozzles; Qд - производительность деаэратора, л/мин;Q d - deaerator productivity, l/min; qф - производительность одной форсунки, л/мин.q f - productivity of one nozzle, l/min. 5. Вакуумный деаэратор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что форсунки для распыления исходной воды расположены над датчиком начала деаэрации и направлены вверх.5. Vacuum deaerator according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzles for spraying the source water are located above the deaeration start sensor and directed upward. 6. Вакуумный деаэратор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на отводящей трубе дополнительно установлен вентиль регулировки скорости вытеснения газов.6. Vacuum deaerator according to claim 1 or 2, characterized in that a valve for adjusting the rate of gas displacement is additionally installed on the outlet pipe. 7. Вакуумный деаэратор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что между выходным патрубком деаэрированной воды и входом насоса установлен дополнительный обратный клапан.7. Vacuum deaerator according to claim 1 or 2, characterized in that an additional check valve is installed between the outlet pipe of the deaerated water and the pump inlet.
RU2023113846A 2023-05-26 Batch-type vacuum deaerator for heating and hot water systems (two embodiments) RU2812625C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2812625C1 true RU2812625C1 (en) 2024-01-30

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1299606A2 (en) * 1985-10-15 1987-03-30 Предприятие П/Я М-5478 Installation for vacuum deaeration of water
RU2194671C1 (en) * 2001-08-17 2002-12-20 Дикарев Михаил Анатольевич Method of water deaeration and device for method embodiment
RU2300050C1 (en) * 2005-11-22 2007-05-27 Борис Алексеевич Зимин Vacuum deairing machine
RU2793025C1 (en) * 2023-01-25 2023-03-28 Михаил Анатольевич Дикарев Batch vacuum deaerator for heating and hot water systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1299606A2 (en) * 1985-10-15 1987-03-30 Предприятие П/Я М-5478 Installation for vacuum deaeration of water
RU2194671C1 (en) * 2001-08-17 2002-12-20 Дикарев Михаил Анатольевич Method of water deaeration and device for method embodiment
RU2300050C1 (en) * 2005-11-22 2007-05-27 Борис Алексеевич Зимин Vacuum deairing machine
RU2793025C1 (en) * 2023-01-25 2023-03-28 Михаил Анатольевич Дикарев Batch vacuum deaerator for heating and hot water systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100340302B1 (en) Feed water heating system for power-generating plant
WO2006081720A1 (en) A dry type atomized steam generation method, system and a power generation system
JPH04369302A (en) Vacuum steam generating device
RU2812625C1 (en) Batch-type vacuum deaerator for heating and hot water systems (two embodiments)
CN201028679Y (en) High-efficiency gas water flash evaporator
RU95121523A (en) INSTALLING A LIQUID PRODUCT DISCHARGE
US7074259B2 (en) Method and apparatus for thermal degassing
JPH10244138A (en) Method and device for mixing and dissolving gas and liquid
RU2793025C1 (en) Batch vacuum deaerator for heating and hot water systems
WO2000042359A1 (en) Method and device for reducing temperature of exhaust gas utilizing hot water
CN114659081A (en) Showering heat exchange sewage circulation flash evaporation steam generation system
CN202599135U (en) Heat energy recycling exchanger for industrial waste steam
CN201780001U (en) Heating coil steam recoverer of waste heat power generation system
CN108343941A (en) A kind of self-loopa steam heating method
CN201416462Y (en) Vacuum steam recovery device for steam turbine
CN108105750B (en) Boiler sewage waste heat recovery system
RU2115027C1 (en) Pump-ejector plant with liberation of thermal energy
CN111644279A (en) Low-pressure slurry supply device
RU2824692C1 (en) Vacuum deaerator of intermittent action
JP2008240303A (en) Crude oil extracting equipment, and vapor generating method therefor
RU2813158C1 (en) Periodic vacuum deaerator for heating and hot water supply systems
RU98102482A (en) METHOD FOR INJECTIVE DEAERATION AND INJET INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2775981C1 (en) Pressure centrifugal vortex deaerator (2 options)
US4165718A (en) Method and apparatus for feeding condensate to a high pressure vapor generator
RU162574U1 (en) INSTALLATION FOR WATER DEAERATION