DEGAZOARE

DEGAZOARE

a) Generalitati

Degazoarele termice sint destinate eliminarii din apa de alimentare sau de adaos a gazelor agresive, ca oxigenul si bioxidul de carbon, care pot produce coroziunea partilor componente ale instalatiei.

Solubilitatea gazelor in apa este functie de presiune si temperatura (fig. 314). Ea scade o data cu cresterea temperaturii, pentru o presiune constanta si atinge valoarea zero la punctul de fierbere.

La degazarea termica este necesar ca apa sa ajunga in starea de fierbere si evacuarea gazelor eliminate sa se faca intr-un mod cit mai favorabil Pentru aceasta, apa este fie incalzita, fie expandata. Corespunzator acestor posibilitati se deosebesc doua procedee: degazarea prin fierbere si degazarea prin expandate.

incalzirea apei se obtine prin amestec cu aburul incalzitor, metodele mai uzuale fiind:

- introducerea aburului sub nivelul apei printr-o teava cu orificii sau lutaje;

- injectare de abur in sensul de curgere, sau contrar sensului de curgere apei ce urmeaza a fi degazata.

Fig. 314.Solubilitatea oxigenului din aer in apa distilata (dupa 'Permuitit-Taschenbuch' ed. a 6-a, 1953, p159).

Eliminarea gazelor in si din apa se realizeaza prin difuzie, in cazul unui curent de apa, schimbul de masa din faza lichida la cea gazoasa este accelerata de aparitia convectiei. Degazarea este cu atit mai perfecta cu cit viteza si turbulenta particulelor de apa este mai mare. Eficacitatea degazarii creste cu cresterea raportului dintre suprafata libera si volumul lichidului. Cresterea tensiunii superficiale cu acest raport face necesara distrugerea picaturilor de apa prin impact.

Deoarece procesele de incalzire si degazare sint dependente de timp, este necesar un timp minim de stationare pentru a satisface conditiile impuse in privinta continutului rezidual de oxigen. Aceste conditii se indeplinesc prin diverse masuri constructive, care depind de modul

de degazare si tipul constructiv de degazor adoptat.

Cea mai des folosita este degazarea cu jet de apa pulverizata. Condensatul ce patrunde in degazor este pulverizat prin diferite metode, in functie de tipul constructiv, in particule cit mai fine. Debitul de apa poate fi desfacut intr-un numar mare de suvite, ea trecind in cascada prin cadere libera de pe distribuitorul principal de apa pe un numar de talere perforate (degazor cu site si suvite). Un alt procedeu consta in folosirea presiunii pompelor de condensat principal pentru pulverizarea apei printr-un numar mare de orificii, fante, ventile sau ajutaje din distribuitorul principal de apa (degazor cu camera de pulverizare).

La degazorul cu site si suvite eficienta degazarii este dependenta de numarul de sicane de improscare si de schimbare de directie. Numarul acestora influenteaza inaltimea degazorului si deci si costul acestuia. Pentru realizarea pulverizarii in interiorul degazorului sint prevazute dispozitive de stropire care cel mai frecvent sint site de distributie din tabla perforata sau profile de otel dispuse sub forma de gratar. Pentru distrugerea picaturilor se pot folosi si site de sirma. Schimbarea directiei de curgere a apei se obtine prin table deflectoare si de improscare dispuse intr-un mod adecvat.

Daca se impun conditii deosebite in ceea ce priveste continutul rezidual te oxigen, la partea inferioara a aparatului se prevede un dispozitiv supli-ientar de fierbere. Aburul este introdus in acest dispozitiv amplasat sub ivelul apei acumulate, care este adusa astfel pentru a doua oara in stare de fierbere, obtinindu-se prin aceasta si eliminarea eventualelor bule de gaze de dimensiuni foarte reduse. In acest mod, intr-un singur aparat se obtin consecutiv degazarea prin pulverizare si cea prin fierbere, realizindu-se valori de 10 γ/l (10 [μ/l) si chiar mai scazute ale continutului de oxigen rezidual. Conceptia ca o degazare de eficienta ridicata poate fi obtinuta numai concomitent cu atingerea starii de fierbere a apei din rezervorul degazorului cistiga din ce in ce mai mult teren. in aceasta situatie, introducerea directa a aburului in spatiul dintre dispozitivul de fierbere suplimentara si sistemul de stropire nu mai este de regula necesara, incalzirea apei fiind satisfacator realizata prin curentul ascendent de abur rezultat la fierbere.

Amestecul de gaze si abur se extrage de la partea superioara a degazorului, neputindu-se evita insa scaparile de abur in mediul ambiant. Pentru a se reduce pe cit posibil pierderile de condensat si de caldura in amonte de degazor, pe conducta de condensat principal se prevede un schimbator special de caldura denumit racitor (condensator) de esapari. Avindu-se in vedere posibilitatea marita de corodare, aceste aparate se confectioneaza integral din oteluri inoxidabile (Remanit), devenind astfel foarte scumpe, iar utilizarea lor este economica numai in cazul unor debite esapate mari. Aceste debite variaza intr-p gama larga, fiind dependente de tipul constructiv adoptat pentru degazor. In medie, acest debit se aprecieaza a fi de 30-50 kg/h pentru fiecare 100 t/h apa de alimentare. Prin folosirea condensatorului de esapari, ale carui gaze necondensabile se evacueaza printr-un orificiu propriu de aerisire, debitul poate fi redus la circa 10-15 kg/h.

Pentru a se obtine valori rationale ale cheltuielilor datorite pierderilor de caldura si de apa demineralizata, se recomanda a cere ca limita superioara garantata a debitului de esapari la functionarea la sarcina nominala sa fie de 0,3 kg/h pe fiecare t/h de condensat.

Degazarea prin fierbere poate fi realizata chiar in rezervorul de apa de alimentare in acest caz nefiind necesar un aparat special de degazare. in cazul acestui procedeu gazul este eliminat partial si prin difuzia lui in bulele de abur ascendente. Deasupra nivelului apei presiunea partiala a gazelor inca dizolvate este foarte mica, astfel ca presiunea de dizolvare in apa este depasita. Din acest motiv gazele sint eliminate fara absorbtie de caldura.

La degazarea prin expandare o parte a apei se vaporizeaza, si antreneaza gazele dizolvate. in acest caz pentru acelasi continut rezidual de oxigen este necesara o cantitate mai mare de caldura decit la celelalte procedee de degazare. Alte impedimente pentru realizarea unui grad ridicat de degazare le pot constitui nivelul prea ridicat al apei si tensiunea superficiala. Din aceasta cauza trebuie realizata o pulverizare cit mai fina in momentul expandarii si o marire suficienta de temperatura.

Degazarea poate fi efectuata la presiune supraatmosferica sau subat-mosferica (sub vid). in practica este preferata degazarea la presiune supra-atmosferica evitindu-se infiltrarile de aer si nefiind necesara o instalatie speciala de evacuare a gazelor. Un alt avantaj consta in realizarea unei degazari eficiente si mai complete pe intreg domeniul de variatie a sarcinii.

Degazarea la presiune sub atmosferica (sub vid) se realizeaza de regula in oala de colectare a condensatorului. Ea reprezinta o combinare de dega-zare prin fierbere cu degazare prin expandare, la care condensatul din prein-calzitoarele de joasa presiune este adus in oala de colectare a condensatorului si vaporizat partial prin destindere, realizindu-se astfel si o incalzire cu fierbere a condensatului principal de la turbina. Degazarea in condensator atrage dupa sine o anumita simplificare a instalatiei de preincalzire regene-rativa, si este procedeul din ce in ce mai folosit.

Spre deosebire de condensatul principal de la turbina, care intra in degazorul supraatmosferic in mare masura predegazat in condensator, atin-gindu-se concentratii de O₂ de 20 γ/l si chiar mai reduse, apa de adaos care vine de la instalatia de demineralizare este saturata cu oxigen. Continutul de oxigen poate atinge valori remarcabile (la 1 ata si 20 C el este de circa 8500 γ/l). Aceasta apa este puternic agresiva, impunindu-se o predegazere intr-un aparat special, de regula pina la un continut rezidual de oxigen de 50 γ/l.

Pentru a evita deteriorarea degazorului de apa de adaos, conductele de aductie si partile expuse actiunii esaparilor, ca de exemplu capacul degazorului si sistemul de distributie al apei inclusiv echipamentul interior, trebuie executate din materiale necorodabile.

Apa de adaos se degazeaza la presiune subatmosferica (sub vid) sau la presiune supraatmosferica.

Degazarea la presiune subatmosferica este mai avantajoasa din punct de vedere termic, treptele de preincalzire regenerativa dinaintea degazorului principal lucrind in acest caz cu eficacitate marita.

Degazorul subatmosferic pentru apa de adaos este alimentat de regula din priza inferioara. Prin faptul ca presiunea in acest degazor este mai mare decit cea din condensator, apa degazata poate fi introdusa in oala de colectare a condensatorului. Prin amestec se obtine o crestere a continutului de oxigen, dar in cazul in care debitele de apa demineralizata predegazata sint mici, conductele si aparatele pina la degazorul principal nu sint periclitate. Degazarea poate fi facuta si direct in condensator prin adaptarea partii inferioare pentru acest scop, nefiind nevoie de un alt aparat special. Daca debitul de apa de adaos este relativ mic (de exemplu 2-3% din debitul de abur viu) este suficient daca apa este introdusa cu un pulverizator in racordul dintre turbina si condensator. Pentru a putea expanda apa, ea este in prealabij incalzita intr-un preincalzitor de apa de adaos executat din material necoro-dabil si amplasat intre statia de demineralizare chimica si condensator.

Pentru a realiza conditii de aspiratie uniforme la pompa de alimentare, degazarea au loc la o presiune constanta (degazare la presiune fixa).

Desi au fost folosite temperaturi de degazare de 180C si chiar mai ridicate, domeniul uzual de temperaturi se afla intre 130C si 160C. Temperaturi mai scazute au ca urmare sporirea numarului de preincalzitoare de inalta presiune, acestea fiind mult mai scumpe decit cele de joasa presiune (raportul preturilor circa 1:4 pina la 1:6). in comparatie nu trebuie omis insa, ca pretul rezervorului si degazorului creste cu cresterea presiunii lor de functionare.

La centrala Hohe Wand a intreprinderii din Newag din Austria avind un Circuit termic mixt abur-gaze s-a considerat optim din punct de vedere al schemei termice, alegerea ca temperatura maxima pentru degazare 220C, fiind in acest caz necesare numai doua preincalzitoare de inalta presiune. Din cauza temperaturii ridicate si a inaltimii reduse de aspiratie, de numai 10 m, pompa inaintasa (Booster) a pompei de alimentare s-a construit cu aspiratie bilaterala, deci fara disc de echilibrare.

La degazarea cu presiune fixa optimul termic se obtine numai pentru punctul de functionare la care aburul de la priza turbinei are o presiune, fara a fi necesara o reducere prealabila, egala cu presiunea de saturatie corespunzatoare temperaturii de degazare alese. in cazul unei puteri mai mari este necesar sa se reduca presiunea prizei de alimentare a degazorului, din cauza instalarii unei presiuni marite la priza, pe cind la functionarea la o sarcina mai redusa este obligatoriu pentru alimentarea degazorului, trecerea la o priza superioara, a carei presiune trebuie de asemenea reglata corespunzator parametrilor de functionare a degazorului.

Aceste dezavantaje din punct de vedere termic sint evitate printr-o degazare la presiune variabila "alunecatoare'. Presiunea de degazare se modifica impreuna cu cea a prizei de alimentare de unde rezulta si denumirea de degazare la presiune alunecatoare S-a verificat teoretic si dovedit in practica, ca nu apar fenomene nedorite la aspiratia pompei daca viteza de scadere a presiunii in degazor, respectiv in rezervorul de apa de alimentare, nu depaseste nici in cazul limita, adica la caderea turbinei, valoarea maxima indicata de firma producatoare a pompei. in ceea ce priveste modul de calcul, acesta poate fi gasit in diversele publicatii. Rezultatele practice sint redate de curbele din fig. 315.

Pentru realizarea unei degazari optime la presiune alunecatoare, luind in consideratie variatiile bruste de sarcina (de exemplu caderea grupului) trebuie asigurate in special urmatoarele:

- o inaltime corespunzatoare de aspiratie a pompei, sau prevederea unei pompe inaintase (Booster) cu turatie scazuta;

- un diametru al conductei de aspiratie corespunzator dimensionat si un traseu cit mai simplu cu numar redus de coturi, pentru a obtine pierderi de presiune cit mai reduse simultan cu timpi cit mai mici de parcurgere a traseului;

un rezervor de apa de alimentare suficient de larg dimensionat pentru a mentine vitezele de scadere a presiunii la valori cit mai reduse;

- realizarea degazarii si la cresteri de sarcina prin fierberea corespunzatoare a intregului volum de apa din rezervor degazorului, deoarece in caz contrar apa nu atinge temperatura de fierbere absorbind din nou oxigenul;

- intre conducta de barbotare si spatiul de abur al rezervorului dega-zorul trebuie sa se prevada o conducta de egalizare cu clapeta de retinere pentru a evita patrunderea apei in conducta prizei si prin aceasta chiar in turbina (fig. 316).

Fig. 315. Scaderea presiunii si viteza de scadere a presiunii in rezervorul de apa de alimentare pentru un bloc de 100 MW cu cazan Benson in cazul caderii totale a sarcinii:

-viteza de cadere a presiunii; - presiunea in degazor; -presiunea Ia debit constant refulat de pompa; 370 t/h.

FIig.316. Conducta de egalizare a presiunii la introducerea aburului sub nivelul apei:

a rezervor de apa de alimentare; b- degazor; c - instalatie de fierbere suplimentara; d -conducta de barbotare; e- condtcta de condensat secundar ; f - conducta de egalizare a presiunii.

Condensatul secundar din preincalzitoare de inalta presiune este introdus in rezervor deasupra sau sub nivelul apei. in cazul variantei din urma, vaporii rezultati din expandare se utilizeaza la barbotarea si incalzirea volumului de apa, ceea ce este avantajos in cazul anumitor situatii de exploatare cu necesar redus de abur, de exemplu: la functionare la suprasarcina, la degazare la presiune fixa sau in cazul unor anumite tipuri constructive de degazoare.

Pentru a nu functiona in regim subatmosferic, la degazarea cu presiune alunecatoare, presiunea de alimentare se limiteaza la o valoare ce depaseste 1 ata. Daca presiunea prizei scade sub aceasta valoare, este necesar sa se prevada posibilitatea alimentarii din priza imediat urmatoare. La turbinele cu supraincalzire intermediara se foloseste pentru aceasta, de regula, abur din conducta rece de supraincalzire, care poate asigura suprapresiunea suficienta (de circa 12-18 ats, la supraincalzire intermediara simpla) necesara alimentarii degazorului atit la pornirea, respectiv la oprirea blocului, cit si la caderea totala brusca a sarcinii. Datorita faptului ca presiunea acestei "alimentari cu siguranta' este mai ridicata decit cea de functionare a degazorului, se prevede o statie de reducere pe aceasta conducta.

Motive de exploatare si economice pot determina in unele cazuri limitarea valorii superioare a temperaturii de degazare la presiune alunecatoare, in special in cazul in care ea depaseste valoarea admisibila, datorita presiunii ridicate a prizei la functionarea turbinei cu sarcini maxime. Pentru mentinerea intervalului minim de temperatura pentru degazare poate deveni necesar sa se limiteze si valoarea inferioara a presiunii si a temperaturii de degazare, mai ales in cazul in care temperatura condensatului principal la intrare in degazor nu scade la sarcini partiale sau prezinta chiar tendinta de crestere, fenomen care poate apare de exemplu, datorita existentei unei surse auxiliare de preincalzire sau a unui preincalzitor cu gaze de ardere prevazut in circuitul regenerativ in amonte de degazor.

invingerea inaltimii geodezice pina la nivelul de refulare al apei si a rezistentelor care apar la orificiile conductei de barbotare amplasata sub apa, reprezinta o scadere de presiune atit la degazarea prin fierbere, cit si la degazarea la presiune alunecatoare, care corespunde unei diferente de temperatura.

Conditii de functionare favorabile, asemanatoare din puncte de vedere termic celor obtinute prin degazarea la presiune alunecatoare se pot obtine la un degazor functionind la presiune fixa daca se alimenteaza in paralel din aceiasi priza si un preincalzitor de suprafata conform fig. 317.

Degazorul si preincalzitorul formeaza impreuna o treapta de preincalzire. Astfel se folosesc, pe de o parte avantajele unei exploatari uniforme la degazarea cu presiune fixa si pe de alta parte se elimina dezavantajul functionarii schimbatoarelor de caldura la temperatura variabila.

Avind in vedere ca diferenta intre presiunea fixa din degazor si cea alunecatoare din preincalzitorul montat in aval scade cu reducerea sarcinii, la sarcini partiale in special la un degazor amplasat la o cota ridicata - trebuie prevazuta o pompa de condensat secundar, care asigura trimiterea condensatorului din preincalzitor spre degazor. Pornirea si oprirea pompei se face automat, impulsul datorindu-se diferentei de presiune (fig. 317).

Fig. 317. Schema de combinare preincalzitor de amestec-degazor cu preincalzitor de suprafata.

Fig. 318. Imbunatatirea randamentului termic a degazarii la presiune fixa prin prein calzitor de inalta presiune si preincalzitor de sarcini partiale:

a - preincalzitor de inalta presiune; b- preincalzitor

de sarcini partiale; c -prize de ajutor.

I -legare, de exemplu, la conducta de supraincalzire

intermediara rece.

Dupa cum s-a amintit mai sus, la sarcina redusa aburul pentru alimentarea degazorului trebuie preluat dintr-o priza superioara In acest caz priza initiala poate fi utilizata pentru alimentarea unui preincalzitor pentru sarcini partiale, amplasat in amonte de degazor (fig. 318).

Introducerea in schema a acestui preincalzitor este justificata numai in cazul in care turbina functioneaza timp mai indelungat, de ex. noaptea, la sarcini reduse. Cu toata imbunatatirea randamentului termic obtinut prin aceasta noua schema, degazarea la presiune fixa este totusi inferior, din punct de vedere economic degazarii la presiune alunecatoare dupa cum reise din exemplul concret calculat de Stoll.

b) Tipuri constructive

Diferitele tipuri de degazoare cu suvite si site se deosebesc intre ele in general prin amplasarea sitelor, prin numarul lor, precum si prin modul de introducere al aburului. in fig. 319 este reprezentat un aparat prevazut cu dispozitiv de fierbere suplimentara*).

Fig. 320. Degazor cu suvite si site privit dinspre instalatia de fierbere suplimentara (Balcke):

-parametrii maximal admisibil: 14at/430 ˚C respectiv la vid;

-debit de condensat principal: 312,5 t/h;

-temperatura la intrare: 146.3˚C;

-temperatura de degazare:178,7˚C

-sarcina termica:10,5 Gcal/h.

Apa este introdusa in partea superioara pe un taler, in care se face repartizarea uniforma a apei pe toata sectiunea degazorului. Pentru a obtine, chiar la debite reduse, continutul de oxigen prescris, se tinde, ca pentru intreg domeniu de sarcini, sa se obtina o distribuire cit mai uniforma a apei. In acest scop talerul distribuitor este prevazut cu table concentrice deversoare. La sarcini reduse apa este colectata In centrul talerului. La cresterea debitului ea deverseaza spre inelele exterioare.

De pe talerul distribuitor apa cade pe mai multe site din tabla perforata dispuse deplasat una fata de alta, care au rolul de a pulveriza apa cit mai fin. Apa incalzita de curentul ascendent de abur si adusa in starea de fierbere este colectata de o pilnie, din care se scurge in continuare spre dispozitivul de fierbere suplimentara, in care aburul Incalzitor este introdus printr-o conducta inelara de distributie amplasata sub nivelul apei. Orificiile conductei sint prevazute la partea inferioara, pentru realizarea unei tarbotari mai eficiente. Deversorul inelar are marginea superioara zimtata si mentine nivelul de apa constant, realizind in acelasi timp o deversare uniforma spre rezervorul de alimentare.

Pentru egalizarea presiunii intre degazor si rezervor este prevazuta o conducta verticala centrala, prin care se realizeaza in acelasi timp transferul aburului din rezervor direct in spatiul de sub sitele degazorului. La unele tipuri conductele de egalizare, care trebuie corespunzator dimensionate, sint racordate prin exterior. Aburul din dispozitivul de fierbere suplimentara este condus, prin orificiile prevazute in pilnia de colectare, in spatiul superior al degazorului. Accesul la diversele elemente interioare, in cazul degazoarelor complet sudate, se face prin guri de vizitare. In fig. 320 este reprezentat dispozitivul de fierbere suplimentara privit de la partea inferioara a degazorului.

La acest tip capacul superior este fixat cu flanse de corpul cilindric. Degazorul se poate rezema pe rezervorul de apa de alimentare prin intermediul unei constructii speciala de sustinere, sau prin sudarea directa a mantalei degazorului cu rezervorul.

Fig. 320. Degazor cu suvite si site privit dinspre instalatia de fierbere suplimentara pentru degazarea finala (Balcke).

La degazorul cu camera de pulverizare (fig. 321) improscarea apei este realizata prin mai multe tevi verticale scurte, inspre interiorul carora apa patrunde prin multe orificii de dimensiuni reduse. Si la acest tip de degazare apa pulverizata preia in contracurent caldura cedata de curentul de abur ascendent, producindu-se degazarea ei. Gazele sint conduse prin camera de pulverizare spre instalatia de evacuare. Apa cade intr-o pilnie iar apoi intr-un cilindru in care este amplasat dispozitivul de fierbere suplimentara. Aburul patrunde in acesta in mod similar ca la degazorul cu suvite, sub nivelul apei, provocind o noua fierbere si o postdegazare. in continuare apa curge pe linga exteriorul cilindrului spre racordul de iesire.

Din acest spatiu gazele reziduale, in special bioxidul de carbon (C0₂), care, datorita greutatii sale specifice mai mari, se acumuleaza deasupra nivelului apei, sint extrase prin dispozitivul inferior de evacuare.

La variatii bruste de debit, tevile concentrice centrale sint suflate consecutiv cu abur, prin faptul ca rezistentele pe conducta din dispozitivul de fierbere suplimentara cresc. Astfel debitele suplimentare de abur necesare in cazul suprasarcinii ajung direct in degazor. La acest tip de degazor pierderile de presiune pe partea de abur sint foarte reduse.

Dupa cum se poate vedea in schitele spatiale din fig. 322 pentru acelasi tip constructiv de degazor camera de pulverizare poate fi inlocuita printr-o simpla teava perforata, aceasta modificare fiind satisfacatoare pentru degazoare cu eficienta mai scazuta, realizind un continut rezidual de oxigen de circa 50 γ/l.

Fig. 321. Tip de degazor cu camera de pulverizare si instalatie de fierbere suplimentara (Atlas):

- iesire superioara esapari; iesire inferioara esapari; instalatie de fierbere suplimentara; tevi de distributie abur; - camera de pulverizare.

Fig. 322. Degazoare cu camera de pulverizare (Atlas).

Acest mod de executie se aplica de exemplu la degazoarele de apa de adaos. La aceste aparate se poate renunta la dispozitivul de fierbere suplimentara si la echipamentele interioare speciale, devenind relativ ieftine, chiar in cazul utilizarii materialelor necorodabile pentru capacul superior si teava perforata. Firma constructoare nu prevede utilizarea unui racitor special de esapari la aceste aparate, datorita faptului ca insasi camera de pulverizare preia rolul unui condensator de esapari, in care particulele de abur, antrenate de oxigen, sint condensate de pinza de apa rece dupa principiul condensatorului cu pulverizare. Condensatul secundar provenit de exemplu de la preincalzitoarele de inalta presiune este introdus direct sub camera de pulverizare, pentru a putea folosi si aburul rezultat prin expandare la degazarea apei. In fig. 323 este reprezentat un aparat cu camera de pulverizare, la care debitul principal de abur de incalzire este introdus in rezervorul de apa de alimentare, iar cel suplimentar prin doua conducte inelare in dispozitivul de fierbere suplimentara. Apa din camera de pulverizare cade, contrar sensului de circulatie al aburului, pe talere de ghidare conice, curgind in spatiul inelar exterior al dispozitivului de fierbere suplimentara, urca apoi in acelasi sens cu aburul prin spatiul inelar concentric alaturat, unde se produce fierberea, pentru ca in continuare sa se scurga in urmatorul spatiu inelar, care inconjoara conducta centrala de egalizare si de aici printr-un sifon in rezervorul de apa de alimentare. Repartizarea debitului de abur se face astfel, ca in dispozitivul de fierbere suplimentara sa patrunda cantitatea optima de abur pentru obtinerea efectului corespunzator de postdegazare, iar surplusul este condus, pentru aducerea in starea de fierbere a volumului de apa, prin conducta de barbotare in rezervorul de apa de alimentare. Aburul introdus pentru barbotare paraseste rezervorul sub forma de abur saturat' intrind in conducta verticala de egalizare prin orificii in forma de fanta si este condus pentru condensarea sa, respectiv pentru incalzirea si degazarea apei introduse, chiar sub camera de pulverizare.

Fig. 323. Degazor cu camera de pulverizare si rezervor de apa de alimentare (Atlas).

Desenul de detaliu al sifonului este redat in fig. 324.

La tipurile de degazoare de constructie engleza reprezentate in fig. 325 - 327 apa este intii pulverizata prin ajutaje iar apoi improscata sub forma de picaturi mici de mai multe site. Aburul este introdus in degazor la partea superioara sau inferioara respectiv in rezervorul de apa de alimentare.

La tipul constructiv din fig. 325 esaparile sint evacuate pe la partea inferioara a aparatului si introduse in condensatorul de esapari tubular dispus paralel cu degazorul. Ele curg prin spatiul din exteriorul tevilor drepte, condensatul fiind reintrodus in degazor prin intermediul unui sifon. Esaparile din acest condensator sint conduse spre condensatorul grupului, practic nerezultind pierderi de condensat.

Blocul cu putere unitara de 500 MW a fost echipat cu instalatia de dega-zare reprezentata in fig. 326, pe rezervor fiind montate doua degazoare. Cele doua condensatoare de esapari cu tevi in forma de U au fost plasate din motive de economie de spatiu in capacul superior al degazoarelor. Variatiile de presiune ale prizelor turbinei au facut necesara racordarea conductei de alimentare a degazorului la doua prize.

Aparatul reprezentat in fig. 327 este un degazor combinat cu pulverizare si suvite. Echipamentele din interiorul rezervorului confectionate din tabla sint destinate dirijarii si repartizarii apei.

Fig. 324. Sifonul degazorului din fig. 323.

Fig. 325. Degazor cu condensator de esapari (Hick Hargreaves):

- sifon de evacuare a condensatului din esapari; 2 - iesire

esapari spre condensatorul grupului; condensator de

esapari; - intrare esapari; - ajutaj de pulverizare.

Fig. 326. Degazor cu rezervor de apa de alimentare pentru un bloc de 500 MW (Hick Hargreaves):

a-intrare apa alimentare; b - iesire apa alimentare (conducta de aspiratie a pompei de alimentare); c - racord principal de abur; t - racord de abur pentru sarcini partial cu ventil de reglare pentru sarcini partiale; e - extractie esapari ; f - regulator de admisie ; g - agregat de incalzire pentru mentinerea in stare calda in perioada de oprire; h - camera de nivel apa; i -indicator de nivel.

La constructia reprezentata in fig. 328 dispozitivele de pulverizare si degazare ale apei au fost amplasate integral in rezervorul de apa de alimentare. Procedeul acesta de degazare poarta denumirea firmei constructoare si este cunoscut ca degazare tip Stork.

Aburul este introdus prin conducta de barbotare plasata sub nivelul apei, producind fierberea volumului de apa din rezervor. Orificiile prevazute la partea inferioara a conductei de barbotare trebuie sa prezinte dimensiuni corespunzatoare, pentru a evita, ca la incalzirea volumului de apa rece, sa apara lovituri de apa (de berbec), care pe linga zgomotul caracteristic mai pot produce trepidatii puternice ale rezervorului, respectiv vibratii ale conductelor racordate la rezervor. Utilizind ajutaje de tip Ruths, acest pericol este redus, conducind insa la costuri mai ridicate ale instalatiei. in afara de aceasta nu se obtine o repartizare uniforma satisfacatoare a aburului pe toata lungimea rezervorului.

Apa ce trebuie degazata este fin divizata iesind cu o viteza ridicata dintr-un dispozitiv de pulverizare, iar apoi incalzita de esaparile ascendente. Rezervorul este divizat intr-un anumit raport printr-o sicana verticala. Apa este condusa spre partea inferioara si curge pe linga conducta de barbotare, trecind in compartimentul alaturat, fiind adusa in acest timp la starea de fierbere. Pentru a nu influenta negativ conditiile de aspiratie la pompele de alimentare, in fata racordului de iesire a apei este prevazut un deversor. Daca se doreste ca racordul de iesire sa fie dispus pe aceeasi verticala cu racordul de intrare a apei, sub conducta de barbotare trebuie prevazut un canal de scurgere executat din tabla.

In timp ce esaparile, rezultate in stinga sicanei verticale, ajung direct sub dispozitivul de pulverizare, aburul din compartimentul din dreapta patrunde sub actiunea depresiunii in cel din stinga, antrenind gazele reziduale necondensabile. Trecerea se face prin sifonare printr-o cutie de abur cu jgheab primitor, aburul iesind din acest dispozitiv chiar sub pinza de apa. Evacuarea gazelor se face de asupra dispozitivului de pulverizare. Nici in acest caz nu este necesar un condensator special pentru esapari. Din datele prezentate de firma furnizoare debitul maxim de esapari este de circa 100 kg/h.

Dispozitivele de pulverizare sint de regula automatizate. Sistemul de pulverizare tip Stork standardizat este reprezentat in fig. 329 si este dimensionat pentra un debit de apa variind intre 25 si 500 t/h.

Pulverizatorul este compus dintr-o carcasa de otel sudata. Pistonul se misca liber in capul de pulverizare confectionat din otel V2A, si pozitia lui este auto-reglata in functie de presiunea dinamica a apei si de forta arcului. Corespunzator debitului sau sarcinii turbinei, la partea inferioara a cilindrului pulverizatorului este eliberat un anumit numar de orificii, prin care apa este pulverizata, pentru domeniul principal de sarcini, la presiune aproape constanta, astfel ca sa se obtina continuu o degazare corespunzatoare.

Fig. 327. Degazor combinat cu pulverizare si suvite impreuna cu rezervorul de apa de alimentare (William Boby & Co. Ltd.):

Racorduri: a - intrare recirculare pompa; b - ventile de siguranta; c - condensat secundar IP intrare apa; a - condensat secundar IP, intrare abur; e - golire; / - extractie esapari-

Piese componente: g - ajutaje de pulverizare; * - camera de colectare; i - distribuitor de apa; k - suport fix; l - suport mobil; m - regulator de nivel superior si inferior; n - indicator de nivel; o - gura de vizitare cu capac.

Fig. 328. Degazor de tip Stork:1 - cutie de abur; 2 - sicana verticala; conducta de barbotare; - deversor; 5 - pulverizator.

Fig. 330. Degazor de contact cu duze de abur (Worthington):

a - camera de distributie a apei; b -ventile de pulverizare; c - camera primara de incalzire; d - sicana superioara de ghidare a dispozitivului de racire a gazelor; e - sicana inferioara de ghidare; f - taler de colectare a apei; g - camera de distributie a aburului; h - deflector de abur; * - taler de ghidare a apei si difuzor; k -perete de ghidare; i - tabla de improscare; m - teava de scurgere a apei; n - teava de ghidare a aburului ; o -preaplin; p - element de degazare; q - rezervor de colectare; f -golire; s - manta; t - capac de observare (control); M - gura de vizitare cu capac.

Prin scoaterea celor doua tije de reglaj prevazute lateral pe carcasa, pozitia pistonului poate fi modificata in timpul functionarii cu ajutorul rotii de mina. Aducind prin actionare manuala pistonul la punctul mort inferior, se poate face eliminarea corpurilor straine si a impuritatilor depuse, care sint antrenate prin fantele de curatare in rezervorul de apa de alimentare. Eliminarea finala din circuit a impuritatilor se face, de regula cu sitele (filtrele) din amontele pompelor de alimentare.

Masurarile efectuate de firma Stork arata ca degazarea (desorbtia gazelor) in pinza de apa din jurul dispozitivului de pulverizare este foarte eficace, cu toate ca timpul de stationare este foarte redus. Prin improscarea apei pulverizate pe peretele rezervorului, picaturile sint descompuse in particule extrem de mici, facind posibila o noua degazare intensiva.

In fig. 330 este reprezentat tipul constructiv pentru constructii navale realizat de firma americana Worthington.

La degazorul de contact cu ajutaje de abur, care functioneaza dupa principiul camerei de pulverizare, procesul de degazare se realizeaza astfel:

Condensatul principal introdus in camera de distributie a apei a este pulverizat prin mai multe ventile de pulverizare conice cu arc b in camera primara de incalzire c. Constructia si dispozitia acestor ventile permite realizarea pe intreg domeniul de sarcini a unei pulverizari fine si uniform repartizate a apei.

Fig. 330. Degazor de contact cu duze de abur (Worthington):

a - camera de distributie a apei; b -ventile de pulverizare; c - camera primara de incalzire; d - sicana superioara de ghidare a dispozitivului de racire a gazelor; e - sicana inferioara de ghidare; f - taler de colectare a apei; g - camera de distributie a aburului; h - deflector de abur; * - taler de ghidare a apei si difuzor; k -perete de ghidare; i - tabla de improscare; m - teava de scurgere a apei; n - teava de ghidare a aburului ; o -preaplin; p - element de degazare; q - rezervor de colectare; f -golire; s - manta; t - capac de observare (control); M - gura de vizitare cu capac.

Apa pulverizata de ventile patrunde, in pur contracurent cu aburul ascendent, in camera primara de incalzire printre sicana de ghidare superioara si cea inferioara d si e a dispozitivului de racire a gazelor. in acest spatiu pinza conica de apa este in scurt timp desfacuta in suvite, iar apoi in picaturi fine, evoluind dupa o directie cu cresterea de suprafata. Datorita contactului intim cu aburul, realizat in acest fel, apa se incalzeste rapid si atinge pe talerul de colectare f temperatura de saturatie corespunzatoare presiunii din camera primara de incalzire. Talerul fiind in acelasi timp si peretele superior al camerei de distributie a aburului g contribuie la incalzirea apei, care curge din pilnia de colectare in teava de scurgere a apei m. Aburul, care intra in camera de distributie a aburului, cedeaza caldura simul-tan in camera primara de incalzire amplasata la partea superioara, precum si in elementul de degazare p amplasat la partea inferioara a degazorului. Din camera de distributie aburul se scurge prin teava de ghidare verticala n spre partea inferioara. La capatul inferior curentul de abur este intors cu 180 de deflectorul h, ajungind in partea superioara printr-o fanta inelara. in acest spatiu aburul si apa ies din fantele respective, realizindu-se un amestec intim in spatiul redus dintre conducta de scurgere a aburului si talerul de ghidare a apei. In timpul acestui proces apa atinge temperatura de saturatie a aburului, avind loc si desorbtia gazelor continute in ea.

Acest procedeu permite, datorita variatiilor energiei potentiale si cinetice a aburului, realizarea unei eficiente ridicate pentru intreg domeniul de sarcini uzuale. La sarcini ridicate si mijlocii talerul de ghidare a apei si talerul de scurgere au rol de difuzor, care regleaza timpul necesar de contact intre apa si abur, pentru a realiza o degazare cu eficienta maxima, si in plus ajuta la recuperarea optima a energiei cinetice ca energie de presiune. La fanta de intrare a conductei de scurgere inelara viteza atinge un maxim, iar presiunea statica un minim. Amestecul ii miscarea ascendenta prin difuzor pierde din viteza, care se transforma in presiune cu cresterea corespunzatoare a temperaturii.

Presiunea si temperatura amestecului, imediat dupa iesirea din conducta de scurgere, au valori mai ridicate decit in spatiul din aval de acest punct. Expandarea care are loc, realizeaza un echilibru termic conducind la distrugerea in continuare a picaturilor de apa, sprijinind procesul de separare gaze-apa.

Amestecul apa-abur se ridica din elementul de degazare pe linga peretele de ghidare k al partii inferioare a pilniei de distributie de abur spre tabla de improscare l, care conduce curentul de apa incalzita si degazata spre rezervorul de colectare q. Pilnia si tabla de improscare fiind incalzite de abur, devin o suprafata de schimb de caldura, contribuind la vaporizarea in continuare a apei si favorizind prin aceasta procesul de separare gaze-apa. Aburul rezultat in elementul de degazare patrunde in ploaia de apa realizata de tabla de improscare, antrenind gazele eliminate in elementul de degazare si dizolvind continutul rezidual de gaze ramase eventual in apa. Circulatia aburului din aceasta zona impiedica acumularea gazelor deasupra apei colectate.

Dupa ce aburul a trecut prin ploaia realizata de tabla de improscare, urca pe linga inceputul camerei de abur, intrind in camera primara de incalzire prin fanta inelara formata de marginea superioara a pilniei de colectare a apei si capatul inferior al tablei primare de ghidare a aburului incalzitor.

In camera primara de incalzire se condenseaza aproape total aburul, prin faptul ca el trebuie sa incalzeasca condensatul introdus. Fiecare pulve-rizator de apa distribuie condensatul principal in contracturent cu fluxul de abur. Cu cit aburul se apropie de pulverizator, cu atit mai rece va fi apa, producind condensarea aburului cu viteza crescinda. Datorita scaderii presiunii se realizeaza un flux natural de abur, care impinge amestecul de gaze-abur in directia virfului pilniei camerei de pulverizare si spre racordul de aerisire. Sicanele superioare si inferioare de gbidare a aerului determina o directie unica de curgere. Ele regleaza viteza aburului ce condenseaza si inlatura posibilitatea unor ocoliri de drumuri de curgere.

Cu cit amestecul gaze-abur ajunge mai aproape de virful pilniei de apa de alimentare, cu atit mai mult abur este condensat de apa mai rece. Presiunea aburului din amestec scade, in timp ce presiunea gazelor creste in aceeasi masura, facind sa creasca in mod corespunzator volumul de gaze. Scaderea temperaturii de saturatie a amestecului gaze-abur este legata de scaderea 'presiunii aburului, care la dispozitivul de aerisire corespunde unei temperaturi mai scazute decit temperatura de regim din degazor, conducind prin aceasta la pierderi minime de abur.

Mantaua degazorului s este confectionata din otel carbon, metal monel sau otel inoxidabil. In conditii normale de functionare este satisfacatoare utilizarea otelului carbon. in functie de componentele chimice din apa, duzele pot fi confectionate din bronz sau otel inoxidabil. Sicanele de ghidare superioara si inferioara a aerului, talerul de ghidare a aburului din camera primara de incalzire si pilnia de colectare a apei sint de asemenea confectionate din otel inoxidabil. La degazoarele de capacitate redusa sau medie se foloseste fonta pentru confectionarea camerei de distributie a apei. La unitati de capacitate mai mare se prefera otelul inoxidabil. Tablele deflectoare pentru abur si apa, dispozitivul de extractie, difuzorul si tablele de improscare sint confectionate de regula, datorita faptului ca aceste echipamente vin in contact numai cu abur relativ pur sau apa degazata, din otel cu cupru. La unitati de capacitate mica si medie pentru tabla de ghidare a aburului se utilizeaza fonta.

Avind in vedere costul mult mai ridicat al tipului descris amanuntit mai sus, decit cel al degazoarelor cu suvite, in cazul debitelor de 1 500 000 lb/hr (680 t/h), firma Worthington a conceput un tip de degazor la care sint aplicate simultan procedeul de pulverizare si cel cu suvite (fig. 331).

Modul de functionare a acestei combinatii este urmatorul:

Condensatul principal este repartizat pe diferitele ventile de pulverizare cu arc, care introduc apa in camera primara de incalzire. Aici este colectata intr-un taler colector, curgind pe lateral peste deversori in forma de V pe site suprapuse, care au rolul sa pulverizeze in continuare apa. Apa degazata este dusa dintr-un rezervor colector separat, dispus paralel sub degazorul prc-priu-zis, spre pompa.

Aburul este adus pe la partea inferioara la talerele de distributie. El urca printre site spre partea superioara, degazind apa care cade in suvite. Incalzirea apei se face in zona superioara a talerelor perforate. Gazele fiind antrenate spre partea superioara, apa, care cade in suvite de pe talere, vine in contact numai cu aburul pur.

Fig. 331. Degazor combinat cu pulverizare si suvite (Worthington):

Racorduri: a ventil de siguranta; b -aerisire; c -luare de probe; d - golire; e -preaplin.

Parti componente: f- ventile de pulverizare; g - tabla de racire a gazelor; * - taler colector; i - camera de colectare-distributie; k - taler de improscare; (-taler de distributie perforat; m - taler de incalzire si degazare; -gaura de acces; o - perete lateral superior; p - element de degazare; q - elemente de rigidizare; r - suport interior; s - gaura de vizitare cu capac- t - suporti cu egalizare a presiunii; - tabla de ghidare inferioara; v - tabla de ghidare superioara; w - gamera primara de incalzire;

- camera de aerisire; y - capac de observare (control).

Dupa ce amestecul gaze-abur a urmat drumul ascendent printre talerele perforate, el intilneste apa mai rece in talerele superioare perforate si in zona de distributie. Cea mai mare parte a aburului este condensat in aceste zone. in zona evacuarii amestecul este format in mare masura din gaze, care sint dirijate prin table de ghidare spre dispozitivul de extractie.

Gazele desorbite isi pot urma drumul ascendent numai trecind prin site, nevenind in contact cu mantaua, decit in zona de deasupra talerelor. Pentru protejarea anticorosiva aceasta zona a mantalei este captusita cu otel auste-nitic. Din acelasi motiv echipamentele interioare confectionate din tabla si suportii lor sint executate din materiale necorodabile.

Acelasi principiu de functionare ca la aparatul din fig. 330 sta si la baza degazorului Sobelco. Modul de functionare poate fi dedus din fig. 332.

Fig. 332. Degazor cu camera de pulverizare si introducerea aburului prin ajutaje (Sobelco);

a - tevi de pulverizare pentru apa de adaos; b - manta interioara; c - site de sirma; (d- evacuarea esapariior; e - tevi de pulverizare pentru condensatul principal; f-table de ghidare; g'- taler de colectare; h - ajutaje longitudinale ale instalatiei

de pulverizare; i - teava centrala; k - tevile sifonului; l - intrare apa de adaos; m -intrare condensat principal; n - intrare abur incalzitor; o - iesire apa alimentare (conducta de aspiratie a pompei de alimentare).

Degazorul in care este degazata si apa de adaos [de la statia de demineralizare totala, este conceput sa functioneze la presiune alunecatoare. Tevile de pulverizare a si sitele din sirma c sint confectionate din otel inoxidabil. Mantaua interioara b a instalatiei de degazare a apei de adaos a fost executata din tabla normala de otel, deoarece aceasta parte, ca si mantaua propriu-zisa a degazorului, nu este expusa coroziunii.

Aburul de incalzire ajunge prin teava centrala i la cele doua dispozitive de pulverizare a condensatului principal. Din aceasta teava verticala aburul este condus spre o teava orizontala si introdus, prin orificii practicate pe partea laterala a unui ajutaj longitudinal, in apa, care vine sus. Folosind efectul de injector apa este pulverizata foarte fin. Desorbtia gazelor este favorizata, ca in cazul talerelor de pulverizare, de improscarea multipla a apei asupra sitelor c.

Teava centrala este in contact direct cu spatiul de abur al rezervorului de apa de alimentare, putindu-se alimenta degazorul, in cazul scaderii sarcinii, respectiv la caderea grupului, cu abur rezultat la expandare. Apa degazata se scurge in rezervor, sub actiunea diferentei de presiune dintre cei doi recipienti, printr-un sifon realizat din doua tevi concentrice de diametre diferite.

Pentru functionarea la presiune alunecatoare ajutajele longitudinale sint concepute rigid, in schimb in cazul functionarii la presiune fixa, pentru a obtine viteza necesara a aburului, care trebuie sa pulverizeze, corespunzator apa, pe tot domeniul de sarcini, una din jumatati ale ajutajelor longitudinale este mobila.

Bioxidul de carbon, obtinut in vaporizator, este eliminat in special in condensatorul de esapari. Gazul se acumuleaza, datorita greutatii sale specifice, sub forma de perna de gaz deasupra nivelului condensatului aburului de incalzire. Din acest motiv evacuarea bioxidului de carbon se face in mod corespunzator chiar din spatiul de deasupra nivelului apei.

Condensatul din esapari este adus printr-un sifon sau un preaplin in rezervorul de apa demineralizata. Prin aceasta nivelul apei din condensatorul de esapari ramine constant si linistit, asigurind prin aceasta o buna evacuare a bioxidului de carbon (fig. 333).

Fig. 333. Evacuarea CO₂ din condensatorul de esapari.

Pentru a intrerupe sifonarea, respectiv pentru a mentine un nivel constant, se prevede o conducta de egalizare a presiunii racordata la punctul cel mai ridicat al sifonului si la condensatorul de esapari.

Deasupra preaplinului se prevede un clopot scufundat cu partea deschisa in condensat, evitindu-se prin aceasta o antrenare a gazului de curentul de condensat. La partea superioara a clopotului este fixat un taler conic pentru colectarea condensatului, avind functia de repartizare uniforma a apei si de linistire.

Marginea verticala zimtata prevazuta la taler are rolul sa acumuleze condensatul si sa-1 distribuie sub forma de vine de lichid. Vina nu se departeaza prea mult de marginea talerului, astfel ca nu se produce o agitare remarcabila a suprafetei apei. Bioxidul de carbon se acumuleaza sub talerul conic, fiind extras de la partea superioara a acestuia.

La un alt mod de executie, serpentina de abur are sarcina sa aduca apa la starea de fierbere, favorizind desorbtia bioxidului de carbon. Reab-sorbtia gazului prin picaturile de apa este eliminata prin echiparea instalatiei cu o sicana in forma de oala, a carei gura este scufundata in condensat, iar evacuarea gazelor se face pe la partea ei superioara. Esaparile ies printr-un orificiu practicat in fundul sicanei, care debuseaza intr-o teava inelara, iar de aici sint conduse in exterior. In teava de legatura dintre fundul sicanei si teava inelara sint prevazute fante, prin care se face aerisirea partii inferioare a aparatului.

Bibliografie:

1. Standards of Feedwater Manufactures Association, Inc. editia a 3-a, New York, 1962

2. The Engineer, vol. 123, 1962, pag. 1151-1154

3. Centrale termoelectrice de mare putere, Karl Shroder, vol. III., Editura Tehnica , 1986