ボイラーは、水を加熱するために多くの産業で使用されています。のアプリケーションボイラー主に、給湯、セントラルヒーティング、調理、衛生、ボイラーベースの発電システムが含まれます。このボイラー操作の重要な部分は給水です。この水はシステム全体でリサイクルされ、外気にさらされることはありません。この水は、腐食、ボイラー内面のスケーリングを防ぐために処理する必要があります。これを克服するために、曝気は水から酸素や他の溶存ガスを除去する効果的なプロセスであることが証明されています。脱気装置は、給水をボイラーに移動する前に処理するために使用される装置です。

脱気器とは何ですか？

水は、ボイラーおよびボイラーシステムのコンポーネントにさらされると非常に腐食性の高い多くの溶存ガスを含む普遍的な溶剤です。これらの溶存ガスに加えて、水には多くの溶存ミネラルも含まれています。そのため、ボイラーの給水として水を使用すると、ボイラーが損傷します。

溶存酸素を含む水をボイラーに加えると、腐食と錆が加速して発生します。鉄は水と接触すると溶解し始め、水酸化第一鉄を形成します。蒸気中に存在する二酸化炭素は、すべての蒸気配管を通って流れます。この蒸気が潜熱を放棄して凝縮水を生成すると、遊離二酸化炭素と結合して炭酸を形成します。

曝気プロセス

ボイラーに含まれる炭酸は、パイプや伝熱ユニットの腐食につながります。二酸化炭素を酸素と一緒に使用すると、腐食とスケールの形成が40％増加し、ボイラーが損傷します。曝気プロセスは、高効率で長持ちするボイラーシステムを実現するための鍵であることが証明されています。これは、曝気プロセスが行われるデバイスです。ボイラーシステムに移動する前に、水から酸素、二酸化炭素、その他の溶存ガスを除去するために使用されます。これらは火力発電所に不可欠です、蒸気発電システム、石油精製所など。給水は最初に脱気装置で処理され、次にボイラーシステムに移動されます。

脱気器の機能

水の特性の1つは、すべてのものをまとめる高度な表面張力を含んでいるため、その表面張力です。界面活性剤を塗布すると、水の表面張力を下げることができます。曝気は、水の表面張力を破壊するプロセスです。

この機能は、スプレーやフィルムによる水の表面張力の低下から始まります。次に、凝縮水に熱を加えます。熱を加えた後、攪拌プロセスが行われます。水から分離された腐食性ガスは、通気孔から大気中に放出されます。

デザインとコンポーネント

脱気装置が正しく機能するには、高温および低圧の設定が必要です。それらは、冷たい補給水に加えて、システムから戻る熱い凝縮水を保持する能力を持っている必要があります。脱気装置は、水から7ppbまで酸素を除去するように機械的に設計する必要があり、残りの酸素は、亜硫酸ナトリウムやヒドラジンなどの脱酸素剤を使用して化学的に除去されます。

この設計には、原水を脱気装置に入れるための補給水入口が含まれています。システム内の圧力を調整するために、圧力逃がし弁と真空ブレーカーもあります。復水入口により、復水蒸気がシステムに流入します。操作ベントには、ガスを大気中に放出するためのオリフィスプレートが付いています。蒸気は、蒸気入口から脱気装置に送られます。

0.5barまたは7psiの圧力で動作する脱気装置には、華氏217度の温度が必要です。温度と圧力の値は、設計によって異なる場合があります。

動作原理

ここでの主な目的は、溶存ガスを除去することです。熱を加えることは、水から溶存ガスを取り除く適切な方法です。酸素は、外気または配管の漏れのいずれかから水と接触します。水を加熱するとボイラー内で炭酸が発生します。水中の腐食のない二酸化炭素レベルの場合、そのpH値は8.5pHより高く維持する必要があります。

酸素と二酸化炭素の除去

水中に存在する溶存ガスの溶解度は、水の温度の上昇とともに低下します。つまり、温度が上がると、より多くの酸素と二酸化炭素が水から放出されます。したがって、水の温度を水の飽和温度に近い値まで上げる必要があります。水を沸点以下に加熱することにより、水の液体状態が維持されます。

補給水は、スプレーノズルを介してスプレーシュラウドに噴霧されます。同時に蒸気も放出されます。水を噴霧すると、水と蒸気の接触表面積が増加します。これにより、熱伝達率が速くなります。したがって、水は急速に加熱され、多くの非凝縮性ガスが急速に放出されます。これらの非凝縮性ガスは、ベントを通って移動します。

非凝縮性ガスの除去

蒸気で加熱された水は、脱気器の予熱部に集められます。水位がタンクの動作レベルに達すると、蒸気は蒸気パイプを通ってこのセクションに送られます。この蒸気の泡は水の中を上昇し、それによって水を加熱し、非凝縮性ガスを放出します。これらのガスは、ベントから大気中に放出されます。

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脱気器の種類

脱気装置の設計はメーカーによって異なります。脱気装置には、サーマルタイプ、真空回転ディスクタイプ、超音波タイプの3種類があります。真空回転ディスクタイプは低粘度から高粘度の製品に使用されますが、超音波タイプは非常に粘度の高い製品に使用されます。

熱脱気装置は、その設計上、スプレー式脱気器とカスケード式脱気器の2種類に分類されます。スプレー式脱気器は、脱気部と貯蔵部の両方を兼ねる縦型または横型のシリンダーで構成されています。カスケードタイプの脱気装置では、脱気装置セクションは保管セクションから分離されています。ここでは、垂直または水平の運命の脱気装置セクションが、水平の貯蔵シリンダー容器の上部に配置されています。この脱気装置は、スプレー＆トレイタイプの脱気装置としても知られています。

スプレー式脱気装置

この脱気装置には、Eで示される予熱セクション、Cで示されるバッフルで区切られたFで示される脱気セクションが含まれます。低圧蒸気は、容器の底にあるスパージャーを通ってシステムに送られます。脱気セクションでの溶存ガスのストリッピングを容易にするために、水はストリームによってEセクションで予熱されます。次に、セクションFで水が脱気されます。放出されたガスは、ベントから大気中に放出されます。次に、この水は、容器の底にあるポンプを使用して蒸気発生ボイラーにポンプで送られます。

カスケードタイプ脱気装置

この脱気装置では、垂直の運命脱気セクションが水平の給水貯蔵セクションの上に取り付けられています。脱気セクションには、穴あきトレイが含まれています。水はこれらのトレイの上にあるスプレーバルブを通ってこのセクションに入り、下に移動します。水はトレイから貯蔵容器に流れます。予熱された蒸気は、下部にある穴あきパイプラインからの水に適用されます。この蒸気は水を加熱し、分離されたガスは上向きに流れます。これらは、脱気装置セクションにあるバルブを介して解放されます。

カスケードタイプ脱気装置

長所と短所

さまざまなタイプの脱気装置に関連する多くの長所と短所があります。

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同じ容量の他のタイプと比較すると、スプレー脱気装置は安価で軽量です。この脱気装置はまた、より少ないヘッドルームを必要とします。その容量は、1時間あたり7000から280000ポンドの範囲です。

スプレー脱気装置の不利な点は、より多くの機械的メンテナンスを必要とする可能性のある大量の可動機械部品です。これにより、脱気装置の日常的な運用コストと信頼性が向上します。この脱気装置では、曝気は2段階で行われます。ここのスプレーヘッド領域では、エアレーションの約90％が行われ、残りの10％はスクラビングまたはスプリング式ノズル領域で行われます。蒸気ノズルへの重大なミスアライメントは、このタイプの脱気装置の信頼性に影響を与えます。これはまた、他のタイプと比較して制限された高圧リターンを持っています。

カスケードタイプの脱気装置の利点は、その高い信頼性、高いHPリターン、高いDAの一貫性、および大容量です。この脱気装置の欠点は、スプレータイプの脱気装置と比較して、ヘッドルームが小さく、重量が大きく、価格が高いことです。

アプリケーション

脱気装置の用途のいくつかは次のとおりです-

これらは、75ポンド以上の容量で稼働しているボイラープラントに使用されます。
待機能力のないプラント。
臨界負荷のあるボイラープラント。
25％以上の構成で稼働しているプラント。
火力発電所。
これらはまた、食品、パーソナルケア製品、化粧品、化学薬品などの製品からさまざまな溶存ガスを除去することができます…
脱気装置は、充填プロセスでの投与精度を高めるために医薬品で使用されます。
これらはまた、保存安定性を高めたり、製品の脱色を防止したりするために、製品とともに使用されます。

脱気装置は通常、化学プロセス産業または発電産業のボイラーで使用されます。ボイラーに水を供給する前に脱気装置を使用すると、ボイラーの効率と信頼性が大幅に向上します。ボイラーに発生する腐食を大幅に減らすことができます。脱気装置で使用される予熱された蒸気の温度もチェックする必要があります。給水の温度が10度上昇するごとに、ゲインが1パーセント上昇することが観察されます。脱気装置で形成される炭酸の量は、水中に存在する重炭酸塩の数にも依存します。脱気装置の使用温度と圧力の値はどれくらいですか？