РД 34.40.201-91 Методичні вказівки з модернізації деаераційних колонок атмосферного і підвищеного тиску

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВТЕХ УПРАВЛЕНИЕ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ 
ПО МОДЕРНИЗАЦИИ ДЕАЭРАЦИОННЫХ КОЛОНОК 
АТМОСФЕРНОГО И ПОВЫШЕННОГО ДАВЛЕНИЯ

 РД 34.40.201-91

Москва
1991

РАЗРАБОТАНЫ Уральским филиалом Всесоюзного дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническим научно-исследовательским институтом им. Ф.Э. Дзержинского (УралВТИ)

ИСПОЛНИТЕЛИ Р.Ш. Бускунов, Т.Н. Яловец, А.И. Грошев

СОГЛАСОВАНЫ ПО «Союзтехэнерго»

УТВЕРЖДЕНЫ Главным научно-техническим управлением Министерства энергетики и электрификации СССР «29» ноября 1990 г.

Заместитель начальника А.П. Берсенев

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: котельные, колонки деаэраторов, монтаж, наладка

Срок действия установлен с 01.10.1991 г. до 01.10.2001 г.

Настоящие Методические указания распространяются на деаэрационные колонки атмосферного и повышенного давления тепловых электростанций, теплоэлектроцентралей и районных котельных и устанавливают требования к модернизации колонок (проектированию, изготовлению, монтажу и наладке), испытаниям модернизированных колонок.

С введением в действие настоящих Методических указаний утрачивают силу Руководящие указания по модернизации деаэрационных колонок термических деаэраторов (М.: СПО ОРГРЭС, 1976).

Термины, применяемые в настоящих Методических указаниях, соответствуют ГОСТ 16860-88, ОСТ 34-70-657-84 и РТМ 108.030.21-78.

1. УСЛОВИЯ МОДЕРНИЗАЦИИ КОЛОНОК

1.1. Модернизацию деаэрационных колонок следует проводить:

при наличии гидравлических ударов в режимах работы, регламентируемых ГОСТ 16860-88, а также при систематических переполнениях деаэрационной колонки;

при систематическом превышении установленных в ГОСТ 16860-88 и Правилах технической эксплуатации норм по содержанию кислорода в деаэрированной воде при параллельном контроле содержания кислорода различными методами;

при капитальных ремонтах деаэраторов с заменой разрушенных внутренних устройств;

при необходимости повышения номинальной производительности деаэраторов.

1.2. Типы и основные параметры модернизируемых колонок соответствуют ГОСТ 16860-88 в части, относящиеся к деаэраторам атмосферного (тип ДА) и повышенного (тип ДП) давления и устанавливающей диапазоны изменения производительности и подогрева воды в них, требования к качеству деаэрированной воды в зависимости от начальной концентрации кислорода и свободной углекислоты.

По данным Методическим указаниям могут быть модернизированы деаэрационные колонки струйного типа и некоторые барботажные колонки ранних выпусков высотой не менее 2900 мм. Модернизация колонок меньшей высоты может быть проведена по индивидуальным проектам с применением нетиповых (не предусмотренных настоящими методическими указаниями) технических решений с доводкой конструкции по результатам испытаний.

Объектом модернизации являются внутренние устройства деаэрационных колонок: водораспределители, диспергаторы, водосливные устройства и т.д., кроме корпуса деаэрационной колонки. В обоснованных случаях (необходимость ввода дополнительных потоков, трудность размещения элементов конструкции при существующей схеме присоединения патрубков и т.д.) изменяется место врезки присоединительных патрубков. Для деаэрационных колонок повышенного давления изменение места врезки требует согласования с заводом-изготовителем.

Деаэраторы типа ДП должны соответствовать после модернизации требованиям Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, утвержденных Госгортехнадзором СССР.

1.3. В условное обозначение деаэратора после модернизации в дополнение к обозначению, предусмотренному ГОСТ 16860-88, добавляется индекс МУ. При наличии в обозначении дополнительного индекса в виде арабских цифр, отражающего номер модификации, последние в обозначении модернизированной колонки опускаются.

Пример условного обозначения деаэрационной колонки атмосферного давления производительностью 200 т/ч второй модификации КДА-200-2 после модернизации:

КДА-200-МУ.

1.4 Общие требования безопасности к конструкции деаэрационной колонки - по ГОСТ 12.2.003-74, к производственным процессам - по ГОСТ 12.3.002-75. Безопасная эксплуатация обеспечивается при выполнении инструкции по эксплуатации. Требования безопасности при реконструкции и ремонтных работах должны обеспечиваться выполнением производственных инструкций по проведению ремонтных работ.

2. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, КОНСТРУКЦИЯ И КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

2.1. Конструкция деаэрационных колонок и схема присоединения патрубков должны обеспечивать деаэрацию всех поступающих потоков воды, в которых могут содержаться растворенные агрессивные газы в концентрациях, превышающих норму для деаэрированной воды.

Основой конструкции модернизированных деаэраторов является барботажное устройство УралВТИ (РТМ 108.030.21-78, черт. 9). В общем случае модернизированный деаэратор состоит из трех основных элементов: верхнего водораспределителя, барботажного устройства и водосливного стакана (черт. 1, а). Подаваемая на деаэрацию вода поступает на верхний водораспределитель 2 и через его отверстия струями сбрасывается на барботажное устройство, состоящее из барботажного участка 10 и пароперепускного канала, образованного колпаком 5 и поддоном 4. При повышенных тепловых нагрузках вода в поддоне подвергается барботажной обработке паром, поступающим через пароперепускной канал. Из поддона вода перетекает на барботажный участок и обрабатывается паром, поступающим через его перфорацию. На выходе из барботажного участка имеется неперфорированная успокоительная площадка, где происходит разделение двухфазной среды. Через подпорную перегородку обработанная на барботажном участке вода попадает в гидравлически запертый водосливной стакан, образованный стенкой 9 и поддоном 8. Нижний водораспределитель, изготавливаемый обычно заодно с поддоном 8, выполняет двойную функцию: создает струйную завесу в месте подвода пара и тем самым предотвращает прямой контакт перепетого пара с металлическими элементами и способствует дополнительному выделению захваченных мелкодисперсных газовых пузырьков.

2.2. В рабочем состоянии все паровые проходы барботажного устройства перекрыты слоем деаэрируемой воды, и на барботажном устройстве устанавливается перепад давления DН между нижней паровой камерой и верхней (над барботажным устройством) нагревательной камерой. Величина перепада равна сумме гидравлического сопротивления «сухого» устройства и гидростатического подпора слоя воды, протекающей по поверхности барботажного устройства. Вертикальная стенка колпака пароперепускного канала имеет заглубленную относительно плоскости перфорированного барботажного участка кромку, что создает на пароперепускном канале дополнительный гидростатический подпор, обеспечивающий первоочередное включение в работу перфорированного участка. Величина заглубления l₁ выбирается в пределах 0,03 - 0,06 м, причем меньшие значения выбираются для КДА, большие - для КДП. Иногда кромке за счет специального профилирования придают переменную величину заглубления, что позволяет обеспечить более равномерную работу пароперепускного канала при малых расходах пара через него.

Водосливной стакан имеет малое гидравлическое сопротивление, поэтому высота столба воды в нем Н_с, отсчитанная от кромки порога, практически равна сумме высоты слоя воды на этой кромке h’_n и перепада давления на барботажном устройстве DH. Для создания надежного гидравлического затвора стенка относительно кромки порога должна быть заглублена на величину l₂ = 0,02 - 0,04 м.

Гипотетическая кривая гидростатического подпора на барботажном участке представлена на черт. 1, в. Минимальное значение подпора соответствует высоте слоя воды h’_n на подпорной перегородке. Барботажный участок имеет значительное гидравлическое сопротивление по воде, и в рабочем состоянии на перфорированной части устанавливается градиент уровней Dh, достигающий при больших нагрузках величины 0,15 - 0,20 м.

2.3. В модернизированном деаэраторе должен быть обеспечен слив деаэрируемой воды струями с верхнего водораспределителя в зону пароперепускного канала. Падение струй непосредственно на барботажный участок должно быть исключено, поэтому проекция отверстий верхнего водораспределителя не должна накладываться на перфорированную часть барботажного участка. Возможные пути перетока воды по колпаку перепускного канала на барботажный участок или в водосливной стакан отсекаются специальными вертикальными перегородками.

Для обеспечения эффективного охлаждения паровоздушной смеси целесообразно секционированием (с помощью перегородок) верхнего водораспределителя обеспечить создание сплошной струйной завесы в зоне присоединения патрубка отвода выпара при малых гидравлических нагрузках. При наличии нескольких потоков деаэрируемой воды необходимо в зону, примыкающую к этому патрубку, подавать поток с наименьшей температурой.

Барботажный участок обычно выполняется горизонтальным, хотя и известны случаи придания ему уклона по ходу воды. Предполагается, что в варианте с наклонным участком уменьшается градиент уровней Dh, это в свою очередь снижает перепад давлений DH и позволяет увеличить гидравлическую нагрузку. Однако необходимых исследований в данной области не имеется, поэтому предпочтителен горизонтальный участок.

На верхний водораспределитель подаются все исходные потоки, имеющие температуру ниже температуры насыщения при рабочем давлении в деаэраторе. Дополнительные паровые потоки должны подаваться в паровую камеру или бак-аккумулятор. «Горячие» водяные потоки (например, дренажи ПВД) могут подаваться через перфорированные коллекторы в зону пароперепускного канала со стороны паровой камеры. В этом случае пар самоиспарения смешивается с рабочим паром и участвует в барботажных процессах, а вода поступает на барботажное устройство вместе с деаэрируемыми потоками.

В варианте с боковым отводом выпара (черт. 1, б) для вентиляции пространства над верхним водораспределителем предусматривается вентиляционная труба 11, отводящая паровоздушную смесь внутрь струйного отсека.

2.4. Для проведения модернизации могут быть использованы групповые чертежи модернизации наиболее часто встречающихся типоразмеров колонок повышенного и атмосферного давления. В рекомендуемых приложениях 2 и 3 указаны номера чертежей для различных сочетаний габаритных размеров.