Ketels worden in veel industrieën gebruikt om het water te verwarmen. De toepassingen van ketels omvatten voornamelijk waterverwarming, centrale verwarming, koken, sanitaire voorzieningen en op ketels gebaseerde stroomopwekkingssystemen. Het essentiële onderdeel van deze ketelwerking is het voedingswater. Dit water wordt door het hele systeem gerecycled en wordt nooit blootgesteld aan de externe atmosfeer. Dit water moet worden behandeld om corrosie, kalkaanslag aan de binnenkant van de ketel te voorkomen. Om dit te ondervangen, is bewezen dat beluchting een effectief proces is om zuurstof en andere opgeloste gassen uit het water te verwijderen. Ontluchter is het apparaat dat wordt gebruikt om het voedingswater te behandelen voordat het in de ketel wordt gebracht.
Wat is Deaerator?
Water is een universeel oplosmiddel dat veel opgeloste gassen bevat die zeer corrosief zijn wanneer ze worden blootgesteld aan de componenten van de ketel en ketelsystemen. Naast deze opgeloste gassen bevat water ook veel opgeloste mineralen. Dus als water wordt gebruikt als voedingswater voor ketels, zal dit de ketel beschadigen.
Wanneer het water opgeloste zuurstof bevat en het wordt toegevoegd aan de ketel, dan vormen corrosie en roest in versneld tempo. IJzer begint op te lossen als het in contact komt met water, waarbij ferrohydroxide wordt gevormd. Koolstofdioxide dat in de stoom aanwezig is, stroomt door alle stoomleidingen. Wanneer deze stoom zijn latente energie opgeeft, wat resulteert in gecondenseerd water, combineert het zich met het vrije kooldioxide en vormt het koolzuur.
Beluchtingsproces
Koolzuur in ketels leidt tot corrosie van leidingen en warmteoverdrachtseenheden. Koolstofdioxide leidt bij het werken met zuurstof tot 40% meer corrosie en kalkaanslag, waardoor de ketel beschadigd raakt. Het beluchtingsproces is de sleutel gebleken om tot zeer efficiënte en duurzame ketelsystemen te komen. Dit is het apparaat waarin het beluchtingsproces plaatsvindt. Het wordt gebruikt om zuurstof, kooldioxide en andere opgeloste gassen uit het water te verwijderen voordat het in het boilersysteem wordt gebracht. Deze zijn essentieel in thermische centrales, stoom energieopwekkingssysteem , petroleumraffinaderijen, enz. Het voedingswater wordt eerst behandeld in de ontluchter en vervolgens naar het boilersysteem gevoerd.
Functies van Deaerator
Een van de eigenschappen van water is de oppervlaktespanning, aangezien het een hoge oppervlaktespanning bevat die alle dingen bij elkaar houdt. De toepassing van een oppervlakteactieve stof kan de oppervlaktespanning van water verminderen. Beluchting is het proces dat de oppervlaktespanning van het water doorbreekt.
Deze functie begint met het verminderen van de oppervlaktespanning van water door sproeien of filmen. Vervolgens wordt er warmte op het gecondenseerde water toegepast. Na het aanbrengen van warmte vindt het roerproces plaats. De bijtende gassen die uit het water worden afgescheiden, worden via ventilatieopeningen weer in de atmosfeer afgegeven.
Ontwerp en componenten
De luchtafscheider vereist instellingen voor hoge temperatuur en lage druk om goed te kunnen functioneren. Ze moeten naast het koude suppletiewater ook het warme condensaat dat uit het systeem terugkeert, kunnen vasthouden. Een ontluchter moet mechanisch zijn ontworpen om zuurstof uit water te verwijderen tot 7ppb en de resterende zuurstof wordt chemisch verwijderd met behulp van zuurstofbinders zoals natriumsulfiet en hydrazine.
Het ontwerp bevat een suppletiewaterinlaat om het ruwe water in de ontluchter te laten. Een overdrukventiel en een vacuümonderbreker zijn ook aanwezig om de druk in het systeem aan te passen. Een condensaatinlaat laat de gecondenseerde stoom het systeem binnen. Een werkende ontluchting is voorzien van een doorlaatplaat om de gassen in de atmosfeer vrij te maken. De stoom wordt via de stoominlaat in de ontluchter geleid.
Een ontluchter die werkt met een druk van 0,5 bar of 7 psi vereist een temperatuur van 217 graden Fahrenheit. De temperatuur- en drukwaarden kunnen variëren afhankelijk van het ontwerp.
Werkend principe
Het belangrijkste doel hierbij is om de opgeloste gassen te verwijderen. Warmte toepassen is de juiste manier om de opgeloste gassen uit het water te verwijderen. Zuurstof komt in contact met water, hetzij uit de externe atmosfeer, hetzij uit lekken in leidingen. Koolzuur wordt gevormd in de ketel wanneer water wordt verwarmd. Voor corrosievrije kooldioxide-niveaus in het water moet de pH-waarde hoger zijn dan 8,5 pH.
Verwijdering van zuurstof en kooldioxide
De oplosbaarheid van in water aanwezige opgeloste gassen neemt af naarmate de temperatuur van het water stijgt. Dat betekent dat bij temperatuurstijging meer zuurstof en kooldioxide uit het water vrijkomen. We moeten dus de temperatuur van water verhogen tot de waarde die dicht bij de verzadigingstemperatuur van het water ligt. Door het water onder het kookpunt te verwarmen, blijft de vloeibare toestand van het water behouden.
Het suppletiewater wordt via een sproeikop in de spuitmantel gesproeid. Tegelijkertijd komt er ook stoom in vrij. Sproeien van water vergroot het contactoppervlak van water met de stoom. Dit leidt tot een snellere warmteoverdracht. Zo wordt water snel verwarmd en komen veel niet-condenseerbare gassen snel vrij. Deze niet-condenseerbare gassen reizen door de ventilatieopening.
Verwijdering van niet-condenseerbare gassen
Het door de stoom opgewarmde water wordt opgevangen in het voorverwarmgedeelte van de ontluchter. Zodra het waterpeil het werkniveau van de tank bereikt, wordt de stoom door een stoompijp naar deze sectie geleid. Deze stoom borrelt door het water waardoor het water wordt verwarmd en de niet-condenseerbare gassen vrijkomen. Deze gassen komen vervolgens via de ventilatieopeningen in de atmosfeer terecht.
Soorten luchtafscheider
Het ontwerp van de luchtafscheider verschilt van fabrikant tot fabrikant. Er zijn drie populaire soorten luchtafscheiders, zoals het thermische type, het type vacuüm roterende schijf en het ultrasone type. Het type vacuüm roterende schijf wordt gebruikt voor producten met een lage tot hoge viscositeit, terwijl het type met ultrageluid wordt gebruikt voor zeer viskeuze producten.
Op basis van hun ontwerp worden de thermische luchtafscheiders geclassificeerd in twee typen, zoals de luchtafscheider van het sproeitype en de luchtafscheider van het cascadetype. De luchtafscheider van het sproei-type bestaat uit een verticale of horizontale cilinder die zowel als luchtafscheider als als opslaggedeelte dient. Bij een ontluchter van het cascadetype is het ontluchtergedeelte gescheiden van het opslaggedeelte. Hier wordt een verticaal of horizontaal gedoemd ontluchtingsgedeelte bovenop een horizontaal cilindervat geplaatst. Deze luchtafscheider is ook wel bekend als de Spray & tray type luchtafscheider.
Spray Type Luchtafscheider
Deze ontluchter bevat een voorverwarmingssectie aangeduid met E, ontluchtingssectie aangeduid met F gescheiden door een schot aangeduid met C. De lagedrukstoom wordt in het systeem geleid via de besproeiingsinrichting die zich op de bodem van het vat bevindt. Om het verwijderen van de opgeloste gassen in de ontluchtingssectie te vergemakkelijken, wordt het water in de E-sectie door de stroom voorverwarmd. Het water wordt vervolgens ontlucht in sectie F. De vrijgekomen gassen worden via de ventilatieopening in de atmosfeer vrijgemaakt. Dit water wordt vervolgens met een pomp op de bodem van het vat in de stoomketels gepompt.
Cascade type luchtafscheider
In deze ontgasser is een verticale doemontluchtingssectie gemonteerd boven een horizontale voedingswateropslagsectie. Het ontluchtingsgedeelte bevat geperforeerde trays. Het water komt dit gedeelte binnen via de sproeiventielen boven deze bakken en beweegt naar beneden. Het water stroomt vanuit de trays in het voorraadvat. Voorverwarmde stoom wordt toegevoerd aan het water uit de geperforeerde pijpleiding die zich in het onderste gedeelte bevindt. Deze stoom verwarmt het water en de afgescheiden gassen stromen naar boven. Deze worden gelost via de klep die zich op het ontluchtergedeelte bevindt.
Cascade type luchtafscheider
Voor-en nadelen
Er zijn veel voor- en nadelen verbonden aan de verschillende soorten luchtafscheiders.
In vergelijking met de andere typen met dezelfde capaciteit, is de sproei-luchtafscheider goedkoop en lichter. Deze luchtafscheider heeft ook minder stahoogte nodig. De capaciteit varieert van 7000 tot 280000 pond per uur.
De nadelen van een sproei-ontluchter zijn de grote hoeveelheid bewegende mechanische componenten die mogelijk meer mechanisch onderhoud vereisen. Dit verhoogt de routinematige bedrijfskosten en betrouwbaarheid van de luchtafscheider. In deze ontluchter gebeurt de beluchting in twee fasen. Hier in het gebied van de sproeikop wordt ongeveer 90 procent van de beluchting gedaan, terwijl de resterende 10 procent wordt gedaan in het gebied van schrobben of veerbelaste sproeiers. Kritieke foutieve uitlijning met het stoommondstuk zal de betrouwbaarheid van dit type ontluchter beïnvloeden. Dit heeft ook beperkte hogedrukretouren in vergelijking met andere typen.
De voordelen van een cascade-ontluchter zijn de hoge betrouwbaarheid, het hogere HP-rendement, de hoge DA-consistentie en de hoge capaciteit. De nadelen van deze luchtafscheider zijn de lage stahoogte, het hoge gewicht en de hoge prijs in vergelijking met de sproei-luchtafscheider.
Toepassingen
Enkele van de toepassingen van de luchtafscheiders zijn als volgt-
- Deze worden gebruikt voor de ketelinstallaties die werken met een capaciteit van 75 pond of meer.
- Planten zonder stand-by capaciteit.
- Ketelinstallaties met kritische belastingen.
- Planten die werken met 25 procent make-up of meer.
- Thermische energiecentrales.
- Deze kunnen ook verschillende opgeloste gassen verwijderen uit producten zoals voedsel, producten voor persoonlijke verzorging, cosmetica, chemicaliën, enz ...
- Luchtafscheiders worden gebruikt in farmaceutische producten om de doseernauwkeurigheid tijdens het vulproces te vergroten.
- Deze worden ook gebruikt bij producten om hun houdbaarheid te verhogen, om verkleuring van de producten te voorkomen, etc ..
Ontluchter wordt meestal gebruikt bij ketels in de chemische procesindustrie of energieopwekkingsindustrie. Het gebruik van een ontluchter voordat er water in de ketel wordt gevoerd, verhoogt de efficiëntie en betrouwbaarheid van de ketels aanzienlijk. De corrosie veroorzaakt aan de ketel kan sterk worden verminderd. De temperatuur van de voorverwarmde stoom die in de ontluchter wordt gebruikt, moet ook onder controle worden gehouden. Voor elke 10 graden stijging van de temperatuur van het voedingswater is 1 procent stijging van de winst waar te nemen. De hoeveelheid koolzuur die in de ontluchter wordt gevormd, hangt ook af van het aantal bicarbonaten dat in het water aanwezig is. Wat zijn de werktemperatuur- en drukwaarden voor een luchtafscheider?
Veelgestelde vragen
1). Waarom wordt Deaerator op hoogte geplaatst?
De luchtafscheider wordt op een bepaalde hoogte geplaatst om de optimale druk voor het afzuigen te behouden.
2). Waarom worden luchtafscheiders gebruikt in ketels?
Water bevat veel corrosieve opgeloste gassen. Wanneer dit water rechtstreeks aan de ketels wordt toegevoerd, veroorzaakt dit hoge corrosie en roest van de metalen onderdelen van de ketel. Dit beschadigt de ketels waardoor hun betrouwbaarheid afneemt. Om te voorkomen dat deze ontluchter wordt gebruikt in ketels, om deze niet-geleidende gassen die in water aanwezig zijn te verwijderen.
3). Is Deaerator een drukvat?
Ja, het is een drukvat. Deze zijn op de markt verkrijgbaar in verschillende drukclassificaties.
4). Wat is afscheider-pegging?
Tijdens verschillende opstapgebeurtenissen daalt de druk van de luchtafscheider. Om de drukschommelingen tijdens het opstarten / oplopen / afnemen te stabiliseren, wordt het pegging-systeem als back-up gehandhaafd. Dit houdt de druk van de ontluchter boven 3PSIG.
5). Hoe wordt het gebruikt om zuurstof te verwijderen?
Zuurstof wordt in het water opgelost tijdens het contact met de externe omgeving of door de lekkages in het leidingsysteem. De oplosbaarheid van zuurstof neemt af naarmate de temperatuur stijgt. Dus om de zuurstof uit het water te verwijderen, wordt de temperatuur van het water verhoogd in het ontluchtergedeelte. Deze afgescheiden zuurstof wordt vervolgens afgevoerd via de ventilatieopeningen aan de bovenzijde.
