Способ контактного нагрева воды

(57) Использование: энергетика, тепломассообмен, контактный нагрев воды, Сущность изобретения: нагреваемую воду и продукты сжигания горючего газа подают на активную насадку 5, где одновременно с нагревом осуществляется ее обработка. Дополнительно воду догревают с образованием выпара, Причем заданное соотношение расходов воды и продуктов сжигания поддерживают иэ условия образования выпара в количестве 1.10 кг на 1 т нагреваемой воды. 1 ил. кий институт СССР65,СССР71.НАГРЕВА ВООСУДАРСТВЕНЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССРАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУИзобретение относится к энергетике, аконкретно к нагреву воды для различныхцелей; для горючего водоснабжения, отопления, питания теплоэнергетических устэновокИзвестные способы нагрева воды в контактных нагревателях предусматривают чаще всего ее нагрев без обескислороживания и деаэрации, в результате чего вода оказывается агрессивной изза присутствия кислорода и насыщения воды углекислотой; Это приводит к интенсивной коррозии трубопроводов нагретой воды.Для сйиженйя агрессивности воды проводят ее частичную деаэрацию путем кипения, предварително нагретой контактнымпутем воды,Однако в процессе деаэрации происходит одновременно судалением кислорода удаление и углекислоты, в результате чего вода оказывается нестабильной, в ней происходит разложение бикарбонатов и образуются карбонаты, которые образуют скальцием труднорастворимое соединениеСаСОз. выпадающее в аиде накипи. Поэтому в трубопроводах горячей воды с той илииной интенсивностью (в зависимости от качества воды) начинает отлагаться накипь.Известен способ подготовки воды, согласно которому вода в процессе нагрева в контактной насадке частично обескислороживается и насыщается углекислотой, после чего продувается природным газом, поступающим в дегаэатор с расходом, производящим удаление углекислоты в определенном количестве, обеспечивающем стабилизацию воды используемого состава, При изменении качества воды расход природного газа, направляемого на продувку нагретой воды, изменяется, Газ после дегазатора направляется на сжигание в горелку.Недостатком известного способа является применение природного газа для стабилизации воды по углекислоте, в результате чего газ в процессе продувки нагретой воды частично растворяется е ней.Это ухудшает качество воды, а, кроме того,впоследствии возможно.его выделение в коммуникациях и у потребителя, что можетпривести к нарушениям условий техники безопасности, Кроме того, дозировэние газа в дегазатор и последующее его дожигэние усложняет технологию способаподготовки воды,Поставленная цель достигается тем, что нагреваемая вода и горячие продукты сжигания с поддержанием заданного соотношения их расходов подаются на активную10 20 25 30 35 40 45 50 насадку, Вместе с тем воду дополнительнонагревают с образованием выпара, для чегорегулируется заданное соотношение расхо- .дов. В результате одновременно с нагревомпроисходит обескислороживание воды и еестабилизация по углекислоте.На чертеже показана схема аппарата, вкотором осуществляется обескислороживание и стабилизация нагреваемой воды безприменения природного газа.Аппарат включает корпус 1, водопровод2 с регулятором 3, оросители 4, контактнуюнасадку 5, водораспределительное устройство 6, обеспечивающее стекание воды в5 виде пленки 7, В корпусе установлена горелка 8, газ к горелке подводится по газопроводу 9 через регулятор 10,В нижней части корпуса установлен водосборник 11. Отвод воды из корпуса производится через гидрозатвор 12.Подводимая в корпус 1 по линии 2 водаравномерно распределяется оросителями 4по контактной насадке 5. В процессе контакта с продуктами сгорания вода нагревается, частично обескислороживается инасыщается углекислотой. Далее вода с по-.мощью водораспределительного устройства 6 стекает в виде пленки 7 по внутреннейповерхности топочной камеры, где дополнительно нагревается и частично испаряется за счет радиационного излучения горелки8. В процессе образования выпара осуществляется глубокое удаление из воды кислорода и частичное удаление углекислоты,Оставшееся количество углекислоты определяется необходимостью стабилизациинагретой воды и регулируется зэ счет изме. нения соотношения расхода газа регулятором 10 и расхода воды регулятором 3,С уменьшением расхода выпара ухудшается обескислороживание воды, а требуемая величина выпара зависит от жесткостиобрабатываемой воды и содержаня в нейуглекислоты. Таким образом, величина выпара выбирается в зависимости от качестванагреваемой воды.Нагретая вода собирается в водосборнике 11 и отводится через гидрозэтвор 12.Газ в горелке 8 смешивается с воздухоми сгорает, радиацией передавая тепло плен-ке 7 воды, В верхней части топки продуктысгорания газе снижает свою тиемпературузэ счет излучения и вместе с выпэром поступают в контактную насадку 5. В результате5 орошения контактной насадки газы охлаждаются до 30-60 С и одновременно идетконденсация водяных паров, имеющихся впродуктах сгорания и образовавшихся засчет выпарэ водяной пленки 7, Уходящиегазы Отводятся из аппарата.1749178 Составитель Р, ЛепилинТехред М,Моргентал Корректор М. Максимишинец Редактор Н. Тупица Заказ 2561 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Если принять, что нагрев воды в контактной камере производится до температурымокрого термометра, равной ъ = 80 С, аначальная температура воды, поступающейна нагрев, ЬС, то количество тепла нанагрев в контактной камере будетОконт Св(См - 1 н) = 70 ккал/кг,где Св" 1 ккал/кг оС - теплоемкость воды,В радиационной камере догрев водыпроизводится до 100 С, т.е. при отсутствиивыпара передача тепля аадиацией будет0 рзд" Св(ст - тн) = 20 ккал/кг,Следовательно, общий расход тепла составитО = Оконт + Орад = 90 ккал/кг.Если принять, что для стабилизации и обескислороживания воды величина выпарадолжна меняться в диапазонеЬ ЮР = (1-10) кг/т = (0,001 - 0,01) кг/кг,то расход тепла на выпар при ЬЮ=1 кг/т.Овып= ЖМ 0 о Св 1) = 0,5 ккал/кг,где С -энтальпия пара, ккал/кг,Тогда расход тепла, а следовательно (с некоторым приближением), и газа возрастетна ЬО = Ь 62 = 0,6 при ЬЮ = 10 кг/т,Овых= 5 ккал/кг и ЬО = 02 =.66.Таким образом, при неизменном расходе воды и ее качестве для осуществлениявыпара в диапазоне 1-10 кг/т расход газадолжен увеличиваться на 0,6-6,0.Отказ от использования природного газа для стабилизации воды упрощает технологию получения воды за счет отказа от дегазатора, а также за счет отказа от организации подвода и отвода доли природногогаза с последующим его сжиганием. Крометого, нагретая вода не контактирует с газом5 в процессе дегазации, благодаря чему устраняется его растворимость в воде. что улучшает качество воды,Если не требуется стабилизации воды, адостаточно только обескислороживания, то10 на основании предлагаемого способа могутбыть разработаны деаэраторы контактноготипа, работа которых не требует применения пара от постороннего источника. Следовательно, область применения контактного15 способа нагрева воды существенно расширяется,Формула изобретенияСпособ контактного нагрева воды путемподачи последней и горячих продуктов сжи 20 гания горячего газа с поддержанием заданного соотношения их расходов на активнуюнасадку, а также обработки нагретой водыгазовым агентом, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения качества воды пу 25 тем обескислороживания и стабилизации,воду дополнительно нагревают с образованием выпара, обработку ее осуществляютодновременно с нагревом, в качестве газового агента используют упомянутые продук 30 ты сжигания горючего газа, причемзаданное соотношение расходов последнего и воды поддерживают из условия образования выпара в количестве 1,0 - 10 кг на 1 тнагреваемой воды.35