Деаэратор: принцип работы, устройство и уплотнения

В деаэраторе нет мешалок, роторов и мембран. Вода и пар встречаются в колонке, вода разбивается на струи и капли, пар догревает её до кипения, и газы, которые больше не могут оставаться в растворе, уходят вверх вместе с небольшой частью пара. Всё, что требуется от оборудования, это держать давление, температуру и расход выпара, а от уплотнений не пропускать воздух внутрь и пар наружу.

Нагрев до кипения выгоняет газы из воды

Растворимость кислорода и углекислоты в воде зависит от их парциального давления над водой. Когда вода нагрета до температуры насыщения при давлении в корпусе, над ней почти один водяной пар, парциальное давление газов близко к нулю, и они выделяются. Чтобы газы не растворились снова, их непрерывно отводят с выпаром через охладитель выпара.

Температура кипения зависит от давления. По таблицам водяного пара при 0,12 МПа абсолютного давления это около 104,8 °C, при 0,6 МПа около 158,8 °C. Поэтому у атмосферного деаэратора вода в баке горячее 100 °C, у деаэратора повышенного давления около 160 °C и выше, а у вакуумного может быть 60–70 °C.

Недогрев даже на 1–2 °C до температуры насыщения заметно ухудшает деаэрацию: часть кислорода остаётся в воде. Поэтому регулятор давления пара и термометр бака важнее для качества воды, чем сама конструкция колонки.

ГОСТ 16860-88 делит деаэраторы на три типа

ГОСТ 16860-88 «Деаэраторы термические» распространяется на деаэраторы из колонки и бака для питательной воды паровых котлов и подпиточной воды систем теплоснабжения. По пункту 1.1 и таблице основных параметров стандарт выделяет три типа по абсолютному давлению в корпусе:

Содержание кислорода измеряют сразу за деаэраторным баком. Для свободной углекислоты стандарт задаёт требования в зависимости от её содержания на входе и щёлочности воды: у ДА её в деаэрированной воде быть не должно при всех указанных условиях, у ДВ её не должно быть при бикарбонатной щёлочности выше 0,7 мг-экв/кг, а при 0,4–0,7 мг-экв/кг допускается не более 0,5 мг/кг. По пункту 2.4 деаэраторы проходят периодические испытания раз в пять лет. Действующую редакцию стандарта перед ссылкой в документах сверяют по реестру.

Какие бывают деаэраторы?

Деаэраторы по ГОСТ 16860-88 бывают трёх типов по давлению: ДП повышенного давления 0,6–1,0 МПа для питательной воды котлов ТЭС и крупных котельных, ДА атмосферные 0,11–0,13 МПа для промышленных и отопительных котельных с паровыми котлами и ДВ вакуумные 0,015–0,08 МПа для подпиточной воды тепловых сетей и водогрейных котельных. По конструкции колонки они бывают струйными, барботажными и комбинированными.

Колонка, бак и гидрозатвор составляют устройство

Устройство деаэратора включает несколько узлов:

• деаэрационную колонку с тарелками или соплами, где вода разбивается на струи, а снизу навстречу идёт пар;
• деаэраторный бак-аккумулятор, в котором вода дополнительно барботируется паром и хранится запас для питательных насосов;
• охладитель выпара, где пар из выпара конденсируется, а газы уходят в атмосферу;
• защиту от повышения давления: у ДА это обычно гидрозатвор, у ДП предохранительные клапаны;
• регуляторы уровня в баке и давления пара, водоуказательные приборы, манометры и термометры;
• люки-лазы на колонке и баке для осмотра и очистки тарелок.

Деаэратор связан с паровым котлом и питательными насосами: из его бака насосы забирают воду, поэтому бак ставят на высоту, которая даёт подпор на всасывании и защищает насосы от кавитации горячей воды. Как вода затем проходит через котёл и где в нём стоят уплотнения, видно по устройству парового котла.

Расход пара считают по подогреву воды

Пример условный: атмосферный деаэратор принимает 50 т/ч воды с температурой 70 °C и догревает её до 104 °C. Нужное тепло Q = 50 000 · 4,19 · 34 / 3 600 ≈ 1 980 кВт. Теплота конденсации пара при давлении около 0,12 МПа по таблицам примерно 2 245 кДж/кг, значит пара нужно около 1 980 · 3 600 / 2 245 ≈ 3 200 кг/ч, то есть 3,2 т/ч, плюс небольшой расход на выпар.

Расчёт показывает, почему при низкой температуре исходной воды деаэратор перегружается по пару: при 40 °C на входе тот же поток требует почти вдвое больше пара. Если пара не хватает, давление в корпусе падает, вода не догревается до кипения, и кислород на выходе растёт.

Прокладки деаэратора работают на паре и горячей воде

Уплотнения деаэратора стоят на люках колонки и бака, на фланцах патрубков пара, воды, выпара и перелива, на водоуказательных стёклах, в арматуре и регулирующих клапанах. Все они работают с паром или горячей водой, а при пусках и остановах переживают перепады температуры.

Схема выше разводит выбор по типу аппарата и месту. У ДА температура около 105 °C и давление чуть выше атмосферного, и на люках и фланцах обычно работает паронит ПОН-Б с запасом по ГОСТ 481-80. У ДП давление 0,6–1,0 МПа и температура до 180 °C, и материал прокладок люков и фланцев задают паспорт аппарата и проект: паронит, терморасширенный графит, спирально-навитые прокладки. Общие правила, по которым выбирают прокладку для пара, здесь действуют полностью, но последнее слово остаётся за паспортом аппарата.

Водоуказательные стёкла текут первыми после пуска

Водоуказательные стёкла уплотняют прокладками, стойкими к горячей воде и пару, и именно они чаще всего начинают подтекать после пуска. Причина в том, что стекло, металл рамки и прокладка расширяются при нагреве по-разному, и после нескольких циклов пуска прокладка теряет натяг. Прокладки стёкол берут по типу прибора и его паспорту, с запасом на каждую остановку. Сальники арматуры работают с набивкой, которую поджимают и меняют по состоянию.

Какие прокладки ставят на люки деаэратора?

Прокладки на люки деаэратора выбирают по типу аппарата и паспорту. У атмосферного деаэратора ДА при давлении около 0,12 МПа абсолютного и температуре около 105 °C обычно применяют паронит ПОН-Б подходящей толщины. У деаэратора повышенного давления ДП материал задаёт паспорт аппарата: паронит, терморасширенный графит или спирально-навитые прокладки. Прокладку ставят новую при каждом вскрытии люка.

Требования к сосудам зависят от давления

Федеральные нормы и правила «Правила промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением», утверждённые приказом Ростехнадзора № 536 от 15.12.2020 и действующие до 01.01.2027, по пункту 2 распространяются на оборудование под избыточным давлением более 0,07 МПа. Деаэраторы повышенного давления под это определение попадают, а применимость правил к конкретному атмосферному или вакуумному деаэратору определяют по его паспорту и документации эксплуатирующей организации.

Отсюда порядок для ремонтной службы: вскрытие люков и замену прокладок проводят на остановленном и отключённом аппарате, без давления, после остывания и дренирования, по наряду-допуску и силами допущенного персонала. Пункт 360 ФНП № 536 запрещает ремонт сосудов под давлением и перед работами внутри требует отделить сосуд от работающего оборудования заглушками или отсоединить, а пункт 361 допускает работу внутри только по наряду-допуску, после анализа воздушной среды и со светильниками не выше 12 В. Закрытой задвижки на паропроводе для входа в бак через лаз недостаточно. После сборки аппарат проверяют на плотность по порядку, установленному для этого оборудования.

Прокладки для деаэратора изготавливают по паспорту и образцу

Наша компания производит стандартные и нестандартные прокладки для деаэраторов по чертежу, эскизу, фото или образцу: прокладки люков колонки и бака, фланцевые прокладки патрубков пара и воды из паронита и других термостойких материалов, прокладки водоуказательных приборов, кольца регуляторов. Для узлов повышенного давления материал подбирают только после технической оценки по паспорту аппарата.

В заявке указывают тип и марку деаэратора, место прокладки, давление и температуру по паспорту, размеры люка или фланца с исполнением уплотнительной поверхности, требуемую марку материала, если она задана паспортом, и количество с запасом на следующий ремонт. Старая прокладка годится как образец для контура, а толщину берут по паспорту. Заказ принимаем от одной прокладки при минимальной сумме 9 000 ₽ с НДС.

Нормы приведены по состоянию на октябрь 2026 года. Данные о материалах — ориентир для марок общего назначения; материал, размеры и допуски для вашего узла фиксируются в КП после технической оценки.