Procédé pour désaérer l'eau destinée à l'alimentation de chaudières et installation pour sa mise en #uvre. La présente invention comprend un pro cédé pour désaérer l'eau destinée à l'alimen tation de chaudières et une installation pour sa mise en oeuvre.
Suivant ce procédé, dans lequel l'eau est maintenue à la température d'ébullition pen dant son passage à travers au moins un récipient désaérateur, on maintient dans ce récipient une pression absolue telle que les calories contenues dans le complément d'eau d'alimentation requis suffisent pour maintenir le contenu dudit récipient à la température d'ébullition à cette pression.
L'installation pour la mise en- #uvr-e' de ce procédé comporte un condenseur relié à au moins un récipient désaérateur auquel l'eau de condensation est amenée de façon continue, des organes pour fournir à ce réci pient un complément d'eau d'alimentation requis et pour' y maintenir une pression absolue telle que les calories contenues dans le complément d'eau d'alimentation suffisent pour maintenir le contenu du récipient à la température d'ébullition à cette pression.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs -formes d'exécution de l'installation La fig. 1 montre schématiquement une disposition de récipient désaérateur simple associée avec un condenseur principal et agencée pour désaérer l'eau de condensation dans son passage du condenseur à la pompe d'alimentation;
La fig.2 est une vue analogue d'une installation de turbine complète avec con- denseur, désaérateur et générateur de vapeur, cette vue montrant comment le fluide chauf fant destiné aux injecteurs du désaérateur peut étre fourni par le serpentin d'un géné rateur de. vapeur ou par un séparateur de vapeur lorsqu'on utilise un appareil de ce genre;
Les fig. 3 et 4 sont des vues illustrant diverses façons d'assurer le réglage automa tique de la quantité de fluide chauffant déli vrée au récipient désaérateur suivant la quan tité d'eau passant à travers ce récipient; La fig. 5 montre une disposition applicable à un appareil de condensation par injection; La fig. 6 montre une disposition compor tant un réchauffeur servant à soumettre l'eau de condensation à un chauffage préalable avant qu'elle pénètre dans le désaérateur; La fig. 7 est un schéma à plus grande échelle montrant la disposition spéciale sus mentionnée des injecteurs de chauffage.
Dans ces figures et en particulier dans la fig. 1, on voit que l'eau de condensation arrivant du condenseur principal 1 est ame née d'une façon continue au récipient désaé- rateur 2 par une pompe 3 et est envoyée à l'installation d'alimentation des chaudières par une pompe 4 après son passage à travers le récipient désaérateur dans lequel un vide est maintenu grâce à un tuyau 5 faisant communiquer ce récipient avec le condenseur principal,
la pression absolue relative désirée étant maintenue dans ce récipient et le con- denseur à l'aide d'un obturateur 6.
Pendant son passage à travers le réci pient désaérateur 2 l'eau est maintenue au point d'ébullition à l'aide d'un fluide chauf fant amené aux tuyaux perforés 7. "Ces tuyaux sont disposés par rangées et les tuyaux d'une rangée sont décalés par rapport aux tuyaux de la rangée adjacente comme indi qué à la fig. 7, de. façon que les jets de fluide chauffant soient distribués d'une façon essen tiellement uniforme sur la surface entière du récipient désaérateur. Les tuyaux 7 peuvent être cylindriques comme représenté ou rece voir toute section transversale désirée.
L'agent chauffant délivré à ces tuyaux peut être de la vapeur d'eau provenant d'un générateur de vapeur ou d'ailleurs, et la quan tité de vapeur peut être celle requise comme complément d'eau d'alimentation et varie usuellement entre 2 et 6 % de l'eau de con- densation totale, suivant les dimensions et l'état de l'installation.
Dans tous les cas, une des caractéristiques de l'invention consiste eir ce que la pression absolue régnant dans le récipient désaérateur 2 est réglée de telle sorte que la quantité de vapeur d'eau ou autre fluide chauffant amenée aux tuyaux perforés 7 suffise pour établir et maintenir la température d'ébulli tion dans le récipient désaérateur. L'air qui se sépare de l'eau dans ce récipient passe dans ce cas clans le condenseur 1 ainsi qu'on le comprendra facilement.
On suppose, par exemple, que de l'eau de condensation à 35 0 C sorte du condenseur 1 dans lequel il règne un vide de 71 centi mètres, que le poids prédéterminé du com plément d'eau d'alimentation soit V /o de la quantité d'eau de condensation entière et que ce -complément d'eau d'alimentation soit fourni sous forme de vapeur par un générateur de vapeur. Lorsque cette quantité de vapeur est condensée avec ou par l'eau de conden sation, elle élève la température de celle-ci de 17 0 C, par exemple, ce qui porte cette température à 52 C, qui est la température d'ébullition correspondant à 66 centimètres de vide.
Par conséquent, une différence de vide de 5 centimètres est maintenue dans cet exemple entre le condenseur et le désaérateur, et l'eau partiellement désaérée qui pénètre dans le récipient désaérateur à 35 C en sort sous forme d'eau complètement désaérée, au point de vue pratique, à une température de 52 0 C, la désaération de l'eau de condensation étant effectuée pendant son passage à travers le désaérateur par l'utilisation de la quantité de vapeur d'eau prédéterminée et propre à produire l'ébullition de l'eau de condensation.
Lorsque l'installation comporte un géné rateur de vapeur, le fluide chauffant destiné au récipient désaérateur peut être l'eau eh âude provenant du serpentin générateur de vapeur, ou, dans le cas oh un séparateur est prévu dans l'installation, l'eau peut être à une température suffisamment élevée pour porter la température régnant dans le récipient dés- aérateur au point d'ébullition correspondant à la pression absolue régnant dans ce réci pient.
Dans le cas où l'eau provenant du séparateur serait insuffisante, on pourrait employer de la vapeur additionnelle prove- nant dudit séparateur et quoique ceci soit thermiquement indésirable au point de vue du séparateur, le fait que la, chaleur est dé pensée dans le désaérateur écarte toute ob jection de ce chef.
Une disposition de ce genre est représentée à la fig. 2, le serpentin 8 du générateur de vapeur 9 étant relié à l'appareil de chauf fage alimentant les tuyaux de giclage perforés 7 du récipient désaérateur 2, ce dernier étant relié par le tuyau 5 au condenseur principal 1, qui est relié directement à la turbine 11.
On remarquera que, dans la pratique, le vide normal peut varier entre des limites données et qu'il est désirable, suivant l'inven tion, de maintenir l'état d'ébullition à tous les degrés compris entre ces limites, mais la résistance entre le désaérateur et le conden- seur peut être approximativement consthnte ôu peut être modifiée d'une façon -automatique ou autre, ce qui permet de réduire au mini mum la perte de vapeur résultant d'une ébullition exagérée.
Un exemple de moyens assurant le réglage automatique de la quantité de fluide chauf fant fournie suivant la quantité d'eau à traiter dans le récipient désaérateur est représenté à la fig, 3. Dans ce cas, le flotteur 12 pivo tant en 13 dans la chambre 14 actionne, par l'entremise -de biellettes et de leviers 15 et 16, une soupape 17 montée sur le tuyau alimentant les tuyaux perforés 7, de sorte que lorsque le niveau de l'eau que renferme le récipient désaérateur 2 s'abaisse, la quantité de fluide chauffant fournie diminue automa tiquement.
Une autre disposition qui peut être ap propriée à ce but est représentée à la fig. 4. Dans ce cas, la quantité de fluide chauffant fournie aux tuyaux .de giclage perforés 7 est réglée automatiquement par une- soupape 17 actionnée par un papillon 18 d'une façon correspondant au volume d'eau désaérée dé livré par la pompe 4.
La fig. 5 montre le récipient désaérateur monté sur un condenseur à injection 20 auquel l'eau- servant â produire la condensa tion est délivrée de la manière usuelle par un- conduit d'admission 21. et condensé- la vapeur qui y pénètre. Dans_cë cas, ainsi qu'il est usuel dans les condenseurs à injection, la majeure partie de l'eau servant -à produire.
la condensation est amenée par une pompe 22 et il ne passe par 'les tuyaux 23 -et- 24 au récipient désaérateur que la, quantité re quise comme complément d'eau d'alimentation, cette quantité d'eau étant fournie de ce ré cipient, après traitement,. à l'appareil d'alï- mentation des chaudières - par la pompe 4. Bien entendu, le condenseur 20 sera muni d'un tuyau d'évacuation d'air 25 muni de l'appareil d'extraction d'air usuel.
Dans la: fig..6 est représentée une dispo sition dans laquelle la majeure . partie du chauffage du désaérateur est effectuée à l'aide de vapeur résiduelle et comprend un réchauf feur à surface 26 d'un type connu, à travers les tubes duquel on fait passer l'eau de con densation se rendant au désaérateur. Le' chauffage nécessaire des tubes est effectué à l'aide de vapeur d'eau résiduelle ou Huileuse qui pénètre dans l'appareil de chauffage par un conduit d'admission 27.
Process for deaerating water intended for supplying boilers and installation for its implementation. The present invention comprises a process for deaerating water intended for supplying boilers and an installation for its implementation.
According to this process, in which the water is maintained at the boiling temperature during its passage through at least one deaerating container, an absolute pressure is maintained in this container such that the calories contained in the additional water of The required feed is sufficient to maintain the contents of said container at the boiling temperature at that pressure.
The installation for carrying out this process comprises a condenser connected to at least one deaerating vessel to which the condensation water is continuously supplied, means for supplying this vessel with additional water. feed water required and to maintain an absolute pressure therein such that the calories contained in the additional feed water are sufficient to maintain the contents of the container at the boiling temperature at that pressure.
The appended drawing shows, by way of example, several execution-forms of the installation. FIG. 1 schematically shows a simple deaerating vessel arrangement associated with a main condenser and arranged to deaerate the condensation water in its passage from the condenser to the feed pump;
Fig. 2 is a similar view of a complete turbine installation with condenser, deaerator and steam generator, this view showing how the heating fluid intended for the deaerator injectors can be supplied by the coil of a generator. of. steam or by a steam separator when using such an apparatus;
Figs. 3 and 4 are views illustrating various ways of ensuring the automatic adjustment of the quantity of heating fluid delivered to the deaerating container according to the quantity of water passing through this container; Fig. 5 shows an arrangement applicable to an injection condensing apparatus; Fig. 6 shows an arrangement comprising a heater for subjecting the condensed water to preheating before it enters the deaerator; Fig. 7 is a diagram on a larger scale showing the aforementioned special arrangement of the heating injectors.
In these figures and in particular in FIG. 1, it can be seen that the condensed water arriving from the main condenser 1 is fed continuously to the deaerating vessel 2 by a pump 3 and is sent to the boiler feed installation by a pump 4 afterwards. its passage through the deaerating container in which a vacuum is maintained by means of a pipe 5 making this container communicate with the main condenser,
the desired relative absolute pressure being maintained in this container and the condenser by means of an obturator 6.
During its passage through the deaerating vessel 2, the water is maintained at the boiling point with the aid of a heating fluid supplied to the perforated pipes 7. "These pipes are arranged in rows and the pipes in a row. are offset from the pipes of the adjacent row as shown in Fig. 7, so that the jets of heating fluid are distributed in a substantially uniform fashion over the entire surface of the deaerating vessel. cylindrical as shown or accommodate any desired cross section.
The heating medium supplied to these pipes may be water vapor from a steam generator or elsewhere, and the amount of steam may be that required as additional feed water and usually varies between 2 and 6% of the total condensation water, depending on the size and condition of the installation.
In all cases, one of the characteristics of the invention consists in that the absolute pressure prevailing in the deaerating vessel 2 is adjusted so that the quantity of water vapor or other heating fluid supplied to the perforated pipes 7 is sufficient to establish and maintaining the boiling temperature in the deaerator vessel. The air which separates from the water in this container passes in this case clans the condenser 1 as will be easily understood.
It is assumed, for example, that condensation water at 35 ° C. leaves the condenser 1 in which there is a vacuum of 71 centimeters, that the predetermined weight of the additional feed water is V / o of the entire amount of condensed water and this additional feed water is supplied in the form of steam by a steam generator. When this quantity of vapor is condensed with or by the condensed water, it raises the temperature of the latter by 17 ° C., for example, which brings this temperature to 52 ° C., which is the corresponding boiling point. 66 centimeters empty.
Therefore, a vacuum difference of 5 centimeters is maintained in this example between the condenser and the deaerator, and the partially deaerated water which enters the deaerator vessel at 35 C comes out as completely deaerated water, to the point of practical view, at a temperature of 52 ° C., the deaeration of the condensation water being carried out during its passage through the deaerator by the use of the quantity of water vapor which is predetermined and suitable for producing the boiling of the water. condensation water.
When the installation comprises a steam generator, the heating fluid intended for the deaerator vessel may be the raw water coming from the steam generator coil, or, in the case where a separator is provided in the installation, water. may be at a temperature sufficiently high to bring the temperature prevailing in the de-aerating vessel to the boiling point corresponding to the absolute pressure prevailing in this vessel.
In the event that the water from the separator is insufficient, additional steam from said separator could be employed and although this is thermally undesirable from the point of view of the separator, the heat is expelled in the deaerator. rejects any ob jection on this count.
An arrangement of this kind is shown in FIG. 2, the coil 8 of the steam generator 9 being connected to the heating device supplying the perforated spray pipes 7 of the deaerator vessel 2, the latter being connected by the pipe 5 to the main condenser 1, which is connected directly to the turbine 11.
It will be appreciated that in practice the normal vacuum may vary between given limits and that it is desirable, according to the invention, to maintain the state of boiling at all degrees between these limits, but the resistance between the deaerator and the condenser can be roughly constant or can be changed in an automatic or other manner, which minimizes the loss of vapor resulting from excessive boiling.
An example of means ensuring the automatic adjustment of the quantity of heating fluid supplied according to the quantity of water to be treated in the deaerator container is shown in FIG. 3. In this case, the float 12 pivots at 13 in the chamber. 14 actuates, by means of rods and levers 15 and 16, a valve 17 mounted on the pipe supplying the perforated pipes 7, so that when the level of the water contained in the deaerator container 2 drops, the quantity of heating fluid supplied decreases automatically.
Another arrangement which may be suitable for this purpose is shown in fig. 4. In this case, the quantity of heating fluid supplied to the perforated spray pipes 7 is automatically regulated by a valve 17 actuated by a butterfly 18 in a manner corresponding to the volume of deaerated water delivered by the pump 4.
Fig. 5 shows the deaerating vessel mounted on an injection condenser 20 to which the water for producing the condensation is supplied in the usual manner through an inlet duct 21. and condensed the vapor entering therein. In this case, as is usual in injection condensers, most of the water is used to produce.
the condensation is brought by a pump 22 and it passes through the pipes 23 and 24 to the deaerating vessel only the quantity required as additional feed water, this quantity of water being supplied from this vessel , after treatment ,. to the boiler supply apparatus - by pump 4. Of course, the condenser 20 will be provided with an air discharge pipe 25 fitted with the usual air extraction apparatus.
In the: fig..6 is represented an arrangement in which the major. part of the heating of the deaerator is carried out using residual steam and comprises a surface heater 26 of a known type, through the tubes of which the condensation water to the deaerator is passed. The necessary heating of the tubes is carried out with the aid of residual steam or oily water which enters the heater through an inlet duct 27.