Cosa è un riscaldatore deaerante e come funziona

Un riscaldatore deaerante, noto anche come deaeratore, è un dispositivo che rimuove i gas disciolti, principalmente ossigeno e anidride carbonica, dall'acqua di alimentazione del caldaia. I gas disciolti possono causare corrosione e danni alla caldaia e ai suoi componenti, nonché ridurre l'efficienza del ciclo di vapore. Pertanto, i riscaldatori deaeranti sono essenziali per il trattamento e la protezione dell'acqua della caldaia.

I riscaldatori deaeranti possono essere classificati in due tipi: a piattaforma e a spruzzo. Entrambi i tipi utilizzano il vapore per riscaldare l'acqua di alimentazione e rimuovere i gas disciolti. Il vapore agisce anche come fonte di sostanze chimiche scavezzacollo, come l'idrazina o il solfito di sodio, che reagiscono con le tracce residue di ossigeno nell'acqua di alimentazione.

Riscaldatore Deaerante a Piattaforma

Un riscaldatore deaerante a piattaforma consiste in un recipiente cilindrico verticale con una serie di piattaforme perforate all'interno. L'acqua di alimentazione entra dalla parte superiore ed è spruzzata sulle piattaforme, creando un sottile film d'acqua che scorre verso il basso. Il vapore entra dalla parte inferiore e risale attraverso le piattaforme, riscaldando l'acqua e rimuovendo i gas disciolti. L'acqua deaerata si raccoglie nella parte inferiore del recipiente e viene pompata alla caldaia. I gas eliminati sfuggono dalla parte superiore del recipiente.

I vantaggi di un riscaldatore deaerante a piattaforma sono:

• Può gestire un ampio range di portate e temperature dell'acqua di alimentazione.

• Può raggiungere livelli molto bassi di ossigeno disciolto (meno di 5 ppb) e anidride carbonica (meno di 1 ppm).

• Ha una grande capacità di stoccaggio per l'acqua di alimentazione, il che aiuta a mantenere costante la pressione e la temperatura nella caldaia.

Gli svantaggi di un riscaldatore deaerante a piattaforma sono:

• Richiede una grande quantità di vapore per la deaerazione, il che riduce l'efficienza termica del ciclo.

• Ha un costo iniziale e di manutenzione elevato a causa della complessità e delle dimensioni del recipiente e delle piattaforme.

• È soggetto a incrostazioni e intasamenti sulle piattaforme, il che riduce il trasferimento di calore e l'efficienza della deaerazione.

Riscaldatore Deaerante a Spruzzo

Un riscaldatore deaerante a spruzzo consiste in un recipiente cilindrico orizzontale con un ugello a spruzzo all'interno. L'acqua di alimentazione entra da un'estremità e viene spruzzata in un flusso di vapore che entra dall'altra estremità. Il vapore riscalda l'acqua e rimuove i gas disciolti. L'acqua deaerata si raccoglie nella parte inferiore del recipiente e viene pompata alla caldaia. I gas eliminati sfuggono dalla parte superiore del recipiente.

I vantaggi di un riscaldatore deaerante a spruzzo sono:

• Richiede meno vapore per la deaerazione rispetto a un riscaldatore deaerante a piattaforma, migliorando l'efficienza termica del ciclo.

• Ha un costo iniziale e di manutenzione inferiore rispetto a un riscaldatore deaerante a piattaforma a causa della semplicità e compattezza del recipiente e dell'ugello.

• È meno soggetto a incrostazioni e intasamenti rispetto a un riscaldatore deaerante a piattaforma a causa della alta velocità e turbolenza dell'acqua e del vapore.

Gli svantaggi di un riscaldatore deaerante a spruzzo sono:

• Non può gestire portate e temperature dell'acqua di alimentazione molto alte o molto basse senza influire sull'efficienza della deaerazione.

• Non può raggiungere livelli così bassi di ossigeno disciolto (circa 10 ppb) e anidride carbonica (circa 5 ppm) come un riscaldatore deaerante a piattaforma.

• Ha una capacità di stoccaggio per l'acqua di alimentazione inferiore rispetto a un riscaldatore deaerante a piattaforma, il che lo rende più sensibile alle fluttuazioni di pressione e temperatura nella caldaia.

Fattori che Influenzano l'Efficienza della Deaerazione

L'efficienza della deaerazione dipende da diversi fattori, come:

• La temperatura e la pressione dell'acqua di alimentazione e del vapore. Temperature più elevate e pressioni inferiori aumentano la solubilità dei gas nell'acqua, rendendone più difficile la rimozione. Pertanto, è importante mantenere una differenza di temperatura ottimale tra l'acqua di alimentazione e il vapore (solitamente circa 5°C) e una pressione ottimale nel riscaldatore deaerante (solitamente circa 0,2 bar).

• La quantità e la qualità del vapore utilizzato per la deaerazione. Il vapore dovrebbe essere saturato e privo di gas non condensabili. La portata del vapore dovrebbe essere sufficiente a fornire il calore e il trasferimento di massa necessari per la deaerazione. La portata del vapore dovrebbe essere regolata per mantenere costante la pressione nel riscaldatore deaerante.

• Il progetto e l'operatività del riscaldatore deaerante. Il riscaldatore deaerante dovrebbe avere una superficie sufficiente e un tempo di contatto adeguato per l'interazione tra l'acqua di alimentazione e il vapore. L'acqua di alimentazione dovrebbe essere spruzzata o distribuita uniformemente sulle piattaforme o gli ugelli per creare un sottile film d'acqua. Il riscaldatore deaerante dovrebbe anche essere dotato di un condensatore di scarico per recuperare il calore e l'acqua dai gas eliminati.

Benefici dei Riscaldatori Deaeranti

I riscaldatori deaeranti offrono diversi benefici per i sistemi a caldaia, come:

• Prevenzione della corrosione e della pitting dei tubi, dei tamburi e di altri componenti della caldaia, rimuovendo l'ossigeno e l'anidride carbonica disciolti dall'acqua di alimentazione.

• Riduzione del consumo e del costo degli scavezzacollo chimici, minimizzando l'ossigeno residuo nell'acqua di alimentazione.

• Miglioramento dell'efficienza termica della caldaia, preriscaldando l'acqua di alimentazione a una temperatura vicina al punto di saturazione, riducendo la perdita di calore e il consumo di carburante.

• Aumento della affidabilità e disponibilità della caldaia, riducendo il rischio di guasti e interruzioni a causa della corrosione e dell'incrostazione.

Conclusione

I riscaldatori deaeranti sono dispositivi vitali per il trattamento e la protezione dell'acqua della caldaia. Rimuovono i gas disciolti dall'acqua di alimentazione utilizzando il vapore come agente di riscaldamento e purga. Possono essere classificati in tipo a piattaforma e a spruzzo, a seconda del loro design e configurazione. Funzionano in base ai principi della Legge di Henry, della Legge di Dalton e del trasferimento di massa e calore. Richiedono condizioni ottimali di temperatura, pressione e portata del vapore per ottenere un'alta efficienza di deaerazione. Offrono diversi benefici per i sistemi a caldaia, come la prevenzione della corrosione, la riduzione del consumo di sostanze chimiche, il miglioramento dell'efficienza termica e l'aumento della affidabilità.

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