4.5 Расчет барботажных устройств деаэраторов

4.5.1 Тепловой баланс барботажного устройства

Тепловой баланс барботажного деаэрирующего устройства составляется с целью определения минимально необходимого расхода пара. Действительный расход пара на барботаж может быть принят более высоким, но должен быть согласован с общим расходом пара на деаэратор при различных режимах его работы.

Уравнение теплового баланса для барботажного устройства имеет вид:

, (4.26)

где - расход воды на входе в барботажное устройство, кг/ч; i_в - энтальпия воды на выходе из колонки (на входе в барботажное устройство), ккал/кг; - расход пара, подводимого к барботажному устройству, кг/ч; , i_п - энтальпия подводимого пара, ккал/кг; - количество пара, сконденсированного при подогреве воды от температуры на входе в устройство до температуры насыщения, соответствующей давлению в барботажном канале, кг/ч; i_д.в - энтальпия воды на выходе из барботажного устройства, ккал/кг; - расход пара на собственно барботаж, кг/ч; i_s - энтальпия насыщенного пара при давлении в паровой полости бака-аккумулятора, ккал/кг.

Определение величин, входящих в формулу (3.39), производится следующим образом:

, (4.27)

, (4.28)

где w_п -- скорость пара, приведенная к площади рабочей части листа, м/с; F_р -- площадь рабочей части листа, м².

Приведенная весовая скорость пара принимается равной =(0,15-0,20) кгс/(м^2.с).

Предварительно для определения площадь дырчатого листа принимается равной 1 м² и в последующем уточняется.

4.5.2 Гидродинамический расчет барботажного устройства

Неотъемлемым элементом большинства современных конструкций деаэраторов является непровальное барботажное устройство.

Эффективная, устойчивая работа непровальной барботажной тарелки имеет место при отсутствии провала жидкости через отверстия в ней. Режим работы тарелки в этом случае определяется скоростью пара в ее отверстиях. При незначительных скоростях пара вода полностью проваливается через отверстия тарелки и на ней отсутствует слои жидкости.

Увеличение скорости пара приводит к появлению слоя жидкости на тарелке; при этом через часть отверстий проходит пар, через другие отверстия протекает жидкость. Полное прекращение провала жидкости наступает при определенной скорости пара в отверстиях (называемой минимально необходимой), когда под листом образуется устойчивая паровая подушка.

Определение минимально необходимой скорости пара рекомендуется производить по формуле

, (4.29)

где - коэффициент поверхностного натяжения системы вода - пар, кг/м; - удельный вес воды в барботажном устройстве, кгс/м³; - удельный вес пара в паровой подушке барботажного устройства, кгс/м³; d₀ -- диаметр отверстий или ширина щелей в барботажном листе, м.

Расчетная минимальная скорость пара в отверстиях (или щелях) барботажного листа принимается в зависимости от длины листа и его геометрии .

Для практических расчетов минимальную расчетную скорость пара в отверстиях барботажного листа можно определять по эмпирической формуле

(4.30)

Живое сечение для прохода пара в барботажном листе определяется по формуле

, (4.31)

где - удельный объем пара в паровой подушке барботажного устройства, м³/кг.

Диаметр отверстий на барботажном листе рекомендуется принимать равным 5--8 мм, а ширину щелей 3--4 мм. Число отверстий (щелей) на барботажном листе будет

, (4.32)

где - площадь единичного отверстия или щели на листе, м².

Далее производится разметка расположения отверстий или щелей на рабочей части листа.

Шаг отверстий в ряду принимается равным .

Число отверстий в одном ряду

. (4.33)

Число рядов отверстий

. (4.34)

Рабочая длина листа

, (4.35)

где s₂ - шаг между рядами отверстий (или щелями), принимаемый равным 0,050--0,100 м.

Площадь листа

(4.36)

При несовпадении расчетной площади барботажного листа с предварительно принятой ее величиной, равной 1 м², проводится уточнение величины расхода пара на барботажное устройство.

Таким образом, расчет барботажного устройства проводятся методом последовательного приближения[38].

Расчет высоты паровой подушки под листом

Для обеспечения равномерной раздачи пара через отверстия или щели барботажного листа необходимо обеспечить под ним устойчивую паровую подушку. Высоту подушки рекомендуется иметь не менее 40--45 мм при длине листа 600--800 мм и не менее 50 мм при длине листа более 800 мм. Высота паровой подушки приближенно может определяться по формуле

, (4.37)

где w_п - скорость пара в отверстиях барботажного листа.

Для практических расчетов первым слагаемым в формуле (4.37) можно пренебречь ввиду его малой величины.

Для щелевого листа вместо диаметра отверстия d₀ следует в формулу (4.37) подставлять ширину щели. Коэффициент местного сопротивления принимается в формуле (4.37) равным 1,9--2,0 для отверстий диаметром до 8 мм и равным 1,5 для щелей шириной 3 мм.

Паровая подушка должна обеспечиваться при всех режимах работы деаэратора. В связи с этим барботажный лист рекомендуется секционировать со стороны паровой подушки одной или двумя перегородками, расположенными перпендикулярно направлению движения воды над листом, что повышает равномерность работы листа при малых нагрузках деаэратора. Минимальный расход пара на барботажное устройство не должен превышать минимально необходимый расход пара на деаэратор.

В связи со значительным изменением расхода пара на деаэратор при изменении режима его работы рекомендуется часть пара перепускать в обвод барботажного листа. Количество перепускаемого пара может меняться в пределах 30--70%. Коэффициент местного сопротивления перепускного устройства зависит от его конструкции и геометрии и составляет от 4,5 , до 13,2 .

Рекомендации по выбору размеров элементов барботажного устройства ЦКТИ в баке.

Барботажное устройство состоит из канала, приемной паровой камеры и подъемной шахты.

Барботажный канал представляет собой прямоугольную камеру шириной а, высотой b и длиной l. Внутри канала для жесткости всего устройства устанавливаются вертикальные перегородки. Размер а должен выбираться в зависимости от диаметра бака. Расстояние от нижней образующей бака до барботажного листа не должно быть более 150--200 мм, так как увеличение его приводит к заметному сокращению полезного объема бака. В случае невозможности выполнения этого требования устанавливаются два барботажных устройства, включаемых параллельно и устанавливаемых в противоположных торцах бака-аккумулятора. Элементы барботажного канала следует изготовлять из коррозионно-стойкого материала.

Рекомендуется принимать следующие основные конструктивные размеры барботажного устройства: высота паровой камеры - 150-200 мм; расстояние между перегородками - 100-150 мм; высота вертикальной перегородки шахты - на 150 мм выше верхнего уровня воды в баке; высота циркуляционной перегородки шахты - до оси бака; расстояние от конца барботажного канала до циркуляционной перегородки - 700 мм; расстояние от циркуляционной перегородки до оси всасывающего патрубка - 500 мм.

Живое сечение на входе воды в барботажный канал составляет

, (4.38)

где а - ширина канала, м; b - высота канала, принимаемая равной 0,150--0,250 м; - расход воды через барботажный канал, кг/ч; - скорость воды во входном сечении канала, принимаемая равной 0,10--0,25 м/с.

При помощи формулы (4.38) находят ширину канала а[39].

4.6 Расчет дегазации

Исследование непровальных барботажных листов показало, что при пенном режиме на них процесс дегазации воды происходит за счет двух факторов: увлечения газовых пузырьков потоком пара и турбулентной диффузии.

При подогреве воды на барботажном листе более чем на 4--5 °С (до температуры насыщения) не происходит достаточного развития пенного слоя. При этом интенсивность процесса дегазации резко падает. Температура воды, поступающей на барботажный лист, должна отличаться от температуры насыщения на величину не более 4--5 °С.

Одной из основных характеристик, определяющих эффект дегазации на непровальной барботажной тарелке, является динамический напор водяного пара в рабочем сечении барботажного листа (рис. 4.10).

Из рис.3.6 видно, что увеличение эффекта дегазации происходит до определенных значений величины динамического напора потока водяного пара. Оптимальными значениями можно считать: для кислорода =95^.10^-3 кгс/м², для свободной углекислоты =115^.10^-3 кгс/м².

Дальнейшее увеличение динамического напора потока пара практически не влияет на процесс дегазации. При указанных значениях динамического напора достигаются максимально возможная в данных условиях турбулизация двухфазной системы и максимальная поверхность контакта фаз, что хорошо согласует с экспериментальными данными (рис.4.11), на котором представлена зависимость газосодержания барботажного слоя от динамического напора парового потока.

Рис. 4.10. Зависимость газосодержания барботажного слоя от динамического напора водяного пара

Рис. 4.11. Удаление свободной углекислоты и кислорода на барботажном листе

в зависимости от динамического напора пара:1 - свободная углекислота; 2 кислород; с_н и с_к - концентрации кислорода и свободной углекислоты в воде при входе и выходе с барботажного листа при давлении в деаэраторе 0,05-0,5 кгс/см²

Предельные значения величины динамического напора пара соответствуют наибольшему развитию поверхности контакта в данных условиях, так как развитие поверхности контакта прямо пропорционально газосодержанию двухфазного слоя. Это качественно и количественно подтверждается при сравнении рис. 3.6 и 3.7. При превышении оптимального значения величина газосодержания и эффект дегазации становятся автомодельными по отношению к динамическому напору пара.

Повышение начальной концентрации газа в воде при постоянном значении ведет к росту конечной концентрации газа а кислород удаляется интенсивнее свободной углекислоты. Последнее объясняется различной растворимостью этих газов в воде, при этом интенсивность дегазации обратно пропорциональна растворимости газа в воде[40].

Для расчета процесса массопередачи на непровальных барботажных листах под вакуумом рекомендуются следующие критериальные уравнения:

для кислорода

, (4.38)

для свободной углекислоты

, (4.39)

где М -- критерий Маргулиса,

, (4.40)

La -- критерий Лапласа.

Здесь К -- коэффициент массопередачи; w_ж -- скорость течения жидкости по барботажному листу, м/с.

, (4.41)

где w_п -- скорость пара в рабочем сечении барботажного листа, м/с; - плотность пара, соответствующая давлению под барботажным листом, кгс * с²/м⁴; ; d₀ -- ширина щели или диаметр отверстия на барботажном листе, м; рекомендуется принимать для щелей 0,003-0,005 м, для отверстий 0,005--0,008 м.

Формулы (4.40) и (4.41) действительны в диапазоне изменения критерия Лапласа для кислорода от 1 * 10^-3 до 40 * 10^-3, для свободной углекислоты от 1,8 * 10^-3 до 60 * 10^-3.

Формулы (4.40) и (4.41) описывают процесс дегазации воды до оптимальных значений динамического напора пара.

Коэффициент массопередачи в этих уравнениях определяется из выражения

, (4.42)

где G_г - количество удаляемого газа, кг/ч; F -- рабочая площадь барботажного листа, м²; С_ср -- средняя движущая сила процесса массопередачи при перекрестном токе, кг/м³, определяемая по формуле

. (4.43)

Здесь с_н и с_к -- концентрации кислорода или свободной углекислоты в воде при входе и выходе с барботажного листа, кг/м³; с_н.р и с_к.р -- концентрации удаляемого газа в жидкости, равновесные с начальной концентрацией газа и с концентрацией газа, покидающего барботажный лист, кг/м³; так как расход пара, покидающего барботажный лист, значительно превосходит расход выделившихся газов, то с_н.р и с_к.р оказываются практически равными нулю и ими можно пренебречь. Скорость течения жидкости по барботажному листу определяется по формуле

, (4.44)

где i -- интенсивность потока жидкости, м³/(м^.ч); - высота динамического слоя жидкости, который остался бы на барботажном листе после разрушения двухфазного потока, м.

, (4.45)

где а -- длина переливного порога, м.

В диапазоне изменения от 15 * 10^-3 до 150 * 10^-3 кгс/м² высоту динамического слоя жидкости рекомендуется определять по формулам:

, (4.46)

, (4.47)

где -- высота слоя жидкости на листе при отсутствии барботажа, м; -- высота переливного порога, м.

На основе формул (4.42) и (4.43) рекомендуются формулы для определения коэффициентов массопередачи:

для кислорода

, (4.48)

для свободной углекислоты

. (4.49)

Выше приведенные методики расчета являются основными при проектировании термических деаэраторов[41].



5. Описание объекта исследования

Астраханская ТЭЦ-2, относительно молодая станция, была введена в эксплуатацию в 1985 году. Она находится в городе Астрахани (Южный федеральный округ) и входит в состав ООО «Лукойл-Астраханьэнерго», последнее в свою очередь является дочерним предприятием и на сто процентов принадлежит ОАО «Лукойл». «Лукойл-Астраханьэнерго» создавалось в 2009 году в рамках проекта стратегического развития в секторе «Электроэнергетика», реализуемого компанией «Лукойл». Собственник станции, развивая данное направление, в первую очередь ориентируется на надежное удовлетворение собственных потребностей, а также поставку электрической и тепловой энергии сторонним потребителям.

На сегодняшний день основное оборудование Астраханской ТЭЦ-2 включает в себя: 2 турбины мощностью по 80 МВт, 2 турбины мощностью по 110 МВт, 4 котлоагрегата, 2 котла водогрейных, 3 генераторных установки, 5 трансформаторов. Основной вид топлива - природный газ, резервный - мазут.

В настоящий момент Астраханская ТЭЦ-2 обслуживает часть Астрахани, расположенную на левом берегу Волги, и является надежным поставщиком электрической и тепловой энергии для своих потребителей. Имеет установленную мощность 380 МВт и тепловую - 910 Гкал/ч.

Рис. 5.1 Астраханская ТЭЦ -2

Схема технического водоснабжения - оборотная, с двумя градирнями башенного типа.

В качестве основного топлива на АТЭЦ-2 используется газ Аксарайского месторождения. Газ подается в котел с помощью ГРП. При номинальной нагрузке блока в час может сжигаться до 30 тыс. м³ в час условного топлива.

Мазутное хозяйство Астраханской ТЭЦ-2 предназначено для приёма, хранения и подачи мазута в котельное отделение блоков 80 и 110 МВт.

Мазутное хозяйство имеет два мазутных бака ёмкостью 25000 м³, которые вынесены за территорию станциих[42].

Описание оборудования блоков 80 МВт

Свежий пар от котла подается к отдельно стоящей паровой коробке, в которой расположен клапан аварийного затвора высокого давления (АЗВ), откуда по перепускным трубам через регулирующие клапана цилиндра высокого давления (РК ЦВД) поступает в цилиндр высокого давления (ЦВД).

Турбина представляет собой одновальный двухцилиндровый агрегат. Паровпуск в обоих цилиндрах расположен со стороны корпуса 2,3 подшипников, что снижает осевые усилия на упорный подшипник.

Турбина имеет сопловое парораспределение. Регулирующие клапана расположены в паровых коробках, которые приварены к корпусам цилиндров. Два клапана установлены на верхней части цилиндра и два клапана - по бокам в нижней части цилиндра. При режиме с расходом пара в ЦВД более 415 т/час предусмотрен внутренний перепуск из камеры регулирующей ступени в камеру за четвертой ступенью через перегрузочной клапан.

ЦВД литой конструкции из жаропрочной стали. Проточная часть ЦВД имеет одновенечную регулирующую ступень и 17 ступеней давления. На выходе из ЦВД часть пара идет в регулируемый производственный отбор, остальная часть направляется в цилиндр низкого давления (ЦНД).

Давление в камере производственного отбора поддерживается регулирующими клапанами части среднего давления (ЧСД).

Из ЦВД пар по перепускным трубам поступает к паровым коробкам регулирующих клапанов ЦНД. Передняя часть ЦНД выполнена литой из высококачественной углеродистой стали. Выхлопная часть ЦНД сварная. Проточная часть ЦНД состоит из трех частей: первая - до верхнего теплофикационного отбора, имеет регулирующую ступень и 7 ступеней давления ЧСД; вторая - между теплофикационными отборами, промежуточный отсек, имеет 2 ступени давления; третья - часть низкого давления, имеет регулирующую ступень и 2 ступени части низкого давления (ЧНД).

Давление теплофикационных отборов регулируется одной поворотной диафрагмой, расположенной перед частью низкого давления.

Ротор турбоагрегата вращается по часовой стрелке, если смотреть со стороны переднего подшипника турбины на генератор. Оба ротора РВД и РНД гибкие. РВД цельнокованный. На РНД первые 10 дисков откованный заодно с валом, 3 последних диска - насадные.

РВД и РНД соединены между собой жесткой муфтой и имеют один общий упорный подшипник.

Фикс-пункт турбины расположен на задней фундаментной раме ЦНД, расширение турбины происходит в сторону переднего подшипника.

Данная турбина предназначена для превращения тепловой энергии в механическую путем вращения ротора турбины, который непосредственно связан с ротором генератора, который превращает механическую энергию в электрическую .

Паровая турбина ПТ-80/100-130/13 рассчитана для работы при следующих основных параметрах:

1. Номинальная мощность - 80МВт.

2. Число оборотов - 3000 об./мин.

3. Давление пара перед СК ЦВД - 130ата

4. Температура свежего пара перед СК ЦВД - 540єС.

5. Абсолютное давление на выхлопе из ЦВД - 13 ата

6. Абсолютное давление перед входом в ЦНД -13 ата

7. Абсолютное давление в конденсаторе турбины при расчётной температуре охлаждающей воды на входе в конденсатор +20 єС и расчётным её расходом 8000 т/ч - 0.033 ата[43].

Турбина имеет нерегулируемые отборы пара, предназначенные для подогрева основного конденсата и питательной воды последовательно в ПНД, деаэраторе и ПВД. На турбине имеется валоповоротное устройство (ВПУ), а также система обогрева фланцев и шпилек ЦВД и ЦНД.

Данные об отборах пара для нужд регенерации при номинальной нагрузке и номинальных основных параметрах приведены в таблице 5.1

Таблица 2.1 Данные об отборах пара для нужд регенерации при номинальной нагрузке и номинальных основных параметрах

Ступень	Р отбора, ата	Т отбора, 0 С	Расход пара, т/ч	Потребители
9	45	420	26	ПВД - 7
13	26	345	32	ПВД - 6
17	13	265	10,5	ПВД - 5
17	13	265	13	Деаэратор
21	4	160	28	ПНД - 4
25	1	-	-	ПНД - 3
27	0,34	-	-	ПНД - 2
29	0,033	-	-	ПНД - 1

Котельный агрегат ТПЕ-430

Паровой котел однобарабанный, с естественной циркуляцией, имеет П-образную компоновку поверхностей нагрева и состоит из топочной камеры и опускного газохода, соединённых в верхней части горизонтальным газоходом. Котел газоплотный с уравновешенной тягой, имеет призматическую форму с размерами в плане 16080х8640 мм.

Топочная камера открытого типа с твёрдым шлакоудалением. Стены топочной камеры, горизонтального и опускного конвективных газоходов экранированы газоплотными панелями из труб, между которыми вварены полосы.

Пароперегреватель состоит из радиационного, широкого пароперегревателей, расположенных в верхней и части топки и 2-х конвективных ступеней в горизонтальном газоходе. Мембранный экономайзер состоит из 2-х ступеней и находиться в нижней части опускного газохода.

Регулирование температуры перегрева пара осуществляется впрыском собственного конденсата.

Котел оборудован 8-ю плоскофакельными греками. Горелочное устройство позволяет использовать двухступенчатую схему сжигания топлива для получения минимально возможных выбросов окислов азота.

Нормативные энергетические характеристики парового котла ТПЕ-430 представлены в таблице 5.2

Таблица 5.2 нормативные энергетические характеристики парового котла ТПЕ-430

Наименования	Значения
Номинальная производительность; т/ч	500
Давление перегретого пара; Рпп, кгс/см2	140
Температура перегретого пара; tпп, єС	560
Температура питательной воды; єС	260
Температура холодного воздуха; tхв, єС	30
КПД Брутто котла; %	94

Для подогрева воздуха котел снабжен регенеративным воздухоподогревателем.

Данный котел предназначен для получения пара высокого давления.

Основным видом топлива является природный газ, в качестве резервного топлива-мазут

Воздухоподогреватели

Воздухоподогреватели предназначены для подогрева воздуха, поступающего в горелки котла и для охлаждения дымовых газов. Воздухоподогреватели могут быть в роторном и трубчатом исполнении.

На блоках 80 МВт установлены регенеративные воздухоподогреватели (РВП-68). РВП выполнены роторного типа.

Техническая характеристика РВП-68 представлена в таблице 5.3

Таблица 5.3 техническая характеристика РВП-68

1. Диаметр ротора, мм	6850
2. Диаметр ступицы, мм	800
3. Диаметр начальной окружности (по оси цевок), мм	7080
4. Общая высота ротора, мм	3160
5. Количество секторов ротора	24
6. Количество секторов для прохода газа	13
7. Количество секторов для прохода воздуха	12
8. Холодная набивка:
а) количество слоев	1
б) рабочая высота слоя, мм	600
в) двухсторонняя поверхность нагрева, мІ	6501,6
г) вес набивки, кг	36067
9. Горячая набивка:
а) количество слоев	2
б) рабочая высота слоя, мм	1000
в) двухсторонняя поверхность нагрева, мІ	25252,8
г) вес набивки, кг	73997
10. Общая двухсторонняя поверхность, мІ	31754,4
11. Общий вес набивки, кг	110064
12. Общий вес ротора с набивкой, кг	145631
13. Общий вес воздухоподогревателя, кг	188433
14. Мощность электродвигателя, кВт	10
15. Число оборотов ротора, об/мин	2
16. Число оборотов выходного вала редуктора	20

Описание и анализ работы питательно-деаэрационной установки

Питательная деаэрационная установка предназначена для обеспечения бесперебойной передачи питательной воды в котел с качеством, удовлетворяющим нормам ПТЭ, на всех режимах его работы.

В состав питательно-деаэрационной установки входят:

деаэрационная установка (деаэратор типа ДСП-500);

питательный насос (насос типа ПН-580-195-5);

трубопроводы обвязки и арматура.

5.1 Деаэрационная установка повышенного давления ДСП-500

Деаэрационная установка предназначена:

для удаления в период пуска из питательной воды коррозионно-активных газов: кислорода, свободной двуокиси углерода;

для создания рабочего резерва питательной воды в баках-аккумуляторах для компенсации небаланса между расходом питательной воды в котел и основного конденсата турбины с учетом добавочной воды;

для подогрева питательной воды в схеме регенерации турбоустановки.

В верхнюю часть деаэрационной колонки подводятся следующие потоки:

-основной конденсат после ПНД (симметрично с двух сторон для равномерной загрузки головки);

- конденсат (дистиллят) вакуумного деаэратора;

- греющий пар от коллектора 16 ата, сепаратора непрерывной продувки;

- пар от штоков клапанов турбины.

Непосредственно в аккумуляторный бак заведены трубопроводы конденсата греющего пара ПВД, рециркуляции питательных насосов.

На трубопроводах рециркуляции установлены обратные клапаны, служащие для предотвращения попадания пара из колонки в линии рециркуляции и возникновения по этой причине гидроударов при включении соответствующего ПЭНа.

Состав деаэрационной установки на первом блоке.

Деаэрационная установка включает в себя:

деаэратор типа ДСП-500 (1шт.) (рис.5.2);

бак-аккумулятор емкостью 65 мі (1шт.);

трубопроводы обвязки и арматуру.

Рис.5.2. Деаэратор типа ДСП-500

Техническая характеристика деаэрационной установки представлена в таблице 5.4

Таблица 5.4 техническая характеристика деаэрационной установки

Наименование	Размерность	Величина
Номинальная производительность	т/час	500
Максимальная производительность	т/час	550
Рабочее давление	кгс/смІ (ата)	6 (7)
Рабочая температура	°С	158
Емкость бака-аккумулятора	мі	65
Пробное гидравлическое давление	кг/смІ	8
Допустимое повышение давления при работе предохранительных клапанов	кг/смІ	6,9
Число отверстий Ш 6 мм на водораспределительной тарелке	шт.	1760
Количество патрубок для прохода выпара	шт.	121

На барботажном листе происходит интенсивная паровая обработка воды и ее более глубокая дегазация.

Перечень узлов деаэрационной колонки:

1. Водораспределитель - первая струйная тарелка

2. Подвод конденсата

3. Основной пароструйный клапан - байпасирующее устройство

4. Дополнительная вододробящая тарелка

5. Подвод греющего пара

6. Водосливной гидрозатвор

7. Барботажная тарелка

8. Отвод выпара

Деаэраторный бак.

Деаэраторный бак предназначен для создания рабочего резерва питательной воды для компенсации небаланса между расходом питательной воды в котел и основного конденсата турбины. Деаэраторный бак также обеспечивает необходимый подпор бустерных насосов.

Техническая характеристика бака аккумулятора представлена в таблице 2.5.

Таблица 5.5 техническая характеристика бака аккумулятора

№	Наименование	Размерность	Величина
1.	Рабочее давление	кгс/смІ (ата)	6(7)
2.	Рабочая температура	°С	158
2.	Емкость бака-аккумулятора	мі	65
3.	Пробное гидравлическое давление	кгс/смІ	8
4.	Допустимое повышение давление при работе предохранительных клапанов	кгс/смІ	6,9

Обвязка деаэраторов и особенности схемы.

Источниками греющего пара деаэраторов являются:

-пар из III отбора турбины;

-пар от коллектора собственных нужд 16 ата с давлением 13 кг/смІ и температурой 260±30°С;

При номинальной работе блока деаэраторы питаются паром из III отбора турбины в зависимости от нагрузки турбины. При пуске блока деаэраторы питаются паром от коллектора собственных нужд.

Нормальная безопасная работа деаэратора поддерживается системой автоматических регуляторов и предохранительных устройств. К ним относятся:

регулятор уровня воды в баке-аккумуляторе;

регулятор давления греющего пара;

задвижки перелива;

предохранительные клапаны.

Предохранительные клапаны установлены на коллекторе греющего пара деаэраторов после регулирующих клапанов.

Аварийный перелив и опорожнение деаэратора заведены в расширитель дренажей высокого давления (РДВД).

Выпар деаэраторов может использоваться для питания паром эжекторов уплотнений главной турбины[44].

5.2 Краткая техническая характеристика вакуумного деаэратора ВД-400

Назначение и техническая характеристика.

Вакуумный деаэратор ВД-400 (см. рис.4.3) предназначен для удаления коррозийно-агрессивных газов из подпиточной воды энергетических котлов. В соответствии с ГОСТ 16860-77 ВД-400 должен обеспечить средний подогрев воды на величину от 15є до 25°С при изменении произ-водительности в деаэраторе от 30% до 120% от номинальной, содержание кислорода в деаэрированной воде не должно превышать 30 мкг/кг, свободная углекислота должна отсутствовать.

В качестве теплоносителя используется пар от РУ-16/3 .

Эжектор типа ЭПО-3-25/75 предназначен для отсоса паровоздушной смеси из вакуумного деаэратора.

Рабочей средой является пар с абсолютным давлением 0,588 мПа (6 ата), охлаждающей водой служит ХОВ с БЗК.

Основные технические характеристики ВД-400:

Номинальная производительность - 400 т/ч

Максимальная производительность - 480 т/ч

Минимальная производительность - 120 т/ч

Рабочее абсолютное давление - 0,075-0,5 кгс/смІ

Температура теплоносителя - 70-180°

Основные технические характеристики эжектора:

Расход пара - 1000 кг/ч

Абсолютное давление пара перед соплами - 7 ата

Температура пара - 158єС

Расход охлаждающей воды - 165000 кг/ч

Температура охлаждающей воды - 30єС

Производительность по паровоздушной смеси - 87 кг/ч



Рис 5.3. Вакуумный деаэратор ВД-400

Описание конструкции и принцип работы.

В вакуумном деаэраторе ВД-400 применена двухступенчатая деаэрация воды: I-я ступень струйная, 2-я - барбатажная, что надежно обеспечивает требуемое нормами остаточное содержание кислорода и углекислоты в широком диапазоне и изменение тепловой и гидравлической нагрузки деаэратора.

Деаэратор работает следующим образом: химически обессоленная вода поступает в деаэратори попадает в распределительный коллектор, откуда стекает на первую тарелку. Прошедшая сквозь отверстия первой тарелки вода попадает на вторую тарелку. Такая конструкция первых двух тарелок объясняется выполняемой ими функцией встроенного охладителя выпара, т.е. должны обеспечить полную конденсацию необходимого количества выпара. Третья является основной, обеспечивающей работу деаэратора при всех нагрузках. В деаэраторе имеется отсек, куда подается пар. Пар поступает под барбатажный лист, а оставшаяся вода по каналу вытесняется на уровень барбатажного листа и отводится из деаэратора вместе с деаэраторной водой.

Проходя сквозь отверстия барбатажного листа и слой воды на нем, обеспечиваемый переливным порогом, пар догревает воду до температуры насыщения и подвергает интенсивной обработке.

При этом под листом образуется соответствующая паровая подушка, которая с увеличением расхода пара возрастает и избыточный пар перепускается в обвод барбатажного листа в струйный отсек между третьей и четвертой тарелками. Пар, прошедший сквозь барбатажный лист пересекает струйный поток, сливающийся с четвертой тарелки, частично конденсируясь и нагревая при этом воду, и также поступает в струйный отсек между третьей и четвертой тарелками. В этом отсеке происходит основная конденсация пара и нагрев воды до температуры, близкой к температуре насыщения. Затем пар поступает в отсек между второй и третьей тарелками, где практически полностью конденсируется. В отсеке между первой и второй тарелками происходит охлаждение паровоздушной смеси и охлаждение неконденсирующихся газов, которые отсасываются эжектором.

Такая конструкция деаэратора обеспечивает полный противоток между паром и водой на всем пути осуществления процесса дегазации, исключения мертвых зон и интенсивную вентиляцию всех паровых объемов, многократность и непрерывность обработки воды. Корпус деаэратора изготовлен из углеродистой стали, все внутренние элементы из нержавеющей стали. Крепление всех элементов к корпусу и между собой осуществляются электрической сваркой.

Эжектор имеет три ступени сжатия и состоит из следующих основных элементов: стального сварного корпуса трубной системы, верхней крышки, водяной камеры, сопел и диффузоров.

Корпус образован тремя сваренными между собой цилиндрическими камерами, объединенными верхним и нижним фланцами. В камерах размещены три ступени трубной системы, диффузор.

Трубная система выполнена из трех групп охлаждающих трубок U-образной формы Ш19х1 и сплава МНЖ-5-1, развальцованных в трубной доске. С целью обеспечения интенсивной конденсации пара и охлаждения паровоздушной смеси, каждая ступень трубной системы разделена горизонтальными перегородками, образующими проходы для паровоздушной смеси.

В трубной доске имеются отверстия для протока конденсата из третьей ступени эжектора во вторую, из второй ступени в первую. Трубная система при помощи шпилек крепится к нижнему фланцу корпуса и устанавливается на водяной камере.

Водяная камера выполнена сварной и состоит из днища с входным и выходным фланцами, перегородок и общего фланца, к которому крепится трубная система и корпус.

Крышка эжектора состоит из трех камер, собранных на общем фланце. К всасывающей камере первой ступени приварен входной приемный патрубок паровоздушной смеси. В верхней части каждой камеры имеются соответствующие гнезда под паровые сопла и во фланце отверстия для перехода паровоздушной смеси во вторую и третью камеры. Помимо этого во фланце имеются три посадочных отверстия для установки в них диффузоров, сопла и диффузоры расположены по центральной продольной оси корпуса каждой ступени. Сопла выполнены из нержавеющей стали, а диффузоры - литые, латунные.

Паровоздушная смесь поступает во всасывающую камеру эжектора и увлекается выходящей из сопла с большой скоростью струей пара через смесительную камеру в диффузор первой ступени, где происходит сжатие ее давления, устанавливающегося в охладителе первой ступени. Из диффузора паровоздушная смесь поступает в нижнюю часть корпуса, откуда перегородками направляется в холодильник, смывая его трубки снаружи. Охлаждающая вода поступает в водяную камеру и проходит последовательно по трубкам холодильников.

При этом происходит конденсация пара, находящегося в смеси и несконденсировавшаяся часть проходит во всасывающую камеру и входную часть диффузора второй, а затем и третьей ступени.

Образовавшийся конденсат рабочего пара третьей ступени отводится в отсек охладителя второй ступени, здесь часть его испаряется, а часть смешивается с конденсатом второй ступени и поступает в охладитель первой ступени, а оттуда в бак низких точек.

Деаэратор ВД-400 не имеет запаса по уровню воды в своем корпусе, поэтому для устройства работы последнего имеется ВУС и промежуточный бак с регулируемым уровнем воды, подающейся на всас перекачивающих насосов.

Установка промбака с регулируемым уровнем (Н_доп.= 80ч220 см.) обусловлена тем, что самослив из ВД-400 к ПН менее 10 метров.

Паровое пространство промбака соединено с паровым пространством вакуумного деаэратора трубой Ду 100 ( заведена между I и II тарелкой ), что позволяет удалить остаточный кислород после прохождения деаэратора.

Для защиты деаэратора от переполнения и превышения допустимого давления с промежуточного бака выполнен гидрозатвор в БЗК. Для достижения минимальной гидравлической загрузки деаэратора в 30% от номинальной имеется линия рециркуляции с ПН Ду 100[46].



6. Рекомендации по повышению эффективности работы деаэрационных установок

6.1 Модернизация деаэратора с использованием различных современных насадочных колонн

В последние годы в практике отечественных и зарубежных предприятий сложилась устойчивая тенденция к замене устаревших контактных элементов (барботажных тарелок, насадок и т.п.) преимущественно в вакуумных и атмосферных колоннах на модернизированные или вновь разработанные виды насадок, обладающих более широким интервалом устойчивой работы и большей эффективностью.

Насадочные колонны находят широкое применение в промышленности при проведении процессов абсорбции, ректификации и жидкостной экстракции. К достоинствам насадочных колонн можно отнести высокую эффективность и широкий интервал устойчивой работы, сравнительно невысокую стоимость и простоту конструкций, небольшое гидравлическое сопротивление, что особенно важно для вакуумных колонн [47].

В насадочных колоннах могут использоваться различного рода контактные устройства, такие как: кольца Рашига , кольца Палля , насадка «Инжехим» (рис.6.1).



а)

б)

в)

Рис.6.1 Виды контактных насадок: а) кольца Рашига; б)кольца Палля; в) насадка инжехим

Из подробного анализа процесса дегазации воды вытекает, что одними из факторов влияющие на интенсивность процесса деаэрации являются: площадь контакта воды с паром и турбулентность потока.

Увеличение поверхности контакта воды и пара позволяют увеличить скорость диффузии. В деаэраторах, особенно в вакуумных, большая часть газов выделяется из воды в виде пузырьков, которые выходят на поверхность воды. Меньшая, остаточная часть газов выделяется путем диффузии. Диффузия есть перенос в жидкости растворенного вещества по направлению от большей концентрации к меньшей. Диффузия газа идет от внутренних слоев воды, где концентрация растворенных газов больше, к наружным, где концентрация меньше. Затем газы через поверхностную пленку переходят в пар. Скорость диффузии зависит от физических параметров воды: вязкости и поверхностного натяжения, и от степени дробления воды.

Используемые в деаэраторах насадки уменьшают поверхность натяжение воды, а также способствуют ее дроблению, что в свою очередь уменьшает путь прохождения газа в воде и ускоряет его выход из нее благодаря увеличению поверхности контакта воды с паром.

Турбулизация, т. е. завихрение воды при ее движении. Турбулизация приводит к нарушению поверхностного натяжения воды. При этом разрывается поверхностная пленка и облегчается выход газов из воды. Благодаря турбулентному движению происходит перемешивание частиц воды и непрерывное обновление поверхности соприкосновения воды с паром. Это ускоряет выход газа из воды и переход его в пар.

Благодаря своим геометрическим формам, насадки способствуют турболизации потока, и как следствие повышают эффективность процесса деаэрации[48].

Примером модернизации деаэратора с использованием насадочной колонны может служить Казанская ТЭЦ-3.

Проведенные исследования режимов работы деаэратора ДСА-300 Казанской ТЭЦ-3 показали, что деаэратор не всегда обеспечивает требуемое содержание кислорода О₂ на выходе при различных режимах и необходима его модернизация. Характеристики работы по данным Казанской ТЭЦ-3 приведены в табл 6.1.

На основе выполненных расчетов разработаны технические решения по модернизации деаэратора, которые заключаются в замене устаревших контактных устройств в колонке деаэратора на более эффективные. Для модернизации действующего деаэратора на Казанской ТЭЦ-3 были рассмотрены варианты с заменой контактных устройств на насадку «Инжехим» номинального размера 45 и 60 мм. В результате расчетов деаэратора при различных режимах получены следующие данные (табл. 6.2), и установлены деаэраторы следующих размеров по высоте слоя насадки (табл. 6.3 и табл. 6.4) [49].

Таблица 6.1. Характеристики работы деаэратора



Таблица 6.2. Данные полученные при расчетах деаэратора

Таблица 6.3 Конструктивные характеристики деаэратора при минимальных расходах

Таблица 6.4 Конструктивные характеристики деаэратора при максимальных расходах

На основе моделирования и проведенных расчетов массообменных процессов, была предложена следующая схема модернизации деаэратора ДСА-300 (рис. 6.2).

Рис. 6.2 Схема модернизации деаэратора ДСА-300 (вид сбоку). H - высота слоя насадки

В колонке деаэратора размещается насадка «Инжехим» размером 60 мм высотой H = 1,3 м (рис. 6.2). Это обеспечивает повышение эффективности удаления кислорода О₂ до требуемой нормы. Для оценки эффективности работы модернизированного деаэратора ДСА-300 Казанской ТЭЦ-3 после его модернизации произведены натуральные испытания.

Основные результаты испытаний представлены в табл. 6.5. Испытания проводились при следующих расходах (нагрузках деаэратора): 190 - 285 т/ч.

Таблица 6.5. Результаты испытаний

Анализ результатов испытания деаэратора ДСА-300 позволяет сделать следующие выводы:

1. При максимально-возможной нагрузке содержание кислорода О₂ в деаэрированной воде на выходе из аппарата снизилось в 1,5-2 раза, что соответствует нормированному содержанию кислорода. Нагрев воды при этом соответствует рекомендуемому диапазону температур.

2. В результате проведенной модернизации улучшилась стабильность работы деаэратора ДСА-300 при максимально возможных нагрузках[50].

Таким образом можно утверждать что использование насадочных колонн, при правильном подходе расчета процесса деаэрации, а также при налаженном процессе эксплуатации, ведет к повышению эффективности термической деаэрации.

6.2 Использование природного газа в качестве десорбирующего агента

Технологии деаэрации существенно влияют на экономичность тепловых электростанций. Для повышения энергетически эффективной выработки электроэнергии на тепловом потреблении за счет отборов пара на подогрев потоков деаэрируемой и деаэрированной воды деаэрацию воды следует проводить при минимально возможной температуре этих теплоносителей [51]. Особенно актуально это положение для открытых систем теплоснабжения с большими расходами подпиточной воды: чем ниже температура деаэрированной подпиточной воды, тем меньше температура обратной сетевой воды, с которой подпиточная вода смешивается, и тем ниже потенциал отопительных отборов пара теплофикационных турбин, которым подогревается сетевая вода. Значение же потенциала отборов пара непосредственно влияет на выработку электроэнергии на тепловом потреблении.

Тем не менее, резервы повышения энергетической эффективности ТЭЦ с деаэрацией подпиточной воды систем теплоснабжения далеко не исчерпаны. В частности, одна из возможностей повышения тепловой экономичности связана с применением новых технологий низкотемпературной деаэрации подпиточной воды.

Далее рассматривается одно из таких решений, позволяющих повысить экономичность ТЭЦ путем исключения затрат пара на деаэрацию и использования в качестве десорбирующего агента природного газа [52] (рис. 6.3).

Рис.6.3. Схема дегазации подпиточной воды теплосети природным газом.

Схема (рис.6.3) деаэрации подпиточной воды содержит: котел 1, теплофикационную турбину 2 с отборами пара, которые подключены к нижнему 3 и верхнему 4 сетевым подогревателям. К деаэратору 5 подключены трубопровод исходной воды 6 и патрубки подвода 7 и отвода 8 десорбирующего агента. Патрубки подвода 7 и отвода 8 десорбирующего агента включены в газопровод 9, подключенный к горелкам котла 1. Бак-аккумулятор 10 деаэратора 5 связан трубопроводом подпиточной воды 11 с обратным сетевым трубопроводом 12 перед нижним сетевым подогревателем 3.

Вырабатываемый в котле 1 пар направляют в теплофикационную турбину 2. Сетевую воду нагревают паром отопительных отборов теплофикационной турбины 2 в нижнем 3 и верхнем 4 сетевых подогревателях. Исходную воду по трубопроводу 6 подают в деаэратор 5. Используемый в качестве десорбирующего агента природный газ из газопровода 9 направляют в деаэратор 5 по патрубку подвода 7. Из деаэратора 5 природный газ с выделившимися коррозионно-агрессивнымигазами удаляют из деаэратора по патрубку отвода 8 и по трубопроводу 9 подают в горелку парового котла 1. Деаэрированную воду из деаэратора 5 сливают в бак-аккумулятор подпиточной воды 10, после чего по трубопроводу 11 подают в обратный сетевой трубопровод 12 перед нижним сетевым подогревателем 3. Поскольку деаэрацию в деаэраторе производят газом при низких температурах (10-30°C), смешение деаэрированной подпиточной воды с обратной сетевой водой приводит к существенному понижению температуры обратной сетевой воды перед нижним сетевым подогревателем, возрастанию выработки электроэнергии на тепловом потреблении и, как следствие, к повышению экономичности способа работы тепловой электрической станции.[53]

Главная особенность технологии, которую поясняет схема на рис. 6.3, состоит в применении нового десорбирующего агента в деаэраторе. Вместо традиционных водяного пара или перегретой воды, которая образует пар при попадании в вакуумный деаэратор, новая технология предусматривает применение в качестве десорбирующей среды газа, являющегося топливом для котлов электростанции. Эффективному использованию природного газа в качестве десорбирующей среды в деаэраторах способствует отсутствие в нем коррозионно-агрессивных газов. Весьма важным обстоятельством является возможность проведения деаэрации воды при относительно невысоких температурах, поскольку газ после редуцирующих установок имеет низкую температуру. При подаче холодной деаэрированной подпиточной воды в обратный сетевой трубопровод происходит значительное снижение температуры обратной сетевой воды перед сетевыми подогревателями теплофикационных турбин. Снижение температуры обратной сетевой воды, в свою очередь, приводит к увеличению выработки электроэнергии на тепловом потреблении и повышению энергетической эффективности работы ТЭЦ.

Также предлагается модернизация вышепоказанной схемы с подогревом природного газа, уходящими газами котла (рис 6.4).

Рис 6.4. Схема деаэрации с подогревом природного газа уходящими газами

В данной схеме предложен вариант внедрения дополнительного теплообменного аппарата 14, где будет происходить теплообмен между уходящими газами ,подводимыми через трубопровод 13, и природным газом.

Установка дополнительного теплообменника влечет за собой: увеличение КПД котлоагрегата, за счет уменьшения потерь теплоты с уходящими газами,

Также увеличится температура деаэрированной воды, что позволит сократить расход пара в нижнем 3 и верхнем 4 сетевых подогревателях.

Для оценки массообменной и энергетической эффективности этого решения следует определить теоретически необходимый расход десорбирующего агента -- газа и изменение удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении теплофикационными турбинами ТЭЦ при изменении температурного режима деаэрации.

В основу методики определения теоретически необходимого удельного расхода природного газа для удаления из воды растворенного кислорода d™ⁿ, кг/т, положено решение балансовых уравнений процессов массо- и теплообмена при термической деаэрации при условии, что на выходе из деаэратора достигается равновесие между фазами [54]. С определенными допущениями можно принять, что наибольшая массообменная и энергетическая эффективность термического деаэратора достигается при минимально возможных расходах десорбирующего агента и покидающего деаэратор выпара.

Уравнение материального баланса деаэрации можно записать в виде

G_и.в.X_и.в+D_газY_газ = G_д.в X_д.в.+D_выпY_{вып ,} (6.1)

где G_и.в. и G_д.в - количество исходной к деаэрированной воды, кг/ч; D_газ - расход расход природного газа, подаваемого в деаэратор кг/ч; ; D_вып -- расход выпара деаэратора (смеси выделившихся из воды коррозионно-агрессивных газов и природного газа), кг/ч; X_и.в, X_д.в -- концентрации кислорода в воде на входе в деаэратор и выходе из него; Y_газ, Y_вып -- содержание кислорода в природном газе на входе в деаэратор и в выпаре на выходе из деаэратора.

Расчетная схема деаэратора приведена на рис. 6.5.

Согласно закону Дальтона, общее давление газовой или парогазовой смеси равно сумме парциальных давлений газов и паров, составляющих смесь. Из закона Генри следует, что концентрация газа, растворенного в воде, пропорциональна парциальному давлению этого газа над поверхностью воды.

Концентрация кислорода в газе на входе в деаэратор Y_газ практически равна нулю. Концентрация кислорода в выпаре, покидающем деаэратор, зависит от схемы движения воды и пара в аппарате. При противоточном движении мольная доля О₂ в парогазовой смеси Y_вып равна

(6.2)

где -- коэффициент Генри (константа фазового равновесия для кислорода), Па; р -- давление в деаэраторе,

Рис. 6.5 Схема деаэрационной колонки противоточного типа.

1 -- подвод исходной воды; 2 -- подвод греющего пара; 3 -- отвод деаэрированной воды; 4 -- отвод выпара деаэратора.

При противоточной схеме движения воды и природного газа в деаэраторе минимальное количество природного газа составит

(6.3)

а его удельное значение

(6.4)

Результаты расчета процесса деаэрации, выполненного по формулам (6.1) и (6.2) при разных значениях концентрации кислорода; в воде на входе в атмосферный деаэратор и приведенных в ГОСТ значениях содержания растворенного кислорода в деаэрированной воде, представлены на рис. 6.6.

Рис. 6.6 Зависимость теоретически необходимого расхода десорбирующего агента - природного газа при противоточном движении воды и газа от нагрузки деаэратора



Относительно небольшое количество природного газа, требуемое для деаэрации, можно объяснить тем, что теоретический расход соответствует деаэратору с бесконечно большой поверхностью контакта жидкой и газовой фаз. В реальных аппаратах массообмен протекает при ограниченной поверхности контакта фаз и в течение ограниченного времени, поэтому принятое при расчете равновесие между водой и паром не может быть достигнуто. Однако -- это то количество, к которому следует стремиться при организации процесса деаэрации.

Как следует из рис. 6.5 и сравнения его с данными [55], теоретически необходимый удельный расход природного газа для деаэрации существенно превышает теоретически необходимый расход водяного пара при использовании его в качестве десорбирующего агента. В то же время теоретически необходимый расход газа несколько ниже регламентированных значений удельного расхода выпара, указанных в [56].

Однако при проектировании и эксплуатации аппаратов, в которых в качестве десорбирующего агента используется природный газ с относительно низкой температурой после редуцирующих устройств, следует иметь в виду, что коэффициенты массопереноса, как правило, существенно зависят от температуры. На основании результатов расчетов массообмена и экспериментальных данных по низкотемпературной вакуумной деаэрации можно утверждать, что реальный расход газа на газовые деаэраторы будет в 3--5 раз больше теоретически необходимого [57]. Обеспечение такого расхода на ТЭЦ и в котельных не представляет каких-либо проблем, поскольку расход газа на котлы во много раз превышает расход его на деаэраторы.

Также стоит отметить, что свойства природного газа для деаэрации воды практически не изменяются, что вытекает из закона Гиббса поскольку выделяемое при деаэрации количество растворенных в воде газов не превышает 60 г на 1 т деаэрированной воды [58].

Величина G называется энергией Гиббса и является одним из важнейших термодинамических потенциалов. При постоянных температуре и давлении изменение энергии Гиббса в процессе определяет возможность его самопроизвольного протекания:

ДG=ДH-TДS (6.4)

Если для некоторой реакции ДG<0, то она может протекать самопроизвольно, при ДG>0 реакция принципиально неосуществима; ДG=0 отвечает состоянию равновесия.

CH₄ + H₂O = CO + 3H₂

-137, 14-(-50,79)-(-229)=142,65

CH₄ + 2H₂O = CO₂ + 4H₂

-394,40-(-50,79)-2*(-229)=114,39

Реакции принципиально неосуществимы

ДG(H₂) = 0 (простое вещество)

Свойства воды, деаэрируемой природным газом, также не изменяются, так как природный газ не токсичен и практически не растворим в воде.

Для объяснения плохой растворимости углеводородов в воде необходимо прежде всего рассмотреть энергетику такого процесса. На рис. 6.7 приведены данные для наиболее простого углеводорода метана.



Рис . 6.7 Растворимость метана в воде

Известно, что растворение газообразного метана в воде -- процесс экзотермический (ДЗ° < 0). Тем не менее изменение свободной энергии (ДG°) -- величина положительная, поскольку в уравнении преобладает энтропийный член (-Т * ДS°). Очевидно, что изменение энтропии процесса (ДS°) -- величина отрицательная, т.е. растворение метана в воде требует повышения степени упорядоченности системы. При окружении молекул метана молекулами воды подвижность молекул метана должна уменьшаться. Однако при этом существенно важнее то обстоятельство, что молекулы воды, располагаясь вокруг этих неполярных молекул, образуют собственную сетчатую структуру, "клатраты", стабилизированную, как и в структуре льда, водородными связями. Таким образом, растворение метана в воде -- процесс, приводящий к более высокой упорядоченности водной фазы. Чем больше поверхность контакта между водой и неполярной фазой, тем выше степень такой упорядоченности[59]