RU2027921C1 - Method of control of heating and supply of heated liquid - Google Patents
Method of control of heating and supply of heated liquid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2027921C1 RU2027921C1 SU5035377A RU2027921C1 RU 2027921 C1 RU2027921 C1 RU 2027921C1 SU 5035377 A SU5035377 A SU 5035377A RU 2027921 C1 RU2027921 C1 RU 2027921C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- supply
- steam
- pressure
- heated
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к струйной технике и может быть применено в системах горячего водоснабжения, для подпиток систем жидкостью, для мойки оборудования и т.п. The invention relates to inkjet technology and can be used in hot water systems, for feeding systems with liquid, for washing equipment, etc.
Известны способы регулирования систем горячего водоснабжения, содержащие только регулирование температуры воды после подогревателя либо стабилизацию напоров горячей воды с помощью аккумуляторов воды [1]. Known methods of regulating hot water systems, containing only the regulation of the water temperature after the heater or the stabilization of the pressure of hot water with the help of water accumulators [1].
Недостатками указанных способов регулирования систем горячего водоснабжения являются большая тепловая инерционность при регулировании температуры горячей воды из-за использования металлоемких подогревателей; необходимость в использовании аккумуляторов воды больших объемов с большими теплопотерями; непостоянство давления горячей воды, большие энергозатраты из-за непрерывной работы циркуляционных насосов. The disadvantages of these methods of regulating hot water systems are the large thermal inertia in regulating the temperature of hot water due to the use of metal-intensive heaters; the need to use large-capacity water batteries with large heat losses; inconsistency of hot water pressure, high energy consumption due to the continuous operation of circulation pumps.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является система горячего водоснабжения, в которой используется пароконтактный способ нагрева и подачи нагретой воды, что устраняет некоторые недостатки систем аналогов (как, например, уменьшение тепловой инерционности). [2]. The closest in technical essence to the present invention is a hot water supply system that uses a vapor-contact method of heating and supplying heated water, which eliminates some of the disadvantages of analog systems (such as reducing thermal inertia). [2].
Но регулирование нагрева и подачи нагретой воды осуществляется воздействием на регулирующие устройства подачи воды из водопровода и пара в пароструйный подогреватель без автоматического исключения режимов срыва работы пароструйного подогревателя. Особенность работы пароструйных аппаратов состоит в том, что для устойчивой работы их коэффициент инжекции (U = Dв/Dп - отношение подач воды и пара в аппарат) должен находиться в определенном диапазоне, как правило 8...100. Поэтому изменяя регулирующим органом подачу воды в аппарат, необходимо регулировать и подачу пара, в том случае, если U приближается к граничным значениям. Кроме того, существуют и ограничения по величине подачи воды (минимальная подача), при которых устойчиво может работать пароструйный аппарат. Поэтому при приближении к минимальной подаче (приблизительно 30% от максимальной подачи) система регулирования должна предусматривать либо прекращение дальнейшего уменьшения подачи воды в аппарат, либо автоматическое прекращение подачи воды и пара в аппарат. Это в прототипе не предусматривается.But the regulation of heating and the supply of heated water is carried out by affecting the control devices for supplying water from the water supply system and steam to the steam jet heater without automatically eliminating the failure modes of the steam jet heater. A feature of the operation of steam-jet devices is that for stable operation, their injection coefficient (U = D in / D p is the ratio of water and steam supply to the device) should be in a certain range, usually 8 ... 100. Therefore, changing the supply of water to the apparatus by the regulatory body, it is necessary to regulate the supply of steam, in the case if U approaches the boundary values. In addition, there are restrictions on the amount of water supply (minimum flow), under which the steam-jet apparatus can operate stably. Therefore, when approaching the minimum supply (approximately 30% of the maximum supply), the control system should provide for either a cessation of a further decrease in the supply of water to the apparatus or an automatic shutdown of the supply of water and steam to the apparatus. This is not provided in the prototype.
Задачей изобретения является осуществление в процессе регулирования нагрева и подачи нагретой жидкости автоматического исключения режимов неустойчивой работы пароструйных аппаратов, стабилизации температур и напора нагретой жидкости, при изменениях ее подач, расширения диапазонов регулирования подач нагретой жидкости с получением технического результата - повышение экономичности при нерасчетных режимах работы системы, обеспечение устойчивой работы пароструйных аппаратов в широком диапазоне изменения подач нагретой жидкости. The objective of the invention is the implementation in the process of regulating the heating and supply of heated fluid to automatically eliminate the unstable operation of steam-jet apparatuses, stabilize the temperature and pressure of the heated fluid, with changes in its flow, expand the range of control of the flow of heated fluid to obtain a technical result - increase efficiency with non-design modes of the system , ensuring the stable operation of steam-jet devices in a wide range of changes in the flow of heated fluid.
Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.
При регулировании подачи ненагретой жидкости на регулятор подачи ее действуют совместно давлением нагретой жидкости и перепадом давления жидкости в этом регуляторе. Изменение давления нагретой жидкости вызывает такое изменение положения регулятора, которое за счет изменения подачи жидкости стремится восстановить прежнее давление нагретой жидкости. Одновременно при этих перемещениях регулятора изменяется перепад давлений жидкости в регуляторе (разница давлений жидкости на входе и выходе из регулятора). Воздействие этого изменения перепада давления также направлено на восстановление прежнего давления нагретой жидкости. При этом чем больше закрытие регулятора тем больше вклад воздействия перепада давления на процесс регулирования и при определенных условиях за счет настройки регуляторов это воздействие может стать решающим и вызвать полное закрытие регулятора - "отсечку" подачи ненагретой жидкости в аппарат. Таким образом при регулировании осуществляется стабилизация давления (напора) нагретой жидкости у потребителя и одновременно за счет настройки регулятора можно автоматически выключить из работы аппарат, не допустив при уменьшении подачи жидкости входа его в зону неустойчивых режимов работы. Все это позволяет увеличить экономичность, исключив перерасход воды при повышении давления нагретой жидкости у потребителя относительно расчетного рабочего давления и повысить надежность и устойчивость работы аппарата. When regulating the supply of unheated liquid to the supply regulator, it acts together with the pressure of the heated liquid and the differential pressure of the liquid in this regulator. A change in the pressure of the heated liquid causes a change in the position of the regulator, which, due to a change in the supply of liquid, tends to restore the previous pressure of the heated liquid. At the same time, with these movements of the regulator, the differential pressure of the fluid in the regulator changes (the difference in fluid pressure at the inlet and outlet of the regulator). The effect of this change in pressure drop is also aimed at restoring the previous pressure of the heated fluid. Moreover, the greater the closure of the regulator, the greater the contribution of the differential pressure to the regulation process, and under certain conditions, due to the adjustment of the regulators, this effect can become decisive and cause a complete shutdown of the regulator - “cutting off” the supply of unheated liquid to the device. Thus, during regulation, the pressure (pressure) of the heated liquid is stabilized at the consumer and at the same time, by adjusting the regulator, the device can be automatically turned off from operation, preventing it from entering the zone of unstable operating modes when the liquid supply is reduced. All this allows you to increase efficiency by eliminating water overruns with increasing pressure of the heated liquid from the consumer relative to the calculated working pressure and to increase the reliability and stability of the apparatus.
Если в системах горячего водоснабжения отсутствуют автономные автоматические системы регулирования температуры нагретой жидкости независимые от импульсов изменения давления или подачи нагретой жидкости, то предлагается использовать при регулировании подачи пара описанный выше принцип совмещения двух воздействий: перепада давления ненагретой жидкости в датчике ее подачи перед регулятором подачи этой жидкости и перепада давления пара в регуляторе подачи пара. Это позволяет одновременно автоматически при изменениях регулятором подачи ненагретой жидкости изменять в соответствующей мере подачу пара и сохранить таким образом постоянство коэффициента инжекции U (соотношение расходов жидкости и пара) и следовательно автоматически исключить зоны неустойчивой работы аппаратов и стабилизировать температуру нагретой жидкости у потребителя. If in hot water systems there are no autonomous automatic systems for controlling the temperature of a heated liquid independent of pulses of pressure change or supply of a heated liquid, it is proposed to use the above-described principle of combining two effects when regulating the steam supply: the differential pressure of an unheated liquid in the sensor of its supply in front of the regulator for the supply of this liquid and a differential pressure of steam in the steam regulator. This allows you to simultaneously automatically when the regulator changes the supply of unheated liquid to change the steam supply to an appropriate extent and thus maintain the constancy of the injection coefficient U (ratio of liquid to steam consumption) and therefore automatically eliminate the zones of unstable operation of the apparatus and stabilize the temperature of the heated liquid at the consumer.
Выполняя систему нагрева жидкости с несколькими параллельно включенными пароструйными аппаратами и предусматривая автоматическое выключение (включение) при уменьшении (увеличении) потребления нагретой жидкости всех аппаратов, кроме аппарата с наименьшей производительностью, можно обеспечивать автоматическое регулирование температуры и напора нагретой жидкости в гораздо более широком диапазоне изменения потребления нагретой жидкости, нежели в системах с однотипным регулированием каждого аппарата. Постоянная работа аппарата с наименьшей производительностью позволяет поддерживать в системе нагретой жидкости требуемое давление при минимальном либо полном прекращении потребления жидкости и обеспечивать за счет этого автоматическое воздействие на регуляторы остальных аппаратов. Минимальная производительность аппарата позволяет значительно уменьшить размеры водосборной емкости, используемой в качестве буферной. При уменьшении потребления нагретой жидкости до 30% максимальной производительности невыключаемого аппарата система регулирования обеспечивает подачу жидкости в водосборную емкость, прекращая при этом дальнейшее уменьшение подачи жидкости и пара в этот аппарат. Уменьшение же потребления нагретой жидкости при этом может быть любым вплоть до полного прекращения потребления. Допустимое время существования таких режимов определяется производительностью аппарата, размерами водосборной емкости и длительностью перерывов в потреблении жидкости. При возрастании потребления свыше 30% максимальной производительности невыключаемый аппарат автоматически транспортирует нагретую жидкость из водосборной емкости потребителю, а в дальнейшем вызывает автоматическое включение других аппаратов. Таким образом, предлагаемый способ регулирования позволяет значительно увеличить диапазоны регулирования подачи нагретой жидкости и тем самым надежность и экономичность использования пароструйных аппаратов для рассматриваемых целей.By executing a fluid heating system with several steam-jet devices in parallel and automatically turning off (turning on) when reducing (increasing) the consumption of heated liquid of all devices, except for the device with the lowest productivity, it is possible to automatically control the temperature and pressure of the heated liquid in a much wider range of consumption changes heated fluid than in systems with the same regulation of each device. The continuous operation of the apparatus with the lowest productivity allows you to maintain the required pressure in the heated fluid system with a minimum or complete cessation of fluid consumption and, due to this, automatically influence the regulators of the remaining apparatuses. The minimum performance of the apparatus can significantly reduce the size of the catchment tank used as a buffer. When reducing the consumption of heated liquid to 30% of the maximum productivity of a non-switched-off apparatus, the control system ensures the supply of fluid to the catchment tank, while stopping a further decrease in the flow of fluid and steam into this apparatus. The decrease in the consumption of heated liquid can be any up to a complete cessation of consumption. The permissible time of existence of such regimes is determined by the capacity of the apparatus, the dimensions of the drainage tank and the duration of interruptions in fluid intake. With increasing consumption over 30% of maximum productivity, a non-switched-off device automatically transports heated liquid from the catchment to the consumer, and subsequently causes other devices to turn on automatically. Thus, the proposed method of regulation allows you to significantly increase the range of regulation of the supply of heated fluid and thereby the reliability and efficiency of the use of steam-jet apparatus for the purposes under consideration.
Работу способа регулирования нагрева и подачи нагретой жидкости можно осуществить в системе, представленной на чертеже, которая состоит из пароструйных аппаратов 1, 2 с патрубками 3, 4 и 5, 6 соответственно и расположенными на трубопроводах подачи пара 7, 8, на которых размещены регуляторы прямого действия 9, 10, управляемые соответственно импульсами датчиков подачи жидкости 11, 12. Датчики установлены на трубопроводах подачи ненагретой жидкости 13, 14 с регуляторами прямого действия подачи жидкости 15, 16. На трубопроводах выхода жидкости 17, 18 из пароструйных аппаратов 1 и 2 установлены обратные клапаны 19, 20, при этом импульс напора нагретой жидкости за этими клапанами подается к регуляторам подачи ненагретой жидкости 15, 16 соответственно по трубопроводам 21, 22. Патрубки 4 и 6 аппаратов 1 и 2 соединены водосборной емкостью 23 трубопроводом 24, на конце которого размещен обратный клапан 25 соединенный с поплавком 26. The method of controlling the heating and supply of heated liquid can be carried out in the system shown in the drawing, which consists of
Способ регулирования нагрева и подачи нагретой жидкости заключается в следующем. The method of controlling heating and supply of heated liquid is as follows.
При обезвоженной системе и отсутствии давления в трубопроводах нагретой жидкости 17 и 18 регуляторы прямого действия жидкости 15 и 16 открыты, а регуляторы прямого действия подачи пара 9 и 10 закрыты, т.к. нет подачи жидкости через датчики 11 и 12. При подаче ненагретой жидкости по трубопроводам 13 и 14 к патрубкам 3 и 5 аппаратов 1 и 2 создается давление в трубопроводе 24, автоматически открывается обратный клапан 25 и жидкость из аппаратов через патрубки 4 и 6 по трубопроводу 24 поступает в емкость 23. Подача жидкости через датчики 11 и 12 формирует импульсы давлений, которые открывают частично регуляторы подачи пара 9 и 10 и по трубопроводам 7 и 8 пар поступает в аппараты 1 и 2, где при смешении с жидкостью создает сверхзвуковые двухфазные потоки. При этом в этих потоках возникает из-за больших скоростей течения вакуум и поэтому жидкость из емкости 23 через клапан 25, трубопроводы 24 и патрубки 4 и 6 отсасывается в аппараты 1 и 2, смешивается со сверхзвуковыми двухфазными потоками и перед выходом из аппаратов потоки переходят в дозвуковые с полной конденсацией пара, при этом жидкость приобретает требуемую температуру и напор. При падении уровня жидкости в емкости 23 до определенной величины, прекратится воздействие поплавка 26 на клапан 25 и клапан закроется, прекратив доступ жидкости в трубопроводы 24. Давление нагретой жидкости автоматически открывает клапаны 19 и 20 и жидкость поступает к потребителям. Если при этом подача ненагретой жидкости к аппаратам 1 и 2 будет недостаточна, т.е. давление жидкости в трубопроводах 17 и 18 будет ниже требуемого, то импульс пониженного давления через трубопроводы 21 и 22 вызовет открытие регуляторов 15 и 16 до тех пор, пока не будет создано требуемое давление нагретой жидкости у потребителя. При этом одновременно увеличиваются импульсы перепада давлений в датчиках 11 и 12, вызывающих дальнейшее открытие регуляторов 9 и 10 в такой мере, что сохраняется постоянство отношения подачи пара в аппарат к подаче жидкости, а это значит постоянство температуры нагретой жидкости на выходе из аппарата. При уменьшении потребления нагретой жидкости возрастает ее давление в трубопроводах 17, 18, 21, 22, что вызовет аналогично описанному выше прикрытие регуляторов 15, 16, 9 и 10 с сохранением с определенной неравномерностью регулирования температуры и напора нагретой жидкости. Для уменьшения неравномерности регулирования к импульсу давления нагретой жидкости воздействующему на регуляторы подачи ненагретой жидкости добавляются импульсы возникающих и увеличивающихся при закрытии перепадов давлений на клапанах этих регуляторов. Увеличение перепадов давлений на клапанах имитирует возрастание давления нагретой жидкости, уменьшая тем самым реальное увеличение этого давления. Однако если подача жидкости в аппараты регуляторами 15 и 16 будет уменьшена до значений близких к критическому (приблизительно 30% максимальной подачи каждого аппарата, то дальнейшее прикрытие регуляторов 15 и 16 может вызвать срыв работы аппаратов 1 и 2, так называемое "запаривание". Такие режимы автоматически исключаются тем, что в системе существует один аппарат, например, аппарат 1, с наименьшей производительностью и регулятор подачи жидкости 16 аппарата 2 настроен таким образом, что при указанных выше подачах воздействие на регулятор перепада давления на нем становится решающим и этот регулятор "захлопывается". Одновременно исчезновение перепада давления на датчике 12 вызывает закрытие и регулятора подачи пара 10, при этом автоматически из-за падения давления на выходе из аппарата 2 закроется обратный клапан 20. Таким образом, автоматически произойдет отключение аппарата 2. При этом начнет падать давление (напор) нагретой жидкости в трубопроводах 17, 21, что вызовет соответствующее открытие регулятора 15 и восстановление номинального давления нагретой жидкости. Соответственно с помощью импульса от датчика 11 откроется и регулятор подачи пара 9. При дальнейшем уменьшении потребления нагретой жидкости опять начнется возрастание давления этой жидкости, соответствующее прикрытие регуляторов 9 и 15. Но для аппарата 1 существует автоматическое ограничение уменьшения производительности до значений меньших 30% максимальной производительности аппарата 1. Это может быть обеспечено различными способами. Например, характеристики аппарата 1 могут быть выбраны такими, что в этом критическом положении избыток нагретой жидкости начнет поступать по трубопроводу 24 через клапан 25 в емкость 23. При этом эта подача может возрастать до полного прекращения потребления нагретой жидкости. Возрастание давления за аппаратом 1 не вызывает такого прикрытия регулятора 15, при котором решающим становится воздействие перепада давления на этом регуляторе. Таким образом, при временном уменьшении более чем на 70% от максимальной производительности аппарата 1 потребления жидкости или полном прекращении потребления нагретая жидкость будет поступать в емкость 23, а давление нагретой жидкости и перепад давления на регуляторе 16 обеспечит надежное отключение аппарата 2. С учетом последнего минимальная подача нагретой жидкости в режиме автоматического регулирования составит не более 15% от максимальной производительности системы (суммы максимальных производительностей аппаратов 1 и 2). Такие же эффекты ограничения уменьшения производительности аппарата 1 можно получить механически ограничивая перемещение регулятора 15 либо устанавливая на трубопроводе 17 предохранительный клапан, сброс жидкости из которого может быть осуществлен, например, в емкость 23. При возрастании потребления нагретой жидкости падение ее давления вызовет сначала появление вакуума в трубопроводах 24 и отсос нагретой жидкости из емкости 23 через кран 25 и патрубок 4 в аппарат 1 и далее к потребителю. Одновременно импульс уменьшающегося давления нагретой жидкости вызовет соответствующее открытие регуляторов 15 и 9. Если этого будет недостаточно и давление нагретой жидкости будет продолжать уменьшаться, то при определенном давлении автоматически откроется регулятор 16 и затем регулятор 10 обеспечив включение в работу аппарата 2, при этом произойдет как уже указывалось ранее перераспределение производительностей (подач) между аппаратами 1 и 2.When the system is dehydrated and there is no pressure in the pipelines of the
Таким образом, за счет использования предлагаемого способа регулирования возможно обеспечивать самыми простыми и надежными регуляторами, например, регуляторами прямого действия, автоматическое регулирование подачи нагретой жидкости для поддержания постоянными температуры и напора этой жидкости, при этом диапазон изменения потребления нагретой жидкости (0...100)% максимального потребления. Thus, through the use of the proposed method of regulation, it is possible to provide the simplest and most reliable regulators, for example, direct-acting regulators, automatic regulation of the supply of heated liquid to maintain constant temperature and pressure of this liquid, while the range of variation in the consumption of heated liquid (0 ... 100 )% of maximum consumption.
П р и м е р. Максимальная производительность аппарата 1 10 м3/ч, аппарата 2 - 20 м3/ч, суммарная 30 м3/ч. При этом давление ненагретой жидкости перед аппаратами 1 и 2 равно 300 кПа. Номинальное давление нагретой жидкости 400 кПа. Температура 80оС. Это обеспечивается при полном открытии регуляторов 9, 10, 15, 16, и потреблении 30 м3/ч нагретой жидкости. При уменьшении потребления до 12 м3/ч давление нагретой жидкости возрастает до 460 кПа, произойдет автоматическое отключение аппарата 2, полное открытие регуляторов 9 и 15 и уменьшение давления нагретой жидкости до 400 кПа. При дальнейшем уменьшении потребления жидкости до 4 м3/ч давление нагретой жидкости возрастает до 480 кПа и нагретая жидкость начнет поступать в емкость 23. При уменьшении потребления нагретой жидкости до нуля давление за аппаратом 1 возрастает до 500 кПа, что вызовет уменьшение производительности аппарата 1 до 3 м3/ч. При указанных выше процессах избыточное давление жидкости и пара перед аппаратами будет изменяться соответственно в диапазонах (0...300) кПа и (100...500) кПа, а температура нагретой жидкости (80-5)оС. При увеличении потребления нагретой жидкости и падении ее давления до 350 кПа автоматически включается в работу аппарат 2.PRI me R. The maximum productivity of the apparatus 1 10 m 3 / h, apparatus 2 - 20 m 3 / h, total 30 m 3 / h. In this case, the pressure of the unheated liquid in front of
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5035377 RU2027921C1 (en) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | Method of control of heating and supply of heated liquid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5035377 RU2027921C1 (en) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | Method of control of heating and supply of heated liquid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2027921C1 true RU2027921C1 (en) | 1995-01-27 |
Family
ID=21600846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5035377 RU2027921C1 (en) | 1992-04-01 | 1992-04-01 | Method of control of heating and supply of heated liquid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2027921C1 (en) |
-
1992
- 1992-04-01 RU SU5035377 patent/RU2027921C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Водяные тепловые сети. Справочное пособие. Под ред. Н.К.Громова и Е.П.Шубина, Энергоатомиздат, 1988, с.287-290. * |
2. Патент Германии N 472476, кл. 13В 9, опублик. 1929. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2027921C1 (en) | Method of control of heating and supply of heated liquid | |
JPH04302902A (en) | Supercritical boiler with separator for cycle operation and recirculating pump | |
US2062925A (en) | Generation of heated fluids | |
RU2056547C1 (en) | Method for adjusting heating and supply of unheated liquid | |
RU2064125C1 (en) | Steam-contact device control method | |
JPS603721A (en) | Mixing device of hot water and cold water | |
US5392739A (en) | Steam-raising system | |
SU1416062A3 (en) | Method and apparatus for controlling outflow of heat from primary steam network | |
KR930010432A (en) | How to operate the once-through flow steam generator with low load recirculation | |
JPH07119949A (en) | Method for controlling and apparatus for controlling soot blower of boiler and deslagging device | |
JPS59138705A (en) | Controller for temperature of supplied water | |
JPH0218424Y2 (en) | ||
JPH0375401A (en) | Water level controller of deaerator | |
JPS58217145A (en) | Control device for heating of liquid | |
US3467130A (en) | Fluid treatment apparatus | |
SU1055942A1 (en) | Method of controlling superheated vapour temperature | |
SU1216573A1 (en) | Heat supply system | |
JP2540629B2 (en) | Hot water supply system | |
JPH04211780A (en) | Hot and cold water mixing type hot water supply device | |
JPS6438504A (en) | Feedwater flow controller | |
JPS6311545Y2 (en) | ||
US883948A (en) | Feed-water heating and purifying system. | |
US814629A (en) | Method of regulating the temperature of superheated steam. | |
JPH0587302A (en) | Controlling method for auxiliary steam extraction valve for starting boiler | |
JPH0725441Y2 (en) | Pressure regulator |