RU2142418C1

RU2142418C1 - Method of thermal deaeration of water

Info

Publication number: RU2142418C1
Application number: RU99105641A
Authority: RU
Inventors: В.И. Шарапов; Д.В. Цюра
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 1999-12-10

Abstract

FIELD: heat- power engineering; thermal power stations and boiler plants. SUBSTANCE: proposed method consists in desorbtion of oxygen dissolved in water at contact of water being treated and heating agent in deaerator. Deaerated water and flash steam formed during deaeration are discharged from deaerator. Rate of flow of flash steam out deaerator is regulated y the preset magnitude of residual content dissolved in deaerated water. EFFECT: enhanced economical efficiency and improved quality of thermal deaeration due to maintenance of optimal flow rate of flash steam. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных установках. The invention relates to the field of power engineering and can be used in thermal power plants and boiler plants.

Известны аналоги - способы термической деаэрации воды, по которым десорбцию растворенного в воде кислорода осуществляют при контакте в деаэраторе обрабатываемой воды и греющего агента (пара или перегретой воды), деаэрированную воду и образовавшийся при деаэрации выпар отводят из деаэратора, регулирование расхода выпара из деаэратора производят по величине расхода обрабатываемой воды путем изменения расхода эжектирующей среды на эжектор, с помощью которого отводят выпар (см. авторское свидетельство N 724449, м. кл² C 02 B 1/10, опубл. в Б.И. 1980, N 12).Analogs are known - methods of thermal deaeration of water, in which the desorption of oxygen dissolved in water is carried out by contacting the treated water and a heating agent (steam or superheated water) in the deaerator, the deaerated water and the vapor formed during deaeration are removed from the deaerator, the flow rate of the vapor from the deaerator is controlled by the flow rate of the treated water by changing the flow rate of the ejection medium to the ejector, with which the vapor is removed (see copyright certificate N 724449, class C ² C 02 B 1/10, published in B.I. 1980, N 12) .

Недостатками аналогов является пониженная экономичность термической деаэрации воды из-за повышенных энергетических затрат на отвод выпара из деаэратора, а в ряде случаев - пониженное качество деаэрации из-за недостаточного расхода выпара из деаэратора. Так, при термической деаэрации воды в вакуумном деаэраторе регулирование расхода выпара из деаэратора производят путем изменения расхода эжектирующей среды на эжектор прямо пропорционально расходу обрабатываемой воды. Регулирование производят, исходя из удельного расхода воздуха в выпаре, обычно принимаемом 60 г на 1 тонну обрабатываемой воды, и соответствующего ему расхода эжектирующей среды. Поскольку нормативное качество термической деаэрации, характеризующееся прежде всего содержанием растворенного кислорода в деаэрированной воде, в большинстве случаев может достигаться при значительно меньших величинах расхода выпара и эжектирующей среды, деаэрация практически постоянно происходит с отводом излишнего количества выпара и пониженной экономичностью. С другой стороны, в ряде режимов, несмотря на поддержание стандартных удельных расходов выпара и эжектирующей среды, количество выпара может оказаться недостаточным для обеспечения нормативного качества десорбции кислорода, например при малых нагрузках деаэратора, когда количество воздуха в выпаре зависит не столько от расхода обрабатываемой воды, сколько от присосов в вакуумный деаэратор. Таким образом, вторым недостатком известного способа является низкое качество деаэрации. The disadvantages of the analogues are the reduced cost-effectiveness of thermal deaeration of water due to the increased energy costs for the removal of vapor from the deaerator, and in some cases the reduced quality of deaeration due to insufficient consumption of vapor from the deaerator. So, during thermal deaeration of water in a vacuum deaerator, the flow rate of the vapor from the deaerator is controlled by changing the flow rate of the ejection medium to the ejector in direct proportion to the flow rate of the treated water. Regulation is carried out based on the specific air flow rate in the vapor, usually taken 60 g per 1 ton of treated water, and the corresponding flow rate of the ejection medium. Since the normative quality of thermal deaeration, which is characterized primarily by the content of dissolved oxygen in deaerated water, in most cases can be achieved with significantly lower values of the flow rate of the vapor and ejection medium, deaeration almost always occurs with the removal of an excessive amount of vapor and reduced efficiency. On the other hand, in a number of modes, despite maintaining standard unit costs of the vapor and the ejection medium, the quantity of vapor may not be sufficient to ensure the normative quality of oxygen desorption, for example, at low loads of the deaerator, when the amount of air in the vapor does not depend so much on the flow rate of the treated water, how much from suction cups to a vacuum deaerator. Thus, the second disadvantage of this method is the low quality of deaeration.

В качестве прототипа изобретения принят способ термической деаэрации воды, по которому десорбцию растворенного в воде кислорода осуществляют при контакте в деаэраторе обрабатываемой воды и греющего агента, деаэрированную воду и образовавшийся при деаэрации выпар отводят из деаэратора, регулирование расхода выпара из деаэратора производят по величине расхода обрабатываемой воды (см. авторское свидетельство N 793946, м.кл.³ C 02 F 1/20, опубл. в Б.И., 1981, N 1).As a prototype of the invention, a method of thermal deaeration of water is adopted, according to which the desorption of oxygen dissolved in water is carried out by contacting the treated water and a heating agent in the deaerator, the deaerated water and the vapor formed during deaeration are discharged from the deaerator, the flow rate of the vapor from the deaerator is controlled by the amount of the treated water (see copyright certificate N 793946, M.C. ³ C 02 F 1/20, published in B.I., 1981, N 1).

Прототип обладает теми же недостатками, что и описанный выше аналог: пониженной экономичностью термической деаэрации из-за больших энергетических затрат на отвод выпара и потерь теплоты с выпаром, а также пониженным качеством деаэрации из-за недостаточности расхода выпара в некоторых режимах термической деаэрации при регулировании расхода выпара по расходу обрабатываемой воды. The prototype has the same drawbacks as the analogue described above: the reduced cost-effectiveness of thermal deaeration due to the large energy costs of removing the vapor and heat loss with vapor, as well as the reduced quality of the deaeration due to insufficient vapor flow in some thermal deaeration modes when controlling the flow evaporation of the treated water.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности и качества термической деаэрации воды за счет поддержания оптимального расхода выпара из деаэратора. The technical result achieved by the present invention is to increase the efficiency and quality of thermal deaeration of water by maintaining the optimal flow rate of vapor from the deaerator.

Для достижения этого результата предложен способ термической деаэрации воды, по которому десорбцию растворенного в воде кислорода осуществляют при контакте в деаэраторе обрабатываемой воды и греющего агента, деаэрированную воду и образовавшийся при деаэрации выпар отводят из деаэратора. To achieve this result, a method for thermal deaeration of water is proposed, in which the desorption of oxygen dissolved in water is carried out by contacting the treated water and a heating agent in the deaerator, the deaerated water and the vapor formed during deaeration are removed from the deaerator.

Отличием заявляемого способа является то, что регулирование расхода выпара из деаэратора производят по заданной величине остаточного содержания растворенного кислорода в деаэрированной воде. The difference of the proposed method is that the regulation of the flow rate of vapor from the deaerator is carried out according to a given value of the residual content of dissolved oxygen in deaerated water.

Проведение регулирования расхода выпара из деаэратора по заданной величине остаточного содержания растворенного кислорода в деаэрированной воде позволяет обеспечить качество и экономичность термической деаэрации благодаря поддержанию оптимального расхода выпара, т.е. исключению режимов деаэрации с излишним или недостаточным отводом выпара. Carrying out the regulation of the flow rate of vapor from the deaerator according to a given value of the residual content of dissolved oxygen in deaerated water allows us to ensure the quality and efficiency of thermal deaeration by maintaining the optimal flow rate of vapor, i.e. exclusion of deaeration regimes with excessive or insufficient removal of vapor.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к техническому результату отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна". The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the set of essential features of the analogue, allowed to identify the set of essential in relation to the technical result of the distinguishing features set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. В частности, заявленным изобретением не предусмотрено дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений. Так, к такому преобразованию не может быть отнесено осуществление операции регулирования расхода выпара по заданной величине остаточного содержания растворенного кислорода в деаэрированной воде, поскольку эта операция в заявленном способе осуществляется в другой совокупности существенных признаков способа и по другим правилам по сравнению с известными способами, что и позволяет обеспечить достижение искомого технического результата. To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed method from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the technical result is not revealed from the prior art determined by the applicant. In particular, the claimed invention does not provide for the addition of a known agent to any known part attached to it according to known rules to achieve a technical result in respect of which the effect of such additions is established. So, such a conversion cannot be attributed to the operation of regulating the flow rate of vapor according to a given value of the residual content of dissolved oxygen in deaerated water, since this operation in the inventive method is carried out in a different set of essential features of the method and according to different rules compared to known methods, which allows you to achieve the desired technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением искомого технического результата. Next, we consider the information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the desired technical result.

На чертеже изображена принципиальная схема установки для термической деаэрации воды, поясняющая способ. Входящая в систему подготовки подпиточной воды теплосети на тепловой электростанции установка содержит атмосферный деаэратор 1 с подключенными к нему трубопроводами обрабатываемой воды 2, греющего агента 3, деаэрированной воды 4 и отвода выпара 5. Регулятор расхода выпара 6 соединен с регулирующим органом 7, включенным в трубопровод 5, и датчиком содержания растворенного кислорода 8, установленным на трубопроводе 4. The drawing shows a schematic diagram of an installation for thermal deaeration of water, explaining the method. The installation included in the heating water make-up water treatment system at a thermal power plant contains an atmospheric deaerator 1 with connected pipelines of the treated water 2, a heating agent 3, deaerated water 4 and the discharge of vapor 5. The flow rate regulator of vapor 6 is connected to a regulatory body 7 included in pipeline 5 and a dissolved oxygen sensor 8 installed on the pipe 4.

Рассмотрим пример реализации заявленного способа термической деаэрации воды. Consider an example of the implementation of the claimed method of thermal deaeration of water.

Десорбцию растворенного в воде кислорода осуществляют при контакте обрабатываемой воды и греющего агента - пара, которые по трубопроводам 2 и 3 подают в деаэратор 1, деаэрированную воду отводят из деаэратора по трубопроводу 4, а образовавшийся при деаэрации выпар - по трубопроводу 5. Регулирование расхода выпара из деаэратора производят по заданной величине остаточного содержания растворенного кислорода в деаэрированной подпиточной воде 50 мкг/л с помощью регулятора 7, регулирующего клапана 6 и датчика 8. При повышении остаточного содержания кислорода свыше заданной величины увеличивают расход выпара до ее восстановления, при более низкой величине содержания кислорода расход выпара снижают для понижения энергозатрат на деаэрацию. Таким образом, во всех режимах термической деаэрации расход выпара поддерживают необходимым и достаточным для обеспечения заданного остаточного содержания растворенного кислорода 50 мкг/л, благодаря чему исключают работу деаэратора с излишним или недостаточным количеством выпара. The desorption of oxygen dissolved in water is carried out at the contact of the treated water and the heating agent — steam, which are supplied to the deaerator 1 through pipelines 2 and 3, the deaerated water is discharged from the deaerator through pipeline 4, and the vapor formed during deaeration is transferred through pipeline 5. Regulation of the vapor flow from the deaerator is produced at a predetermined value of the residual content of dissolved oxygen in deaerated make-up water of 50 μg / l using the regulator 7, the control valve 6 and the sensor 8. With an increase in the residual content oxygen more than a predetermined value is increased vapor flow prior to its recovery, at a lower value of oxygen consumption is reduced to lower the vapor energy to deaeration. Thus, in all modes of thermal deaeration, the flow rate of the vapor is maintained necessary and sufficient to ensure a predetermined residual dissolved oxygen content of 50 μg / L, thereby eliminating the operation of the deaerator with an excessive or insufficient amount of vapor.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленный способ, предназначено для использования в промышленности в области теплоэнергетики;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- способ термической деаэрации воды, воплощающий заявленное изобретение, при его осуществлении способен обеспечить достижение искомого технического результата.The above information indicates that when using the claimed method the following set of conditions:
- a tool embodying the claimed method is intended for use in industry in the field of heat power;
- for the claimed method in the form described in the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application is confirmed;
- a method of thermal deaeration of water embodying the claimed invention, when implemented, is able to achieve the desired technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

The method of thermal deaeration of water, in which the desorption of oxygen dissolved in water is carried out by contacting the treated water and a heating agent in the deaerator, the deaerated water and the vapor formed during deaeration are removed from the deaerator, characterized in that the flow rate of the vapor from the deaerator is controlled by a predetermined residual dissolved content oxygen in deaerated water.