RU2148207C1

RU2148207C1 - Water decarbonization plant

Info

Publication number: RU2148207C1
Application number: RU98120676A
Authority: RU
Inventors: В.И. Шарапов; М.А. Сивухина
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1998-11-16
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 2000-04-27

Abstract

FIELD: heat power engineering; feed water preparation for boiler plants. SUBSTANCE: water decarbonization plant has decarbonizer with pipe lines of source and decarbonized waters and air line into which fan is placed. Plant has air flow regulator connected with processed water flow rate transmitter and control member on decarbonizer air line. EFFECT: reduced consumption of energy required for supply of air into decarbonizer operating at partial load. 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 - установки для декарбонизации воды, содержащие декарбонизатор с подключенными к нему трубопроводами исходной и декарбонизированной воды, а также воздуховодом, в который включен вентилятор(см. авт.св. 1323819, кн. Громогласова А.А., Копылова А.С., Пильщикова А.П. Водоподготовка: процессы и аппараты. - М.: Энергоатомиздат, 1990, с. 176-178, 261 или кн. Вихрева В. Ф. и Шкроба М.С. Водоподготовка. - М.: Энергия, 1973, с. 209-211). Последний аналог принят в качестве прототипа. Analogs are known - installations for water decarbonization, containing a decarbonizer with the source and decarbonized water pipelines connected to it, as well as an air duct, in which a fan is included (see ed. St. 1323819, pr. Gromoglasova A.A., Kopylova A.S. Pilshchikova A.P. Water Treatment: Processes and Devices. - M .: Energoatomizdat, 1990, pp. 176-178, 261 or Prince Vikhrev V.F. and Shkrob M.S. Water Treatment. - M.: Energy, 1973 p. 209-211). The latter analogue is adopted as a prototype.

Недостатком аналогов и прототипа является пониженная экономичность установки для декарбонизации воды из-за повышенных энергетических затрат на подачу воздуха в декарбонизатор в переменных режимах работы декарбонизатора. Вентилятор для декарбонизатора выбирается на расчетную максимальную производительность декарбонизатора (обычно из расчета 40 м³/ч воздуха на 1 т/ч производительности декарбонизатора, см. упомянутую кн. Громогласова и др., с. 261). При работе декарбонизатора с неполной нагрузкой вентилятор работает с полной производительностью, подавая в декарбонизатор избыточное количество воздуха и перерасходуя электроэнергию на свой привод.The disadvantage of analogues and prototype is the reduced efficiency of the installation for decarbonization of water due to the increased energy costs for air supply to the decarbonizer in variable modes of operation of the decarbonizer. The fan for the decarbonizer is selected for the estimated maximum capacity of the decarbonizer (usually based on 40 m ³ / h of air per 1 t / h of capacity of the decarbonizer, see the aforementioned book by Gromoglasov et al., P. 261). When the decarbonizer is operating under partial load, the fan operates at full capacity, supplying excess air to the decarbonizer and consuming electricity to its drive.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности установки для декарбонизации воды за счет уменьшения затрат электроэнергии на подачу воздуха в декарбонизатор в режимах с частичной нагрузкой декарбонизатора. The technical result achieved by the present invention is to increase the efficiency of the installation for decarbonization of water by reducing the cost of electricity to supply air to the decarbonizer in modes with a partial load of the decarbonizer.

Для достижения этого результата предложена установка для декарбонизации воды, содержащая декарбонизатор с подключенными к нему трубопроводами исходной и декарбонизированной воды, воздуховодом, в который включен вентилятор. To achieve this result, an apparatus for decarbonizing water is proposed, comprising a decarbonizer with source and decarbonized water pipelines connected to it, an air duct in which a fan is included.

Отличием заявляемой установки является то, что она снабжена регулятором расхода воздуха, соединенным с датчиком расхода обрабатываемой воды и регулирующим органом на воздуховоде декарбонизатора. The difference of the claimed installation is that it is equipped with an air flow regulator connected to a flow sensor of the treated water and a regulating body on the decarbonizer duct.

Включение в совокупность существенных признаков, характеризующих установку для декарбонизации воды, новых элементов: регулятора расхода воздуха, регулирующего органа на воздуховоде декарбонизатора, датчика расхода обрабатываемой воды, - и новой взаимосвязи этих элементов позволяет повысить экономичность установки, благодаря уменьшенным затратам энергии на привод вентилятора декарбонизатора в режимах с частичной нагрузкой декарбонизатора. The inclusion of the essential features that characterize the installation for water decarbonization, new elements: an air flow regulator, a regulating body on the decarbonizer duct, a flow sensor of the treated water, and a new interconnection of these elements can increase the efficiency of the installation, due to the reduced energy costs for the decarbonizer fan drive in modes with a partial load of the decarbonizer.

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 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 устройства. 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 включение в установку для декарбонизации воды регулятора расхода воздуха, поскольку этот элемент в заявленном устройстве находится в другой совокупности существенных признаков устройства и в новой взаимосвязи с другими элементами устройства по сравнению с известными взаимосвязями регулятора расхода воздуха, например в котельных установках, 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 signs that match the distinctive features of the claimed device 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, the inclusion of an air flow regulator into a water decarbonization unit cannot be attributed to such a conversion, since this element in the claimed device is in a different set of essential features of the device and in a new relationship with other elements of the device compared to the known relationships of the air flow regulator, for example in boiler plants, which allows to achieve the desired technical result.

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

Рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением искомого технического результата. Consider the information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the desired technical result.

На чертеже показана схема установки для декарбонизации воды. The drawing shows a diagram of an installation for decarbonization of water.

Входящая в систему подготовки добавочной питательной воды для паровых котлов тепловой электростанции установка содержит декарбонизатор 1 с подключенными к нему трубопроводом обрабатываемой воды 2, декарбонизированной воды 3 и воздуховодом 4. В трубопровод 3 включен насос декарбонизированной воды 5. В воздуховод 4 включен вентилятор 6 и регулирующий орган 7 (направляющий аппарат или шибер) регулятора расхода воздуха 8. Регулятор 8 соединен с датчиком расхода воды 9, установленным на трубопроводе 2. В верхней части декарбонизатора расположен патрубок выпара 10. The installation included in the auxiliary feed water preparation system for steam boilers of a thermal power plant includes a decarbonizer 1 with a treated water pipe 2, decarbonized water 3 and an air duct 4. A decarbonized water pump 5 is included in the pipeline 3. A fan 6 and a regulator are included in the air duct 4 7 (guiding device or gate) of the air flow regulator 8. The regulator 8 is connected to a water flow sensor 9 installed on the pipeline 2. In the upper part of the decarbonizer is located Stripe outlet 10.

Установка для декарбонизации воды работает следующим образом. Installation for decarbonization of water works as follows.

Обрабатываемая вода по трубопроводу 2 подается в декарбонизатор 1, при этом расход воды фиксируется датчиком расхода 9, а импульс от него передается на регулятор расхода воздуха 8. Вентилятором 6 по воздуховоду 4 в декарбонизатор подается атмосферный воздух. При прохождении воздуха через декарбонизатор навстречу потоку воды в него переходит выделяющийся из воды избыточный диоксид углерода. Насыщенный свободным диоксидом углерода выпар удаляется из декарбонизатора по патрубку 10. Декарбонизированная вода откачивается из декарбонизатора насосом 5 в деаэратор добавочной питательной воды котлов (на чертеже не показан). Расход воздуха, подаваемого в декарбонизатор, регулируется пропорционально расходу обрабатываемой воды по импульсу от датчика 9 с помощью регулятора 8 и регулирующего органа 7. При снижении расхода, например, на 50% от номинального за счет регулирования расхода воздуха расход электроэнергии на привод вентилятора 6 снижается на 15-40% (в зависимости от типа регулирующего органа 7) по сравнению с режимом номинальной нагрузки, что позволяет повысить экономичность установки в переменных режимах ее работы. The treated water is piped 2 to the decarbonizer 1, while the water flow is recorded by the flow sensor 9, and the pulse from it is transmitted to the air flow regulator 8. By fan 6 through the duct 4, atmospheric air is supplied to the decarbonizer. When air passes through the decarbonizer towards the water stream, excess carbon dioxide released from the water passes into it. Saturated with free carbon dioxide, the vapor is removed from the decarbonizer through pipe 10. Decarbonized water is pumped from the decarbonizer by pump 5 to the deaerator of additional boiler feedwater (not shown in the drawing). The flow rate of air supplied to the decarbonizer is regulated in proportion to the flow rate of the treated water by the pulse from the sensor 9 using the regulator 8 and the regulating body 7. When the flow rate is reduced, for example, by 50% from the nominal one due to regulation of the air flow rate, the electric power consumption to the fan drive 6 is reduced by 15-40% (depending on the type of regulatory body 7) compared with the nominal load mode, which allows to increase the efficiency of the installation in variable modes of its operation.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной установки следующей совокупности условий:
- заявленная установка для декарбонизации воды предназначена для использования в промышленности в области теплоэнергетики;
- для заявленной установки в том виде, как она охарактеризована в формуле изобретения, подтверждена возможность ее осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- установка для декарбонизации воды, воплощающая заявленное изобретение, при его осуществлении способна обеспечить достижение искомого технического результата.Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed installation:
- the claimed installation for decarbonization of water is intended for use in industry in the field of heat power;
- for the claimed installation in the form described in the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application is confirmed;
- installation for decarbonization of water, embodying the claimed invention, in its implementation is able to ensure the achievement of the desired technical result.

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

Claims

An apparatus for decarbonizing water, comprising a decarbonizer with source and decarbonized water pipelines connected to it, an air duct into which a fan is included, characterized in that the apparatus is equipped with an air flow regulator connected to a flow rate sensor of the treated water and a regulating body on the decarbonizer duct.