RU2149834C1

RU2149834C1 - Deaeration plant

Info

Publication number: RU2149834C1
Application number: RU99105642A
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: 2000-05-27

Abstract

FIELD: heat-power engineering; thermal power plants and boiler plants. SUBSTANCE: plant includes thermal deaerator with pipes lines for water to be treated and for deaerator water, heating agent and vapor; plant includes also vapor flow regulator connected with control member fitted on vapor pipe line. Vapor flow regulator is connected with pH sensor fitted on deaerated water pipe line. EFFECT: enhanced economical efficiency; improved quality of thermal deaeration of water due to maintenance of optimal amount of vapor from deaerator. 1 dwg

Description

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

Известны аналоги - деаэрационные установки, содержащие термический деаэратор с подключенными к нему трубопроводами обрабатываемой и деаэрированной воды, греющего агента и выпара, регулятор расхода выпара, соединенный с датчиком расхода обрабатываемой воды и регулирующим органом на трубопроводе выпара (см. авторское свидетельство N 793946, м.кл.³ С 02 F 1/20, опубл. в Б.И., 1981, N 1). Этот аналог принят в качестве прототипа.Known analogues are deaeration plants containing a thermal deaerator with connected pipelines of treated and deaerated water, a heating agent and vapor, a vapor flow regulator connected to a flow sensor of the treated water and a regulating body on the vapor pipeline (see copyright certificate N 793946, m. C. ³ C 02 F 1/20, published in B.I., 1981, N 1). This analogue is adopted as a prototype.

Недостатками аналогов и прототипа является пониженная экономичность термической деаэрации воды из-за повышенных энергетических затрат на отвод выпара из деаэратора и потерь теплоты с выпаром, и в ряде случаев - пониженное качество деаэрации из-за недостаточного расхода выпара из деаэратора. Регулирование расхода выпара из деаэратора производят по расходу обрабатываемой воды, обычно исходя из удельного расхода воздуха в выпаре, принимаемого 60 грамм на 1 тонну обрабатываемой воды. Поскольку нормативное качество термической деаэрации, в значительной мере характеризующееся содержанием диоксида углерода в деаэрированной воде и соответствующим ему показателем pH воды (свободный диоксид углерода отсутствует в воде при pH 8,3 и более), в большинстве случаев может достигаться при значительно меньших величинах расходах выпара, деаэрация практически постоянно происходит с отводом излишнего количества выпара и пониженной экономичностью. С другой стороны, в ряде режимов, несмотря на поддержание заданных удельных расходов выпара, количество выпара может оказаться недостаточным для обеспечения нормативного качества десорбции диоксида углерода, например при малых нагрузках вакуумного 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 and the prototype are the reduced cost-effectiveness of thermal deaeration of water due to increased energy costs for the removal of vapor from the deaerator and heat loss with vapor, and in some cases the reduced quality of deaeration due to insufficient consumption of vapor from the deaerator. The flow rate of the vapor from the deaerator is controlled by the flow rate of the treated water, usually based on the specific air flow rate in the vapor taken 60 grams per 1 ton of treated water. Since the normative quality of thermal deaeration, which is largely characterized by the content of carbon dioxide in deaerated water and the corresponding pH value of water (free carbon dioxide is absent in water at pH 8.3 or more), in most cases can be achieved with significantly lower vapor flow rates, deaeration almost always occurs with the removal of excessive amounts of vapor and reduced efficiency. On the other hand, in a number of modes, despite maintaining the specified specific flow rates of the vapor, the amount of vapor may not be sufficient to ensure the normative quality of carbon dioxide desorption, for example, at low loads of the vacuum deaerator, when the amount of air in the vapor depends not so much on the flow rate of the treated water as from suction cups to a vacuum deaerator. Thus, the second disadvantage of this method is the low quality of deaeration.

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 предложена деаэрационная установка, содержащая термический деаэратор с подключенными к нему трубопроводами обрабатываемой и деаэрированной воды, греющего агента и выпара, регулятор расхода выпара, связанный с регулирующим органом на трубопроводе выпара. To achieve this result, a deaeration plant is proposed containing a thermal deaerator with connected pipelines of treated and deaerated water, a heating agent and vapor, a vapor flow regulator associated with a regulatory body on the vapor pipeline.

Отличием заявляемой установки является то, что регулятор расхода выпара соединен с датчиком pH, который установлен на трубопроводе деаэрированной воды. The difference of the claimed installation is that the vapor flow regulator is connected to a pH sensor, which is installed on the pipeline of deaerated water.

Включение в совокупность существенных признаков, характеризующих установку, нового элемента - датчика pH и новой взаимосвязи этого элемента с другими элементами установки позволяет обеспечить качество и экономичность термической деаэрации благодаря поддержанию оптимального количества выпара, т.е. исключению режимов деаэрации с излишним или недостаточным образованием количества выпара. The inclusion of the essential features characterizing the installation, the new element - the pH sensor and the new relationship of this element with other elements of the installation allows to ensure the quality and efficiency of thermal deaeration by maintaining the optimal amount of vapor, i.e. the exclusion of deaeration regimes with excessive or insufficient formation of the amount 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 заявленной установки. 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 деаэрационную установку датчика pH, 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 установками, 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 installation 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 a pH sensor in a deaeration 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 known installations, which allows achieving 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 деаэрационной установки. 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 (клапаном) 7, включенным в трубопровод 5, и датчиком pH 8, установленным на трубопроводе 4. The drawing shows a schematic diagram of a deaeration plant. 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 treated water 2, a heating agent 3, deaerated water 4 and venting 5. The flow rate regulator 6 is connected to a regulating body (valve) 7, which is turned on in the pipeline 5, and a pH sensor 8 installed on the pipeline 4.

Деаэрационная установка работает следующим образом. Deaeration installation works as follows.

Десорбция растворенного в воде диоксида углерода осуществляется 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 производится по заданной величине показателя pH деаэрированной подпиточной воды, равной 8,3, соответствующей отсутствию свободного диоксида углерода в деаэрированной воде, с помощью регулятора 6, регулирующего клапана 7 и датчика 8. Датчик 8 измеряет pH деаэрированной воды и передает сигнал на регулятор 6. При понижении pH по отношению к заданной величине, что свидетельствует о появлении свободного диоксида углерода в деаэрированной воде, регулятор 6 воздействует на клапан 7, увеличивая расход выпара до восстановления pH = 8,3, при более высокой величине pH расход выпара снижается для понижения энергозатрат на деаэрацию. Таким образом, во всех режимах термической деаэрации расход выпара поддерживается необходимым и достаточным для обеспечения заданной величины pH, соответствующей нормативному качеству десорбции растворенного диоксида углерода, благодаря чему исключается работа деаэратора с излишним или недостаточным расходом выпара, т.е. обеспечивается повышение экономичности и качества термической деаэрации. The desorption of carbon dioxide dissolved in water is carried out by 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 rate from the deaerator is produced at a given pH value of deaerated make-up water equal to 8.3, corresponding to the absence of free carbon dioxide in deaerated water, using regulator 6, which regulates valve 7 and sensor 8. Sensor 8 measures the pH of the deaerated water and transmits a signal to controller 6. When the pH decreases with respect to a given value, which indicates the appearance of free carbon dioxide in deaerated water, controller 6 acts on valve 7, increasing the flow rate of vapor to recovery pH = 8.3, at a higher pH, the consumption of vapor is reduced to reduce energy consumption for deaeration. Thus, in all modes of thermal deaeration, the flow rate of the vapor is maintained necessary and sufficient to ensure a predetermined pH value corresponding to the normative quality of desorption of dissolved carbon dioxide, which eliminates the work of the deaerator with excessive or insufficient flow rate, i.e. provides increased efficiency and quality of thermal deaeration.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной установки следующей совокупности условий:
- заявленная деаэрационная установка 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;
- деаэрационная установка, воплощающая заявленное изобретение, при его осуществлении способна обеспечить достижение искомого технического результата.The above information indicates the following conditions are met when using the claimed installation:
- the claimed deaeration plant 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;
- a deaeration plant embodying the claimed invention, when implemented, 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

A deaeration plant containing a thermal deaerator with connected pipelines of treated and deaerated water, a heating agent and vapor, a vapor flow regulator associated with a regulator on the vapor pipeline, characterized in that the vapor flow regulator is connected to a pH sensor that is installed on the deaerated pipeline water.