RU2154610C1

RU2154610C1 - Vacuum deaerating plant

Info

Publication number: RU2154610C1
Application number: RU99120894A
Authority: RU
Inventors: В.И. Шарапов; Д.В. Цюра
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2000-08-20

Abstract

FIELD: heat power industry; applicable at thermal power stations and boiler plants. SUBSTANCE: vacuum deaerating plant has vacuum deaerator with pipelines of treated and deaerated water, flash steam and ejector connected with vacuum deaerator by means of flash steam pipeline. Connected to ejector are pipeline of ejecting medium and regulator of ejecting medium pressure which is connected with control member. The latter is installed on ejecting medium pipeline. Pressure regulator of ejecting medium is connected with pH transducer installed on pipeline of deaerated water. EFFECT: increased economic efficiency and quality of vacuum desorption of free carbon dioxide due to maintenance of optimal pressure and flow rate of ejecting medium supplied to ejector of vacuum deaerator. 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 - вакуумные деаэрационные установки, содержащие вакуумный деаэратор с подключенными к нему трубопроводами обрабатываемой и деаэрированной воды, выпара, эжектор, соединенный трубопроводом выпара с вакуумным деаэратором, подключенный к эжектору трубопровод эжектирующей среды, регулятор расхода и давления эжектирующей среды, связанный с регулирующим органом, установленным на трубопроводе эжектирующей среды и с датчиком расхода обрабатываемой воды (см. а. с. 724449, C 02 F 1/20, 30.03.80). Данный аналог принят в качестве прототипа. Known analogues are vacuum deaeration plants containing a vacuum deaerator with connected pipelines of treated and deaerated water, a vapor, an ejector connected to a vapor pipe with a vacuum deaerator, an ejected medium pipeline connected to the ejector, a flow and pressure regulator of the ejected medium connected to the regulatory body, installed on the pipeline of the ejection medium and with a flow sensor of the treated water (see A. p. 724449, C 02 F 1/20, 30.03.80). This analogue is adopted as a prototype.

Недостатком аналогов и прототипа является пониженная экономичность работы вакуумной деаэрационной установки из-за излишних энергетических затрат на подачу эжектирующей среды в эжектор, а в других случаях - пониженное качество деаэрации из-за недостаточности расхода и давления эжектирующей среды. Поскольку нормативное качество деаэрации воды, в значительной мере характеризующееся остаточным содержанием растворенного свободного диоксида углерода CO₂ в деаэрированной воде, может достигаться в ряде режимов эксплуатации, например, при достаточно герметичной вакуумной системе установки или при повышенном температурном уровне деаэрации, при меньших расходах и давлениях эжектирующей среды, чем те, что поддерживаются при их изменении пропорционально расходу обрабатываемой воды, деаэрация практически постоянно происходит с излишними расходом и давлением эжектирующей среды и пониженной экономичностью. С другой стороны, в ряде режимов, несмотря на поддержание расхода эжектирующей среды пропорционально расходу обрабатываемой воды, давление этой среды может оказаться недостаточным для обеспечения эффективной работы эжектора и нормативной эффективности десорбции диоксида углерода, например, при пониженном температурном режиме деаэрации или при увеличенных присосах в вакуумную систему установки. Таким образом, вторым недостатком известного способа является низкое качество деаэрации воды.The disadvantage of analogues and prototype is the reduced efficiency of the vacuum deaeration plant due to excessive energy costs for supplying an ejection medium to the ejector, and in other cases, the reduced quality of deaeration due to insufficient flow and pressure of the ejection medium. Since the normative quality of water deaeration, which is largely characterized by the residual content of dissolved free carbon dioxide CO ₂ in deaerated water, can be achieved in a number of operating modes, for example, with a sufficiently tight vacuum system of the installation or at an elevated temperature level of deaeration, at lower flow rates and ejection pressures environment than those that are supported when they change in proportion to the flow rate of the treated water, deaeration almost always occurs with unnecessary and the flow rate and pressure ejecting medium and low efficiency. On the other hand, in a number of modes, despite maintaining the flow rate of the ejection medium in proportion to the flow rate of the treated water, the pressure of this medium may be insufficient to ensure the effective operation of the ejector and the normative efficiency of carbon dioxide desorption, for example, at a reduced temperature regime of deaeration or with increased suction in the vacuum installation system. Thus, the second disadvantage of this method is the low quality of deaeration of water.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности и качества вакуумной десорбции растворенного свободного диоксида углерода из воды в заявляемой установке за счет поддержания оптимального давления эжектирующей среды, подаваемой в эжектор. The technical result achieved by the present invention is to increase the efficiency and quality of vacuum desorption of dissolved free carbon dioxide from water in the inventive installation by maintaining the optimal pressure of the ejection medium supplied to the ejector.

Для достижения этого результата предложена вакуумная деаэрационная установка, содержащая вакуумный деаэратор с подключенными к нему трубопроводами обрабатываемой и деаэрированной воды, выпара, эжектор, соединенный трубопроводом выпара с вакуумным деаэратором, подключенный к эжектору трубопровод эжектирующей среды, регулятор давления эжектирующей среды, связанный с регулирующим органом, установленным на трубопроводе эжектирующей среды. To achieve this result, a vacuum deaeration unit is proposed that contains a vacuum deaerator with connected pipelines of treated and deaerated water, a vapor, an ejector connected to a vapor pipe with a vacuum deaerator, an ejected medium pipeline connected to the ejector, an pressure regulator of the ejected medium connected to the regulatory body, installed on the pipeline ejection medium.

Отличием заявляемой установки является то, что регулятор давления эжектирующей среды соединен с датчиком pH, установленным на трубопроводе деаэрированной воды. The difference of the claimed installation is that the pressure regulator of the ejection medium is connected to a pH sensor installed on the pipeline of deaerated water.

Включение в совокупность существенных признаков, характеризующих установку, нового элемента - датчика pH деаэрированной воды и новой взаимосвязи элементов установки позволяет обеспечить качество и экономичность вакуумной десорбции свободного диоксида углерода из воды в заявляемой установке благодаря поддержанию оптимальных, необходимых и достаточных для экономичной и качественной десорбции CO₂, давления и расхода эжектирующей среды и исключению режимов деаэрации с излишними или недостаточными давлением и расходом эжектирующей среды.The inclusion of the essential features characterizing the installation, the new element - the pH sensor of deaerated water and the new relationship of the elements of the installation allows to ensure the quality and efficiency of vacuum desorption of free carbon dioxide from water in the inventive installation by maintaining the optimal, necessary and sufficient for cost-effective and high-quality desorption of CO ₂ , pressure and flow rate of the ejection medium and the exclusion of deaeration modes with excessive or insufficient pressure and flow rate of the ejection medium s.

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 воды, 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 деаэрационными 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 the water 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 deaeration plants, 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 вакуумной деаэрационной установки. The drawing shows a schematic diagram of a vacuum deaeration plant.

Входящая в систему подготовки подпиточной воды теплосети на тепловой электростанции установка содержит вакуумный деаэратор 1 с подключенными к нему трубопроводами обрабатываемой воды 2, греющего агента 3, деаэрированной воды 4, выпара 5, пароструйный эжектор 6 с трубопроводом пара - эжектирующей среды 7, регулятор давления 8, соединенный с регулирующим органом 9, включенным в трубопровод 7, и с датчиком pH деаэрированной воды 10, установленным на трубопроводе 4. The installation included in the heating water make-up water treatment system at a thermal power plant contains a vacuum deaerator 1 with connected pipelines of treated water 2, a heating agent 3, deaerated water 4, an evaporator 5, a steam-jet ejector 6 with a steam-ejection medium pipeline 7, a pressure regulator 8, connected to the regulatory body 9 included in the pipeline 7, and with a pH sensor 10 deaerated water mounted on the pipeline 4.

Вакуумная деаэрационная установка работает следующим образом. Vacuum deaeration plant operates as follows.

Десорбция растворенного в воде свободного диоксида углерода CO₂ осуществляется при контакте обрабатываемой воды и греющего агента, которые по трубопроводам 2 и 3 подаются в деаэратор 1, деаэрированная вода отводится из деаэратора по трубопроводу 4, а образовавшийся выпар удаляется из деаэратора эжектором по трубопроводу 5. Регулирование давления, а следовательно, и расхода пара, подаваемого в эжектор, производится по заданной величине pH деаэрированной подпиточной воды 8,33, соответствующей отсутствию в воде свободного диоксида углерода, с помощью регулирующего органа 9, регулятора расхода 8 и датчика 10. Датчиком 10 измеряется величина pH деаэрированной воды и при отклонении ее от заданной величины регулятор расхода 8 с помощью регулирующего органа 9 изменяет давление и, соответственно, расход пара в эжектор, устанавливая тем самым давление и расход эжектирующей среды, необходимые и достаточные для поддержания заданной величины pH деаэрированной воды. При понижении pH деаэрированной воды по отношению к заданной величине, что свидетельствует о появлении в воде свободного диоксида углерода, давление пара увеличивается до восстановления заданной величины pH 8,33. Напротив, при более высокой величине pH давление и соответствующий ему расход пара снижаются для понижения энергозатрат на деаэрацию. Благодаря этому исключается работа установки с излишними или недостаточными давлением и расходом эжектирующей среды, т.е. обеспечивается качество и экономичность десорбции CO₂ в деаэрационной установке.The desorption of free carbon dioxide CO ₂ in water is carried out by contact of the treated water and the heating agent, which are supplied to the deaerator 1 through pipelines 2 and 3, deaerated water is discharged from the deaerator via pipeline 4, and the resulting vapor is removed from the deaerator by an ejector through pipeline 5. Regulation pressure and, consequently, the flow rate of steam supplied to the ejector, is produced at a given pH value of deaerated make-up water 8.33, corresponding to the absence of free carbon dioxide in water, with with the help of the regulator 9, the flow regulator 8 and the sensor 10. The pH value of the deaerated water is measured by the sensor 10, and when it deviates from the set value, the flow regulator 8 with the help of the regulator 9 changes the pressure and, accordingly, the steam flow rate into the ejector, thereby setting the pressure and the flow rate of the ejection medium, necessary and sufficient to maintain a given pH value of deaerated water. With a decrease in the pH of deaerated water with respect to a predetermined value, which indicates the appearance of free carbon dioxide in water, the vapor pressure increases until the predetermined pH value of 8.33 is restored. In contrast, at a higher pH, the pressure and its corresponding steam flow rate are reduced to reduce energy consumption for deaeration. This eliminates the operation of the installation with excessive or insufficient pressure and flow rate of the ejection medium, i.e. The quality and cost-effectiveness of CO ₂ desorption in a deaeration plant are ensured.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной установки следующей совокупности условий:
- заявленная деаэрационая 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.Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions 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 vacuum deaeration unit containing a vacuum deaerator with connected pipelines of treated and deaerated water, a vapor, an ejector connected to a vapor pipe with a vacuum deaerator, an ejected medium pipe connected to an ejector, an ejected medium pressure regulator connected to a regulating body installed on the pipeline characterized in that the pressure regulator of the ejection medium is connected to a pH sensor installed on the pipeline of deaerated water.