RU2155712C1

RU2155712C1 - Method of thermal deaeration of water

Info

Publication number: RU2155712C1
Application number: RU99105644A
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: 2000-09-10

Abstract

FIELD: heat- power engineering; thermal power stations and boiler plants. SUBSTANCE: method consists in desorption of oxygen dissolved in water at contact of heating agent and starting water in deaerator; prior to feeding water to deaerator, it shall be heated. Vapor formed in deaeration is discharged from deaerator. Temperature control of starting water fed to deaerator is effected by preset pH magnitude of deaerated water. EFFECT: enhanced economical efficiency; improved quality of desorption of dissolved carbon dioxide from water due to maintenance of optimal temperature of water fed to 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 - способы термической деаэрации воды, по которым десорбцию растворенного в воде кислорода осуществляют при контакте в деаэраторе исходной обрабатываемой воды и греющего агента - перегретой воды, образовавшийся при деаэрации выпар и деаэрированную воду отводят из деаэратора (см. каталог-справочник "Деаэраторы вакуумные". М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1972, рис. 14 и пояснение к нему на с. 15). Данный аналог принят в качестве прототипа. Analogs are known - methods of thermal deaeration of water, according to which the desorption of oxygen dissolved in water is carried out by contacting the source of treated water and a heating agent — superheated water, the vapor formed during deaeration and deaerated water are removed from the deaerator (see the directory "Vacuum deaerators" M.: NIIINFORMTYAZHMASH, 1972, Fig. 14 and an explanation to it on p. 15). This analogue is adopted as a prototype.

Недостатками аналогов и прототипа являются пониженные экономичность и качество термической деаэрации из-за излишних энергетических затрат на подогрев исходной воды перед подачей в деаэратор, а в других случаях - из-за ухудшения качества деаэрации. Так, в соответствии с прототипом в деаэратор постоянно подается исходная вода с температурой около 60^oC. Поскольку нормативное качество деаэрации воды, в значительной мере характеризующееся отсутствием растворенного диоксида углерода в деаэрированной воде (отсутствию свободного диоксида углерода соответствует величина pH воды, равная 8,3), может достигаться в ряде режимов, особенно при малых нагрузках деаэратора и при высокой щелочности исходной воды, при меньших величинах температуры исходной воды, деаэрация практически постоянно происходит с излишней температурой исходной воды и пониженной экономичностью. С другой стороны, в ряде режимов, несмотря на поддержание заданной температуры исходной воды, эта температура может оказаться недостаточной для обеспечения нормативной эффективности десорбции диоксида углерода, например при высоких нагрузках деаэратора или никой щелочности исходной воды. Таким образом, вторым недостатком известного способа является низкое качество деаэрации воды.The disadvantages of analogues and prototype are the reduced cost-effectiveness and quality of thermal deaeration due to excessive energy costs for heating the source water before being fed to the deaerator, and in other cases due to the deterioration of the quality of deaeration. So, in accordance with the prototype, the source water is constantly supplied to the deaerator with a temperature of about 60 ^o C. Since the normative quality of water deaeration is largely characterized by the absence of dissolved carbon dioxide in deaerated water (the absence of free carbon dioxide corresponds to a pH of 8.3 equal to 8.3 ), can be achieved in a number of modes, especially at low loads of the deaerator and at high alkalinity of the source water, at lower temperatures of the source water, deaeration almost constantly occurs walks with excess initial water temperature and reduced efficiency. On the other hand, in a number of modes, despite maintaining the set temperature of the source water, this temperature may not be sufficient to ensure the normative efficiency of desorption of carbon dioxide, for example, at high loads of the deaerator or no alkalinity of the source water. 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 десорбции растворенного диоксида углерода из воды за счет поддержания оптимальной температуры исходной воды, подаваемой в деаэратор. The technical result achieved by the present invention is to increase the efficiency and quality of desorption of dissolved carbon dioxide from water by maintaining the optimum temperature of the source water supplied to the deaerator.

Для достижения этого результата предложен способ термической деаэрации воды, по которому десорбцию растворенного в воде диоксида углерода осуществляют при контакте в деаэраторе греющего агента и исходной воды, которую перед подачей в деаэратор нагревают, образовавшийся при деаэрации выпар и деаэрированную воду отводят из деаэратора. To achieve this result, a method of thermal deaeration of water is proposed, in which the desorption of carbon dioxide dissolved in water is carried out by contact in the deaerator of the heating agent and the source water, which is heated before being fed to the deaerator, the vapor formed during deaeration and the deaerated water are removed from the deaerator.

Отличием заявляемого способа является то, что регулирование температуры исходной воды, подаваемой в деаэратор, производят по заданной величине показателя pH деаэрированной воды. The difference of the proposed method is that the regulation of the temperature of the source water supplied to the deaerator is carried out according to a predetermined pH value of the deaerated water.

Проведение регулирования температуры исходной воды, подаваемой в деаэратор, по заданной величине pH деаэрированной воды позволяет обеспечить качество и экономичность десорбции растворенного диоксида углерода благодаря поддержанию оптимальной температуры исходной воды, т.е. исключению режимов деаэрации с излишней или недостаточной температурой исходной воды. Carrying out the regulation of the temperature of the source water supplied to the deaerator according to a given pH value of the deaerated water allows us to ensure the quality and efficiency of desorption of dissolved carbon dioxide by maintaining the optimum temperature of the source water, i.e. the exclusion of deaeration regimes with excessive or insufficient temperature of the source water.

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 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 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 температуры исходной воды, 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 temperature of the source water, since this operation in the claimed 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 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 результата. Next, we consider the information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the desired result.

На чертеже изображена принципиальная схема установки для термической деаэрации воды, поясняющая способ. The drawing shows a schematic diagram of an installation for thermal deaeration of water, explaining the method.

Входящая в систему подготовки подпиточной воды теплосети на тепловой электростанции установка содержит деаэратор 1 с подключенными к нему трубопроводами исходной воды 2, греющего агента - пара 3, деаэрированной воды 4, выпара 5, а также подогреватель 6, включенный в трубопровод исходной воды 2 и соединенный с паропроводом 7. На паропроводе 7 установлен регулирующий орган 8, соединенный с регулятором температуры 9, к которому подключен датчик pH деаэрированной воды 10, установленный на трубопроводе 4. The installation included in the heating water make-up water treatment system at a thermal power plant contains a deaerator 1 with source water pipes 2 connected to it, a heating agent — steam 3, deaerated water 4, an evaporator 5, and a heater 6 included in the source water pipe 2 and connected to by steam line 7. On the steam line 7, a regulating body 8 is installed, connected to a temperature controller 9, to which a pH sensor of deaerated water 10 connected to the pipeline 4 is connected.

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 диоксида углерода осуществляют при контакте в деаэраторе исходной воды, подогреваемой в подогревателе 6 и подаваемой в деаэратор по трубопроводу 2, и греющего агента - пара, подаваемого по трубопроводу 3. Деаэрированную воду отводят из деаэратора по трубопроводу 4, а образовавшийся при деаэрации выпар - по трубопроводу 5. Регулирование температуры исходной воды, подаваемой в деаэратор, производят по заданной величине pH деаэрированной подпиточной воды, соответствующей отсутствию свободного диоксида углерода в воде, т.е. равной 8,3, с помощью регулирующего клапана 8, установленного на паропроводе 7, регулятора температуры 9 и датчика 10. Датчиком 10 измеряют величину pH деаэрированной воды и при отклонении ее от заданной величины 8,3 регулятором температуры 9 с помощью регулирующего клапана 8 изменяют расход пара на подогреватель 6. Тем самым устанавливают температуру исходной воды перед вакуумным деаэратором, необходимую и достаточную для поддержания заданной величины pH деаэрированной воды при минимальном расходе греющей среды на подогрев исходной воды. Благодаря этому исключают работу деаэратора с излишней или недостаточной температурой исходной воды, т. е. обеспечивают экономичность и качество десорбции растворенного диоксида углерода. The desorption of carbon dioxide in water is carried out by contact in the deaerator of the source water, heated in the heater 6 and supplied to the deaerator through the pipe 2, and the heating agent - steam supplied through the pipe 3. The deaerated water is discharged from the deaerator through the pipe 4, and formed during deaeration evaporation - through the pipeline 5. The temperature of the source water supplied to the deaerator is controlled by the specified pH value of the deaerated make-up water corresponding to the absence of free carbon dioxide in water, i.e. equal to 8.3, using the control valve 8 installed on the steam line 7, the temperature controller 9 and the sensor 10. The sensor 10 measures the pH value of the deaerated water and when it deviates from the set value 8.3 the temperature controller 9 using the control valve 8 change the flow steam to the heater 6. Thereby, the temperature of the source water in front of the vacuum deaerator is set, necessary and sufficient to maintain a given pH value of the deaerated water with a minimum flow rate of the heating medium for heating the source water. Due to this, the deaerator with excessive or insufficient temperature of the source water is excluded, that is, it ensures the efficiency and quality of desorption of dissolved carbon dioxide.

Таким образом, 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.Thus, 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 carbon dioxide dissolved in water is carried out by contact in the deaerator of the heating agent and the source water, which is heated before being fed to the deaerator, the vapor formed during deaeration and deaerated water are removed from the deaerator, characterized in that the temperature of the source water is controlled supplied to the deaerator is produced according to a predetermined pH value of the deaerated water.