RU2492145C2 - Method for thermal deaeration of water and apparatus for realising said method - Google Patents
Method for thermal deaeration of water and apparatus for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2492145C2 RU2492145C2 RU2011123937/05A RU2011123937A RU2492145C2 RU 2492145 C2 RU2492145 C2 RU 2492145C2 RU 2011123937/05 A RU2011123937/05 A RU 2011123937/05A RU 2011123937 A RU2011123937 A RU 2011123937A RU 2492145 C2 RU2492145 C2 RU 2492145C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating medium
- water
- vapor
- vapour
- flow rate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в малогабаритных отопительных и блочно-модульных котельных для удаления коррозионно-активных газов из питательной воды для паровых и водогрейных котлов, а также подпиточной воды для тепловых сетей.The invention relates to the field of power engineering and can be used in small-sized heating and block-modular boiler rooms for removing corrosive gases from feed water for steam and hot water boilers, as well as make-up water for heating networks.
В настоящее время широко известны из патентной и технической литературы способы и устройства для дегазации воды с помощью абсорбции, адсорбции, десорбции, кроме того, существует несколько способов деаэрации воды: десорбционный, химический и наиболее распространенный термический способ с деаэраторами атмосферного, избыточного давления и вакуумного типа.Currently, there are widely known from the patent and technical literature methods and devices for degassing water through absorption, adsorption, desorption, in addition, there are several methods for deaerating water: desorption, chemical and the most common thermal method with deaerators of atmospheric, overpressure and vacuum type .
Общим для всех типов деаэраторов является то, что дегазацию осуществляют при контакте в деаэраторе обрабатываемой воды и греющей среды - перегретой среды, которую перед подачей в деаэратор нагревают до заданной температуры, а образовавшийся выпар (парогазовую смесь) отводят из деаэратора и конденсируют.Common to all types of deaerators is that degassing is carried out by contacting the treated water and a heating medium in the deaerator — an overheated medium, which is heated to a predetermined temperature before being fed to the deaerator, and the resulting vapor (vapor-gas mixture) is removed from the deaerator and condensed.
Качество и экономичность, например, вакуумной деаэрации зависит от регулирования температуры греющего агента по величине заданного остаточного содержания растворенного кислорода в деаэрированной воде (RU 2142417, 10.12.1999 г.).The quality and economy, for example, of vacuum deaeration depends on the temperature control of the heating agent according to the value of the set residual content of dissolved oxygen in deaerated water (RU 2142417, 12/10/1999).
В способе термической деаэрации воды (RU 2233241, С1, 27.07.2004), также расход греющего агента регулируют по заданному остаточному содержанию удаляемых газов, причем величину расхода греющего агента устанавливают исходя из необходимости достижения заданного содержания наиболее трудноудаляемого газа.In the method of thermal deaeration of water (RU 2233241, C1, July 27, 2004), the flow rate of the heating agent is also controlled by the predetermined residual content of the removed gases, and the flow rate of the heating agent is set based on the need to achieve the specified content of the most difficult to remove gas.
Однако проблемой деаэрации является неоптимальная подача греющей среды, в частности, из-за падения давления пара в случае мощного потребителя или понижения температуры воды, при этом качество деаэрации падает, а добавить греющую среду, зачастую, не представляется возможным, поэтому данный способ, не обеспечит высокое качество и экономичность деаэрации.However, the problem of deaeration is the non-optimal supply of the heating medium, in particular, due to a drop in steam pressure in the case of a powerful consumer or a decrease in water temperature, while the quality of the deaeration decreases, and it is often not possible to add a heating medium, therefore, this method will not provide high quality and profitability of deaeration.
Для повышения экономичности термической деаэрации за счет поддержания оптимального расхода выпара, в способе деаэрации под избыточным давлением, образовавшийся выпар отводят и конденсируют содержащийся пар, а несконденсированные газы удаляют в атмосферу, при этом регулирование расхода выпара производят пропорционально расходу исходной воды (RU 2241680, 10.12.2004 г.).To increase the efficiency of thermal deaeration by maintaining the optimal flow rate of the vapor, in the method of deaeration under excessive pressure, the resulting vapor is removed and the contained steam is condensed, and non-condensed gases are removed into the atmosphere, while the regulation of the vapor flow rate is proportional to the flow rate of the source water (RU 2241680, 10.12. 2004).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, при использовании известного способа, принятого в качестве прототипа, относится то, что в известном способе отсутствуют технологические приемы и режимные условия, обеспечивающие более эффективную дегазацию жидкостей.For reasons that impede the achievement of the technical result indicated below, when using the known method adopted as a prototype, the known method lacks technological methods and operating conditions that provide more efficient degassing of liquids.
В том же патенте на чертеже представлена схема деаэрационной установки, которая является наиболее близкой к предлагаемой. Она содержит деаэратор с трубопроводами исходной воды, греющего пара, деаэрированной воды и выпара, охладителя выпара, регулятор расхода выпара и регулирующий орган. В ней для поддержания оптимального расхода выпара регулирующий орган установлен на трубопроводе выпара между деаэратором и охладителем выпара.In the same patent, the drawing shows a diagram of a deaeration plant, which is closest to the proposed one. It contains a deaerator with pipelines of source water, heating steam, deaerated water and steam, a vapor cooler, a vapor flow regulator and a regulating body. In it, to maintain the optimal flow rate of the vapor, the regulator is installed on the vapor pipeline between the deaerator and the vapor cooler.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого в качестве прототипа, относится пониженная экономичность термической деаэрации воды из-за того, что в нем, как и во всех приведенных ранее патентах процесс деаэрации ведется по регулировке одного из параметров (путем изменения расхода исходной воды или ее температуры, расхода греющего агента и т.д.), а это только частично улучшает качество и экономичность деаэрации.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a known device adopted as a prototype include the reduced cost-effectiveness of thermal deaeration of water due to the fact that in it, as in all patents cited earlier, the deaeration process is carried out by adjusting one of the parameters ( by changing the flow rate of the source water or its temperature, flow rate of the heating agent, etc.), and this only partially improves the quality and efficiency of deaeration.
Задачей заявляемой группы изобретений является улучшение технологических и эксплуатационных параметров процесса, а значит и повышение экономичности и качества деаэрации воды.The task of the claimed group of inventions is to improve the technological and operational parameters of the process, and hence increase the efficiency and quality of water deaeration.
Для получения такого технического результата в предлагаемом способе деаэрации воды, включающем деаэрацию воды при температуре насыщения, отвод газовой фазы и образовавшегося выпара, регулирование расхода которого производят пропорционально расходу исходной воды, с дальнейшей конденсацией пара и удалением несконденсированных газов, в начале задают концентрацию остаточного газа в деаэрированной воде, затем рассчитывают количество выпара по расходу исходной воды и производят регулирование расхода греющей среды по заданному значению выпара и его реальному значению, полученному по цепи обратной связи с указателя расхода выпара, а поддержание оптимального расхода греющей среды обеспечивают по сигналу рассогласования этих значений, при этом формируется управляющий сигнал, регулирующий необходимое количество греющей средыTo obtain such a technical result in the proposed method of deaeration of water, including deaeration of water at a saturation temperature, the removal of the gas phase and the resulting vapor, the flow rate of which is regulated in proportion to the flow rate of the source water, with further condensation of the vapor and the removal of non-condensed gases, at the beginning set the concentration of residual gas in deaerated water, then calculate the amount of vapor according to the flow rate of the source water and adjust the flow rate of the heating medium to a given value vapor and its real value obtained through the feedback circuit from the indicator of the flow rate of the vapor, and maintaining the optimal flow rate of the heating medium is provided by the signal of the mismatch of these values, while forming a control signal that regulates the required amount of heating medium
Отличительными признаками описываемого способа дегазации жидкости является постоянный контроль за основными параметрами теплоэнергетического оборудования и их сопоставление с расчетными до запуска установок.Distinctive features of the described method of liquid degassing is the constant monitoring of the main parameters of the heat power equipment and their comparison with the calculated ones before the installation starts.
Для достижения названного технического результата предлагается устройство для термической деаэрации воды, включающее деаэратор с трубопроводами исходной воды и выпара, а также греющей среды и деаэрированной воды с установленными на них датчиками расхода, узел конденсации выпара и газоотделения, трубопровод греющей среды с регулирующим органом, оно включает управляющий контроллер, установленный с возможностью автоматического слежения за всеми параметрами процесса одновременно, и соединенный с датчиками расхода исходной воды и выпара, регулирующим органом для расхода греющей среды, а также узлом конденсации выпара и газоотделения, установленном в рассечку трубопровода исходной воды.To achieve the above technical result, a device is proposed for thermal deaeration of water, including a deaerator with pipelines of source water and vapor, as well as a heating medium and deaerated water with flow sensors installed on them, a condensation unit for vapor and gas separation, a heating medium pipeline with a regulatory body, it includes a control controller installed with the ability to automatically monitor all process parameters at the same time, and connected to the flow sensors of the source water and vapor a, the regulatory body for the flow of the heating medium, as well as the condensation unit of the vapor and gas separation installed in the cut of the source water pipeline.
На чертеже схематически изображено устройство для осуществления предложенного способа.The drawing schematically shows a device for implementing the proposed method.
Пример реализации заявленного способа термической деаэрации воды. Были проведены расчеты и опытные испытания на одной из действующих ТЭЦ, где в реальных условиях происходит непрерывное колебание параметров исходной деаэрируемой воды (расхода, температуры) и греющей среды (давления, температуры, энтальпии) - производственный пар отбора турбины. Для обеспечения заданной концентрации кислорода (~10 мкг/л) был установлен режим работы деаэратора с температурой насыщения Тнас=104,5°С и давлением насыщения Рнас=1,2 кгс/см2 и этот режим поддерживался путем измерения давления выпара в деаэраторе, который должен соответствоват Рнас. Был проведен расчет потребления (расхода) греющей среды в зависимости от изменения параметров исходной воды и греющей среды, при этом разброс между максимальным и минимальным ее значением составлял до 20 раз. Поскольку основным контролирующим параметром установки является давление выпара, которое мгновенно меняется при изменении температуры среды (в отличие от датчиков температуры, а тем более датчиков кислорода, скорость измерения которых в сотни раз ниже датчика давления), и это позволяет поддерживать процесс деаэрации с помощью микропроцессорного контроллера ОВЕН ПЛК-110 в нужном режиме, а значит и обеспечивать заданное содержание кислорода в деаэрированной воде.An example implementation of the claimed method of thermal deaeration of water. Calculations and experimental tests were carried out at one of the existing CHPPs, where in real conditions there is a continuous fluctuation of the parameters of the initial deaerated water (flow rate, temperature) and heating medium (pressure, temperature, enthalpy) - production steam of turbine extraction. To ensure a given oxygen concentration (~ 10 μg / l), a deaerator operating mode was established with a saturation temperature T us = 104.5 ° C and a saturation pressure P us = 1.2 kgf / cm 2 and this mode was maintained by measuring the vapor pressure in deaerator, which must correspond to P us . The calculation of the consumption (consumption) of the heating medium was carried out depending on the change in the parameters of the source water and the heating medium, while the spread between its maximum and minimum values was up to 20 times. Since the main control parameter of the installation is the vapor pressure, which instantly changes when the temperature of the medium changes (unlike temperature sensors, and even more so oxygen sensors, whose measurement speed is hundreds of times lower than the pressure sensor), and this allows you to support the deaeration process using a microprocessor controller ARIES PLC-110 in the desired mode, and therefore provide the specified oxygen content in deaerated water.
Предлагаемое устройство для деаэрации воды содержит деаэратор 1, с подключенными к нему трубопроводом 2 исходной воды, трубопровом 3 греющей среды, трубопроводом 4 деаэрированной воды, трубопроводом 5 выпара, регулирующий орган 6, установленный на трубопроводе 3 греющей среды, управляющий контроллер 7, соединенный с датчиком 8 расхода исходной воды, расположенном на трубопроводе 2, датчиком 9 расхода выпара, расположенном на трубопроводе 5 выпара и регулирующим органом 6, а также узел 10 конденсации выпара и газоотделения, установленный в рассечку трубопровода 2 исходной воды, с подключенными к нему трубопроводом 5 выпара и трубопроводом 11 вывода неконденсируемых газов.The proposed device for deaeration of water comprises a deaerator 1, with a source water pipe 2 connected to it, a heating medium pipe 3, a deaerated water pipe 4, an evaporation pipe 5, a regulating body 6 mounted on the heating medium pipe 3, a control controller 7 connected to the sensor 8 of the flow rate of the source water located on the pipeline 2, a vapor flow sensor 9, located on the vaporization pipeline 5 and the regulating body 6, as well as a condensation and gas separation unit 10 installed in the dispersion ku line 2 source water, with the connected pipe 5 and the vapor withdrawal conduit 11, the non-condensable gases.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Исходную воду подают в деаэратор 1 по трубопроводу 2,греющая среда для подогрева воды до температуры, обеспечивающей процесс деаэрации, вводится по трубопроводу 3. Обработанная в ходе деаэрации вода отводится из деаэратора 1 по трубопроводу 4 деаэрированной воды. Образовавшийся выпар отводят из деаэратора 1 по трубопроводу 5 выпара на узел 10 конденсации выпара с газоотделением, где конденсируют содержащийся в выпаре пар, а неконденсируемые газы удаляются в атмосферу по трубопроводу 11. При этом тепловая энергия конденсации выпара дополнительно подогревает исходную воду, а конденсат вновь поступает на деаэрацию. Регулирование расхода греющей среды производится управляющим контроллером 7 по сигналу рассогласования от заданного значения выпара и реального значения, полученного по цепи обратной связи от связанного с ним датчика 9 расхода выпара, и с помощью регулирующего органа 6, также связанного с управляющим контроллером 7 и расположенного на трубопроводе 3 греющей среды.The source water is supplied to the deaerator 1 via pipeline 2, a heating medium for heating water to a temperature ensuring the deaeration process is introduced through pipeline 3. The water treated during deaeration is discharged from deaerator 1 via pipeline 4 of deaerated water. The resulting vapor is discharged from the deaerator 1 through the vaporization pipe 5 to the vapor condensation-gas separation unit 10, where the vapor contained in the vapor is condensed, and non-condensable gases are removed to the atmosphere through pipeline 11. In this case, the heat energy of the vaporization condensation additionally heats the source water, and the condensate re-enters for deaeration. The flow rate of the heating medium is controlled by the control controller 7 according to the mismatch signal from the set vapor value and the real value obtained through the feedback circuit from the associated vapor flow sensor 9, and using the regulating body 6, also connected to the control controller 7 and located on the pipeline 3 heating mediums.
Благодаря тому, что расход греющей среды соответствует заданному и реальному значению количества выпара, при реализации предложенных способа и устройства расходуется значительно меньшее количество греющей среды, что позволяет снизить капитальные затраты на деаэрационное оборудование и повысить экономичность термической деаэрации воды.Due to the fact that the flow rate of the heating medium corresponds to a predetermined and real value of the amount of vapor, when the proposed method and device are implemented, a significantly smaller amount of heating medium is consumed, which allows to reduce capital costs for deaeration equipment and increase the efficiency of thermal deaeration of water.
Кроме того, заявленные способ и устройство возможно применять в котельных различных мощностей и типов тепловых установок (паровые, водогрейные), добиться поддержания стабильного процесса деаэрации и повысить эффективность работы котельной за счет полного возврата и использования тепловой энергии, выделяемой при конденсации выпара.In addition, the claimed method and device can be used in boiler houses of various capacities and types of heating plants (steam, hot water), to maintain a stable deaeration process and increase the efficiency of the boiler room due to the complete return and use of thermal energy released during condensation of the vapor.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011123937/05A RU2492145C2 (en) | 2011-06-10 | 2011-06-10 | Method for thermal deaeration of water and apparatus for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011123937/05A RU2492145C2 (en) | 2011-06-10 | 2011-06-10 | Method for thermal deaeration of water and apparatus for realising said method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011123937A RU2011123937A (en) | 2012-12-20 |
| RU2492145C2 true RU2492145C2 (en) | 2013-09-10 |
Family
ID=49165043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011123937/05A RU2492145C2 (en) | 2011-06-10 | 2011-06-10 | Method for thermal deaeration of water and apparatus for realising said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2492145C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2745212C1 (en) * | 2020-06-25 | 2021-03-22 | Наргиз Габбасович Маликов | Modular deaeration installation |
| RU2786057C1 (en) * | 2021-09-20 | 2022-12-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Deaeration unit |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002301305A (en) * | 2001-04-03 | 2002-10-15 | Kurita Water Ind Ltd | Deaeration unit and deaeration apparatus |
| RU2233241C1 (en) * | 2003-08-05 | 2004-07-27 | Ульяновский государственный технический университет | Method of thermal deaeration of water |
| RU2241680C1 (en) * | 2003-08-05 | 2004-12-10 | Ульяновский государственный технический университет | Method of thermal deaeraton of water |
| RU2256619C1 (en) * | 2004-03-23 | 2005-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Deaeration plant |
| RU2256621C1 (en) * | 2004-03-30 | 2005-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Deaeration plant |
| RU2256620C1 (en) * | 2004-03-30 | 2005-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Deaeration plant |
-
2011
- 2011-06-10 RU RU2011123937/05A patent/RU2492145C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002301305A (en) * | 2001-04-03 | 2002-10-15 | Kurita Water Ind Ltd | Deaeration unit and deaeration apparatus |
| RU2233241C1 (en) * | 2003-08-05 | 2004-07-27 | Ульяновский государственный технический университет | Method of thermal deaeration of water |
| RU2241680C1 (en) * | 2003-08-05 | 2004-12-10 | Ульяновский государственный технический университет | Method of thermal deaeraton of water |
| RU2256619C1 (en) * | 2004-03-23 | 2005-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Deaeration plant |
| RU2256621C1 (en) * | 2004-03-30 | 2005-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Deaeration plant |
| RU2256620C1 (en) * | 2004-03-30 | 2005-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Deaeration plant |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2745212C1 (en) * | 2020-06-25 | 2021-03-22 | Наргиз Габбасович Маликов | Modular deaeration installation |
| WO2021262028A1 (en) * | 2020-06-25 | 2021-12-30 | Наргиз Габбасович МАЛИКОВ | Modular deaeration system |
| RU2786057C1 (en) * | 2021-09-20 | 2022-12-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Deaeration unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011123937A (en) | 2012-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8402672B2 (en) | Method of controlling a spray dryer apparatus by regulating an inlet air flow rate, and a spray dryer apparatus | |
| EP2939726B1 (en) | Carbon dioxide capturing system and method of operating same | |
| CN103573305A (en) | Steam turbine plant and control method and control system thereof | |
| RU2492145C2 (en) | Method for thermal deaeration of water and apparatus for realising said method | |
| US7455781B2 (en) | Method and system of destruction of volatile compounds in wastewater | |
| JP6199428B2 (en) | Superheated steam generator | |
| WO2015170564A1 (en) | Drain recovery device | |
| CN109336242A (en) | A kind of automatic control system of the combined purifying process of distillation residual liquid and technique waste water | |
| US11873274B2 (en) | Natural gas dehydration | |
| RU2534351C1 (en) | Method for automatic control of alcohol column of distiller | |
| RU2661121C2 (en) | Shell-and-tube apparatus for heat recovery from hot process stream | |
| PL241087B1 (en) | Method for removing dissolved gas from the stream that supplies an evaporator | |
| CN103055595A (en) | Charge type vacuum oil filter | |
| US20100139115A1 (en) | Valveless regenerative thermal oxidizer for treating closed loop dryer | |
| JP2000000557A (en) | Device for evaporative concentration of waste water | |
| RU2793265C2 (en) | Method for removing carbonic acid from the steam-water path of a heat power set and apparatus for removing carbonic acid from the steam-water path of a heat power set | |
| JP2011036831A (en) | Solvent extraction apparatus | |
| Oueslati et al. | Performance study of humidification–dehumidification system operating on the principle of an airlift pump with tunable height | |
| JP6871612B2 (en) | Ammonia-containing wastewater treatment equipment and a method for treating ammonia-containing wastewater using the treatment equipment | |
| CN102580332A (en) | Control system of jacket heating media of film evaporator of acrylic acid and acrylate device | |
| US20130255484A1 (en) | System and method for control of a stripper tower | |
| RU2765673C1 (en) | Thermal deaerator | |
| RU2745212C1 (en) | Modular deaeration installation | |
| RU2166693C1 (en) | Deaeration plant | |
| RU2241680C1 (en) | Method of thermal deaeraton of water |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140611 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150510 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160611 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170523 |