SU800029A1

SU800029A1 - Automatic regulator of sea water desalination process

Info

Publication number: SU800029A1
Application number: SU792749306A
Authority: SU
Inventors: Илья Михайлович Цейтлин; Ратмир Глебович Миловидов; Рональд Аполлонович Нелепин
Original assignee: Предприятие П/Я А-1097; Ленинградский Кораблестроительныйинститут
Priority date: 1979-04-05
Filing date: 1979-04-05
Publication date: 1981-01-30

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОПРЕСНЕНИЯ МОРСКОЙ ВОДЫ(54) DEVICE FOR AUTOMATIC REGULATION OF SEA WATER DESCRIPTION PROCESS

Изобретение относитс к судостро нию и, в частности, к судовым адиа&атным опреснительным установкам и устройствам дл автоматического регулировани процесса опреснени в них. Известно устройство дл автомати ческого регулировани процесса опре нени морской воды в адиабатной опреснительной установке, содержащее регул тор температуры морской воды перед камерой испарени опреснительной установки. Датчик регул тора установлен в трубопроводе морс кой воды после подогревател и перед входом в камеру испарени , а ре гулирующий орган - на трубопроводе теплоносител перед подогревателем Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс уст ройство дл автоматического регулировани процесса опреснени морской воды в адиабатной опреснительной установке, имеющей конденсатор, содержащее датчик расхода и регулирую щий орган, установленные на трубопр воде морской воды, и блок регулировани , св занный своим выходом с ре гулирующим органом, а первым входом - с датчиком раскола. В известном устройстве содержатс также регул торы температуры морской воды и уровн рассола. Известное устройство работает следующим образом. Автоматически поддерживаетс посто нным , расход морской воды, прокачиваемой через конденсатор и подаваемой после дополнительного нагрева в подогревателе в камеры испарени адиабатной опреснительной установки. Одновременно поддерживаютс посто нными температура морской воды и уровень рассола в последней ступени опреснительной установки. При изменени х производительности насоса, величины разрежени в камере испарени , гидравлического сопротивлени тракта подачи морской воды измен етс , соответственно, и расход морской воды. По сигналу датчика расхода, поступакадему на вход блока регулировани , на выходе блока регулировани формируетс сигнал, управл ющий регулирующим органом. Регулирующий орган перемещаетс , измен гидравлическое сопротивление тракта до тех пор, пока не восстановитс заданное значение расхода воды. При работе адиабатной опреснительной установкиThe invention relates to shipbuilding and, in particular, to shipboard adia & desalination plants and devices for automatically controlling the process of desalination therein. A device for automatically controlling the process of determining seawater in an adiabatic desalination plant is known, which contains a controller for the temperature of seawater in front of the evaporation chamber of the desalination plant. The regulator sensor is installed in the sea water piping after the preheater and before entering the evaporation chamber, and the regulating body is installed on the heat carrier pipe in front of the preheater. having a capacitor containing a flow sensor and a regulating member installed on the seawater pipe water and a control unit connected by its output to the control body, and the first entrance - with a split sensor. The known device also contains controllers for seawater temperature and brine level. The known device operates as follows. Automatically maintained constant, the flow of seawater pumped through the condenser and supplied after additional heating in the heater to the evaporation chamber of the adiabatic desalination plant. At the same time, the temperature of the sea water and the brine level in the last stage of the desalination plant are kept constant. When the pump capacity, vacuum volume in the evaporation chamber, and hydraulic resistance of the seawater supply path vary, the flow rate of seawater changes, respectively. According to the flow sensor signal, the input to the input of the control unit, the output of the control unit generates a signal that controls the regulator. The regulator moves to change the hydraulic resistance of the path until the set value of the water flow is restored. During operation of the adiabatic desalination plant

морска вода, проход через конденсатор установки, подогреваетс за счет передачи ей тепла конденсирующихс паров. В подогревателе морска вода дополнительно нагреваетс до требуемой температуры 2.the seawater, the passage through the condenser of the installation, is heated by transferring to it the heat of condensing vapors. In the preheater, the seawater is additionally heated to the desired temperature 2.

Однако в период ввода установки в действие, при отсутствии кипени морской воды в камерах испарени или в начальный период кипени , температура выходйщей из конденсатора морской воды недостаточна и дл ее подогрева при посто нном расходе морской воды требуетс увеличить расход пара развить теплообменную поверхность, увеличить проходное сечение регулирующего органа, что усложн ет конструкцию установки.However, during the commissioning of the installation, in the absence of seawater boiling in the evaporation chambers or in the initial boiling period, the temperature of the seawater escaping from the condenser is insufficient and to heat it at a constant flow of seawater it is necessary to increase the steam flow to develop a heat exchange surface, to increase the flow area regulatory authority, which complicates the design of the installation.

Кроме того, из-за необходимости регулировать на рабочем режиме температуру морской воды за подогревателем на части рабочего хода регулирующего органа снижаетс точность регулировани .In addition, because of the need to regulate the temperature of the seawater behind the preheater at the operating part of the regulator's stroke during operation, the control accuracy is reduced.

Цель изобретени - повышение- точности регулировани и упрощени конструкции опреснительной установки.The purpose of the invention is to improve the accuracy of regulation and simplify the design of the desalination plant.

Поставленна цель достигаетс тем что устройство дополнительно содержит два датчика температуры, первый из которых установлен на трубопроводе морской воды перёд конденсаторо опреснительной уста-новки, а второй на трубопроводе морской воды за конденсатором , и сумматор, св занный своими входами с датчиками температуры , а выходом - со вторым входом блока регулировани .The goal is achieved by the fact that the device additionally contains two temperature sensors, the first of which is installed on the seawater pipeline, the front of the desalination condenser, and the second on the seawater pipeline behind the condenser, and the adder, connected by its inputs to the temperature sensors, and the output with the second input of the control unit.

На чертеже представлена функциональна блок-схема устройства.The drawing shows a functional block diagram of the device.

Устройство дл автоматического регулировани состоит из датчиков 1 и 2 температуры, датчика 3 расхода, сумматора 4, блока 5 регулировани и регулирующего органа б. При этом блок 5 регулировани св зан своим выходом с регулирующим органом 6, а входами - с датчиком 3 расхода и сумматором 4, входы которого св заны , в свою очередь, с датчиками 1 и 2 температуры. Данное устройство подключено к адиабатной опреснитель ной установке (например трехкамерной ), состо щей из камер 7-9 испарени , встроенных в них конденсаторов 10 и сборников 11 дистилл та, подогревател 12 и насосов 13-15, соответственно, дистилл тного, рассольного и морской воды (.питательного ), эжектора 16 паровоздушной смеси . Сборники 11 дистилл та гидравлически св заны трубопроводами 17. Опреснительна установка содержит также регул тор 18 температуры морской воды на входе в камеры испарени Вход щие в состав опреснительной установки механизмы св заны трубопроводами .The automatic control device consists of temperature sensors 1 and 2, a flow sensor 3, an adder 4, a control unit 5, and a regulator b. The control unit 5 is connected with its output to the regulator 6, and the inputs with the flow sensor 3 and the adder 4, the inputs of which are connected, in turn, with the temperature sensors 1 and 2. This device is connected to an adiabatic desalination plant (for example, a three-chamber) consisting of evaporation chambers 7-9, capacitors 10 built in them and collectors 11 of distillate, preheater 12 and pumps 13-15, respectively, of distillate, brine and sea water (. Nutritional), ejector 16 vapor-air mixture. The distillate collections 11 are hydraulically connected by pipelines 17. The desalination plant also contains a sea water temperature regulator 18 at the inlet to the evaporation chambers. The mechanisms included in the desalination plant are connected by pipelines.

Устройство дл автоматического регулировани процесса опреснени морской воды в адиабатной опреснительной установке работает следующим образом.A device for automatically controlling the desalination process of seawater in an adiabatic desalination plant operates as follows.

Опресн ема вода прокачиваетс питательным насосом 15 через конденсаторы 10 всех камер 7-9 испарени , начина с последней камеры 9, в которых давление (разрежение) последовательно понижаетс от первой к последней . Разрежение в камерах создаетс эжектором 16, отсасывающим паровоздушную смесь из камер испарени В конденсаторах 10 опресн ема морска вода подогреваетс за счет передачи ей тепла конденсирующихс паров Затем опресн ема морска вода проходит через подогреватель 12, в котором нагреваетс теплоносителем, проход щим через регулирующий орган регул тора 18 температуры морской воды, до температуры, превышающей температуру насыщени паров, соответствуклдую давлению в первой камере 7 испарени . В результате перегрева морска вода в первой камере вскипает и часть ее испар етс , а друга часть, охладивша с до температуры, соответствующей давлению насыщенных паров в данной камере, перетекает за счет разности давлений в следукнцую камеру. Такой же процесс повтор етс в последующих камера, так как давление в каждой из них ниже, чем в предыдущей. Пары воды конденсируютс в конденсаторах 10 и дистилл т стекает в сборники 11 дистилл та, из которых за счет разности давлений в камерах перетекает по трубопроводам 17 в сборник дистилл та последней камеры 9 и из него откачиваетс дистилл тным насосом 13 к потребителю. Рассол из последней камеры 9 откачиваетс рассольным насосом 14. Расход морской воды измер етс датчиком 3 расхода, а перепад температур морской воды в конденсаторе 10 измер етс датчиками 1 и 2 температуры, установленными на трубопроводе морской воды до и после конденсатора 10. Сигналы датчиков 1 и 2 температуры поступают на вход сумматора 4, в котором формируетс сигнал, пропорциональный разности сигналов этих датчиков. Сигнал датчика 3 расхода поступает на первый вход блока 5 регулировани а корректирунлций сигнал сумматора 4 поступает на его второй вход. В блоке 5 регулировани сигнал датчика 3 расхода сравниваетс с опорным сигналом содержащегос в блоке 5 регулировани задатчика и корректирующим сигналом сумматора 4. При разбалансе измерительной схемы блок 5 регулировани формирует управл ющий сигнсш, который поступает на регулирующий орган б, измен ющий соогветственно производительность питательного насоса 15, следовательно, расход морской воды. Например, в начальный момент ввода опреснительной установки в действие температура поступающей в камеры 7-9 испарени морской воды ниже температуры насыщени паров при имеющем место давлении в камерах. В этот период не происходит кипени морской воды в камеipax и конденсации их паров, сопровождающейс нагревом морской воды в конденсаторе 10. Температуры морской воды до и после конденсации и, соответственно , сигналы датчиков 1 и 2 температуры равны между собой. Корректирующий сигнал сумматора 4 в это случае равен нулю и блок 5 регулировани обеспечивает поддержание расхода морской воды, при котором сигнал датчика 3 расхода равен значению опорного сигнала. Величина поддерживаемого расхода, задаваема опорным сигналом блока 5 регулировани , должна быть минимально необходимой дл подогрева морской воды в подогревателе 12 от исходного до рабочего значений без недопустимого увеличени расхода пара. Температура морской воды за подогревателем на входе в камеру -7 испарени поддерживаетс регул тором 18 температуры. По мере создани в камерах испарени разрежени и вскипани морской воды начинаетс регенераци тепла от конденсирующихс паров к морской воде, протекающей в конденсаторе 10. Перепад температур морской воды, измер емый датчиками 1 и 2, постепенно возрастает и, следовательно, постепенно увеличиваетс корректирующий сумматора, поступающий на второй вход блока 5 регулировани и обуславливающий изменение его управл ющего сигнала. Регулирующий орган 6 приоткрываетс , увеличива расход морской воды до нового значени . По достижении рабочего значени перепада температур морской воды корректирующий сигнал сумматораThe desalination water is pumped by the feed pump 15 through the condensers 10 of all the evaporation chambers 7-9, starting from the last chamber 9, in which the pressure (vacuum) is successively lowered from first to last. A vacuum in the chambers is created by an ejector 16, which sucks the vapor-air mixture from the evaporation chambers. In the condensers 10, the desalinated seawater is heated by transferring heat to the condensing vapors. Then the desalinated seawater passes through the preheater 12, which is heated by a coolant passing through the regulator of the regulator 18 seawater temperature, to a temperature above the vapor saturation temperature, corresponding to the pressure in the first evaporation chamber 7. As a result of overheating, the seawater in the first chamber boils and some of it evaporates, and the other part, cooled to a temperature corresponding to the saturated vapor pressure in this chamber, flows due to the pressure difference to the next chamber. The same process is repeated in the subsequent chamber, since the pressure in each of them is lower than in the previous one. Water vapor is condensed in condensers 10 and the distillate flows into collectors 11 of distillates, from which, due to the pressure difference in the chambers, flows through pipelines 17 into the collection of distillates of the last chamber 9 and is pumped out of it by the distillation pump 13 to the consumer. The brine from the last chamber 9 is pumped out by brine pump 14. The consumption of seawater is measured by flow sensor 3, and the temperature difference of seawater in condenser 10 is measured by temperature sensors 1 and 2 installed in the seawater pipeline before and after the condenser 10. The signals from sensors 1 and 2 temperatures are fed to the input of the adder 4, in which a signal is formed that is proportional to the difference of the signals of these sensors. The signal of the flow rate sensor 3 is fed to the first input of the adjustment unit 5, and the correction signal of the adder 4 is fed to its second input. In block 5, the control signal of the flow sensor 3 is compared with the reference signal contained in unit 5 of the control unit and the correction signal of the adder 4. When the measurement circuit is unbalanced, the control unit 5 generates a control signal that changes to the performance of the feed pump 15 Consequently, the consumption of sea water. For example, at the initial moment of the desalination plant commissioning, the temperature of the seawater entering the chambers 7-9 is lower than the saturation temperature of the vapor at the pressure in the chambers. During this period, there is no boiling of seawater in the water and their vapor condensation, accompanied by heating of the seawater in the condenser 10. The temperatures of the seawater before and after condensation and, accordingly, the signals of temperature sensors 1 and 2 are equal to each other. The correction signal of the adder 4 in this case is equal to zero and the control unit 5 maintains the sea water flow rate at which the signal of the flow sensor 3 is equal to the value of the reference signal. The value of the flow rate maintained by the reference signal of the control unit 5 must be the minimum necessary for heating the seawater in the preheater 12 from the initial value to the operating value without an unacceptable increase in steam consumption. The temperature of the sea water behind the heater at the inlet to the evaporation chamber -7 is maintained by the temperature regulator 18. As the vacuum in the evaporation chambers and the seawater boil up, the heat from the condensing vapors starts to regenerate to the seawater flowing in the condenser 10. The temperature gradient of the seawater, measured by sensors 1 and 2, gradually increases and, consequently, the corrective adder gradually increases. to the second input of the control unit 5 and causing the change in its control signal. The regulator 6 opens slightly, increasing the flow of seawater to a new value. Upon reaching the working value of the temperature difference in seawater, the correction signal of the adder

4 достигнет максимального значени и будет поддерживатьс посто нное рабочее значение расхода морской воды по сигналу датчика 3 расхода.4 will reach the maximum value and will maintain a constant working value of the sea water flow rate according to the flow sensor 3 signal.

Таким образом, использование изобретени позволит повысить точность регулировани процесса опреснени морской воды и упростить конструкцию адиабатной опреснительной установки. Кроме того, его использование позволит повысить Нсщежность автоматического ввода опреснительной установки в действие.Thus, the use of the invention will improve the accuracy of regulating the desalination process of seawater and simplify the design of the adiabatic desalination plant. In addition, its use will increase the availability of automatic entry of desalination plants in action.

Claims

1.Lukin G.Ya., Kolesnik N.N. Desalination installation fishing fleet. - Food industry. M., 1970, p. 127-135.

2. USSR author's certificate №545514, cl. B 63 J 1/00, 1975. 18