Способ определения момента начала кипения воды в котле с естественной циркуляцией

 

Изобретение касается контроля процессов в паропроизводящих установках и преимущественно может быть использовано для определения момента начала кипения воды в котле с естественной циркуляцией, необходимого для правильного выбора его системы автоматического регулирования, в частности регулятора уровня воды в котле. Цель изобретения - повышение точности определения момента начала кипения.воды в котле с естественной циркуляцией и упрощение процесса выполнения способа. Эта цель достигается тем, что перед определением момента начала кипения воды в котле с естественной циркуляцией путем ее нагрева предварительно вводят в воду соль, растворимую в воде, но нерастворимую в паре, например фосфорнокислый или хлористый натрий, в количестве не более максимально допустимого по условиям накипеобразования, непрерывно измеряют ее концентрацию в пробах. Нагрев воды начинают осуществлять после получения установившегося в результате диффузии значения указанной концентрации, а о моменте начала кипения воды судят по началу возрастания концентрации в процессе нагрева воды. w Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 22 В 37/38

ГОСУДАРСТВЕ ННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4774084/06 (22) 26.12.89 (46) 07.01.92. Бюл. М 1 (72) А. Б. Архиреев. Ю, К. Голиков, А. М.

Гуревич, О. В. Князев и М, M. Хрестинин (53) 621.182.26(088.8) (56) Хауф В., Григуль У. Оптические методы в теплопередаче. — M„1973, с. 55, Авторское свидетельство СССР

N 269558,, кл,,F 22 В 37/38, 1970. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА

НАЧАЛА КИПЕНИЯ ВОДЫ В КОТЛЕ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение касается контроля процессов в парапроизводящих установках и преимущественно может быть использовано для определения момента начала кипения воды в котле с естественной циркуляцией, необходимого для правильного выбора его системы автоматического регулирования, в

Изобретение относится к контролю процессов в паропроиэводящих установках и преимущественно может быть использовано для определения момента начала кипения воды в котле с естественной циркуляцией, необходимого для правильного выбора его системы регулирования и настройки, в частности регулятора уровня воды в котле.

Известен способ определения момента начала кипения воды в сосуде путем ее нагрева и визуального наблюдения.

Этот способ неприемлем для сосудов, работающих под большим давлением, например котлов, в связи с его сложностью, обусловленной необходимостью наличия в. Ю 1703910 А1 частности регулятора уровня воды в котле.

Цель йэобретения — повышение точности определения момента начала кипения. воды в котле с естественной циркуляцией и упрощение процесса выполнения способа. Эта цель достигается тем, что перед определением момента начала кипения воды в котле сестественной циркуляцией путем ее нагрева предварительно вводят в воду соль, растворимую в воде, но черастворимую в паре, например фосфорнокислый или хлористый натрий, в количестве не более максимально допустимого по условиям накипеобразования, непрерывно измеряют ее концентрацию в пробах. Нагрев воды начинают осуществлять после получения установившегося в результате диффузии значения указанной концентрации, а о моменте начала кипения воды судят по началу возрастания концентрации в процессе нагрева воды, сосуде смотровых иллюминаторов и его освещением изнутри.

Известен также способ определения момента начала кипения воды в котле с естественной циркуляцией путем ее нагрева и измерения параметра, косвенно характеризующего момент начала кипения. При этом в качестве такого параметра используют электрическое сопротивление воды, по началу возрастания которого судят о начале кипения воды, Этот способ также сложен, так как требует наличия специального оборудования.

Кроме того, в случае его применения для котлов с естественной циркуляцией он недостаточно точен, так как электрическое со1703910

V1 S i

V2 . 2 (2) 0 Ч1 — V2

Зг ЬНР

3Г-1 V— противление воДы зависит от ее загрязнения примесями, проводящими электрический ток и присутствующими в большом количестве B котельной воде в виде шлама, перемещающегося в ней при ее нагревании.

Целью изобретения является упрощение и повышение точности определения момента начала кипения воды в котле с естественной циркуляцией.

Согласно способу определения момента начала кипения воды в котле с естественной циркуляцией путем ее нагрева и измерения параметра, косвенно характеризующего момента начала кипения, вводят в котловую воду перед ее нагревом соль, растворимую в воде, но нерастворимую в паре, например фосфорнокислый или хлористый натрий, в количестве не боле максимально допустимого по условиям накипеобраэования, непрерывно отбирают пробы котловой воды и измеряют в них концентрацию введенной соли, нагрев воды начинают после получения в результате диффузии установившегося значения указанной концентрации в пробах, а момент начала кипения определяют по началу возрастания концентрации введенной соли в пробах в процесе нагрева воды.

Способ осуществляют следующим образом.

Котел с естественной циркуляцией заполняют водой по рабочий уровень в барабане. В котловую воду вводят (с помощью дозерной установки, например. типа

;)СКН2/1) хлористый натрий (для котлов с давлением до 80 кгс/см / или фосфорнокиспнй натрий /галл котлов с давлением более 80 кгс/см ) в количестве 100-200 и

1 — 30 мг/л соответственно, т.е. в количественных пределах, допустимых по условиям накипеобразования, Далее включают горение в топке котла после получения установившегося в результате диффузии значения концентрации (в первом случае измеряют О, во втором P04 ) — 20-30 мин (время, обычно затрачиваемое на приготовление котла к вводу в действие). а затем непрерывно отбирают из водяного объема котла пробы воды (50-100 мл) с фиксацией времени отбора каждой пробы.

Измеряют в пробах концентрации укаэанной соли (с помощью водохимической лаборатории, например, типа 8Xfl-3, точность измерения концентраций указанных солей в воде которой составляет 0,37,). Момент начала кипения воды определяют по началу возрастания этой концентрации, которая повышается на около 2 (зависит от типа котла), так как момент начала возраста5

50 ния концентрации совпадает с моментом начала кипения воды. Это обусловлено тем. что соли не растворяются в паре и с началом парообраэования обьем воды в котле уменьшается (замещается паром), а следовательно, концентрация соли повышается — соли практически не выносятся,а растворимость хлористого натрия в паре становится заметной лишь при давлении выше 140 кгс/см .

Однако, учитывая, что для котлов давлением выше 80 кгс/см рекомендуется чисто фосфатный режим внутрикотловой обработки воды, для них предпочтительно использовать фосфорнокислый натрий, который, выполняя в способе те же функции, что и хлористый натрий, в отличие от него не только не ухудшает качество котловой воды, но даже его улучшает при введении в известных пределах.

Выбранные в качестве индикатора соли не растворяются в паре и, следовательно, при образовании пара они остаются в воде, повышая в последней концентрацию этой соли. Поэтому справедливо уравнение где Vi u Vz — объем воды в котле соответственно до и после образования пара;

S i H Sz — концентрация соли-индикатора в котловой воде соответственно до и после образования пара.

Кроме того, количество пара равно количеству испарившейся воды, т.е. можно записать уравнение

Путем подстановки (1) в (2) получают зависимость

О-Vi(1- ) (3)

Предлагаемый способ предназначен для правильного выбора регулятора уровня воды в котле. Уровень воды в котле связан с количеством пара, образовавшегося при ее кипении, уравнением

ОЬН F, (4) где Ь Н вЂ” разница уровней воды в котле до и после образования в нем пара;

F — зеркало испарения воды в котле.

Иэ уравнений (3) и (4) получают

1703910

Подставив в уравнение (5) конкретные значения входящих в него величин, например, котла КВГ-3, приняв при этом значение величины К - 30 мм вод.ст. как величину, оговоренную с точки зрения поддержания уровня воды в котле, получают

О ОЗ 2 -102

Составитель А.Зосимов

Техред М,Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор И.Шулла

Заказ 51 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Таким образом, диапазон повышения концентрации соли-индикатора для этого котла составляет 2, что может быть изме рено, например, водохимической лабораторией типа ВХЛ-З, которая позволяет определять изменение концентрации солей натрия в воде с точностью до 0,37ь.

Преимущество предлагаемого способа по сравнению с известным заключается в его большей точности. Это обусловлено тем, что используемый в известном способе параметр, косвенно характеризующий момент начала кипения воды — ее электрическое сопротивление, зависит от загрязнения воды примесями, проводящими электрический ток, присутствующий в котельной воде в виде шлама. Поэтому точность предлагаемого способа выше на 5-207ь в зависимости от количества шлама в воде котла. Кроме того, предлагаемый способ существенно проще. так как не требует наличия специального оборудования. Может быть использовано оборудование для ведения водно о режима котла в процессе его повседневной

5 эксплуатации, например водно-химическая лаборатория ВХЛ-2 по ТУ 6 — 09 — 4402-77 или

ВХЛ вЂ” 3 по ТУ 6-09 — 4404 — 77.

Формула изобретения

Способ определения момента начала

10 кипения воды в котле естественной циркуляцией путем ее нагрева и измерения параметра, косвенно характеризующего момент начала кипения, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности и упроще15 ния процесса выполнения способа, вводят в котловую воду перед ее нагревом соль, растворимую в воде, но нерастворимую в паре. например фосфорнокислый или хлористый натрий, в количестве не более максимально

20 допустимого по условиям накипеобразования, непрерывно отбирают пробы котловой воды и измеряют в них концентрацию введенной соли, нагрев воды начинают после по1 учения в результате диффузии устано25 вившегося значения упомянутой концентрации в пробах, а момент начала кипения определяют по началу возрастания концентрации введенной соли в пробах в процессе нагрева воды.