Устройство поддержания уровня жидкости в сепараторе

 

Изобретение относится к управлению или регулированию уровня, в частности может быть использовано в энергомашиностроении, геотермальной энергетике. Цель изобретения - снижение стоимости капитальных и эксплуатационных затрат, повышение надежности устройства, расширение диапазона рабочих параметров. Устройство содержит сепаратор 1, указатель уровня 2 и сливной трубопровод 3, на котором установлен регулирующий орган 4 со штоком 6. Цель изобретения достигается за счет того, что регулирующий орган 4 выполнен в виде настраиваемого дросселя, содержащего шкалу 10 жидкостного режима и дифференциальную шкалу 11 и парожидкостного режима, установленные на его корпусе или штоке, и указатель положения штока 9, закрепленный на штоке или корпусе. 1 ил.

Изобретение относится к управлению или регулированию уровня, в частности может быть использовано в энергомашиностроении, геотермальной энергетике.

Известно устройство для регулирования уровня раздела двух жидких сред [1] содержащее регулирующий орган, с гидроприводом, емкость для раздела фаз, блок управления, датчик уровня.

Недостатком данного устройства является то, что для его функционирования необходим подвод стабилизированного электропитания. (Для геотермальных станций расстояние от источника питания до сепараторов, расположенных вблизи геотермальных скважин, может превышать 1500 м и подвод электропитания к устройству поддержания уровня связаны целым рядом технических проблем).

Известно устройство для регулирования уровня раздела жидких сред [2] содержащее регулирующий орган с гидроприводом, емкость для раздела фаз, сливной трубопровод.

Недостатком данного устройства является то, что у регулирующего органа имеется постоянно перемещающийся шток с сальниковыми уплотнениями. Последнее является основной причиной потери герметичности устройства. При работе на геотермальном теплоносителе пропаривание по штоку устройства при наличии в теплоносителе большого количества солей приводит к его засолению, заклиниванию штока и потере работоспособности устройства в целом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению (прототипом) является регулятор уровня жидкости в герметичной емкости [3] содержащий поплавок, закрепленный на рычаге, связанном с клапанной группой подачи жидкости посредством переключателя.

Недостатком данного устройства также является то, что у регулирующего органа имеется постоянно перемещающийся шток с сальниковыми уплотнениями, наличие подшипников скольжения на рычаге поплавка, а также необходимость подвода электроэнергии к переключателю и регулирующему органу. При работе на геотермальном теплоносителе пропаривание по штоку регулирующего органа при наличии в теплоносителе большого количества солей приводит к его засолению, заклиниванию штока и потере работоспособности устройства в целом. На подшипниках рычага также могут откладываться соли, что приведет к заклиниванию поплавка. Подвод электроэнергии к переключателю и клапанной группе устройства в условиях геотермальной станции очень сложен и сопровождается большими капитальными затратами.

Цель изобретения снижение стоимости капитальных и эксплуатационных затрат, повышение надежности устройства, расширение диапазона рабочих параметров.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство поддержания уровня жидкости в сепараторе, содержащем указатель уровня, сливной трубопровод, на котором установлен регулирующий орган со штоком, содержится регулирующий орган, выполненный в виде настраиваемого дросселя, содержащего шкалу жидкостного режима и дифференциальную шкалу парожидкостного режима, установленные на его корпусе или штоке, и указатель положения штока, закрепленный на штоке или корпусе.

В результате наличия этих существенных признаков устройство приобретает следующие свойства: 1. Уменьшение объема и стоимости пусконаладочных работ.

2. Унификация устройства и увеличение диапазона рабочих параметров, снижение эксплуатационных затрат.

3. Повышение надежности поддержания уровня жидкости в сепараторе.

На чертеже схематично изображено устройство поддержания уровня жидкости в сепараторе.

Устройство поддержания уровня жидкости в сепараторе содержит сепаратор 1 для разделения пара и воды с указателем уровня 2, сливной трубопровод 3 с регулирующим органом 4 и приемную камеру-расширитель 5, причем регулирующий орган 4 выполнен в виде настраиваемого дросселя, имеющего шток 6, корпус 7, двойную шкалу и указатель положения штока 9, расположенные на корпусе 7 и штоке 6. Двойная шкала 8 выполнена в виде шкалы 10 жидкостного режима и шкалы 11 парожидкостного режима. На шкалу 10 нанесены значения высоты поднятия штока 6, соответствующие определенной площади проходного сечения дросселя 4. Шкала 11 парожидкостного режима показывает положение штока 6, в которое его надо установить по шкале 10 жидкостного режима в процессе настройки дросселя.

Устройство работает следующим образом.

В сепараторе 1 происходит разделение двухфазной насыщенной пароводяной смеси на пар и воду. Пар отводится к потребителю, а отсепарированная вода по сливному трубопроводу 3 через регулирующий орган 4 удаляется в приемную камеру-расширитель 5. При этом показание первой шкалы соответствует положению штока в номинальном (жидкостном) режиме, при котором через дроссель протекает только вода, а показания второй шкалы соответствуют положению штока в рабочем (парожидкостном) режиме, при котором через дроссель протекает пароводяная смесь. Вторая шкала дросселя предназначена для определения положения штока, в которое его необходимо установить в процессе настройки дросселя, при этом происходит увеличение площади проходного сечения дросселя, так, что из сепаратора удаляется вся жидкость и 1% пара. При увеличении расхода воды в сепаратор та часть проходного сечения дросселя через которую после настройки удалялся 1% пара, используется для удаления дополнительного количества воды, поступающей в сепаратор.

При пуске системы настраиваемый дроссель 4 устанавливается в полностью открытое положение с максимальным проходным сечением. Медленно закрывая дроссель 4, по указателю уровня воды 2 в сепараторе 1 устанавливается неподвижный уровень воды. По шкале 10 жидкостного режима двойной шкалы 6, расположенной, например, на корпусе 7, указатель положения штока 9, расположенный, например, на штоке 6, показывает величину поднятия штока 6, соответствующую определенному значению площади проходного сечения настраиваемого дросселя 4, при котором через дроссель протекает только вода. В этом положении по шкале 11 парожидкостного режима определяется положение штока 6, в которое его необходимо установить на первой шкале 10 жидкостного режима. Установка указателя положения штока 9 на шкале 10 жидкостного режима в положение, определенное по шкале 11 парожидкостного режима, увеличивает площадь проходного сечения настраиваемого дросселя 4 до значения, обеспечивающего полное удаление отсепарированной воды с заданным количеством пара. После настройки дросселя 4 положение штока 6 фиксируется. В этом положении режим работы сепаратора 1 без появления в нем уровня воды сохраняется при уменьшении давления в сепараторе 1 на 25% и увеличении расхода воды до 50% от их номинальных значений.

Перенастройка устройства, связанная с перемещением регулирующего органа, происходит 1 раз в год при проведении регламентных работ на электростанции.

Работоспособность устройства поддержания уровня жидкости в сепараторе подтверждена экспериментальными данными.

Формула изобретения

Устройство поддержания уровня жидкости в сепараторе, содержащее указатель уровня, сливной трубопровод, на котором установлен регулирующий орган со штоком, отличающееся тем, что оно содержит шкалу жидкостного режима и дифференциальную шкалу парожидкостного режима, установленные неподвижно параллельно перемещению штока, снабженного указателем его положения, причем регулирующий орган выполнен в виде настраиваемого дросселя.

РИСУНКИ

Рисунок 1