Способ вакуумной деаэрации воды

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных установках. Способ вакуумной деаэрации воды включает десорбцию растворенного в обрабатываемой воде диоксида углерода. Способ осуществляется в вакуумном деаэраторе. Образовавшийся при деаэрации выпар отводят из деаэратора с помощью эжектора, на который подают эжектирующую среду. Расход и давление эжектирующей среды регулируют по одному из параметров процесса деаэрации. Регулирование расхода и давления эжектирующей среды производят по заданной величине pH деаэрированной воды. Технический результат - повышение экономичности и качества вакуумной десорбции свободного диоксида углерода из воды. 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных установках.

Известны аналоги - способы вакуумной деаэрации воды, по которым деаэрацию, в том числе десорбцию растворенного в обрабатываемой воде диоксида углерода, осуществляют в вакуумном деаэраторе, образовавшийся при деаэрации выпар отводят из деаэратора с помощью эжектора, на который подают эжектирующую среду, расход и давление эжектирующей среды регулируют прямо пропорционально расходу обрабатываемой воды, являющемуся одним из параметров процесса деаэрации (см. а.с. N 724449, C 02 F 1/20, 30.03.1980). Данный аналог принят в качестве прототипа.

Недостатком аналогов и прототипа является пониженная экономичность вакуумной деаэрации из-за излишних энергетических затрат на подачу эжектирующей среды в эжектор, а в других случаях - пониженное качество деаэрации из-за недостаточности расхода и давления эжектирующей среды. Поскольку нормативное качество деаэрации воды, в значительной мере характеризующееся остаточным содержанием растворенного свободного диоксида углерода CO₂ в деаэрированной воде, может достигаться в ряде режимов эксплуатации, например, при достаточно герметичной вакуумной системе установки или при повышенном температурном уровне деаэрации, при расходах и давлениях эжектирующей среды, меньших, чем заложенные в регулировочное соотношение "расход обрабатываемой воды - расход и давление эжектирующей среды", деаэрация практически постоянно происходит с излишними расходом и давлением эжектирующей среды и пониженной экономичностью. С другой стороны, в ряде режимов, несмотря на поддержание расхода эжектирующей среды пропорционально расходу обрабатываемой воды, давления этой среды может оказаться недостаточным для обеспечения эффективной работы эжектора и нормативной эффективности десорбции диоксида углерода, например, при пониженном температурном режиме деаэрации или при увеличенных присосах в вакуумную систему установки. Таким образом, вторым недостатком известного способа является низкое качество деаэрации воды.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности и качества вакуумной десорбции диоксида углерода из воды.

Для достижения этого результата предложен способ вакуумной деаэрации воды, по которому десорбцию растворенного в обрабатываемой воде диоксида углерода осуществляют в вакуумном деаэраторе, образовавшийся при деаэрации выпар отводят из деаэратора с помощью эжектора, на который подают эжектирующую среду, расход и давление эжектирующей среды регулируют по одному из параметров процесса деаэрации.

Отличием заявленного способа является то, что регулирование расхода и давления эжектирующей среды производят по заданной величине pH деаэрированной воды.

Проведение регулирования расхода и давления эжектирующей среды, подаваемой в эжектор, по заданной величине pH деаэрированной воды позволяет обеспечить качество и экономичность вакуумной десорбции диоксида углерода благодаря поддержанию оптимальных, необходимых и достаточных для экономичной и качественной десорбции CO₂, давления и расхода эжектирующей среды и исключению режимов деаэрации с излишними или недостаточными давлением и расходом эжектирующей среды.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили 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".

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 расхода эжектирующей среды по заданной величине pH деаэрированной воды, поскольку эта операция в заявленном способе осуществляется в другой совокупности существенных признаков способа и по другим правилам по сравнению с известными способами (в известном способе расход эжектирующей среды изменяется прямо пропорционально расходу обрабатываемой воды).

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением искомого результата.

На чертеже изображена принципиальная схема установки для вакуумной деаэрации воды, поясняющая способ.

Входящая в систему подготовки подпиточной воды теплосети на тепловой электростанции установка содержит вакуумный деаэратор 1 с подключенными к нему трубопроводами обрабатываемой воды 2, греющего агента 3, деаэрированной воды 4, выпара 5, пароструйный эжектор 6 с трубопроводом пара - эжектирующей среды 7, регулятор давления 8, соединенный с регулирующим органом 9, включенным в трубопровод 7, и с датчиком pH деаэрированной воды 10, установленным на трубопроводе 4.

Рассмотрим конкретный пример реализации заявленного способа вакуумной деаэрации воды.

Десорбцию растворенного в воде свободного диоксида углерода CO₂ осуществляют при контакте обрабатываемой воды и греющего агента, которые по трубопроводам 2 и 3 подают в деаэратор 1, деаэрированную воду отводят из деаэратора по трубопроводу 4, а образовавшийся выпар удаляют из деаэратора эжектором по трубопроводу 5. Регулирование давления, а следовательно, и расхода пара, подаваемого в эжектор, производят по заданной величине pH деаэрированной подпиточной воды 8,33, соответствующей отсутствию в воде свободного диоксида углерода, с помощью регулирующего органа 9, регулятора расхода 8 и датчика 10. Датчиком 10 измеряют величину pH деаэрированной воды и, при отклонении ее от заданной величины, регулятором расхода 8 с помощью регулирующего органа 9 изменяют давление и, соответственно, расход пара в эжектор, устанавливая тем самым давление и расход эжектирующей среды, необходимые и достаточные для поддержания заданной величины pH деаэрированной воды. При понижении pH деаэрированной воды по отношению к заданной величине, что свидетельствует о появлении в воде свободного диоксида углерода, давление пара увеличивают до восстановления заданной величины pH=8,33. Напротив, при более высокой величине pH давление и соответствующий ему расход пара снижают для понижения энергозатрат на деаэрацию. Благодаря этому исключают работу установки с излишними или недостаточными давлением и расходом эжектирующей среды, т. е. обеспечивают качество и экономичность десорбции CO₂.

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 вакуумной деаэрации воды, воплощающий заявленное изобретение, при его осуществлении способен обеспечить достижение искомого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Формула изобретения

Способ вакуумной деаэрации воды, по которому десорбцию растворенного в обрабатываемой воде диоксида углерода осуществляют в вакуумном деаэраторе, образовавшийся при деаэрации выпар отводят из деаэратора с помощью эжектора, на который подают эжектирующую среду, расход и давление эжектирующей среды регулируют по одному из параметров процесса деаэрации, отличающийся тем, что регулирование расхода и давления эжектирующей среды производят по заданной величине pH деаэрированной воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1