Способ термической деаэрации воды

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных установках. Способ термической деаэрации воды включает десорбцию растворенного в воде диоксида углерода, осуществляемую при контакте в деаэраторе обрабатываемой воды и греющего агента, которые подают в деаэратор. Диаэрированную воду и образовавшийся при деаэрации выпар отводят из деаэратора. Регулирование расхода греющего агента, подаваемого в деаэратор, производят по величине давления в деаэраторе. Регулирование расхода выпара из деаэратора производят по заданной величине рН деаэрированной воды. Технический результат: повышение экономичности и качества термической деаэрации воды за счет поддержания оптимальных расходов греющего агента и выпара. 1 ил.

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

Известны аналоги - способы термической деаэрации воды, по которым термическую деаэрацию, в том числе десорбцию растворенного в воде диоксида углерода, осуществляют при контакте в деаэраторе обрабатываемой воды и греющего агента, которые подают в деаэратор, деаэрированную воду и образовавшийся при деаэрации выпар отводят из деаэратора, регулирование расхода греющего агента, подаваемого в деаэратор, производят по величине давления в деаэраторе (см. книгу И.И. Оликера и В.А. Пермякова "Термическая деаэрация воды на тепловых электростанциях", Л.: "Энергия", 1971, рис. 1.5, 1.6 и описание к ним на с. 20-24, а также с. 167, п. 1). Этот аналог принят в качестве прототипа.

Недостатками аналогов и прототипа является пониженная экономичность деаэрации воды из-за повышенных энергетических затрат на подачу греющего агента в деаэратор и отвод выпара из деаэратора, а в ряде случаев - пониженное качество деаэрации из-за недостаточной подачи греющего агента в деаэратор и расхода выпара. Так, при деаэрации воды в деаэраторе повышенного давления пар в деаэратор подается в количестве, необходимом для поддержания заданного давления 6, 7 или 8 кгс/см² (см. там же, с. 25). Расход выпара из деаэратора остается неизменным при всех режимах деаэрации, либо его изменяют в соответствии с изменением расхода обрабатываемой воды, принимая постоянной величину удельного расхода выпара (см. там же, с. 63). Поскольку нормативное качество термической деаэрации, в значительной мере характеризующееся содержанием растворенного свободного диоксида углерода CO₂ в деаэрированной воде, в большинстве случаев может достигаться при значительно меньших величинах расходов греющего агента и выпара, деаэрация практически постоянно происходит с излишними расходами выпара и греющего агента, а следовательно, с пониженной экономичностью. С другой стороны, в ряде режимов, несмотря на поддержание заданного давления в деаэраторе, расход греющего агента и расход выпара могут оказаться недостаточными для обеспечения нормативного качества деаэрации, что особенно характерно для вакуумной деаэрации.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности и качества термической деаэрации воды за счет поддержания оптимальных расходов выпара и греющего агента.

Для достижения этого результата предложен способ термической деаэрации воды, по которому десорбцию растворенного в воде диоксида углерода осуществляют при контакте в деаэраторе обрабатываемой воды и греющего агента, которые подают в деаэратор, деаэрированную воду и образовавшийся при деаэрации выпар отводят из деаэратора, регулирование расхода греющего агента, подаваемого в деаэратор, производят по величине давления в деаэраторе.

Отличием заявляемого способа является то, что регулирование расхода выпара из деаэратора производят по заданной величине pH деаэрированной воды.

При поддержании постоянного давления в деаэраторе изменение расхода выпара непосредственно вызывает изменение расхода греющего агента. Поэтому проведение регулирования расхода выпара из деаэратора по заданной величине pH деаэрированной воды, по которой можно судить о величине остаточного содержания в воде CO₂, позволяет обеспечить качество и экономичность термической деаэрации благодаря поддержанию оптимальных, необходимых и достаточных для эффективной деаэрации расходов греющего агента и выпара, т.е. исключению режимов деаэрации с излишними или недостаточными расходов греющего агента и выпара.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов 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 выпара, поскольку эта операция в заявленном способе осуществляется в другой совокупности существенных признаков способа и по другим правилам по сравнению с известными способами, что и позволяет обеспечить достижение искомого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

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

На чертеже изображена принципиальная схема установки для термической деаэрации воды, поясняющая способ. Входящая в систему подготовки подпиточной воды теплосети на тепловой электростанции установка содержит атмосферный деаэратор 1 с подключенными к нему трубопроводами обрабатываемой воды 2, греющего агента 3, деаэрированной воды 4 и отвода выпара 5. Регулятор 6 давления в деаэраторе связан с регулирующим органом 7 на трубопроводе 3 и датчиком давления в деаэраторе, регулятор расхода выпара 8 соединен с регулирующим органом 9, включенным в трубопровод 5, и датчиком pH деаэрированной воды 10, установленным на трубопроводе 4.

Рассмотрим пример реализации заявленного способа термической деаэрации воды.

Десорбцию растворенного в воде диоксида углерода осуществляют при контакте обрабатываемой воды и пара, используемого в качестве греющего агента, которые по трубопроводам 2 и 3 подают в деаэратор 1, деаэрированную воду отводят из деаэратора по трубопроводу 4, а образовавшийся при деаэрации выпар - по трубопроводу 5. Абсолютное давление в деаэраторе поддерживают постоянным, равным 1,2 кгс/см², с помощью регулятора 6 и регулирующего органа 7. Регулирование расхода выпара из деаэратора производят по заданной величине pH деаэрированной подпиточной воды 8,33, соответствующей отсутствию в воде свободного диоксида углерода, с помощью регулятора 8, регулирующего органа 9 и датчика 10. При понижении pH деаэрированной воды по отношению к заданной величине, что свидетельствует о появлении в воде свободного диоксида углерода, увеличивают расход выпара до восстановления заданной величины pH = 8,33. Напротив, при более высокой величине pH расход выпара снижают для понижения энергозатрат на деаэрацию. При описанном выше регулировании расхода выпара одновременно изменяют расход пара на деаэратор с помощью регулятора 6 и регулирующего органа 7 для поддержания постоянного давления в деаэраторе: при уменьшении расхода выпара уменьшают расход пара, а при увеличении расхода выпара увеличивают и расход пара. Таким образом, во всех режимах термической деаэрации расходы выпара и греющего агента поддерживают необходимыми и достаточными для обеспечения заданной величины pH = 8,33, благодаря чему обеспечивают высокое качество деаэрации (отсутствие в воде свободного CO₂) и высокую экономичность деаэрации, так как исключают работу деаэратора с излишними или недостаточными расходами греющего агента и выпара.

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

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Формула изобретения

Способ термической деаэрации воды, по которому десорбцию растворенного в воде диоксида углерода осуществляют при контакте в деаэраторе обрабатываемой воды и греющего агента, которые подают в деаэратор, деаэрированную воду и образовавшийся при деаэрации выпар отводят из деаэратора, регулирование расхода греющего агента, подаваемого в деаэратор, производят по величине давления в деаэраторе, отличающийся тем, что регулирование расхода выпара из деаэратора производят по заданной величине pH деаэрированной воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1