RU2148020C1

RU2148020C1 - Thermal water deaeration process

Info

Publication number: RU2148020C1
Application number: RU99106080A
Authority: RU
Inventors: В.И. Шарапов; Д.В. Цюра
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2000-04-27

Abstract

FIELD: heat and power engineering. SUBSTANCE: desorption of water-dissolved carbon dioxide is accomplished by bringing water into contact with heating agent in deaerator. Amount of vented steam in deaerator is controlled utilizing specified pH value of deaerated water. EFFECT: enhanced economical efficiency and improved water deaeration quality due to maintaining optimal amount of vented steam in deaerator. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных установках. The invention relates to the field of power engineering and can be used in thermal power plants and boiler plants.

Известны аналоги - способы термической деаэрации воды, по которым десорбцию растворенного в воде диоксида углерода и других газов осуществляют при контакте в деаэраторе обрабатываемой воды и греющего агента (пара или перегретой воды), деаэрированную воду и образовавшийся при деаэрации выпар отводят из деаэратора, регулирование расхода выпара из деаэратора производят по величине расхода обрабатываемой воды (см. авторское свидетельство N 724449, м. кл. ² С 02 В 1/10 опубл. в Б.И. 1980, N 12 и авторское свидетельство N 793946, м.кл.³ С 02 F 1/20, опубл. в Б.И., 1981, N 1). Последний аналог принят в качестве прототипа.Analogs are known - methods of thermal deaeration of water, in which the desorption of carbon dioxide and other gases dissolved in water is carried out by contacting the treated water and a heating agent (steam or superheated water) in the deaerator, deaerated water and the vapor formed during deaeration are removed from the deaerator, regulation of the flow rate of the vapor from the deaerator is produced by the value of the flow rate of the treated water (see copyright certificate N 724449, class C. ² C 02 B 1/10 publ. in B.I. 1980, No. 12 and copyright certificate N 793946, m.cl. ³ C 02 F 1/20, published in B.I., 1981, N 1). The latter analogue is adopted as a prototype.

Недостатками аналогов и прототипа является пониженная экономичность термической деаэрации воды из-за повышенных энергетических затрат на отвод выпара из деаэратора и потерь теплоты с выпаром и в ряде случаев пониженное качество деаэрации из-за недостаточного расхода выпара из деаэратора. Регулирование расхода выпара из деаэратора производят по расходу обрабатываемой воды обычно исходя из удельного расхода воздуха в выпаре, принимаемого 60 грамм на 1 тонну обрабатываемой воды. Поскольку нормативное качество термической деаэрации, в значительной мере характеризующееся содержанием диоксида углерода в деаэрированной воде и соответствующим ему показателем pH воды (свободный диоксид углерода отсутствует в воде при pH 8,3 и более), в большинстве случаев может достигаться при значительно меньших величинах расхода выпара, деаэрация практически постоянно происходит с отводом излишнего количества выпара и пониженной экономичностью. С другой стороны, в ряде режимов, несмотря на поддержание заданных удельных расходов выпара, количество выпара может оказаться недостаточным для обеспечения нормативного качества десорбции диоксида углерода, например, при малых нагрузках вакуумного деаэратора, когда количество воздуха в выпаре зависит не столько от расхода обрабатываемой воды, сколько от присосов в вакуумный деаэратор. Таким образом, вторым недостатком известного способа является низкое качество деаэрации. The disadvantages of the analogues and the prototype are the reduced cost-effectiveness of thermal deaeration of water due to increased energy costs for the removal of vapor from the deaerator and heat loss with vapor and, in some cases, reduced quality of deaeration due to insufficient consumption of vapor from the deaerator. The regulation of the flow rate of the vapor from the deaerator is carried out according to the flow rate of the treated water, usually based on the specific air flow rate in the vapor taken 60 grams per 1 ton of treated water. Since the normative quality of thermal deaeration, which is largely characterized by the content of carbon dioxide in deaerated water and the corresponding pH value of water (free carbon dioxide is absent in water at pH 8.3 or more), in most cases can be achieved with significantly lower vapor flow rates, deaeration almost always occurs with the removal of excessive amounts of vapor and reduced efficiency. On the other hand, in a number of modes, despite maintaining the specified specific vapor flow rates, the amount of vapor may not be sufficient to ensure the normative quality of carbon dioxide desorption, for example, at low loads of the vacuum deaerator, when the amount of air in the vapor does not depend so much on the flow rate of the treated water, how much from suction cups to a vacuum deaerator. Thus, the second disadvantage of this method is the low quality of deaeration.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности и качества термической деаэрации воды за счет поддержания оптимального расхода выпара из деаэратора. The technical result achieved by the present invention is to increase the efficiency and quality of thermal deaeration of water by maintaining the optimal flow rate of vapor from the deaerator.

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, деаэрированную воду и образовавшийся при деаэрации выпар отводят из деаэратора. To achieve this result, a method of thermal deaeration of water is proposed, in which the desorption of carbon dioxide dissolved in water is carried out by contacting the treated water and a heating agent in the deaerator, the deaerated water and the vapor formed during deaeration are removed from the deaerator.

Отличием заявляемого способа является то, что регулирование расхода выпара из деаэратора производят по заданной величине показателя pH деаэрированной воды. The difference of the proposed method is that the regulation of the flow rate of the vapor from the deaerator is carried out at a given pH value of the deaerated water.

Проведение регулирования расхода выпара из деаэратора по заданной величине показателя pH деаэрированной воды позволяет обеспечить качество и экономичность термической деаэрации благодаря поддержанию оптимального расхода выпара, т.е. исключению режимов деаэрации с излишним или недостаточным отводом выпара. Carrying out the regulation of the flow rate of vapor from the deaerator according to a given pH value of deaerated water allows us to ensure the quality and efficiency of thermal deaeration by maintaining the optimal flow rate, i.e. exclusion of deaeration regimes with excessive or insufficient removal of vapor.

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 заявитель не обнаружил 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". The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the set of essential features of the analogue allowed to identify the set of essential in relation to the technical result of the distinguishing features set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

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 по заданной величине показателя 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, что и позволяет обеспечить достижение искомого технического результата. To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed method from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the technical result is not revealed from the prior art determined by the applicant. In particular, the claimed invention does not provide for the addition of a known agent to any known part attached to it according to known rules to achieve a technical result in respect of which the effect of such additions is established. So, such a transformation cannot be attributed to the operation of regulating the flow rate of the vapor according to a given value of the pH value of deaerated water, since this operation in the claimed method is carried out in a different set of essential features of the method and according to different rules compared to known methods, which allows to achieve the desired technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением искомого технического результата. Next, we consider the information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the desired technical result.

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 расхода выпара 6 соединен с регулирующим органом 7, включенным в трубопровод 5, и датчиком pH 8, установленным на трубопроводе 4. The drawing shows a schematic diagram of an installation for thermal deaeration of water, explaining the method. The installation included in the heating water make-up water treatment system at a thermal power plant contains an atmospheric deaerator 1 with connected pipelines of treated water 2, a heating agent 3, deaerated water 4 and outlet of vapor 5. The flow rate regulator of vapor 6 is connected to a regulatory body 7 included in pipeline 5 , and a pH 8 sensor installed on line 4.

Рассмотрим пример реализации заявленного способа термической деаэрации воды. Consider an example of the implementation of the claimed method of thermal deaeration of water.

Десорбцию растворенного в воде диоксида углерода осуществляют при контакте обрабатываемой воды и греющего агента - пара, 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. Регулирование расхода выпара из деаэратора производят по заданной величине показателя pH деаэрированной подпиточной воды, равной 8,3, соответствующей отсутствию свободного диоксида углерода в деаэрированной воде, с помощью регулятора 6, регулирующего клапана 7 и датчика 8. При понижении pH по отношению к заданной величине, что свидетельствует о появлении свободного диоксида углерода в деаэрированной воде, увеличивают расход выпара до восстановления pH 8,3, при более высокой величине pH расход выпара снижают для понижения энергозатрат на деаэрацию. Таким образом, во всех режимах термической деаэрации расход выпара поддерживают необходимым и достаточным для обеспечения заданной величины pH, соответствующей нормативному качеству десорбции растворенного диоксида углерода, благодаря чему исключают работу деаэратора с излишним или недостаточным расходом выпара. The desorption of carbon dioxide dissolved in water is carried out by contact of the treated water and the heating agent — steam, which are supplied through pipelines 2 and 3 to the deaerator 1, deaerated water is discharged from the deaerator through pipeline 4, and the vapor formed during deaeration is transferred through pipeline 5. Regulation of the vapor flow rate from the deaerator, a pH value of deaerated make-up water of 8.3 is produced according to a predetermined value, corresponding to the absence of free carbon dioxide in deaerated water, using regulator 6, which regulates the Pan 7 and the sensor 8. When the pH is lowered with respect to a given value that indicates the appearance of free carbon dioxide gas to the deaerated water vapor flow rate is increased to restore pH 8.3, at a pH value higher vapor flow rate is reduced to reduce the power consumption for deaeration. Thus, in all modes of thermal deaeration, the flow rate of the vapor is maintained necessary and sufficient to ensure a predetermined pH value corresponding to the normative quality of desorption of dissolved carbon dioxide, thereby eliminating the operation of the deaerator with excessive or insufficient vapor flow.

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.The above information indicates that when using the claimed method the following set of conditions:
- a tool embodying the claimed method is intended for use in industry in the field of heat power;
- for the claimed method in the form described in the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application is confirmed;
- a method of thermal deaeration of water embodying the claimed invention, when implemented, is able to achieve the desired technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

The method of thermal deaeration of water, in which the desorption of carbon dioxide dissolved in water is carried out by contacting the treated water and a heating agent in the deaerator, the deaerated water and the vapor formed during deaeration are removed from the deaerator, wherein the flow rate of the vapor from the deaerator is regulated, characterized in that the flow rate is regulated evaporation is carried out at a given pH value of deaerated water.