установка для подготовки подпиточной воды теплосети

Формула изобретения

Установка для подготовки подпиточной воды, содержащая декарбонизатор с подключенными к нему трубопроводами исходной и декарбонизированной воды, вентилятор, соединенный воздуховодом с декарбонизатором, включенный в трубопровод исходной воды подогреватель с трубопроводом греющей среды, отличающаяся тем, что установка снабжена регулятором расхода воздуха и температуры исходной воды, соединенным с датчиком концентрации свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде и с регулирующими органами на воздуховоде и на трубопроводе греющей среды подогревателя.

Описание изобретения к патенту

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

Известен аналог - установка для подготовки подпиточной воды, содержащая декарбонизатор с подключенными к нему трубопроводами исходной и декарбонизированной воды, вентилятор, соединенный воздуховодом с декарбонизатором, включенный в трубопровод исходной воды подогреватель с трубопроводом греющей среды, см. а.с. 1267015, опубл. в Бюллетене Изобретений, 1986, N 40. Данный аналог принят в качестве прототипа.

Недостатками аналогов и прототипа являются пониженная экономичность установки для подготовки подпиточной воды теплосети из-за повышенных энергетических затрат на подачу воздуха в декарбонизатор и на нагрев исходной воды при остаточной концентрации свободного диоксида углерода CO₂ в декарбонизированной воде менее требуемого значения и низкое качество подготовки подпиточной воды из-за недостаточных расхода воздуха на декарбонизацию и нагрева исходной воды в режимах, когда остаточная концентрация CO₂ в обработанной воде превышает требуемое значение. Вентилятор для декарбонизатора выбирается при его проектировании на максимальную производительность декарбонизатора исходя из достижения заданной остаточной концентрации диоксида углерода CO₂ в декарбонизированной воде (обычно 4-5 мг/л) в расчетном стационарном режиме, а температуру исходной воды поддерживают постоянной в пределах 35-50^oC также исходя из этих требований. В процессе эксплуатации установки качество исходной воды существенно изменяется. Несмотря на то, что в ряде переменных режимов подготовки подпиточной воды остаточная концентрация CO₂ становится меньше расчетного значения, расход воздуха, подаваемого в декарбонизатор, и температура исходной воды не снижаются, что приводит к перерасходу воздуха и греющей среды подогревателя и излишним затратам энергии на привод вентилятора и на нагрев исходной воды. В других режимах, например, при понижении щелочности воды, требуемая остаточная концентрация CO₂ в обработанной воде не достигается из-за недостаточных расхода воздуха на декарбонизацию и нагрева исходной воды.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности и качества работы установки для подготовки подпиточной воды.

Для достижения этого результата предложена установка для подготовки подпиточной воды теплосети, содержащая декарбонизатор с подключенными к нему трубопроводами исходной и декарбонизированной воды, вентилятор, соединенный воздуховодом с декарбонизатором, включенный в трубопровод исходной воды подогреватель с трубопроводом греющей среды.

Отличием заявляемой установки является то, что она снабжена регулятором расхода воздуха и температуры исходной воды, соединенным с датчиком концентрации свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде и с регулирующими органами на воздуховоде и на трубопроводе греющей среды подогревателя.

Включение в совокупность существенных признаков, характеризующих установку для подготовки подпиточной воды теплосети, новых элементов: регулятора расхода воздуха и температуры, регулирующих органов на воздуховоде и на трубопроводе греющей среды, датчика содержания свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде, и новой взаимосвязи этих элементов позволяет повысить экономичность и качество работы установки за счет поддержания оптимальных значений расхода воздуха, подаваемого в декарбонизатор, и температуры исходной воды, т.е. исключения режимов работы установки с излишними или недостаточными расходом воздуха на декарбонизацию и нагревом исходной воды.

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, изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. 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, 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 включение в установку для подготовки подпиточной воды теплосети регулирующих органов на трубопроводе греющего агента и на воздуховоде, поскольку эти элементы в заявленном устройстве находятся в другой совокупности существенных признаков устройства и в новой взаимосвязи с другими элементами устройства по сравнению с известными взаимосвязями этих элементов, например, в котельных установках, что и позволяет обеспечить достижение искомого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

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

На чертеже показана схема установки для подготовки подпиточной воды теплосети.

Входящая в систему подготовки подпиточной воды теплосети на тепловой электростанции установка содержит декарбонизатор 1 с подключенными к нему трубопроводами исходной воды 2, декарбонизированной воды 3 и воздуховодом 4. В трубопровод 3 включен насос декарбонизированной воды 5. В воздуховод 4 включены вентилятор 6 и регулирующий орган 7 (направляющий аппарат или шибер). В трубопровод 2 включен подогреватель исходной воды 8. На трубопроводе греющей среды 9 подогревателя 8 установлен регулирующий орган 10. Регулирующие органы 7 и 10 соединены с двухканальным регулятором расхода воздуха и температуры исходной воды 11. Регулятор 11 соединен с датчиком концентрации диоксида углерода в декарбонизированной воде 12, установленным на трубопроводе 3. В качестве датчика 12 может быть использован, например, pH-метр с преобразователем показаний pH в значения концентрации диоксида углерода (при известных щелочности и температуре обработанной воды).

Установка для подготовки подпиточной воды теплосети работает следующим образом.

Исходную воду нагревают в подогревателе 8 и подают в декарбонизатор 1 по трубопроводу 2, воздух подают в декарбонизатор вентилятором 6 по воздуховоду 4. При прохождении воздуха через декарбонизатор навстречу потоку воды в него переходит выделяющийся из воды избыточный диоксид углерода. Декарбонизированная вода откачивается из декарбонизатора насосом 5 в деаэратор подпиточной воды теплосети (на чертеже не показан). Концентрация свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде фиксируется датчиком 12. Импульс от датчика 12 передается на регулятор расхода воздуха и температуры исходной воды 11, которым с помощью регулирующего органа 7 сначала регулируется расход воздуха, подаваемого в декарбонизатор, до достижения заданного остаточного содержания CO₂. Если при увеличении расхода воздуха до номинальной производительности вентилятора требуемого качества декарбонизации достигнуть не удается, регулятором расхода воздуха и температуры 11 с помощью регулирующего органа 10 повышают температуру исходной воды до восстановления заданной остаточной концентрации CO₂. Напротив, при остаточной концентрации диоксида углерода ниже заданного значения сначала уменьшают температуру исходной воды в допустимых по технологическим условиям пределах (минимум до 25^oC) и, если остаточная концентрация CO₂ опять будет ниже заданного значения, приступают к регулированию расхода воздуха до восстановления заданной остаточной концентрации CO₂.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной установки следующей совокупности условий:

- заявленная установка для подготовки подпиточной воды теплосети предназначена для использования в промышленности в области теплоэнергетики;

- для заявленной установки в том виде, как она охарактеризована в формуле изобретения, подтверждена возможность ее осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;

- установка для подготовки подпиточной воды теплосети, воплощающая заявленное изобретение, при его осуществлении способна обеспечить достижение искомого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".