Установка вакуумной деаэрации воды
Использование: в технике вакуумной деаэрации воды в колонных аппаратах в нефтегазовой промышленности. Сущность полезной модели: исходная вода по трубопроводу через патрубок 2 и разбрызгиватель 8 подается на насадку 7 дегазатора 1. За счет вакуума, создаваемого вакуумными насосами 11 и 12, вода освобождается от растворенных в ней газов и откачивающим насосом 5 подается потребителю по трубопроводу 4. Отделившиеся газы с помощью вакуумных насосов направляются в атмосферу. Производительность вакуумного насоса 11 соответствует минимальному содержанию растворенного кислорода в исходной воде. Насос 11 работает в постоянном режиме. Дополнительный вакуумный насос 12 взаимодействует с кислородомером 6 и отключается по сигналу последнего при понижении ниже расчетного содержания растворенного кислорода в деаэрированной воде.
Полезная модель относится к технике дегазации воды, в частности, к технике вакуумной деаэрации воды в колонных вакуумных аппаратах и может использоваться в нефтегазовой и других отраслях промышленности, где требуется удаление растворенных газов (в частности, кислорода) из воды.
Известна установка вакуумной деаэрации воды, содержащая дегазатор с патрубками подвода воды и отвода воды и газа, насадкой и разбрызгивателем. Установка имеет систему автоматики для поддержания заданного уровня воды в дегазаторе: буйковый датчик уровня воды, датчики нижнего и верхнего предельного уровня воды, устройство, регулирующее уровень воды в дегазаторе, расходомер, определяющий расход воды в установке, (см. Мутин Ф.И. и Макаров Е.П. «Установка вакуумной деаэрации воды УДВ-3000». Экспресс-информация №7. Серия ХМ-3. ЦИНТИхимнефтемаш, М., 1980 г.).
Из авторского свидетельства СССР №1000054 МПК В 01 Д 19/00, публ. 28.02.83 г. известна установка вакуумной деаэрации воды. Она содержит дегазатор-колонну, в верхней части, которой засыпана насадка, над которой расположен разбрызгиватель, подсоединенный к патрубку подачи исходной воды, соединенному с трубопроводом ее подачи.
Нижняя полая часть дегазатора снабжена патрубком отвода деаэрированной воды, к которому подведен трубопровод с установленными на нем насосом и расходомером.
В верхней части дегазатора над насадкой установлен патрубок отвода газа, соединенный трубопроводом с вакуумным насосом.
В дегазаторе установлены регулятор уровня деаэрированной воды, датчики верхнего и нижнего предельных ее уровней.
В известных установках установлены вакуумные насосы, производительность которых соответствует максимальному содержанию растворенного кислорода в исходной воде, забираемой, как правило, из отрытых водоемов.
Но поскольку оно составляет величину переменную (в зависимости от температуры воды), то при его уменьшении насос продолжает работать на максимальной производительности, потребляя излишнюю электроэнергию. Это снижает экономичность установки в целом.
Задачей предлагаемой полезной модели является снижение расхода электроэнергии при переменных значениях величины содержания растворенного кислорода в исходной воде.
Для решения указанной задачи предлагается установка вакуумной деаэрации воды, которая, как и наиболее близкая ей известная, содержит дегазатор с установленными в его верхней части разбрызгивателем, насадкой, патрубком отвода газа, соединенным с трубопроводом, на котором установлен вакуумный насос, патрубком подвода исходной воды; установленным в нижней части патрубком отвода деаэрированной воды, соединенным с трубопроводом отвода, на котором установлен откачивающий насос; размещенными в корпусе регулятором уровня деаэрированной воды, датчиками верхнего и нижнего предельных ее уровней.
В отличие от известной, в предлагаемой установке установлен по крайней мере один дополнительный вакуумный насос, вход которого присоединен к трубопроводу отвода газа, причем производительность одного из вакуумных насосов соответствует минимальному содержанию растворенного кислорода в исходной воде, а количество дополнительных вакуумных насосов рассчитывают по формуле:
где Cmax - максимальное содержание растворенного кислорода в исходной воде, мг/л;
C min - минимальное содержание растворенного кислорода в исходной воде, мг/л;
C - снижение содержания растворенного кислорода, обеспечиваемое одним дополнительным насосом, мг/л;
n - количество дополнительных вакуумных насосов, шт.
при этом каждый дополнительный вакуумный насос взаимодействует с кислородомером, установленным на трубопроводе отвода деаэрированной воды.
На чертеже изображена схема предлагаемой установки вакуумной деаэрации воды.
Установка содержит дегазатор 1 (колонну) с патрубком 2 подвода исходной воды и патрубком 3 отвода деаэрированной воды по трубопроводу 4 отвода воды, на котором установлен откачивающий насос 5 и кислородомер 6.
В верхней части дегазатора засыпана насадка 7, над которой размещен разбрызгиватель 8, подсоединенный к патрубку 2.
На верхнем днище дегазатора 1 имеется патрубок 9 отвода газа, к которому подсоединен трубопровод отвода газа 10, на котором установлены вакуумные насосы 11 и 12.
Вакуумный насос 11 работает в постоянном режиме, а его расчетная производительность соответствует минимальному содержанию растворенного кислорода в исходной воде.
Вакуумный насос 12 является дополнительным, взаимодействует с кислородомером 6 и работает в периодическом режиме.
Количество дополнительных вакуумных насосов, которое зависит от показателя величины растворенного кислорода в исходной воде, расчитывают по формуле, приведенной выше при описании сущности полезной модели.
Нижняя часть дегазатора служит для накопления деаэрированной воды и снабжена регулятором 13 уровня воды, а также датчиками 14 и 15 верхнего и нижнего предельного уровня воды соответственно, аварийно отключающими работу установки.
Установка работает следующим образом.
Исходная вода через патрубок 2 поступает в дегазатор 1 и через разбрызгиватель 8 попадает на насадку 7. Стекая по насадке, вода за счет вакуума, создаваемого в дегазаторе 1 вакуумными насосами 11 и 12, освобождается от растворенных в ней газов и попадает в нижнюю часть дегазатора. Регулятор 13 уровня воды поддерживает определенный уровень воды в дегазаторе. Отсюда через патрубок 3 откачивающим насосом 5 деаэрированная вода по трубопроводу 4 подается потребителю. Кислородомер 6 постоянно отслеживает количество растворенного кислорода в деаэрированной воде.
Отсасываемые газы через патрубок 9 по трубопроводу отвода газа с помощью вакуумных насосов 11 и 12 направляются в атмосферу.
При понижении содержания растворенного кислорода в исходной воде снижается и содержание его в деаэрированной воде.
При снижении ниже заданных значений содержания растворенного кислорода в деаэрированной воде кислородомер подает сигнал на отключение дополнительного вакуумного насоса при этом возможно поочередное выключение дополнительных вакуумных насосов, (если их установлено несколько), что дает более плавное поддержание заданного содержания растворенного кислорода в деаэрированной воде.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет снизить энергозатраты за счет отключения дополнительных вакуумных насосов при гарантированном значении заданной величины остаточного содержания растворенного кислорода в деаэрированной воде.
Установка вакуумной деаэрации воды, содержащая дегазатор с установленными в его верхней части разбрызгивателем, насадкой, патрубком отвода газа, соединенным с трубопроводом, на котором установлен вакуумный насос, патрубком подвода исходной воды, установленным в нижней части патрубком отвода деаэрированной воды, соединенным с трубопроводом отвода, на котором установлен откачивающий насос, размещенными в корпусе регулятором уровня деаэрированной воды, датчиками верхнего и нижнего предельных ее уровней, отличающаяся тем, что она снабжена, по крайней мере, одним дополнительным вакуумным насосом, вход которого подсоединен к трубопроводу отвода газа, производительность одного из вакуумных насосов соответствует минимальному содержанию растворенного кислорода в исходной воде, а количество дополнительных вакуумных насосов рассчитывают по формуле
где Сmax - максимальное содержание растворенного кислорода в исходной воде, мг/л;
C min - минимальное содержание растворенного кислорода в исходной воде, мг/л;
C - снижение содержания растворенного кислорода, обеспечиваемое одним дополнительным вакуумным насосом, мг/л;
n - число дополнительных вакуумных насосов,
при этом дополнительный вакуумный насос взаимодействует с кислородомером, установленным на трубопроводе отвода деаэрированной воды.
