Способ контроля возвратного конденсата

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК.„.. Ж„„1740706 А1 (я)ю F 01 К 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4846327/О6 (22) 02,07.90 (46) 15.06.92., Бюл. hL 22 (71) Институт проблем энергосбережения

АН УССР и Специальное конструкторскотехнологическое бюро с экспериментальным производством Института проблем энергосбережения АН УССР . (72) С,И.Рудковский, В,С.Черкасов, С,Э.beленький и А.В.Чеповой (53) 621.311 (088.8) (56) Установка для определения потенциальнокислых органических веществ в возвратном конденсате. УОПКОВ. Информационный листок о передовом производственно-техническом опыте М 89-0221, Украинский НИЧ НТИ и ТЭИ Госплана

УССР, Киев, 1989. (54) CflOCOS КОНТРОЛЯ ВОЗВ РАТНОГО

КОНДЕ НСАТА

Изобретение относится к теплоэнергетике. а именно к вопросам повышения надежности и безопасности эксплуатации теплотехнического оборудования, и может быть использовано в автоматизированных системах для.своевременного обнаружения в возвратном конденсате органических веществ, способных в условиях котлоагрегата разлагаться с образованием кислот, приводящих к коррозии поверхностей нагрева и, как следствие, к аварийной ситуации и выходу из строя «отлоагрегата.

Предупреждение аварийных ситуаций может быть обеспечено контролем пробы возвратного конденсата, по результатам которого принимается решение о возможно2 (57) Использование: контроль возвратного конденсата в теплоэнергетике для повышения надежности и безопасности эксплуатации технологического оборудования. используется в автоматизированных системах для своевременного обнаружения в возвратном конденсате органических веществ, способных в условиях котлоагрегата разлагаться с образованием кислот, приводящих к коррозии поверхностей нагрева и, как следствие, к аварийной ситуации и выходу из строя котлоагрегата. Изохорно нагревают пробы возвратного конденсата в термореакционной камере (ТРК) до рабочих значений температуры и давления и выдерживают пробы при этих условиях в течение заданного времени, при этом регулирование роста давления в ТРК осуществляют как изменением температуры нагрева, так и соответствующим стравливанием части пробы при превышении давления выше рабочего значения. 4 ил., 1 табл.

Ф сти повторного использования возвратного С) конденсата в цикле водоподготовки или решение о сливе возвратного конденсата и замене его вновь подготовленным.

Вопросы эксплуатационной надежно- О" сти, безопасности, а также осуществления оптимальных затрат на водоподготовку при использовании возвратного конденсата определяют актуальность изобретения и внедрение его на химкомбинатах и предприятиях ТЭЦ.

В настоящее время отечественной и зарубежной промышленностью оборудование для автоматического непрерывного контроля возвратного конденсата не выпускается — контроль осуществляется вручную посред1740706 определяют габариты и массу устройства (около 700 кг), потребляемую мощность и низкую надежность — выход иэ строя любого из указанных узлов влечет за собой выключение всей установки иэ режима контроля.

Резервирование канала термобарообработки, а следовательно, и многоканальный контроль не возможны иэ-за значительного увеличения габаритов и стоимости устройства.

Цель изобретения — повышение экономичности контроля возвратного конденсата.

Указанная цель достигается тем, что по5 вышение температуры и давления ведут изохорным нагреванием в гермитичном объеме.

Более конкретно изохорный нагрев заключается в осуществлении технологического цикла (tg, включающего в себя следующие последовательно выполненные операции:

t>p — промывка и охлаждение внутренней полости термореакционной камеры после обработки и слива предыдущей порции пробы конденсата;

t3 — заполнение камеры пробой возвратного конденсата с начальным давлением Рн и температурой Тн соответствующими параметрами конденсата в возвратной магистрали, герметизация камеры;

t — нагрев пробы до рабочих значений

Рр, Тр давления и температуры;

tp — выдержка пробы при рабочих параметрах Рр, T p в течение заданного рабочего времени;

tcn — слив обработанной пробы конденсата на анализ, т,е. ности к изобретению является установка 5

20

30

tq = tnp + тз + тн + 1р + tcn

50 ством взятия проб возвратного конденсата и анализ их техническими средствами заводских химических лабораторий.

Наиболее близкой по технической сущдля определения потенциально кислых органических веществ в возвратном конденсате УОПК08.

Принцип действия известной установки основан на том, что пробу возвратного конденсата отбирают из магистрали подачи конденсата в котлоагрегат и подвергают термообработке в соответствии с заданными рабочими условиями температуры Тр, давления Рр и времени tp формирования теплоносителя в котлоагрегате, после чего обрабатывают пробу возвратного конденсата, нормируют по давлению и температуре, удовлетворяющим параметрам измерительных трактов кондуктометрии и рН-метрии, определяют величину проводимости конденсата и наличие в нем,образовавшихся кислот, на основании которых определяют степень загрязнения возвратного конденсата и возможность его повторного использования. Основной операцией осуществления контроля возвратного конденсата является термообработка пробы конденсата, соответствующей условиям формирования из конденсата теплоносителя в котлоагрегате для известной установки такими параметрами является давление

Pp =- 220 атм, температура Тр = 603 +10 К (330 -10 С) и продолжительность выдержки пробы при этих параметрах до tp = 8,5 мин.

Способ выполнения установки, ее технические и эксплуатационные характеристики в целом следующие. B известной установке термообработку пробы возвратного конденсата осуществляют последовательным формированием двух внешних воздействий: повышением давления пробы до рабочего значения Рр с помощью насосдозатора и нагревом пробы до рабочей температуры Тр посредством нагрева стенок (трубки) термореакционного блока, через который проба "продавливается" под давлением Рр в течение. времени tp в холодильную камеру и далее на анализ. Реализация принципа формирования высокого давления самостоятельным источником требует использования сравнительно мощного источника давления — насоса. Непрерывный нагрев "продавливаемой" через нагреватель пробы в течение времени ср требует увеличения его габаритов, мощности нагрева и использования на выходе нагревателя сложных электромеханических дросселирующих устройств. Эти факторы, в основном

Сущность способа заключается в использовании свойства, проявляемого водой при ее изохорном нагреве, а именно опережающего роста давления воды по сравнению с ростом температуры ее нагрева при постоянном объеме в соответствии с выражени< м

A Р = К ЛТ npu V = const где К = 7-16 атм/град.

Указанное свойство позволяет, осуществляя один лишь только нагрев воды в камере без увеличения ее объема, довести давление и температуру воды в камере до заданных рабочих значений Рр, Тр. На практике нагрев воды в камере сопровождается также и нагревом стенок камерьi, т,е. увели1740706 чением ее внутреннего объема, отсюда реальный рост приращения ЬР давления будет выполняться с меньшим коэффициентом К.

Покажем достоверность выражения (1), .5 утверждающего опережающий рост давления.

Представим уравнение сжатой жидкости в виде

Р (Т = 100о) = 2290 (1,0172) . 1

1З7 а

ЛТ

10 (2) V = Vo (1 - A In ), Р+В

15

P (T = 200 ).= 1140 (1 — — ) — 1

1,0908 1

20 р 1.1580 1,1036 = 856 gT, дР . P+V

Л Р 856 ат

= 17,1

V= Чо+ Vî А 1и

V Р+  — — 1 = — А In

А В (1 — ) -1 (3) 210 = 10 5 ат

ЬТ 20 град где А-А(T), В - В(Т), Чо =Чо(Т)- справочные табличные данные.

Обозначим — параметры Тейта.

А .В

Иэотерма Тейта

В рассматриваемом случае V. = const определяется из таблиц по значению Ро для данного Т. Для данного вида "гладких" зависимостей изотерму Тейта можно перевернуть, получив: — = — nP +m (4)

< дР Р+В» д / т

Используем табличные данные для вычисления выражения (3):

То 20 С Чо - 1.0018 м3/кг

Р(Т 40о) = (1 — — ) — 1

1.0018 . 1

3080 е 10079 0,1362 = 140 ат;

Л Р 140 7 ат

А т = 20 = 7 гр о

-P (Т = 60о) = 2780 (1,0079, 1

1.0172) 0.1253

-210 ат;

P (T = 150о) = 1100 ( (1,0435) . 1

1,0908 1.0908. ) 827 ат.

На фиг.1 показан график зависимости

ЬР коэффициента К = для.различных диапазонов температур, из которого следует, что изохорный нагрев воды сопровождается значительно опережающим ростом давления в номере при нагреве. т,е. с учетом соответствующего стравливания части пробы в дренаж возможно достижение в ней заданных рабочих значений параметров воды; на фиг.2 представлена функциональная блок-схема устройства контроля возвратного конденсата; на фиг.3 — циклограмма работы модуля термобарообработки.

Основным функциональным узлом устройства является термореакционный блок 1, в состав которого входят и (в данном примере n = 2) одинаковых модулей 2, 3 термобарообработки, являющихся самостоятельными функциональными узлами, каждый из которых обеспечивает термобарообработку пробы возвратного конденсата в полном обьеме рабочих условий Рр, Тр, tp. Необходимое количество модулей 2, 3 термобарообработки выбирают иэ следующих условий, неисключающих друг друга: необходимости максимального приближения процесса контроля к непрерывному. определяемого количеством N взятых на анализ проб в единицу времени

N = —, тц максимального резервирования работы основного канала устройства;

1740706 необходимости обеспечения процесса контроля по нескольким каналам одновременно.

Модули 2, 3 идентичны. В сос .ав модуля

2 (аналогично и модуля 3) входят: термореакционная камера 2,1 (3,1) с электронагревателем 2,2 (3.2), внутренняя полость которой сообщается с злектроклапанами

2.3 (3.3), 2.4(3.4) вводами вывода пробы конденсата, со стравливающим клапаном 2,5 (3.5) и с датчиками давления 2.6 (3.6) и температуры 2,7 (3,7).

Входы ввода пробы модулей 2, 3 термобарообработки соединены с входами устройства через коммутатор 4 каналов, обеспечивающий параллельное подключение необходимого количества модулей к соответствующим входным каналам, т.е, обеспечивает работу устройства в одно- или многоканальных режимах с соответствующим резервированием процесса термобарообработки, Питание электронагревателей

2.2, 3.2 осуществляется с блока 5 питания электронагревателей. Выходы вывода пробы модулей 2, 3 через переключающий клапан 6 соединен с магистралью сброса в дренаж и с входом блока 7 нормирования пробы, предназначенного для нормирования пробы по температуре, давлению и расходу, соответствующим условиям работы измерительного тракта блока 8 кондуктометрии и рН-метрии. Информационные выходы модулей 2. 3 термобарообработки— выходы датчиков 2.6 (3,6) и 2.7 (3.7) соединены с входами блока 9 измерения давления и температуры, выход которого соединен с входами блока 10 управления и блока 11 индикации и регистрации. Входы блока 11 индикации и регистрации соединены также с информационными выходами блока 8 кондуктометрии и рН-метрии и с управляющим выходом блока 10 управления. Выходы блока 10 управления соединены также с управляющим входом блока 5 питания электронагревателей и с входами управления электроклапанами 2,3, 2,4.

Способ осуществляется в следующей последовательности.

Рассмотрим на примере экспериментального образца, разрабатываемой установки контроля возвратного конденсата

УКВ К со следующими параметрами: количество контролируемых каналов 1; количество модулей термобарообработки 2; давление и температура пробы на входе.УКВК 0,15

МПа, 20 ч-10 С; общий расход пробы конденсата (c учетом конденсата, идущего на промывку и охлаждение камеры модуля) не более 30 л/ч; расход пробы через блок кондуктометрии и рН-метрии не более 4 л/ч: рабочий объем камеры модуля 100 мл; параметры термобарообработки: Pp = 25

МПа; Т = 300 С: тр = 5 мин; 1ч = 10 мин.

Циклограммы работы модулей одинаковы, циклы сдвинуты на д = — = — = 5 мин

1ч 10 и 2

50 электронагревателей и стравливающим клапаном 2.5.

Сливают пробу возвратного конденсата после термобарообработки — участок tc< циклограммы, и нормируют ее по параметрам (давление, температура, расход), удовлетворяющим па раметрам входного измерительного тракта кондуктометрии и рН-метрии, Промывают термореакционную камеру

2.1 модуля 2 — участок top циклограммы. При открытых по сигналам с блока 10 управле15 ния электроклапанах 2,3, 2.4 и открытом в направлении сброса в дренаж переключающем злектроклапане 6 пробу возвратного конденсата прокачивают через термореакционную камеру 2,1 первого модуля 2 и

20 сбрасывают в дренаж в течение времени тр =0,4 мин, В процессе промывки происходит одновременно и охлаждение термореакционной камеры 2.1, Заполняют полость термореакционной

25 камеры 2,1 модуля 2 пробой конденсата— участок t3 циклограммы. По сигналу с блока

10 управления закрывают электроклапан

2.4 модуля 2, а через время t3 =6,2 мин закрывают и электроклапан 2,3, Камера за30 полнена,модуль 2 подготовлен к термообработке пробы.

Нагревают пробу возвратного конденсата до рабочего значения Тр температуры, при этом повышается давление пробы кон35 денсата в термореакционной камере ограничивается величиной Рр посредством стравливания части пробы клапаном 2,5— участок t =4 мин циклограммы, Осуществляют термобарообработку

40 пробы — выдерживание пробы возвратного конденсата при значениях Рр, Тр в течение заданного рабочего времени tp — участок

tp циклограммы.

Рабочие параметры Pp, Tp поддержива45 ются по сигналам с выходов датчиков 2,7, 2,8 давления и температуры через блок 9 измзрения давления и температуры и через блок .0 управления посредством исполнительныx узлов блока 5 питания

1740706

10 По сигналу с блока 10 управления переключающий злектроклапан 6 открывают в направлении, обеспечивающим поступление обработанной пробы в блок 7 нормирования пробы, и открывают электроклапан

2,4 модуля 2 — обработанная проба нормируется и подается на анализ в блок 8 кондуктометрии и рН-метрии.

По результатам анализа, поступающим в блок 11 индикации и регистрации, принимают решение о возможности повторного использования возвратного конденсата в системе водоподготовки ТЭ Ц, После окончания периода t«слива пробы цикл работы первого модуля 2 термообработкии повторяется, т,е. вновь осуществляют промывку термореакционной камеры 2,1 и т.д.

Работа всех модулей 2, 3 термобасообработки аналогична, циклограммы их работ сдвинуты таким образом, чтобы обеспечилось равномерное поступление пробы на нормирование и далее на анализ, Даже при одном работающем модуле 2, 3 (выход из строя или профилактическое обслуживание остальных модулей) работоспособность устройства в целом не нарушается. изменяется лишь периодичность отбора и анализа пробы возвратного конденсата.

Повышение экономичности заявляемого технического решения обусловлена следующими факторами, Осуществление изохорного нагрева с регулируемым рабочим объемом термореакционной камеры позволяет добиться задан н ых па ра метр о в терм оба роо6 работки при значительном обьеме камеры и несложном пускорегулирующем оборудовании, 5 Простота модуля термобарообработки позволяет беэ существенных аппаратурных затрат осуществлять многократное резервирование каналов термобарообработки, что увеличивает надежность устройства, а

10 также представляется воэможность выполнить контроль одновременно по нескольким каналам. В связи с тем, что операции термообработки локализованы в модуле, исключается необходимость в . трубопроводах и

15 пускорегулирующей аппаратуре, работающей под высоким давлением и температурой. что также повышает надежность, безопасность и технологичность обслуживания.

Формула изобретения

Способ контроля возвратного конденсата, заключающийся в атборе пробы последнего, повышении. температуры и

25 давления отобранной пробы до рабочих значений, выдержке во времени для обеспе. чения формирования разложения органических веществ с образованием кислот, а также последующем замере кислотности и

30 проводимости полученной среды и сравнении полученных значений с контрольными, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, повышение температуры и давления ведут изохорным

35 нагреванием в герметичном объеме.

46

Ь О= 7 f740706

Р gg аллг бгра

Г547 1 C

« Ф

1740706

1740706 Р / я р о

1 сии

Редактор M.Êåëåìåø

Заказ 2065 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Ру

Y,%

Составитель Н.Банников

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т.Малец

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101