СПОСОБ ДЕКАРБОНИЗАЦИИ ВОДЫ Российский патент 2000 года по МПК F22D1/50 

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

Известны аналоги - способы декарбонизации воды, по которым декарбонизацию осуществляют путем контакта обрабатываемой воды и атмосферного воздуха, которые подают в декарбонизатор (см. кн. Вихрева В.Ф. и Шкроба М.С. "Водоподготовка", М. : Энергия, 1973, с. 209-211; а.с. 1323819 F 22 D 1/50; кн. Громогласова А.А., Копылова А.С., Пильщикова А.П. "Водоподготовка: процессы и аппараты", М.: Энергоатомиздат, 1990, с. 176-178, 261). Последний аналог принят в качестве прототипа.

Недостатком аналогов и прототипа является пониженная экономичность способа декарбонизации воды из-за повышенных энергетических затрат на подачу воздуха в декарбонизатор в переменных режимах декарбонизации. Так, при декарбонизации воды в декарбонизаторе с подачей в него воздуха вентилятором вентилятор для декарбонизатора выбирается на расчетную максимальную производительность декарбонизатора (обычно из расчета 40 м³/ч воздуха на 1 т/ч производительности декарбонизатора, см. упомянутую кн. Громогласова и др., с. 261). При работе декарбонизатора с неполной нагрузкой вентилятор работает с полной производительностью, подавая в декарбонизатор избыточное количество воздуха и перерасходуя электроэнергию на свой привод.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности способа декарбонизации воды за счет уменьшения затрат электроэнергии на подачу воздуха в декарбонизатор в режимах с частичной нагрузкой декарбонизатора.

Для достижения этого результата предложен способ декарбонизации воды путем контакта обрабатываемой воды и атмосферного воздуха, которые подают в декарбонизатор.

Отличием заявляемого способа является то, что расход воздуха, подаваемого в декарбонизатор, регулируют прямо пропорционально расходу обрабатываемой воды.

Включение в способ декарбонизации воды операции регулирования расхода воздуха и условий проведения этой операции - прямо пропорционально расходу обрабатываемой воды - позволяет осуществить декарбонизацию воды с уменьшенными затратами энергии на привод вентилятора декарбонизатора в режимах с частичной нагрузкой декарбонизатора.

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".

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 включение в способ декарбонизации воды операции регулирования расхода воздуха, поскольку эта операция в заявленном способе осуществляется в другой совокупности существенных признаков способа и по другим правилам по сравнению с известными способами регулирования воздуха, например в котельных установках, 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 декарбонизации воды, поясняющая предложенный способ.

Входящая в систему подготовки добавочной питательной воды для паровых котлов тепловой электростанции установка содержит декарбонизатор 1 с подключенными к нему трубопроводами обрабатываемой 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) регулятора расхода воздуха 8. Регулятор 8 соединен с датчиком расхода воды 9, установленным на трубопроводе 2. В верхней части декарбонизатора расположен патрубок выпара 10.

Рассмотрим пример реализации заявленного способа декарбонизации воды.

В режиме работы декарбонизатора с номинальной нагрузкой обрабатываемую воду в количестве 300 т/ч подают в декарбонизатор 1. Вентилятором 6 по воздуховоду 4 в декарбонизатор подают атмосферный воздух в количестве 12000 м³/ч, регулирующий орган 7 регулятора 8 при этом поддерживают в полностью открытом состоянии. Насыщенный свободным диоксидом углерода выпар удаляют из декарбонизатора по патрубку 10. Декарбонизированную воду откачивают из декарбонизатора насосом 5 в деаэратор добавочной питательной воды котлов (не показан). При снижении расхода обрабатываемой воды до 150 т/ч расход воздуха, подаваемого в декарбонизатор, снижают до 6000 м³/ч по импульсу от датчика 9 с помощью регулятора 8 и регулирующего органа 7. Это позволяет снизить расход электроэнергии на привод вентилятора 6 в этом режиме на 15-40% (в зависимости от типа регулирующего органа 7) по сравнению с режимом номинальной нагрузки. При других нагрузках декарбонизатора расход воздуха также регулируют пропорционально расходу обрабатываемой воды.

Таким образом, 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 подготовки подпиточной воды теплоэнергетической установки, воплощающий заявленное изобретение, при его осуществлении способен обеспечить достижение искомого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Изобретение предназначено для использования в котельных установках при подготовке питательной воды. Предложен способ декарбонизации воды путем контакта обрабатываемой воды и атмосферного воздуха, которые подают в декарбонизатор. Расход воздуха, подаваемого в декарбонизатор, регулируют прямо пропорционально расходу обрабатываемой воды, что позволяет уменьшить затраты электроэнергии на подачу воздуха в декарбонизатор в режимах с частичной нагрузкой декарбонизатора. 1 ил.

Способ декарбонизации воды путем контакта обрабатываемой воды и атмосферного воздуха, которые подают в декарбонизатор, отличающийся тем, что расход воздуха подаваемого в декарбонизатор, регулируют прямо пропорционально расходу обрабатываемой воды.