УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕКАРБОНИЗАЦИИ ВОДЫ Российский патент 2000 года по МПК F22D1/50 

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

Известны аналоги - установки для декарбонизации воды, содержащие декарбонизатор с подключенными к нему трубопроводами исходной и декарбонизированной воды, выпара, а также вентилятор, соединенный воздуховодом с декарбонизатором, - см. а.с. 1333643, опубл. в Бюллетене Изобретений, 1987, N 32 или а.с. 1323819, опубл. в Бюллетене Изобретений, 1987, N 26. Последний аналог принят в качестве прототипа.

Недостатками аналогов и прототипа являются пониженная экономичность установки для декарбонизации воды из-за повышенных энергетических затрат на подачу излишнего воздуха в декарбонизатор при остаточной концентрации свободного диоксида углерода CO₂ в декарбонизированной воде менее заданного значения и низкое качество декарбонизации из-за недостаточного расхода воздуха в режимах, когда остаточная концентрация CO₂ в декарбонизированной воде превышает заданное 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. В процессе эксплуатации установки нагрузка декарбонизатора, качество исходной воды, тепловой режим существенно изменяются. Несмотря на то, что в ряде переменных режимов декарбонизации остаточная концентрация CO₂ становится меньше заданного расчетного значения, вентилятор работает с полной производительностью, подавая в декарбонизатор избыточное количество воздуха и перерасходуя электроэнергию на свой привод. В других режимах заданная остаточная концентрация CO₂ в обработанной воде не достигается из-за недостаточности производительности вентилятора для эффективного удаления CO₂ из воды.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности и качества работы установки для декарбонизации воды за счет поддержания оптимального расхода воздуха, подаваемого в декарбонизатор, в переменных режимах работы установки.

Для достижения этого результата предложена установка для декарбонизации воды, содержащая декарбонизатор с подключенными к нему трубопроводами исходной и декарбонизированной воды, выпара, вентилятор, соединенный воздуховодом с декарбонизатором.

Отличием заявляемой установки является то, что она снабжена регулятором расхода воздуха, соединенным с датчиком концентрации свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде, и регулирующим органом на воздуховоде.

Включение в совокупность существенных признаков, характеризующих установку для декарбонизации воды, новых элементов: регулятора расхода воздуха, регулирующего органа на воздуховоде, датчика содержания свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде, и новой взаимосвязи этих элементов, позволяет повысить экономичность и качество работы установки за счет поддержания оптимального расхода воздуха, подаваемого в декарбонизатор, т.е. исключения режимов работы установки с излишним или недостаточным расходом воздуха.

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 декарбонизации воды регулятора расхода воздуха, поскольку этот элемент в заявленном устройстве находится в другой совокупности существенных признаков устройства и в новой взаимосвязи с другими элементами устройства по сравнению с известными взаимосвязями регулятора расхода воздуха, 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 декарбонизации воды. Входящая в систему подготовки добавочной питательной воды для паровых котлов тепловой электростанции установка содержит декарбонизатор 1 с подключенными к нему трубопроводом 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 вентилятора или шибер). В установку включен регулятор расхода воздуха 8, который соединен с датчиком концентрации свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде 9, установленным на трубопроводе 3, и с регулирующим органом 7. В верхней части декарбонизатора расположен патрубок выпара 10. В качестве датчика 9 может быть использован, например, pH-метр с преобразователем показаний pH в значения концентрации диоксида углерода (при известных щелочности и температуре обработанной воды).

Установка для декарбонизации воды работает следующим образом. Обрабатываемая вода по трубопроводу 2 подается в декарбонизатор 1. Вентилятором 6 по воздуховоду 4 в декарбонизатор подается атмосферный воздух. При прохождении воздуха через декарбонизатор навстречу потоку воды в него переходит выделяющийся из воды избыточный диоксид углерода. Насыщенный свободным диоксидом углерода выпар удаляется из декарбонизатора по патрубку 10. 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 9. Импульс от датчика 9 передается на регулятор расхода воздуха 8, которым с помощью регулирующего органа 7 регулируется расход воздуха, подаваемого в декарбонизатор. Регулирование расхода воздуха в декарбонизаторе осуществляют до достижения заданной остаточной концентрации свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде 3 мг/л. При остаточной концентрации диоксида углерода в декарбонизированной воде, превышающем заданное значение, расход воздуха повышается, что позволяет обеспечить требуемое качество декарбонизации воды. Если же остаточная концентрация свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде меньше заданного значения, расход воздуха понижается, что позволяет повысить экономичность установки благодаря снижению энергозатрат на привод вентилятора.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной установки следующей совокупности условий:
- заявленная установка для декарбонизации воды 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 декарбонизации воды, воплощающая заявленное изобретение, при его осуществлении способна обеспечить достижение искомого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Изобретение предназначено для использования на тепловых электростанциях и котельных установках для подготовки питательной воды. Установка для декарбонизации воды содержит декарбонизатор с подключенными к нему трубопроводами исходной и декарбонизированной воды, выпара, вентилятор, соединенный воздуховодом с декарбонизатором. Установка снабжена регулятором расхода воздуха, соединенным с датчиком концентрации свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде и регулирующим органом на воздуховоде, что позволяет поддерживать оптимальный расход воздуха, подаваемого в декарбонизатор при переменных режимах работы установки. 1 ил.

Установка для декарбонизации воды, содержащая декарбонизатор с подключенными к нему трубопроводами исходной и декарбонизированной воды, выпара, вентилятор, соединенный воздуховодом с декарбонизатором, отличающаяся тем, что установка снабжена регулятором расхода воздуха, соединенным с датчиком концентрации свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде и регулирующим органом на воздуховоде.