СПОСОБ ДЕКАРБОНИЗАЦИИ ВОДЫ Российский патент 2006 года по МПК F22D1/50 C02F1/20 

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

Известны аналоги - способы декарбонизации воды, по которым десорбцию диоксида углерода из воды осуществляют при контакте обрабатываемой воды и атмосферного воздуха, которые подают в декарбонизатор. Расход атмосферного воздуха, подаваемого в декарбонизатор, регулируют по величине заданной концентрации свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде (см. патент №2151951, Б.И., 2000, №18). Данный аналог принят в качестве прототипа.

Недостатком аналогов и прототипа является низкое качество автоматического управления процесса декарбонизации воды из-за возникновения транспортного запаздывания при регулировании только по заданной величине свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде. При реализации регулирования параметров процесса декарбонизации по остаточному содержанию диоксида углерода СО₂ возникает так называемое транспортное запаздывание - задержка во времени изменения регулируемого параметра (остаточного содержания СО₂) после изменения концентрации свободного диоксида углерода в обрабатываемой воде перед декарбонизатором. Связано это с тем, что между регулятором и датчиком остаточного содержания СО₂ расположена емкость - бак декарбонизированной воды, для обмена воды в которой требуется некоторое время.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение качества автоматического управления процессом декарбонизации за счет уменьшения влияния транспортного запаздывания.

Для достижения этого результата предложен способ декарбонизации воды, по которому в декарбонизатор подают обрабатываемую воду и атмосферный воздух, расход подаваемого воздуха регулируют по величине заданной концентрации свободного диоксида углерода СО₂ в декарбонизированной воде.

Отличием заявляемого способа является то, что расход атмосферного воздуха дополнительно регулируют по заданной концентрации свободного диоксида углерода в обрабатываемой воде, причем регулирование расхода атмосферного воздуха сначала осуществляют по заданной концентрации свободного диоксида углерода в обрабатываемой воде, а затем расход атмосферного воздуха корректируют по остаточному содержанию свободного диоксида углерода, тем самым достигают заданное содержание СО₂ в декарбонизированной воде, с минимальным транспортным запаздыванием.

Новый способ декарбонизации воды позволяет повысить качество автоматического управления процесса декарбонизации воды за счет исключения транспортного запаздывания.

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 подпиточной воды теплосети на тепловой электростанции установка содержит декарбонизатор 1 с подключенными к нему трубопроводами обрабатываемой 2 и декарбонизированной 3 воды и воздуховод 4. В трубопровод 3 включен насос декарбонизированной воды 5, а в воздуховод 4 вентилятор 6. Установка снабжена регулятором расхода воздуха 7, который соединен с датчиком концентрации свободного диоксида углерода 8 в обрабатываемой воде и датчиком остаточного содержания свободного диоксида углерода 9 в декарбонизированной воде, а также с исполнительным механизмом 10 регулирующего органа 11 на воздуховоде атмосферного воздуха. В качестве датчиков 8 и 9 могут быть использованы рН-метры с преобразователями показаний рН в значения концентрации диоксида углерода, а в качестве регулятора расхода воздуха 7 на сегодняшний день наиболее целесообразно применять регулятор Ремиконт-130. Ремиконт представляет собой микропроцессорное устройство управления, архитектура которого оптимизирована для решения задач автоматического регулирования технологических процессов. Ремиконт является программируемым устройством: реализуемые им алгоритмы управления и конфигурация связей жестко не фиксированы и могут задаваться и изменяться непосредственно на месте эксплуатации. В комплекте с ремиконтами могут использоваться обычные датчики и исполнительные механизмы, которые подключаются к ним с помощью индивидуальных кабельных связей. Сигналы, поступающие в ремиконты, обрабатываются в цифровой форме.

Рассмотрим пример реализации заявленного способа декарбонизации воды.

Десорбцию диоксида углерода осуществляют в декарбонизаторе 1, для чего в декарбонизатор подают атмосферный воздух и обрабатываемую воду, между которыми осуществляется контакт.

Расход атмосферного воздуха, подаваемого в декарбонизатор, регулируют по заданным концентрациям свободного диоксида углерода в обрабатываемой и в декарбонизированной воде. При эксплуатации водоподготовительных установок концентрация свободного диоксида углерода в обрабатываемой воде изменяется, что приводит к ухудшению качества декарбонизированной воды или к излишним затратам воздуха. При изменении концентрации свободного диоксида углерода в обрабатываемой воде с целью уменьшения влияния транспортного запаздывания расход атмосферного воздуха, подаваемого в декарбонизатор, сначала изменяют пропорционально заданной концентрации свободного диоксида углерода в обрабатываемой воде по импульсу датчика концентрации свободного диоксида углерода 8. Затем расход воздуха корректируют по импульсу от датчика остаточного содержания свободного диоксида углерода 9 в декарбонизированной воде, благодаря чему устанавливают заданное остаточное содержание СО₂. Отметим, что расход атмосферного воздуха, подаваемого в декарбонизатор по предложенному способу, поддерживают минимально необходимым для удаления свободного диоксида углерода, что обеспечивает экономичность процесса декарбонизации.

Таким образом, новый способ позволяет повысить качество процесса автоматического управления процесса декарбонизации за счет уменьшения влияния транспортного запаздывания, что достигается последовательным регулированием расхода атмосферного воздуха по заданным концентрациям свободного диоксида углерода в обрабатываемой и декарбонизированной воде.

Изобретение предназначено для декарбонизации воды и может быть использовано на тепловых электростанциях и в котельных установках. Способ декарбонизации воды заключается в том, что десорбцию диоксида углерода из воды осуществляют при контакте обрабатываемой воды и атмосферного воздуха, которые подают в декарбонизатор, расход атмосферного воздуха, подаваемого в декарбонизатор, регулируют по величине заданной концентрации свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде и по заданной концентрации свободного диоксида углерода в обрабатываемой воде, причем регулирование расхода атмосферного воздуха сначала осуществляют по концентрации свободного диоксида углерода в обрабатываемой воде, а затем расход атмосферного воздуха корректируют по остаточному содержанию свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде. Изобретение обеспечивает повышение качества процесса автоматического управления. 1 ил.

Способ декарбонизации воды, по которому десорбцию диоксида углерода из воды осуществляют при контакте обрабатываемой воды и атмосферного воздуха, которые подают в декарбонизатор, расход атмосферного воздуха, подаваемого в декарбонизатор, регулируют по величине заданной концентрации свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде, отличающийся тем, что расход атмосферного воздуха дополнительно регулируют по заданной концентрации свободного диоксида углерода в обрабатываемой воде, причем регулирование расхода атмосферного воздуха сначала осуществляют по концентрации свободного диоксида углерода в обрабатываемой воде, а затем расход атмосферного воздуха корректируют по остаточному содержанию свободного диоксида углерода в декарбонизированной воде.