СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЯМОТОЧНОГО ПАРОГЕНЕРАТОРА ВЛАЖНОГО ПАРА Российский патент 2011 года по МПК G05D27/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к технической физике, а именно к области контроля эффективности производства тепловой энергии, и может быть использовано для непрерывного контроля эффективности (коэффициента полезного действия) прямоточного парогенератора влажного пара.

Уровень техники

Аналогом изобретения является способ определения эффективности идеальной тепловой машины с идеальным газом в качестве рабочего тела [Кабардин О.Ю. Физика. - М.: Просвещение, 1985 г., стр.99]. Суть известного способа состоит в определении температуры в топке парогенератора, температуры уходящих дымовых газов и вычислении.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков аналога: «вычисление».

Недостатки аналога.

А. Не учитываются потери эффективности из-за неполноты сгорания топлива.

Б. Не учитываются потери эффективности из-за неполного сгорания или избыточной вентиляции топки.

В. Не учитываются потери эффективности из-за тепловых потерь в трубной системе парогенератора.

Прототипом изобретения является способ, содержащий измерение расхода и теплотворной способности топлива, давления в паропроводе, расхода паровой и жидкой фаз в паропроводе парогенератора и вычисление [Люри И.В., Романов Б.А. Оборудование для добычи нефти при паротепловом воздействии на пласт. - М.: «Недра», 1979 г., стр.26, формула 35].

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: «измерение расхода и теплотворной способности используемого топлива, давления в паропроводе и вычисление».

Недостаток прототипа.

А. Для реализации известного способа необходимы измерения расхода паровой и жидкой фаз влажного пара в паропроводе парогенератора.

Сущность изобретения

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является контроль эффективности прямоточного парогенератора влажного пара.

При осуществлении изобретения может быть получен следующий технический результат.

А. Непрерывный контроль текущей эффективности прямоточного парогенератора без измерения расхода паровой и жидкой фаз влажного пара в паропроводе парогенератора.

Указанный технический результат достигается тем, что измеряют расход воды и температуру в трубопроводе к деаэратору, расход воды и температуру в трубопроводе от деаэратора к парогенератору.

Признаки, отличительные от наиболее близкого аналога, выражаются следующей совокупностью признаков: «измеряют расход воды и температуру в трубопроводе к деаэратору, расход воды и температуру в трубопроводе от деаэратора в пароводяной тракт парогенератора».

Таким образом, задача изобретения решена.

Перечень фигур, чертежей

Чертеж. Схема реализации способа контроля эффективности прямоточного парогенератора.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Экспериментальная проверка предлагаемого способа проведена на промышленном объекте (парогенератор УПГ-60/16М) в условиях эксплуатации.

На чертеже показана схема устройства, осуществляющего предлагаемый способ контроля эффективности прямоточного парогенератора влажного пара. Это устройство содержит:

- топливопровод (газопровод) 1 с расходомером 2;

- паропровод парогенератора 3 с датчиком давления 4;

- линию 5 подачи воды в деаэратор 15 с расходомером воды 6 и датчиком температуры 7;

- линию 8 подачи воды от деаэратора 15 в пароводяной тракт парогенератора 16 с расходомером воды 9 и датчиком температуры 10;

- линию 11 подачи пара в деаэратор и на подогрев исходной воды.

Через топливопровод 1 в топку парогенератора 17 поступает топливо, например газ. Расход топлива измеряется расходомером 2.

По линии 5 в деаэратор 15 поступает химически обработанная питательная исходная вода. Расходомером 6 измеряется расход исходной воды, а датчиком 7 ее температура. Для обеспечения деаэрации исходной воды в деаэратор 15 из паропровода 3 по линии 11 поступает пар.

По линии 8 из деаэратора 15 в пароводяной тракт парогенератора 16 питательным насосом подается деаэрированная вода. Расходомером 9 измеряется ее расход, датчиком 10 - температура. В деаэраторе 15 регулируется давление - подачей пара по линии 11 и уровень - подачей воды по линии 5.

Из пароводяного тракта 16 влажный пар поступает в паропровод парогенератора 3. Из паропровода 3 пар поступает:

- в паропровод внешней нагрузки,

- на подогрев питательной исходной воды,

- в деаэратор 15.

Во время эксперимента зарегистрированы следующие значения измеряемых параметров:

- расход питательной исходной воды в деаэратор G_{на_диаэр}=39,49 т/ч;

- расход деаэрированной воды в пароводяной тракт G_{на_ПВТ}=58,33 т/ч;

- давление в паропроводе - 12,62 мПа;

- температура питательной исходной воды t_исх=1,12°С;

- температура воды после деаэратора t_{на_ПВТ}=150,69°С;

- расход топливного газа G_газа=1866,88 м³/ч;

- теплотворная способность топливного газа В=13040 ккал/ м³;

- теплоемкость воды в деаэраторе с^'=1ккал/(кг*град);

- расход пара Q_пара принят равным расходу питательной исходной воды G_{на_диаэр}.

Пример контроля эффективности парогенератора предлагаемым способом

1. Энтальпия потока в паропроводе 3 парогенератора:

- числитель - теплота из паропровода 3 на деаэрацию питательной исходной воды;

- знаменатель - расход пара из паропровода 3 на деаэратор 15.

2. Теплота горения топливного газа, передаваемая в паропровод парогенератора:

Q_пара=[i-(t_исх*c^')]*G_пара=[i-(t_исх*c^')]*G_{на_диаэр}=

=[(464,12 ккал/кг-1,12 град)*1 ккал/(кг*град)]*39490 кг/ч=18283870 ккал/ч

- полезно используемая теплота топлива.

3. Эффективность парогенератора

η=Q_пара/(G_газа·B)=

=(18283870 ккал/ч)/[(1866,88 м³/ч)*13040 ккал/м³)]=(18283870 ккал/ч)/(24344115,2 ккал/ч)=0,751

- тепловой коэффициент полезного действия.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для непрерывного контроля эффективности (коэффициента полезного действия) прямоточного парогенератора влажного пара. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата осуществляют измерение расхода и теплотворной способности топлива, давления в паропроводе и вычисление, при этом дополнительно измеряют расход воды и температуру в трубопроводе к деаэратору, расход воды и температуру в трубопроводе от деаэратора к парогенератору. 1 ил.

Способ контроля эффективности прямоточного парогенератора влажного пара, включающий измерение расхода и теплотворной способности топлива, давления в паропроводе и вычисление, отличающийся тем, что измеряют расход воды и температуру в трубопроводе к деаэратору, расход воды, давление и температуру в трубопроводе от деаэратора в пароводяной тракт парогенератора.