СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭНТАЛЬПИИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ПАРОПРОВОДЕ ПРЯМОТОЧНОГО ПАРОГЕНЕРАТОРА ВЛАЖНОГО ПАРА Российский патент 2012 года по МПК G01N25/60 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к технической физике, а именно к области регулирования термодинамических параметров, и может быть использовано для регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора влажного пара.

Уровень техники

Аналогом изобретения является система регулирования, содержащая: деаэратор с измерителями уровня и давления; трубопровод питательной воды с насосом, измерителем расхода и регулирующим органом; паропровод с измерителем давления; отвод из паропровода в деаэратор с регулирующим органом; трубопровод исходной воды с регулирующим органом; регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе; регулятор расхода питательной воды.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков аналога,

содержащая:

деаэратор, с измерителями уровня и давления;

трубопровод питательной воды с насосом, измерителем расхода и регулирующим органом;

паропровод с измерителем давления;

отвод из паропровода в деаэратор с регулирующим органом;

трубопровод исходной воды с регулирующим органом;

регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе;

регулятор расхода питательной воды.

[Люри И.В., Романов Б А. Оборудование для добычи нефти при паротепловом воздействии на пласт. - М.: «Недра», 1979 г., с.115].

Недостатки аналога - система не обладает функциями контроля и регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе парогенератора.

Прототипом изобретения является система регулирования, содержащая: деаэратор с измерителями уровня и давления;

трубопровод питательной воды с насосом, измерителем расхода и регулирующим органом;

паропровод с измерителем давления, сепаратором пара, измерителем расхода отсепарированной паровой фазы и измерителем расхода отсепарированной жидкой фазы потока;

отвод из паропровода в деаэратор с регулирующим органом; трубопровод исходной воды с регулирующим органом;

регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе; регулятор расхода питательной воды;

вычислитель степени сухости, к входу которого подключены сигналы измерителя давления, измерителя расхода паровой фазы потока и измерителя расхода жидкой фазы потока.

[Люри И.В., Романов Б.А. Оборудование для добычи нефти при паротепловом воздействии на пласт. - М.: «Недра», 1979 г., с.124].

Работа прототипа состоит в следующем. Регулятор давления в деаэраторе обеспечивает дозирование притока пара для процесса деаэрации и прогрева исходной воды до температуры около 130°C, а также обеспечивает возможность поступления исходной воды в деаэратор.

Регулятор уровня в деаэраторе обеспечивает дозированный приток исходной воды, и при этом обеспечивается условие баланса притока исходной воды и ее вытеснения в паропровод. Этим обеспечивается равенство расхода влажного пара (параметр, недоступный для прямого измерения) расходу исходной воды (параметр, измеряемый с нормируемой точностью).

Степень сухости влажного пара определяется вычислителем по отношению массового расхода отсепарированной паровой фазы потока к сумме расходов отсепарированной паровой и жидкой фаз потока.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа:

содержащая:

деаэратор с измерителями уровня и давления;

трубопровод питательной воды с насосом, измерителем расхода и регулирующим органом;

паропровод с измерителем давления;

отвод из паропровода в деаэратор с регулирующим органом;

трубопровод исходной воды с регулирующим органом;

регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе;

регулятор расхода питательной воды

Недостатки прототипа следующие.

А. Система неработоспособна в водогрейном режиме работы парогенератора и при степени сухости ниже значения, определяемого характеристикой сепаратора пара (при низких значениях степени сухости работа сепаратора неустойчива).

Сущность изобретения

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание системы регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора влажного пара.

При осуществлении изобретения может быть получен следующий технический результат - расширение функциональных возможностей системы, а именно регулирование энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора как в паровом, так и в водогрейном режиме его работы.

Указанный технический результат достигается тем, что система регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора, содержащая:

деаэратор с измерителями уровня и давления;

трубопровод питательной воды с насосом, измерителем расхода и регулирующим органом;

паропровод с измерителем давления;

отвод из паропровода в деаэратор с регулирующим органом;

трубопровод исходной воды с регулирующим органом;

регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе;

регулятор расхода питательной воды;

содержит измерители температуры и давления в трубопроводе питательной воды, а также расхода, давления и температуры в трубопроводе исходной воды;

вычислитель энтальпии, к входам которого подключены выходы измерителей расхода, температуры и давления в трубопроводе питательной воды, а также расхода, давления и температуры в трубопроводе исходной воды;

регулятор энтальпии теплоносителя в паропроводе парогенератора, вход которого подключен к выходу вычислителя энтальпии, а выход - к входу регулятора расхода питательной воды.

Признаки, отличительные от наиболее близкого аналога, выражаются следующей совокупностью признаков:

содержит:

измерители температуры и давления в трубопроводе питательной воды, а также расхода, давления и температуры в трубопроводе исходной воды;

вычислитель энтальпии, к входам которого подключены выходы измерителей расхода, температуры и давления в трубопроводе питательной воды, а также расхода, давления и температуры в трубопроводе исходной воды;

регулятор энтальпии теплоносителя в паропроводе парогенератора, вход которого подключен к выходу вычислителя энтальпии, а выход - к входу регулятора расхода питательной воды

Таким образом, задача изобретения решена.

Перечень чертежей

Рис.1. Система регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора.

Рис.2. Числовые примеры исходных данных для вычислителя и для регулятора энтальпии.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

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

На рис.1. показана технологическая схема предлагаемой системы регулирования. Эта система содержит:

- деаэратор (1) с измерителями уровня (2) и давления (3),

- трубопровод питательной воды (4) с насосом (5), регулирующим органом (6), а также с измерителями расхода (14), температуры (15) и давления (16);

- паропровод (7) с измерителем давления (8),

- отвод пара (9) на деаэратор с регулирующим органом (10),

- трубопровод исходной воды (11) с измерителем расхода (12) и регулирующим органом (13), а также с измерителем температуры (17);

- регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе,

- регулятор расхода питательной воды;

- вычислитель энтальпии, к входам которого подключены выходы измерителей расхода (14), температуры (15) и давления (16) в трубопроводе питательной воды (4), а также расхода (12), давления и температуры (17) в трубопроводе исходной воды (11);

- регулятор энтальпии теплоносителя в паропроводе парогенератора, вход которого подключен к выходу вычислителя энтальпии, а выход - к входу регулятора расхода питательной воды.

Вычислитель и регуляторы со всеми их функциями и связями реализованы программируемым микропроцессорным контроллером.

Числовые примеры исходных данных для вычислителя и вычисляемые для регулятора энтальпии параметры представлены в таблице на рис.2. В реальной системе эти и другие параметры обновляются периодически (с периодом обновления не более 1 сек).

Для вычисления энтальпии теплоносителя по измеряемым исходным данным использован способ контроля степени сухости влажного пара [патент на изобретение RU 2380694 C1].

Регулирование энтальпии теплоносителя осуществляется по отклонению текущего ее значения от параметра внешнего задания путем формирования задания регулятору расхода питательной воды.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области регулирования термодинамических параметров, и может быть использовано для регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора влажного пара. Устройство содержит деаэратор с измерителями уровня и давления, трубопровод питательной воды с насосом, измерителем расхода и регулирующим органом, паропровод с измерителем давления, отвод из паропровода в деаэратор с регулирующим органом, трубопровод исходной воды с регулирующим органом, регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе, регулятор расхода питательной воды. Дополнительно устройство содержит измерители температуры и давления в трубопроводе питательной воды, расхода, давления и температуры в трубопроводе исходной воды, вычислитель энтальпии, к входам которого подключены выходы измерителей расхода, температуры и давления в трубопроводе питательной воды, расхода, давления и температуры в трубопроводе исходной воды, регулятор энтальпии теплоносителя в паропроводе парогенератора, вход которого подключен к выходу вычислителя энтальпии, а выход - к входу регулятора расхода питательной воды. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы. 2 ил.

Система регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора влажного пара, содержащая:
деаэратор с измерителями уровня и давления;
трубопровод питательной воды с насосом, измерителем расхода и регулирующим органом;
паропровод с измерителем давления;
отвод из паропровода в деаэратор с регулирующим органом;
трубопровод исходной воды с регулирующим органом;
регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе;
регулятор расхода питательной воды;
содержит:
измерители: температуры и давления в трубопроводе питательной воды, а также расхода, давления и температуры в трубопроводе исходной воды;
вычислитель энтальпии, к входам которого подключены выходы измерителей: расхода, температуры и давления в трубопроводе питательной воды, а также расхода, давления и температуры в трубопроводе исходной воды;
регулятор энтальпии теплоносителя в паропроводе парогенератора, вход которого подключен к выходу вычислителя энтальпии, а выход - к входу регулятора расхода питательной воды.