Система очистки сопловых решеток водоструйных эжекторов Российский патент 2023 года по МПК F28B9/08 B08B3/04 

Область техники

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано, в частности, для устранения неисправностей в работе сопел водоструйных эжекторов на тепловых электростанциях (ТЭС).

Уровень техники

На ТЭС используются различные водоструйные эжекторы с целью создания и поддержания вакуума в деаэраторах и конденсаторах паровых турбин, а также с целью создания пускового вакуума в турбинах, насосных системах и многоступенчатых эжекторных установках. При этом важными задачами являются поддержание сопел водоструйных эжекторов в работоспособном состоянии и своевременное выявление и устранение неисправностей в их работе.

Известен способ очистки сопел водоструйных эжекторов, заключающийся в том, что к приемной камере эжектора подключают манометр, после чего в процессе работы эжектора осуществляют измерение давления всасывания с помощью указанного манометра, и при увеличении давления всасывания по сравнению с нормативным значением осуществляют очистку сопел эжектора (РД 34.30.402-94 от 28.12.1994, Методические указания по испытаниям, выбору производительности, наладке и эксплуатации водоструйных эжекторов конденсационных установок паровых турбин тепловых электростанций, пункты 6.2, 6.8.1 (далее - [1])).

В известном из [1] способе устранения неисправностей в работе сопел водоструйных эжекторов не указано, каким именно образом осуществляется очистка сопел водоструйных эжекторов в случае их засора со стороны раздающего коллектора. Чаще всего очистка сопел, установленных на входе смесительной камеры, производится после останова эжектора через люк обслуживания с помощью щетки, что, как показывает практика, в некоторых случаях является недостаточно эффективным. При этом также необходимо отметить, что чистка сопел с помощью щетки обычно осуществляется вручную, что является затруднительным в том случае, когда эжектор установлен в труднодоступном для персонала месте. При этом на данный момент в предшествующем уровне техники отсутствуют системы водяной очистки сопел водоструйных эжекторов.

Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности очистки сопел водоструйных эжекторов, а техническими результатами - обеспечение возможности очистки сопел водоструйного эжектора с использованием насоса, предназначенного для подачи воды в раздающий коллектор водоструйного эжектора; и обеспечение возможности очистки сопел водоструйного эжектора, установленного в труднодоступном для персонала месте.

Решение указанной задачи путем достижения указанных технических результатов обеспечивается тем, что система очистки сопел водоструйного эжектора содержит водоструйный эжектор, имеющий раздающий коллектор, к которому присоединены трубопровод для подвода воды и отводящий патрубок. При этом раздающий коллектор присоединен к приемной камере эжектора, соединенной с трубопроводом для подвода паровоздушной смеси. Причем эжектор также содержит как минимум одну смесительную камеру, установленную внутри приемной камеры. При этом на входе смесительной камеры, сообщающимся с раздающим коллектором, установлены сопла. Причем трубопровод для подвода воды соединен с первым трубопроводом, на линии которого последовательно установлены насос для подачи воды и запорная арматура. При этом трубопровод для подвода паровоздушной смеси соединен со вторым трубопроводом, на линии которого установлена запорная арматура. Причем выход как минимум одной смесительной камеры соединен с третьим трубопроводом, на линии которого установлена запорная арматура. При этом отводящий патрубок раздающего коллектора соединен с четвертым трубопроводом, на линии которого установлена запорная арматура. Причем пятый трубопровод, на линии которого последовательно установлены запорная арматура и фильтр, соединен с первым трубопроводом между установленными на его линии насосом для подачи воды и запорной арматурой. При этом третий трубопровод до установленной на его линии запорной арматуры соединен с пятым трубопроводом. При этом второй трубопровод до установленной на его линии запорной арматуры дополнительно соединен с шестым трубопроводом, на линии которого установлена запорная арматура и который соединен с резервным водоструйным эжектором. Причем к приемной камере эжектора дополнительно подключен манометр.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемыми техническими результатами заключается в следующем.

В процессе работы водоструйного эжектора в его обычном режиме паровоздушная смесь, поступающая в его приемную камеру через второй трубопровод, попадает в как минимум одну смесительную камеру через сквозные отверстия в ее боковых стенках, откуда она уносится водой, перекачиваемой из источника водоснабжения с помощью насоса для подачи воды через первый трубопровод, раздающий коллектор и сопла, установленные на входе как минимум одной смесительной камеры. При отсутствии загрязнений сопел, отсутствии неплотностей у эжектора и отсутствии неисправностей насоса, перекачивающего воду, поступающую через раздающий коллектор в сопла как минимум одной смесительной камеры, величина давления в приемной камере, измеряемого по показаниям подключенного к ней манометра, должна соответствовать заданному требуемому значению. Отклонение усредненного по заданному промежутку времени значения давления в приемной камере от заданного требуемого значения на заданную величину отклонения свидетельствует о засоре сопел эжектора и, в случае возникновения указанного отклонения водоструйный эжектор переводится в режим очистки сопел. Перевод эжектора в режим очистки сопел осуществляется следующим образом. Запорные арматуры, установленные на линиях первого, второго и третьего трубопроводов, переводятся в закрытое положение. При этом запорные арматуры, установленные на линиях четвертого, пятого и шестого трубопроводов переводятся в открытое положение. В режиме очистки сопел вода, перекачиваемая из источника водоснабжения с помощью насоса для подачи воды, сначала поступает в пятый трубопровод и проходит через установленный на его линии фильтр. После чего вода проходит через третий трубопровод и поступает в водоструйный эжектор, в котором она проходит через приемную и смесительную камеры, и затем, проходя через сопла и удаляя из них загрязнения, попадает в раздающий коллектор. Из раздающего коллектора вода выводится через отводящий патрубок и четвертый трубопровод. При этом паровоздушная смесь поступает из второго трубопровода в шестой трубопровод на резервный эжектор. Фильтр установлен на линии пятого трубопровода с целью уменьшения попадания содержащихся в воде загрязнений в водоструйный эжектор в режиме очистки его сопел. Несмотря на то, что в данном случае источником водоснабжения является природный водоем, на линии первого трубопровода фильтр не устанавливается, поскольку это будет значительно снижать эффективность работы эжектора в его обычном режиме из-за увеличения гидравлического сопротивления на линии подачи воды. На линии пятого трубопровода фильтр установлен после запорной арматуры по ходу течения воды с целью исключения попадания загрязнений на решетку фильтра при работе эжектора в его обычном режиме. Управление запорными арматурами осуществляется оператором вручную или автоматически путем использования регулятора, подключенного к манометру, соединенному с приемной камерой, и ко всем запорным арматурам, установленным на всех вышеуказанных трубопроводах. При использовании регулятора для переключения водоструйного эжектора из обычного режима в режим очистки сопел, регулятор в случае получения сигнала от манометра, о том, что усредненное по заданному промежутку времени значение давления в приемной камере отклонилось от заданного требуемого значения на заданную величину отклонения, осуществляет автоматический перевод в закрытое состояние арматур, установленных на линиях первого, второго и третьего трубопроводов, и автоматический перевод в открытое состояние запорных арматур, установленных на линиях четвертого, пятого и шестого трубопроводов.

Таким образом, при проведении очистки сопел водоструйного эжектора вышеуказанным образом, обеспечивается возможность очистки сопел водоструйного эжектора с использованием насоса, предназначенного для подачи воды в раздающий коллектор водоструйного эжектора. Очистка сопел водоструйного эжектора вышеуказанным образом производится не вручную с помощью щетки, а может управляться оператором с пульта или может происходить автоматически с использованием регулятора, что также обеспечивает возможность очистки сопел водоструйного эжектора, установленного в труднодоступном для персонала месте.

Краткое описание фигур

На фиг.1 изображен водоструйный эжектор в аксонометрической проекции. На фиг.2 изображен водоструйный эжектор в аксонометрической проекции без раздающего коллектора и без выходного коллектора. На фиг.3 изображен вид сверху водоструйного эжектора с отсоединенным раздающим коллектором. На фиг.4 изображен вид водоструйного эжектора с отсоединенным раздающим коллектором в сечении А-А. На фиг.5 изображен вид водоструйного эжектора с отсоединенным раздающим коллектором в сечении Б-Б. На фиг.6 изображена система очистки сопел водоструйного эжектора.

Описание позиций фигур

1 - раздающий коллектор;

2 - трубопровод для подвода воды;

3 - отводящий патрубок;

4 - люк обслуживания;

5 - приемная камера;

6 - трубопровод для подвода паровоздушной смеси;

7 - смесительные камеры;

8 - продольные отверстия;

9 - круглые отверстия;

10 - центрирующие элементы;

11 - направляющие втулки;

12 - сопловые решетки;

13 - дистанционирующие элементы;

14 - выходной коллектор;

15 - первый трубопровод;

16 - насос для подачи воды;

17 - запорная арматура;

18 - второй трубопровод;

19 - запорная арматура;

20 - третий трубопровод;

21 - запорная арматура;

22 - четвертый трубопровод;

23 - запорная арматура;

24 - пятый трубопровод;

25 - запорная арматура;

26 - фильтр;

27 - шестой трубопровод;

28 - запорная арматура;

29 - манометр.

Осуществление изобретения

Ниже приведен частный пример конструкции системы очистки сопел водоструйного эжектора и принцип ее работы.

В данном примере водоструйный эжектор содержит выполненный из нержавеющей стали AISI-316 цилиндрический раздающий коллектор 1, содержащий трубопровод для подвода воды 2, отводящий патрубок 3 и люк обслуживания 4. При этом раздающий коллектор 1 присоединен с помощью фланцевого соединения с уплотнением к выполненной из нержавеющей стали AISI-316 приемной камере 5 эжектора, содержащей трубопровод для подвода паровоздушной смеси 6. Причем эжектор также содержит четыре выполненные из нержавеющей стали AISI-316 цилиндрические смесительные камеры 7, имеющие сквозные продольные отверстия 8 и сквозные круглые отверстия 9 в их боковых стенках. Четыре смесительные камеры 7 продеты через цилиндрические отверстия в центрирующих элементах 10 и направляющих втулках 11, закрепленных в торцевых стенках приемной камеры 5, и приварены к ним. При этом направляющие втулки 11 расположены внутри раздающего коллектора 1, а сквозные продольные отверстия 8 и сквозные круглые отверстия 9 расположены внутри приемной камеры 5. Причем сопла, представляющие собой цилиндрические сопловые решетки 12, выполненные из стали AISI-316 в виде плоских цилиндрических пластин со сквозными отверстиями, присоединены с помощью болтов к торцевой поверхности направляющих втулок 11.

При этом трубопровод для подвода воды 2 соединен с первым трубопроводом 15, на линии которого последовательно установлены насос для подачи воды 16 и запорная арматура 17. Причем трубопровод для подвода паровоздушной смеси 6 соединен со вторым трубопроводом 18, на линии которого установлена запорная арматура 19. При этом выход четырех смесительных камер 7 соединен через выходной коллектор 14, выполненный из стали AISI-316, с помощью фланцевого соединения с третьим трубопроводом 20, на линии которого установлена запорная арматура 21. Причем отводящий патрубок 3 раздающего коллектора 1 соединен с четвертым трубопроводом 22, на линии которого установлена запорная арматура 23. При этом пятый трубопровод 24, на линии которого последовательно установлены запорная арматура 25 и сетчатый фильтр 26, соединен с первым трубопроводом 15 между установленными на его линии насосом 16 и запорной арматурой 17. Причем третий трубопровод 20 до установленной на его линии запорной арматуры 21 соединен с пятым трубопроводом 24. При этом второй трубопровод 18 до установленной на его линии запорной арматуры 19 дополнительно соединен с шестым трубопроводом 27, на линии которого установлена запорная арматура 28 и который соединен с резервным эжектором (на фиг. не показан). Причем к приемной камере дополнительно подключен манометр 29. Все вышеуказанные трубопроводы выполнены из стали AISI-316.

Работа системы очистки сопел водоструйного эжектора осуществляется следующим образом.

В процессе работы водоструйного эжектора в его обычном режиме паровоздушная смесь, поступающая в его приемную камеру 5 через второй трубопровод 18, попадает в четыре смесительные камеры 7 через сквозные отверстия 8, 9 в их боковых стенках, откуда паровоздушная смесь уносится водой, перекачиваемой из источника водоснабжения (на фиг. не показан) с помощью насоса для подачи воды 16 через первый трубопровод 15, трубопровод для подвода воды 2, раздающий коллектор 1 и сопловые решетки 12 в смесительные камеры 7. При отсутствии загрязнений сопловых решеток 12, отсутствии неплотностей у эжектора и отсутствии неисправностей насоса 16, перекачивающего воду, поступающую через раздающий коллектор 1 в сопловые решетки 12 четырех смесительных камер 7, величина давления в приемной камере 5, измеряемого по показаниям подключенного к ней манометра 29, должна соответствовать заданному требуемому значению. Отклонение усредненного по заданному промежутку времени значения давления в приемной камере от заданного требуемого значения на заданную величину отклонения свидетельствует о засоре сопловых решеток 12 эжектора, и в случае возникновения указанного отклонения эжектор переводится в режим очистки сопловых решеток 12. Перевод эжектора в режим очистки сопловых решеток 12 осуществляется следующим образом. Запорные арматуры 17, 19 и 21, установленные на линиях первого, второго и третьего трубопроводов 15, 18 и 20, переводятся в закрытое положение. При этом запорные арматуры 23, 25 и 28, установленные на линиях четвертого, пятого и шестого трубопроводов 22, 24 и 27 переводятся в открытое положение. В режиме очистки сопловых решеток 12 вода, перекачиваемая из источника водоснабжения (на фиг. не показан) с помощью насоса для подачи воды 16, сначала поступает в пятый трубопровод 24 и проходит через установленный на его линии сетчатый фильтр 26. После чего вода проходит через третий трубопровод 20 и поступает в водоструйный эжектор, в котором она проходит обратным током через приемную камеру 5 и смесительные камеры 7, и затем, проходя через сопловые решетки 12 и удаляя из них загрязнения, попадает в раздающий коллектор 1. Из раздающего коллектора 1 вода выводится через отводящий патрубок 3 и четвертый трубопровод 22. При этом паровоздушная смесь поступает из второго трубопровода 18 в шестой трубопровод 27 на резервный эжектор (на фиг. не показан). Промывка сопловых решеток 12 происходит в течение определенного времени, по окончании которого, эжектор переводится в обычный режим работы, при котором давление в приемной камере 5 соответствует заданному требуемому значению. Сетчатый фильтр 26 установлен на линии пятого трубопровода 24 с целью уменьшения попадания содержащихся в воде загрязнений в водоструйный эжектор в режиме очистки его сопловых решеток 12. Несмотря на то, что в данном случае источником водоснабжения является природный водоем, на линии первого трубопровода 15 фильтр не устанавливается, поскольку это будет значительно снижать эффективность работы эжектора в его обычном режиме из-за увеличения гидравлического сопротивления на линии подачи воды. На линии пятого трубопровода 24 сетчатый фильтр 26 установлен после запорной арматуры 25 по ходу течения воды с целью исключения попадания загрязнений на сетку фильтра 26 при работе эжектора в его обычном режиме. Управление запорными арматурами 17, 19, 21, 23, 25 и 28 осуществляется оператором вручную через подключенный к ним пульт управления или в случае необходимости автоматически путем использования регулятора (на фиг.не показан), подключенного к манометру 29, соединенному с приемной камерой 5, и ко всем запорным арматурам 17, 19, 21, 23, 25 и 28, установленным на всех вышеуказанных трубопроводах 15, 18, 20, 22, 24 и 27. При использовании регулятора для переключения водоструйного эжектора из обычного режима в режим очистки сопловых решеток 12, регулятор в случае получения сигнала от манометра 29, о том, что усредненное по заданному промежутку времени значение давления в приемной камере 5 отклонилось от заданного требуемого значения на заданную величину отклонения, осуществляет автоматический перевод в закрытое состояние арматур 17, 19 и 21, установленных на линиях первого, второго и третьего трубопроводов 15, 18 и 20, и автоматический перевод в открытое состояние запорных арматур 23, 25 и 28, установленных на линиях четвертого, пятого и шестого трубопроводов 22, 24 и 27.

Таким образом, при проведении очистки сопловых решеток 12 водоструйного эжектора вышеуказанным образом, обеспечивается возможность очистки сопловых решеток водоструйного эжектора с использованием насоса 16, предназначенного для подачи воды в раздающий коллектор 1 водоструйного эжектора. Очистка сопловых решеток 12 водоструйного эжектора вышеуказанным образом производится не вручную с помощью щетки, а может управляться оператором с пульта или может происходить автоматически с использованием регулятора, что также обеспечивает возможность очистки сопловых решеток 12 водоструйного эжектора, установленного в труднодоступном для персонала месте.

Промышленная применимость

Система очистки сопел водоструйного эжектора согласно заявляемому изобретению отвечают условию «промышленная применимость». Сущность технического решения раскрыта в формуле, описании и чертежах достаточно ясно для понимания и промышленной реализации соответствующими специалистами на основании современного уровня техники в области теплоэнергетики.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано, в частности, для устранения неисправностей в работе сопел водоструйных эжекторов на тепловых электростанциях (ТЭС). Система очистки сопел водоструйного эжектора, содержащая водоструйный эжектор, имеющий раздающий коллектор, к которому присоединены трубопровод для подвода воды и отводящий патрубок. При этом раздающий коллектор присоединен к приемной камере эжектора, соединенной с трубопроводом для подвода паровоздушной смеси. Причем эжектор также содержит как минимум одну смесительную камеру, установленную внутри приемной камеры. При этом на входе смесительной камеры, сообщающемся с раздающим коллектором, установлены сопла. Причем трубопровод для подвода воды соединен с первым трубопроводом, на линии которого последовательно установлены насос для подачи воды и запорная арматура. При этом трубопровод для подвода паровоздушной смеси соединен со вторым трубопроводом, на линии которого установлена запорная арматура. Причем выход как минимум одной смесительной камеры соединен с третьим трубопроводом, на линии которого установлена запорная арматура. При этом отводящий патрубок раздающего коллектора соединен с четвертым трубопроводом, на линии которого установлена запорная арматура. Причем пятый трубопровод, на линии которого последовательно установлены запорная арматура и фильтр, соединен с первым трубопроводом между установленными на его линии насосом для подачи воды и запорной арматурой. При этом третий трубопровод до установленной на его линии запорной арматуры соединен с пятым трубопроводом. Причем второй трубопровод до установленной на его линии запорной арматуры дополнительно соединен с шестым трубопроводом, на линии которого установлена запорная арматура и который соединен с резервным водоструйным эжектором. При этом к приемной камере эжектора дополнительно подключен манометр. Технические результаты - обеспечение возможности очистки сопел водоструйного эжектора с использованием насоса, предназначенного для подачи воды в раздающий коллектор водоструйного эжектора, и обеспечение возможности очистки сопел водоструйного эжектора, установленного в труднодоступном для персонала месте. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система очистки сопел водоструйного эжектора, содержащая водоструйный эжектор, имеющий раздающий коллектор, к которому присоединены трубопровод для подвода воды и отводящий патрубок; при этом раздающий коллектор присоединен к приемной камере эжектора, соединенной с трубопроводом для подвода паровоздушной смеси; причем эжектор также содержит как минимум одну смесительную камеру, установленную внутри приемной камеры; при этом на входе смесительной камеры, сообщающемся с раздающим коллектором, установлены сопла; причем трубопровод для подвода воды соединен с первым трубопроводом, на линии которого последовательно установлены насос для подачи воды и запорная арматура; при этом трубопровод для подвода паровоздушной смеси соединен со вторым трубопроводом, на линии которого установлена запорная арматура; причем выход как минимум одной смесительной камеры соединен с третьим трубопроводом, на линии которого установлена запорная арматура; при этом отводящий патрубок раздающего коллектора соединен с четвертым трубопроводом, на линии которого установлена запорная арматура; причем пятый трубопровод, на линии которого последовательно установлены запорная арматура и фильтр, соединен с первым трубопроводом между установленными на его линии насосом для подачи воды и запорной арматурой; при этом третий трубопровод до установленной на его линии запорной арматуры соединен с пятым трубопроводом.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что второй трубопровод до установленной на его линии запорной арматуры дополнительно соединен с шестым трубопроводом, на линии которого установлена запорная арматура и который соединен с резервным водоструйным эжектором.

3. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что к приемной камере эжектора дополнительно подключен манометр.