Устройство для автоматического управления адиабатной опреснительной установкой Советский патент 1984 года по МПК B63J1/00 

Изобретение относится к судостроению, в частности к устройствам для автоматического управления адиабатными опреснительными установками. Известно устройство для автоматического управления адиабатной опреснительной установкой, включающей взаимосвязанные конденсаторы и многоступенчатый испаритель, трубопроводы для передачи морской воды, рассола и дистиллята, каждый из которых сообщен с соответствующим насосом, и подогреватель морской воды. сообщенный с трубопроводом теплоносис трубопроводом теплоносителя, содержащее датчик расхода и первый регулирующий клапан с приводом, имеющим входы «Больше и «Меньще, установленные в трубопроводе морской воды, датчик температуры, установленный в трубопроводе морской воды после подогревателя, регулятор температуры, вход которого связан с выходом датчика температуры. второй регулирующий клапан с приводом, имеющим входы «Больше и «Меньше, установленный на трубопроводе теплоносителя, и датчик давления, подключенный к последней ступени испарителя 1. Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью управления, обусловленной необходимостью увеличивать расход морской воды по заданной программе, учитывающей возможность эксплуатации установки, например, при минимально возможной температуре морской воды, росте накипи на передающих поверхностях подогревателя и конденсатора, возможное снижение параметров теплоносителя и т.п. Этот недостаток является причиной увеличения продолжительности выведения установки на рабочий режим, увеличения расхода теплоносителя И, тем самым, снижения ее экономичности. Цель изобретения - повышение точности управления адиабатной опреснительной установкой. Цель достигается тем, что устройство для автоматического управления адиабатной опреснительной установкой, снабжено логическими элементами И, ЗАПРЕТ, НЕ и блоком сигнализации, один вход которого связан с вышеупомянутым датчиком расхода, и второй - с датчиком давления, а выход - с входом «Больще привода первого регулирующего клапана, через элемент НЕ - с входом «Больше привода второго регулирующего клапана, с первым входом элемента И, выход которого связан с входами «Больше и «Меньше привода второго регулирующего клапана, с запрещающим входом элемента ЗАПРЕТ, выход которого связан с входами «Больше« и «Меньше привода первого регулирующего клапана, и с дистиллятным насосом, причем вышеупомянутый регулятор температуры связан своим выходом с вторым входом элемента И и разрешающим входом элемента ЗАПРЕТ. Кроме того, оно снабжено вторым логическим элементом И и регулятором расхода, вход которого связан с датчиком расхода, а выход - с первым входом второго логического элемента И, второй вход которого связан с входом вышеупомянутого блока сигнализации, а выход - с входами «Больше и «Меньше привода первого регулирующего клапана, Помимо этого, блок сигнализации содержит логический элемент ПАМЯТЬ, два сигнализатора, вход первого из которых связан с датчиком расхода, а вход второго - с датчиком давления, логический элемент И, входы которого связаны с выходами упомянутых сигнализаторов, а выход через элемент ПАМЯТЬ - с выходом блока сигнализации. На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство для автоматического управления адиабатной опреснительной установкой; на фиг. 2 - то же, с включенными в него вторым логическим элементом И и регулятором расхода. Устройство для автоматического управления адиабатной опреснительной установкой содержит взаимосвязанные датчик 1 расхода, датчик 2 давления, первый регулирующий клапан 3 с приводом, имеющим входы 4 и 5, соответственно «Больше и «Меньше, датчик 6 температуры и регулятор 7 температуры, второй регулирующий клапан 8 с приводом, имеющим входы 9 и 10, соответственно «Больше и «Меньше, первый логический элемент И И, логический элемент ЗАПРЕТ 12, элемент НЕ 13 и блок 14 сигнализации. Последний включает в себя первый и второй сигнализаторы 15 и 16, логический элемент И 17 и логический элемент ПАМЯТЬ 18. Кроме того, предлагаемое устройство может быть снабжено регулятором 19 расхода и вторым логическим элементом И 20. Устройство включено в состав адиабатной опреснительной установки, состоящей из первой 21, второй 22 и третьей 23 ступеней испарителя-конденсатора, встроен Ь х в них батарей конденсаторов 24 и сборкиков 25 дистиллята, подогревателя 26, дистиллятного трубопровода 27 с насосом 28, рассольного трубопровода 29 с насосом 30, трубопровода 31 морской воды с насосом 32, трубопровода 33 рециркуляции рассола, трубопровода 34 теплоносителя, трубопровода 35 перетока дистиллята между ступенями, и эжектора 36 отсоса паровоздущной смеси. Кроме того, установка может быть снабжена контуром регулирования температуры морской воды на входе в конденсатор 24 последней ступени, состоящим из датчика 37 температуры, установленного в трубопроводе 31 морской

воды перед конденсатором и связанного через регулятор 38 с регулирующим клапаном 39, установленным в трубопроводе 33 рециркуляции рассола.

Устройство для автоматического управления адиабатной опреснительной установкой работает следующим образом.

Опресняемая морская вода прокачивается насосом 32 через конденсаторы 24 всех ступеней 21-23, начиная с испарителя конденсатора последней ступени 23, в которых давление (разрежение) последовательно понижается от первой ступени до последней. Разрежение в ступенях создается эжектором 36, отсасывающим паровоздущную смесь. В конденсаторах 24 морская вода подогревается путем передачи ей тепла конденсирующихся паров, а в подогревателе 26 вода, нагревается теплоносителем, проходящим через второй регулирующий клапан 8, до температуры, превыщающей температуру насыщения, соответствующую разрежению в испарителе первой ступени 21. В результате перегрева морская вода в испарителе вскипает и часть ее испаряется, а другая часть, охладивщаяся до температуры, соответствующей давлению насыщенных паров в данной ступени, перетекает за счет разности давлений в испаритель, следующей ступени 22. Такой процесс повторяется в последующих ступенях, так как разрежение в каждой из них больше, чем в предыдущей. Пары воды конденсируются в конденсаторах 24, и дистиллят стекает в сборники 25, из которых вследствие разности давлений в ступенях перетекает по трубопроводам 35 в сборник дистиллята последней ступени 23 и из него откачивается по трубопроводу 27 насосом 28 к потребителю. Рассол из испарителя последней ступени 23 откачивается по трубопроводу 29 насосом 30 на сброс, а часть рассола по трубопроводу 33 через регулирующий клапан 39 поступает в трубопровод 31, подмещивается к исходной морской воде, обеспечивая тем самым возможность поддержания постоянного значения температуры морской воды перед конденсаторами 24, поддерживаемого контуром 37-3839 регулирования. В период ввода установки в действие разрежение в испарителях создается постепенно, морская вода проходит через конденсаторы и в связи с отсутствием испарения и регенерации тепла не нагревается и поступает через подогреватель 26 в гидравлически последовательно связанные испарители ступеней 21-23. Сигнал на выходе блока 14 сигнализации отсутствует, в связи с чем на входе первого элемента И 11 отсутствует разрешающий сигнал, на входе элемента ЗАПРЕТ 12 отсутствует запрещающий сигнал, а через элемент НЕ 13 на вход 9 «Больще второго регулирующего клапана 8 поступает

сигнал, и регулирующий клапан открывается, пропуская в подогреватель 26 рабочий расход теплоносителя. В то же время через управляющий вход элемента ЗАПРЕТ 12 сигнал регулятора 7 температуры поступает на входы 4 и 5 «Больще и «Меньще первого регулирующего клапана 3. Регулятор 7, воздействуя на регулирующий клапан 3 и с его помощью изменяя расход морской воды, поддерживает постоянной темпе0 ратуру морской воды после подогревателя 26, измеряемую датчиком 6 температуры. Подогретая и прощедщая через испарители морская вода откачивается по трубопроводу 29 насосом 30 и часть ее поступает по трубопроводу 33 через регулирующий клапан 39 на смещение с исходной морской водой, повыщая температуру смеси до заданного регулируемого значения. По мере создания в ступенях 21-23 разрежения и вскипания морской воды начинается конден0 сация паров в конденсаторах 24 и, соответственно, регенерация тепла, а также повыщается температура морской воды на входе в подогреватель 26 и появляется тенденция к повыщению ее температуры после подогревателя, измеряемой датчиком 6. Ре гулятор 7 формирует управ.1яющий сигнал, вызывающий открытие регулирующего клапана 3 и увеличение расхода морской воды до тех пор, пока не восстанавливается заданное значение температуры морской воды после подогревателя. С увеличением расхода подогретой морской воды количество тепла, передаваемого ей в конденсаторе вследствие конденсации паров, растет. Таким образом процесс развивается до тех пор, пока значения разрежения в послед5 ней ступени испарителя-конденсатора, измеряемого датчиком 2 давления и расхода морской воды, измеряемого датчиком 1 расхода, не достигают заданных значений, соответствующих, например, конденсации дистиллята с расходом 70-90% от произво дительности установки. После этого, по команде датчиков 1 и 2 срабатывают первый и второй сигнализаторы 15 и 16 и через элемент И 17 сигнал поступает на вход элемента ПАМЯТЬ 18. Запомнившийся сиг5 нал поступает на дистиллятный насос 28, который начинает откачивать дистиллят потребителю. Кроме того, сигнал с выхода элемента ПАМЯТЬ 18 поступает на разрешающий вход первого элемента И 11 и запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 12,

0 переключая поступление выходного сигнала регулятора 7 температуры с входов 4 и 5 «Больще и «Меньще первого регулирующего клапана 3 на входы 9 и 10 «Больще и «Меньще второго регулирующего клапана 8, на входе 9 которого пропадает сигнал, поступивший ранее с выхода элемента НЕ 13. Одновременно с этим на вход 4 «Больше первого регулирующего клапана 3 поступает сигнал с выхода блока 14 сигнализации - с выхода элемента ПАМЯТЬ 18, вызывая его открытие и увеличение расхода морской воды до рабочего значения. Температура морской воды, поступающей в первую ступень 21 испари- 5 тел я-конденсатора после этого и в течение эксплуатации установки на рабочем режиме, поддерживается по сигналу датчика 6 температуры регулятором 7, воздействующим на входы 9 и 10 «Больше и «Меньше вто-ю рого регулирующего клапана и изменяю щим расход теплоносителя через подогреватель 26. Устройство с включенными в него вторым логическим элементом И и регулятором расхода до момента срабатывания блока 5 14 сигнализации и, в частности, элемента ПАМЯТЬ 18 работает аналогично описанному выще. Отличие в работе устройства заключается в том, что после срабатывания элемента ПАМЯТЬ 18 и отключения с вхо-, дов 4 и 5 Первого регулирующего клапана 3 сигнала регулятора 7 температуры, к этим входам через второй элемент И 20 поступает сигнал регулятора 19 расхода. После поступления на вход элемента И 20 сигнала элемента ПАМЯТЬ 18 контур 1-19-3 регулирования расхода обеспечивает поддерживание постоянного расхода морской воды независимо от возможных в процессе эксплуатации изменений гидравлического сопротивления тракта вследствие отложения накипи на теплопередающих поверхностях конденсатора 24, изменений производительности насоса 32 и др. Предлагаемое изобретения повышает точность управления адиабатной опреснительной установкой в период ввода установки в действие и при этом сокращает продолжительность этого периода, снижает затраты энергии, в частности расход теплоносителя, необходимого для разогрева морской воды до температуры кипения и развития регенерации тепла в конденсаторе и т.п., повышая, тем самым, экономичность установки.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АДИАБАТНОЙ ОПРЕСНИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ, включающей взаимосвязанные конденсаторы и многоступенчатый испаритель, трубопроводы для передачи морской воды, рассола и дистиллята, каждый из которых сообщен с соответствующим насосом, и подогреватель морской воды, сообщенный с трубопроводом теплоносителя, содержащее датчик расхода и первый регулирующий клапан с приводом, имеющим входы «Больше и «Меньще, установленные в трубоггроводе морской воды, датчик температуры, установленный в трубопроводе морской воды после подогревателя, регулятор температуры, вход которого связан с выходом датчика температуры, второй регулирующий клапан с приводом, имеющим входы «Больще и «Меньще, установленный на Трубопроводе теплоносителя, и датчик давления, подключенный. к последней ступени испарителя, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности управления, оно снабжено логическими элементами И, ЗАПРЕТ, НЕ и блоком сигнализации, один вход которого связан с вышеупомянутым датчиком расхода, и второй - с датчиком давления, а , выход - с входом «Больше привода первого регулирующего клапана, через элемент НЕ - с входом «Больше привода второго регулирующего клапана, с первым входом элемента И, выход которого связан с входами «Больше и «Меньше привода второго регулирующего клапана, с запрещающим входом элемента ЗАПРЕТ, выход которого связан с входами «Больще и «Меньше привода первого регулирующего клапана, и с дистиллятным насосом, причем выщеупомянутый регулятор температуры связан своим выходом с вторым входом элемента И и разрещающим входом элемента ЗАПРЕТ. 2.Устройство по п. 1, отличающееся i тем, что оно снабжено вторым логическим элементом И и регулятором расхода, вход (Л которого связан с датчиком расхода, а выход - с первым входом второго логического элемента И второй вход которого связан с входом вышеупомянутого блока сигнализации, а выход - с входами «Больше и «Меньше привода первого регулирующего клапана. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающее ся тем, что блок сигнализации содержит ее логический элемент ПАМЯТЬ, два сигнаСП лизатора, вход первого из которых связан 4 с датчиком расхода, а вход второго - с датчиком давления, логический элемент И, 05 входы которого связаны с выходами упомянутых сигнализаторов, а выход через элемент ПАМЯТЬ - с выходом блока сигнализации.