Способ водоподготовки отопительных котельных и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК F22B33/18 

ходной воды в последний по ходу потока КН 3. В ступенях 16,и 17 расширителя 5 продувочную воду термоумягчителя 4 ступенчато расширяют и после осветления через патрубки 18 и 19 отвода осветленной воды и линии 13 и 14 рециркуляции подмешивают к исходной воде в КН 3 и 2 соответственно, а образующийся пар используют для подогрева питательной воды котла 10, Количество ступеней нагрева исходной воды

принимают минимальным при равенстве нагрева во всех ступенях, а количество ступеней расширения - на одну меньше количества ступеней нагрева. Возврат осветленной воды в КН ускоряет образование шлама в объеме воды и уменьшает загрязнение стенок КН, что повышает надежность, а сброс небольшого объема твердого шлама повышает экологическую чистоту и эффективность. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано в котельных установках, работающих на воде повышенной жесткости, и позволяет повысить эколо- гическую чистоту, надежность и эффективность. Исходную воду нагревают в поверхностном нагревателе (ПН) 1 до температуры, не превышающей предельную по растворимости накипеобраэователей, затем в контактных, нагревателях (КН) 2,3 и подают в термоумягчитель 4, откуда после ступенчатого расширения дросселированием в расширителях (Р) 6 и 7 направляют потребителю. Выпар из Р 6 направляют по линии (Л) 8 в КН 2, а из Р 7 по Л 9 - в ПН 1, после которого конденсат греющего пара трубопроводом 15 отводят в питательный трубопровод 12 котла 10. Пар из последнего по паропроводу 11 отводят для нагрева ис«5 Ё Ј СО Os О

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к отопительным котельным и может быть использовано в установках, работающих на воде повышенной жесткости.

Цель изобретения - повышение экологической чистоты, повышение надежности и эффективности.

На чертеже представлена принципиальная схема установки, позволяющей реализовать предложенный способ.

Устройство для водоподготовки отопительных котельных содержит установленные последовательно по исходной воде поверхностный нагреватель 1 и контактные нагреватели 2 и 3, термоумягчитель 4 с расширителем 5 продувочной воды, расширители 6 и 7 исходной воды, подключенные линиями 8 и 9 выпара к контактному 2 и поверхностному 1 нагревателям, а также котел 10 с паропроводом 11 и питательным трубопроводом 12 и линии 13 и 14 рециркуляции воды в контактные нагреватели 2 у 3, причем поверхностный нагреватель 1 подключен трубопроводом 15 конденсата греющего пара к питательному трубопроводу 12 котла 10, паропровод 11 которого подключен к контактному нагревателю 3, установленному последним, а расширитель 5 продувочной воды термоумягчителя 4 выполнен из двух ступеней 16 и 17, снабженных патрубками 18 и 19 отвода осветленной воды, подключенными к линиям 14 и 13 рециркуляции воды в контактные нагреватели 3 и 2. соответственно. Установка содержит также насос 20 .исходной воды и инжектор 21, установленный между контактными нагревателями 2 и 3 и подключенный по пару к паропроводу 11 котна 10, насос 22 подпитки системы отопления и горячего водоснабжения (не показана). Патрубок 18 отвода осветленной воды ступени 16 расширителя 5 подключен к линии 14 рециркуляции воды в контактный нагреватель 3 через насос 23, а патрубок 19 ступени 17 к линии 13 рециркуляции воды в контактный нагреватель 2 - через бассейн-отстойник 24 и насос 25.Тру- бопровод 15 конденсата греющего пара подключен к питательному трубопроводу 12

через конденсатный насос 26, деаэратор 27 и питательный насос 28, причем деаэратор 27 подключен по греющему пару к ступеням 16 и 17 расширителя 5 продувочной воды термоумягчителя 4 через эжектор 29, а расширительб подключен ктермоумягчителю4 и расширителю 7 через клапаны 30 и 31.

Для осуществления способа водоподготовки исходную воду насосом 13 подают в поверхностный нагреватель, где ее нагревают от начальной температуры to до предельной температуры t, соответствующей состоянию насыщения по растворимости накипеобразователей за счет теплоты пара, отводимого от последнего (второго) расширителя 7 исходной воды. При этом пар конденсируют и отводят конденсатным насосом 26 в деаэратор 27. После подогрева и деаэрации в деаэраторе 27 этот конденсат питательным насосом 28 подают в котел 10

для получения греющего пара. Из поверхностного подогревателя 1 исходную воду подают в контактный кыреватель 2, где ее нагревают от температуры t до температуры t2 за счет теплоты пара, отводимого от

первого расширителя 6. Из контактного нагревателя 2 воду подают инжектором 21 в контактный нагрева 1вльЗ, где ее нагревают от температуры t2 до температуры ta tM за счет теплоты греющего пара, отводимого от

котла 10 (tM - максимальная температура воды, используемой в последующем в системе отопления и горячего водоснабжения). Из последнего контактного нагревателя 3 воду подводят в термоумягчитель 4. где ее

выдерживают в течение времени, достаточного для достижения квазиравновесного состояния по концентрации накипеобразователей при температуре гз. При этом состояние пересыщения снимается путем образования твердой фазы в растворе в результате роста кристаллов шлама. Из термоумягчителя 4 умягченную воду подают в первый расширитель 6. выпар из которого подводят в контактный нагреватель 2, а воду подводят во второй расширитель.

Выпар из расширителя 7 подводят в поверхностный нагреватель 1 с получением конденсата, используемого для питания котла 10. Воду из расширителя 7 отводят насосом 22 в систему отопления и горячего водоснабжения.

Продувание водошламовой суспензии из термоумягчителя 4 подвергают ступенчатому расширению в расширителе 5 продувки сначала в первой ступени 16с отводом выпара через эжектор 29 в деаэратор 27. Осветленную часть воды с мелкодисперсным шламом отводят из ступени 16 насосом 23 в контактный нагреватель 3. а часть воды с крупнодисперсным шламом подводят во вторую ступень 17 расширителя 5с отводом выпара через эжектор 29 в деаэратор 27, а воды - в бассейн-отстойник 24 шлама. Осветленную воду из бассейна-отстойника 24 отводят в виде рециркуляции насосом 25 в контактный нагреватель 2.

Использование водошламовой суспензии позволяет сбрасывать из установки только шлам (продукт термического умягчения) в твердой фазе и исключить загрязнение окружающей среды (водоемов) загрязненными стоками, одновременно увеличивается тепловая эффективность способа водоподготовки за счет исключения сбросов горячих вод, (срометого, рециркуляция в контактные нагреватели 2 и 3 части воды с мелкодисперсным шламом позволяет ускорить процессы образования шлама в пересыщенном растворе путем его кристаллизации на затравке и отвлечь процессы образования накипи на поверхностях контакта пересыщенного раствора со стенками теплообменных аппаратов.

Выбор чиспа ступеней нагрева по фор«.

муле пн -- (при целочисленном знаt - to

чениипн) с примерно одинаковой разбивкой температурных интервалов по ступеням и при минимальном количестве ступеней позволяет обеспечить перевод теплоты конденсации греющего пара последней ступени путем использования расширителей с числом ступеней п0 пн -1 последовательно по ступеням от последней к первой ступени, в которой получают конденсат, используемый для питания котла.

В результате исключается реагентная подготовка воды для котла и работа его

обеспечивается по замкнутой схеме на конденсате, лишенном накипеобразующих солей, При этом также обеспечивается экологическая чистота водоподготовки ото- 5 пительной котельной.

Пример. Способ водоподготовки котельной, функционирующей по температурному графику 150/70.

Исходную воду при to 20°C подают

0 насосом 20 в поверхностный нагреватель 1, где нагревают до t - 70°С, которая является предельной по растворимости накипеобрз- зователей. Затем воду подают в контактный нагреватель-2, где при контакте с паром ее

5 нагревают до t2 120°С. Далее воду подают инжектором 21 в контактный нагреватель 3, где ее при контакте с греющим паром котла 10 нагревают до ta - 160°C. Нагретая вода задерживается в термоумягчителе 4 в тече0 ние 1 ч, что позволяет достигнуть значения концентрации накипеобразователей равновесных для условий Тм 150°С.

Умягченная таким образом вода не дает накипь в системе отопления, поскольку при

5 температурном графике 150/70 она нагревается до температуры не более 150°С. Из термоумягчителя 4 воду подают через клапан 30 в расширитель 6. где она вскипает и температура воды снижается до 120°С. Вы0 пар этого расширителя 6 используют для нагрева воды в контактном нагревателе 2. Далее воду через клапан 31 подают в расширитель 7, где температура воды снижается до 70°С. Выпар этой ступени используют

5 для нагрева воды в поверхностном нагревателе 1. Вода этого расширителя насосом 20 подается в систему отопления для дальнейшего использования. Конденсат выпара расширителя 7 после нагревателя 1 отводят

0 насосом 26 в деаэратор 27 и далее питательным насосом 28 подают в котел 10 для получения греющего пара при давлении 1,3 МПа.

Аналогично расширению воды в расши5 рителях 6 и 7 производят расширение водошламовой суспензии, отводимой от термоумягчителя 4. Для этого используют ступени 16 и 17 расширителя 5 продувки, в которых поддерживается температура 120 и

0 70°С. Вода от расширителя продувки отводится насосами 23 и 25 для рециркуляции в ступени нагрева воды, а шлам собирают в бассейне-отстойнике 24, емкость которого достаточна для заполнения в течение года

5 работы установки.

Способ водоподготовки отопительных котельных и устройство для его осуществления позволяют использовать в системах отопления и горячего водоснабжения природные воды при любых температурных графиках с любым числом ступеней нагрева и расширения и при этом повысить экологическую чистоту, надежность и эффективность.

Формула изобретения 1.Способ водоподготовки отопительных котельных путем последовательного ступенчатого контактного и бесконтактного нагрева паром, термического умягчения и ступенчатого расширения дросселировани- ем исходной воды с использованием образующегося при расширении пара выпара. а также пара котла для ступенчатого нагрева последней, отвода образующегося при термическом умягчении шлама с продувочной водой и утилизации тепла последней, отличающийся тем, что, с целью повышения экологической чистоты, повышения надежности и эффективности, в первой ступени осуществляют бесконтактный нагрев исход- ной воды паром выпара с получением конденсата, используемого в качестве питательной воды котла, пар из которого используют для контактного нагрева исходной воды в последней ступени, а утилиза- цию тепла продувочной воды осуществляют путем ступенчатого расширения с использованием образующегося пара для нагрева питательной воды котла, осветления оставшейся части продувочной воды и смешения последней с исходной водой перед контактным нагревом, причем нагрев исходной воды в первой ступени осуществляют до

температуры, не превышающей температуру, предельную по растворимости накипе- образователей, количество ступеней нагрева должно быть минимальным при условии равенства нагрева во всех ступенях, а количество ступеней расширения должно быть на одну меньше количества ступе ней нагрева.

2.Устройство для водоподготовки отопительных котельных, содержащее установленные последоЪательно по исходной воде нагреватели, один из которых выполнен поверхностным, а другие - контактными, тер- моумягчитель с расширителем продувочной воды, расширители исходной воды, подключенные линиями выпара к первым п.о ходу воды нагревателям, котел с паропроводом и питательным трубопроводом и линии рециркуляции воды в контактные нагреватели, отличающееся тем, что, с целью повышения экологической чистоты, повышения надежности и эффективности, первым по ходу воды установлен поверхностный нагреватель, подключенный трубопроводом конденсата греющего пара к питательному трубопроводу котла, паропровод которого подключен к контактному нагревателю, установленному последним, а расширитель продувочной воды термоумягйителя выполнен многоступенчатым, причем ступени снабжены патрубками отвода осветленной воды, подключенными к линиям рециркуляции воды в контактные нагреватели.