Система контроля за режимом работы конденсатора Советский патент 1993 года по МПК F22B11/00 

ел

с

Использование: для контроля технического состояния конденсаторов паровых турбин. Сущность изобретения: одна из конденсаторных трубок (контрольная) снабжена индивидуальным подвйдо охлаждающей воды с фильтром и измерителем расхода и отводом охлаждающей воды с измерителем температуры. Система содержит блок определения количества тепла, воспринимаемого водой, протекающей через контрольную трубку, и блок определения термического сопротивления загрязненной контрольной трубки, который подключен через анализатор и компаратор к ретстрирующему прибору. 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для контроля технического состояния конденсаторов паровых турбин и обнаружения микрозагрязнений, т.е. кусков дерева, торфа, рыбы и т.д., . Цель изобретения - повышение достоверности прогнозирования срока чистки конденсатора от макрозагрязнений.

Поставленная цель достигается тем, что в системе контроля за режимом работы конденсатора, содержащей измеритель расхода охлаждающей воды, который вместе с измерителями температуры охлаждающей воды на входе и выходе конденсатора подключен к блоку определения количества воспринимаемого водой тепла, измерители давления в конденсаторе, подключенные к блоку определения среднего давления в конденсаторе, выполненному в виде интегратора, к выходу которого подключен блок

определения температуры насыщения, а последний вместе с измерителями температуры охлаждающей воды на входе и выходе конденсатора и блоком определения количества воспринимаемого водой тепла подключен к блоку определения термического сопротивления загрязненного конденсатора, одна из трубок конденсатора (контрольная) обеспечена индивидуальным подводом с фильтром и отводом охлаждающей воды и снабжена измерителями температуры воды на входе и выходе и измерителем расхода; которые соединены с дополнительным блоком определения количества тепла, воспринимаемого водой, протекающей через контрольную трубку, причем последний вместе с блоком определения температуры насыщения и измерителями температуры охлаждающей воды на входе и выходе контрольной трубки подключен к блоку определения термического сопротивления

со

со ю VJ

загрязнений трубки, который вместе с блоком термического сопротивления загрязненного конденсатора подключен через анализатор и компаратор к регистрирующему прибору.

Изобретение позволяет не только выявить макрозагрязнение, но и установить с высокой точностью степень загрязнения, т.е. выявить ту величину макрозагрязнения, при которой необходимо начинать чистку конденсатора. Так как эффективность работы теплообменников, в том числе конденсаторов, наиболее полно определяется величиной термического сопротивления, то, располагая значением этой величины, можно определить оптимальный срок чистки конденсатора.

Высокую точность расчета термических сопротивлений в предлагаемом изобретении обеспечивает идентичность условий конденсатора и контрольной трубки, как со стороны охлаждающей воды, так и со стороны пара, что нетрудно осуществить, т.к. кон- трольная трубка находится в составе конденсатора. Рассматриваемые сходные отличительные признаки обеспечивают предлагаемому решению высокую достоверность прогнозирования сроков проведения чистки конденсатора от макрозагрязнения, что повышает его термический КПД и, следовательно, экономичность работы энергоблока.

В известном же решении выявление макрозагрязнения основано на сравнении перепадов давления охлаждающей воды, что, приблизительно, условно, т.к. не учитывается влияние макрозагрязнений на интенсивность процессов теплообмена в конденсаторе. Величина гидравлического сопротивления макрозагрязнения не определяет достаточно полно эффективность работы теплообменника.

Нужно отметить, что в известном решении определяется величина термического сопротивления микрозагрязнения на трубках опытного конденсатора и используется в качестве дополнительного подтверждения появления микрозагрязнений,

. В данном техническом решении конденсатор снабжен байпасной трубой, проходящей вне корпуса конденсатора параллельно конденсационным трубам. Внутри трубы имеется контрольная трубка, снабженная прибором для измерения поляризационного сопротивления и устройством, реагирующим на степень загрязнения внутренней поверхности контрольной трубки. В зависимости от измеряемого поляризационного сопротивления и степени загрязнения контрольной трубки регулируется ввод очистных элементов (губчатых шариков) в конденсационные трубы.

В данном решении контрольная трубка находится вне конденсатора, следовательно, трудно соблюдать идентичность условий по охлаждаемой воде и пару. В заявляемом решении соблюдается полная идентичность условий как по воде, так и по пару, т.к. контрольная трубка находится внутри конденсатора. Наличие же идентичности условий позволяет повысить точность прогнозирования сроков чистки конденсатора, что повышает экономичность работы энергоблока.

5 Сходные отличительные признаки в данном техническом решении позволяют определять степень загрязнения, сравнивая поляризационное сопротивление загрязненного конденсатора и загрязненной

0 контрольной трубки. Этот метод используется только для микрозагрязнений. Кроме того, он приблизителен, т.к. только по одному критерию - поляризационному сопротивлению - невозможно точно определить

5 степень загрязнения для прогнозирования срока чистки конденсатора.

В известном же решении сходные отличительные признаки позволяют определять степень загрязнения через термические со0 противления, что повышает точность определения и, следовательно, обеспечивает высокую достоверность прогнозирования сроков чистки от макрозагрязнений, что повышает экономичность работы энергобло5 ка.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, принципиальная схема; на фиг. 2 . график зависимости термических сопротивлений от времени для загрязненных конден0 сатора и контрольной трубки.

Система контроля за режимом работы конденсатора 1 содержит измеритель расхода 2 охлаждающей воды через конденсатор, измерители температуры

5 охлаждающей воды 3 на входе и 4 на выходе, блок 5 определения количества тепла, воспринимаемого водой, протекающей через конденсатор, блок 6 определения термического сопротивления загрязненного

0 конденсатора, измерители давления 7 конденсатора, блок определения среднего давления конденсатора, выполненный в виде интегратора 8, блок 9, определяющий температуру насыщения. Одна из конденсатор5 ных трубок (контрольная) 10 снабжена индивидуальным подводом охлаждающей воды с фильтром 11 и измерителем 12 расхода воды и отводом охлаждающей воды с измерителем 13 температуры, блоком 14 определения количества тепла, воспринимавмого водой, протекающей через контрольную трубку 10, блоком 15 определения термического сопротивления загрязненной контрольной трубки 10, который подключен через анализатор 16 и компаратор 17 к регистрирующему прибору 18.

Система работает следующим образом.

Измеряется температура охлаждающей воды на входе и выходе конденсатора 1 измерителями 3 и 4, выполненными в виде термометров сопротивления. Расход охлаждающей воды через конденсатор измеряется измерителем 2, выполненным в виде интегрирующей трубки. Количество тепла, воспринимаемого водой, проходящей через конденсатор, определяется в соответствующем блоке 5 по поступающим туда показаниям измерителей температуры охлаждающей воды на входе 3 и выходе 4 конденсатора 1 и измерителя 2 расхода охлаждающей воды. Давление в конденсаторе 1 по длине трубного пучка измеряется измерителями давления 7 - манометрами. Среднее давление в конденсаторе определяется блоком 8, выполненным в виде интегратора, как среднеинтегральная величина локальных давлений, измеренных измерителями 7 давления. Сигнал-аналог среднего давления из блока 8 поступает в блок 9, где формируется сигнал температуры насыщения, который вместе с сигналами температур охлаждающей воды на входе и выходе конденсатора соответственно от измерителей 3 и 4 и сигналом, пропорциональным количеству воспринимаемого водой тепла, из блока 5 поступают в блок 6, где формируется сигнал, пропорциональный термическому сопротивлению загрязненного конденсатора.

Измеряется температура охлаждающей воды измерителями 3 на входе и 13 на выходе контрольной трубки 10, расход охлаждающей воды через контрольную трубку измеряется измерителем 12, Количество тепла, воспринимаемого водой, протекающей через контрольную трубку, определяет-. ся в блоке 14 по поступающим туда показаниям измерителей 3 на входе и 13 невыходе; контрольной трубки и измерителя 12 расхода охлаждающей воды через контрольную трубку. Сигнал-аналог количества тепла, воспринимаемого водой, протекаю щей через контрольную трубку, из блока 13 вместе с сигналами температур охлаждающей воды от измерителей 3 на входе и 13 на выходе контрольной трубки и сигналом температуры насыщения из блока 9 поступает в блок 14, где формируется сигнал, пропорциональный термическому сопротивлению, загрязненной контрольной трубки. Сигналы-аналоги термических сопротивлений, вырабатываемые блоками 6 и 15 соответственно конденсатора и контрольной труЬки, поступают в анализатор 16, выполненный в

5 виде блока вычитания, где формируется сигнал, пропорциональный показателю режи- ма работы конденсатора.

При разности термических сопротивлений загрязненного конденсатора и конт0 рольной трубки, равной нулю, компаратор 17, подключенный к выходу анализатора 16, не срабатывает (фиг. 2, участок АВ)

Рконд. Нконтр.тр.

При появлении отложений на внутренней 5 поверхности трубок конденсатора и контрольной трубки (микрозагрязнения) термическое сопротивление начинает возрастать, причем в равной степени, т.к. соблюдается идентичность условий (фиг, 2. участок ВС):

0Яконд. Рконтр.трубки.

При появлении макрозагрязнения (закупорка трубок конденсатора кусками дерева, торфа) термические сопротивления конденсатора и контрольной трубки растут

5 не одинаково, т.к. контрольная трубка не подвержена макрозагрязнению из-за наличия фильтра (фиг. 2):

Вконд. Кконтр.тр.J ; Участок CDi-термическое сопротивление

0 конденсатора, CD2- контрольной трубки/ При разности термических сопротивлений конденсатора и контрольной трубки больше допустимой компаратор 16 формирует сигнал Чистка, посту паю5 щий на регистрирующий прибор 18.

Предлагаемое изобретение, по сравнению с прототипом, обладает следующими технико-экономическими преимуществами. Так как охлаждающая вода в конденса0 ционные трубки .обычно подводится из открытоговодоема. например пруда-охладителя, в ней наряду с микроорганизмами, минеральными солями встречаются крупные загрязнения: куски мертвой

5 рыбы, шин, дерева и т.д. Обычно устанавливаются, фильтры или другие приспособления в месте забора охлаждающей воды. Но даже самые лучшие из таких систем позволяют некоторому мусору пройти в систему и

0 накапливаются у входных отверстий. Поэтому очень важно выявить их и при определенной степени макрозагрязнений, которая рассчитывается путем сравнения термических сопротивлений, удалить. В противном

5 случае входы в конденсаторные трубки будут заблокированы и трубки полностью выпадут из теплообмена, что снизит термический КПД энергоблока.

Таким образом, одним из преимуществ изобретения является возможность пыявления макрозагрязнения и прогнозирование срока чистки конденсатора.

Согласно же прототипу, выявляют микрозагрязнения, т.е. отложения биологического и минерального происхождения на внутренних поверхностях трубок.

Преимуществом изобретения является также повышение экономичности энергоблока, т.к. высокая достоверность прогнози- рованйя сроков проведения чистки конденсатора позволяет эксплуатировать паротурбинную установку с максимально возможной эффективностью, обеспечивает экономию топлива..

Формул а изобретения Система контроля за режимом работы конденсатора, содержащая измерители расхода охлаждающей воды и температуры охлаждающей воды на входе и выходе конденсатора, подключенные к блоку определения количества воспринимаемого водой тепла, измерители давления в конденсаторе, подключенные к блоку определения среднего давления в конденсаторе, выполненному в виде интегратора, к выходу которого подключен блок определения температуры насыщения, который совместно с измерителями температуры охлаждающей воды на входе и выходе конденсатора

и блоком определения количества воспринимаемого водой тепла подключен к блоку определения термического сопротивления загрязненного конденсатора, и анализатор,

связанный через компаратор с регистрирующим прибором, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности контроля, одна из трубок конденсатора имеет индивидуальные подвод с фильтром и отвод охлаждающей воды, а система снабжена измерителями температуры воды на входе и выходе трубки и расхода воды через нее, блоком определения тепла, воспринимаемого водой, протекающей через указанную

трубку, и блоком определения термического сопротивления загрязненной трубки, причем измерители температуры на входе и вьи ходе трубки и расхода воды через последнюю подключены к блоку определения тепла, воспринимаемого водой, протекающей через трубку, который совместно с блоком определения температуры насыщения и измерителями температуры охлаждающей воды на входе и выходе трубки

подключены к блоку определения термического сопротивления загрязненной контрольной трубки, который совместно с блоком определения термического сопротивления загрязненного конденсатора подключей к анализатору.