Способ контактного нагрева воды

 

Использование: энергетика, тепломассообмен , контактный нагрев воды. Сущность изобретения: нагреваемую воду и продукты сжигания горючего газа подают на активную насадку 5, где одновременно с нагревом осуществляется ее обработка. Дополнительно воду догревают с образованием выпара. Причем заданное соотношение расходов воды и продуктов сжигания поддерживают из условия образования выпара в количестве 1...10 кг на 1 т нагреваемой воды. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ, ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф A ХГ : :766

fF.ги ФИ6 4рЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (2 1.) 4706832/06 (22) 19.06.89 (46) 23.07.92. Бюл. f4. 27 (71) Самарский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) P.Ñ.Ëåïèëèí (56) Авторское свидетельство СССР

f4 191088, кл. F 22 О 1/50. 1965.

Авторское свидетельство СССР

М 445621, кл. С 02 F1/20,,1971. (54) СПОСОБ КОНТАКТНОГО НАГРЕВА ВОДЫ

„„ Ж „, 1 7491 78A1 (я)5 С 02 F 1/20, F 24 Н 1/10 (57) Использование: энергетика, тепломассообмен, контактный нагрев воды, Сущность изобретения: нагреваемую воду и продукты сжигания горючего газа подают на активную насадку 5, где одновременно с нагревом осуществляется ее обработка. Дополнительно воду догревают с образованием выпара. Причем заданное соотношение расходов воды и продуктов сжигания поддерживают иэ условия образования выпара в количестве 1...10 кг на 1 т нагреваемой воды. 1 ил.

1749178

Изобретение относится к энергетике, а конкретно к нагреву воды для различных целей; для горючего водоснабжения, отопления, питания теплоэнергетических устаноаок

Известные способы нагрева воды в контактных нагревателях предусматривают чаще всего ее нагрев без обескислороживания и деаэрации, в результате чего вода оказывается агрессивной изза присутствия кислорода и насыщения воды углекислотой; Это приводит к интенсивной коррозии трубопроводов нагретой воды.

Для сйиженйя агрессивности воды проводят ее частичную деаэрацию путем кипения, предварително нагретой контактным путем воды.

Однако в процессе деаэрации происходит одновременно с удалением кислорода удаление и углекислоты, в результате чего вода оказывается нестабильной, в ней происходит разложение бикарбонатов и образуются карбонаты, которые образуют с кальцием труднорастворимое соединение

СаСОз. выпадающее в виде накипи. Поэтому в трубопроводах горячей воды с той или иной интенсивностью (в зависимости от качества воды) начинает отлагаться накипь.

Известен способ подготовки воды. согласно которому вода в процессе нагрева в контактной насадке частично обескислорожиаается и насыщается углекислотой, после чего продувается природным газом, поступающим в дегаэатор с расходом, производящим удаление углекислоты в определенном количестве, обеспечивающем стабилизацию воды используемого состава. При изменении качества воды расход природного газа, направляемого на продувку нагретой воды, изменяется. Газ после дегазатора направляется на сжигание в горелку.

Недостатком известного способа является применение природного газа для стабилизации воды по углекислоте, в результате чего газ в процессе продувки нагретой воды частично растворяется а ней.

Это ухудшает качество воды, а, кроме того, впоследствии возможно его выделение в коммуникациях и у потребителя, что может привести к нарушениям условий техники безопасности. Кроме того, дозирование газа а дегазатор и последующее его дожигэние усложняет технологию способа подготовки воды, Поставленная цель достигается тем, что нагреваемая вода и горячие продукты сжигания с поддержанием заданного соотношения их расходов поддаются на активную

20

50 насадку, Вместе с тем воду дополнительно нагревают с образованием выпара, для чего регулируется заданное соотношение расхо- . дов. В результате одновременно с нагревом происходит обескислорожиаание воды и ее стабилизация по углекислоте.

На чертеже показана схема аппарата, в котором осуществляется обескислороживание и стабилизация нагреваемой воды без применения природного газа.

Аппарат включает корпус 1, водопровод

2 с регулятором 3, оросители 4, контактную насадку 5, водораспределительное устройство 6, обеспечивающее стекание воды в

5 виде пленки 7. В корпусе установлена горелка 8, газ к горелке подводится по газопроводу 9 через регулятор 10, В нижней части корпуса установлен водосборник 11. Отвод воды из корпуса производится через гидрозатвор 12.

Подводимая в корпус 1 по линии 2 вода равномерно распределяется оросителями 4 по контактной насадке 5. В процессе контакта с продуктами сгорания вода нагревается, частично обескислороживается и насыщается углекислотой. Далее вода с помощью водораспределительного устройства 6 стекает в виде пленки 7 по внутренней поверхности топочной камеры, где дополнительно нагревается и частично испаряется за счет радиационного излучения горелки

8. В процессе образования выпара осуществляется глубокое удаление из воды кислорода и частичное удаление углекислоты.

Оставшееся количество углекислоты определяется необходимостью стабилизации нагретой воды и регулируется зэ счет изме. нения соотношения расхода газа регулятором 10 и расхода воды регулятором 3, С уменьшением расхода выпара ухудшается обескислорожиаание воды, а требуемая величина аыпара зависит от жесткости обрабатываемой воды и содержаня в ней углекислоты. Таким образом, величина выпара выбирается в зависимости от качества нагреваемой воды.

Нагретая вода собирается в водосборнике 11 и отводится через гидрозатвор 12.

Газ в горелке 8 смешивается с воздухом и сгорает, радиацией передавая тепло плен- ке 7 воды, В верхней части топки продукты сгорания газе снижает свою тиемпературу зэ счет излучения и вместе с выпаром поступают в контактную насадку 5. В результате

5 орошения контактной насадки газы охлаждаются до 30-60 С и одновременно идет конденсация водяных паров, имеющихся в продуктах сгорания и образовавшихся за счет выпара водяной пленки 7. Уходящие газы Отводятся из аппарата.

1749178

Составитель P. Лепилин

Техред M,Mîðãåíòaë Корректор M. Максимишинец

Редактор Н. Тупица

Заказ 2561 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Если принять, что нагрев воды в контактной камере производится до температуры мокрого термометра, равной tM = 80 С, а начальная температура воды, поступающей на нагрев, t< - 10 С, то количество тепла на нагрев в контактной камере будет

Grow - Св(см tH,) = 70 ккал/кг, где С - 1 ккал/кг C — теплоемкость воды, В радиационной камере догрев воды производится до 100 С, т.е. при отсутствии выпара передача тепла аадиацией будет

Qpzp - С (— tg) = 20 ккал/кг.

Следовательно, общий расход тепла составит

0 Оконт + Орад = 90 ккэл/кг.

Если принять, что для стабилизации и обескислороживания воды величина выпара должна меняться в диапазоне

Л W = (1-10) кг/т = (0,001 — 0,01) кг/кг, то расход тепла на выпар при hW = 1 кг/т.

Овып= AW(lo Св1) = 0,5 ккал/кг, где С - энтальпия пара, ккал/кг, Тогда расход тепла, а следовательно (с некоторым приближением), и газа возрастет на hQ = Л62 = 0,6 при ЛW = 10 кг/т, Овых=5ккал/кги hQ = 02" =.6 .

Таким образом, при неизменном расходе воды и ее качестве для осуществления выпара в диапазоне 1 — 10 кг/т расход газа должен увеличиваться на 0,6-6.0 .

Отказ от использования природного газа для стабилизации воды упрощает технологию получения воды за счет отказа от дегазатора, а также за счет отказа от организации подвода и отвода доли природного

rasa с последующим его сжиганием. Кроме того, нагретая вода не контактирует с газом

5 в процессе дегазации, благодаря чему устраняется его растворимость в воде. что улучшает качество воды.

Если не требуется стабилизации воды, а достаточно только обескислороживания. то

10 на основании предлагаемого способа могут быть разработаны деаэраторы контактного типа, работа которых не требует применения пара от постороннего источника. Следовательно, область применения контактного

15 способа нагрева воды существенно расширяется, Формула изобретения

Способ контактного нагрева воды путем подачи последней и горячих продуктов сжи20 гания горячего rasa с поддержанием заданного соотношения их расходов нэ активную насадку, а также обработки нагретой воды газовым агентом, отличающийся тем, что, с целью повышения качества воды пу25 тем обескислороживания и стабилизации, воду дополнительно нагревают с образованием выпара, обработку ее осуществляют одновременно с нагревом, в качестве газового агента используют упомянутые продук30 ты сжигания горючего газа, причем заданное соотношение расходов последнеto и воды поддерживают из условия образования выпара в количестве 1,0 — 10 кг на 1 т нэгреваемой воды.