Парогенератор

 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в установках для производства пара низкого и среднего давления. Задача изобретения - увеличение срока службы парогенератора и дальнейшее повышение надежности его работы. Сущность изобретения: парогенератор, содержащий поверхность нагрева, системы подвода жидкого теплоносителя - воды и отвода пара с установленными на трубопроводах вентилями, снабжен системой подвода к поверхности нагрева атмосферного воздуха, выполненной, например, в виде рессивера с редукционным клапаном, и соединенной с поверхностью нагрева трубопроводом. Поверхность нагрева, в свою очередь, соединена с сифоном, переходящим в трубопровод с вентилем для отвода воды - воздуха. Сифон установлен с возможностью контакта с жидким теплоносителем. Целесообразно на трубопроводах для подвода к поверхности нагрева воздуха и отвода воды - воздуха установить электромагнитные вентили, входы которых соединены с выходом датчика давления, установленного на трубопроводе для отвода пара к потребителю. Возможно совмещение трубопроводов для подвода к поверхности нагрева воздуха и жидкого теплоносителя, при этом на общем трубопроводе необходимо установить клапан с логической функцией ИЛИ. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в установках для производства пара низкого и среднего давления, необходимого, например, на заводах по производству кирпича для увлажнения и прогрева исходного сырья при его перемешивании.

Известен парогенератор [1] содержащий корпус с установленным внутри электронагревателем и питательную емкость, соединенную с корпусом водяным и паровым трубопроводами. На трубопроводах установлены электроуправляемые клапаны, а в питательной емкости свободно плавающий в воде поплавок.

Известен также парогенератор [2] содержащий поверхности нагрева и сепаратор пара, соединенные между собой подъемной и опускной трубами по нагреваемой среде, и питательную емкость с подводящим патрубком, соединенную с опускной трубой с помощью перепускной трубы. Для "запирания" поверхности нагрева по нагреваемой среде при отсутствии отбора пара парогенератор дополнительно содержит обратный клапан с калиброванным отверстием, обратный клапан поплавкового типа и воздушный обратный клапан, первый из которых установлен на опускной трубе, второй на подводящем патрубке питательной емкости, а третий в верхней части сепаратора пара. "Запирание" поверхности нагрева по нагреваемой среде при отсутствии отбора пара необходимо для повышения надежности парогенератора.

Задачей изобретения является увеличение срока службы парогенератора и дальнейшее повышение надежности его работы.

Задача решается посредством парогенератора, содержащего поверхность нагрева, системы подвода жидкого теплоносителя и отвода пара и установленными на соответствующих трубопроводах вентилями, в котором, в отличие от известного, имеется система подвода к поверхности нагрева атмосферного воздуха, выполненная, например, в виде рессивера с редукционным клапаном. Система соединена с поверхностью нагрева трубопроводом с вентилем, которая в свою очередь соединена с сифоном, переходящим в трубопровод для отвода воды - воздуха, также снабженным вентилем. Сифон установлен с возможностью контакта с жидким теплоносителем.

Трубопровод для отвода воды воздуха целесообразно соединить с системой подвода к поверхности нагрева жидкого теплоносителя. НА трубопроводах для подвода к поверхности нагрева воздуха и отвода воды воздуха лучше всего установить электромагнитные вентили, входы которых соединены с выходом датчика давления, установленного на трубопроводе для отвода пара к потребителю.

Возможно совмещение трубопроводов для подвода к поверхности нагрева воздуха и жидкого теплоносителя. При этом на общем трубопроводе необходимо установить клапан с логической функцией ИЛИ.

Наличие в парогенераторе системы подвода к поверхности нагрева атмосферного воздуха позволяет при прекращении отбора пара, во-первых, эвакуировать оставшуюся воду, что уменьшает образование накипи на поверхности нагрева, во-вторых, появляется возможность охлаждать указанную поверхность. В зависимости от условий работы парогенератора охлаждение может быть кратковременным или длительным.

Охлаждение поверхности нагрева снижает термические напряжения в материале. В начале нового цикла работы, при подаче порции жидкого теплоносителя, обеспечивается плавный ввод парогенератора в работу, что снижает воздействие на вентили, установленные на трубопроводе для подачи пара к потребителю, ударного перепада давлений.

На чертеже схематично изображен предлагаемый парогенератор.

Парогенератор содержит поверхность нагрева, размещенную в газоходе 2, к которой примыкает паровая камера 3. Поверхность нагрева соединена посредством опускной трубы 4 с питательной емкостью 5. На трубе 4 имеется вентиль тонкой регулировки 6, а в питательной емкости расположены датчики уровня 7, 8. От паровой камеры 3 отходит трубопровод 9 "пар" к потребителю, с установленным на нем датчиком давления контактным манометром 10 и вентилем 11. Паровая камера также снабжена предохранительным клапаном 12. Поверхность нагрева посредством опускной трубы 4 и редукционного клапана 13 соединена с рессивером 14, имеющим систему вентилей: на трубопроводе, соединяющем рессивер с компрессором (не показан) 15, дренажный 16, воздушный 17, а также манометр 18. На опускной трубе 4 между редукционным клапаном 13 и вентилем тонкой регулировки 6 вмонтирован клапан 19 с логической функцией "или" (у такого клапана отводящая линия соединятся только с линией большего давления, см. ГОСТ 2.781-68). Для управления рессивером к нему подключен электромагнитный вентиль 20. Поверхность нагрева 1 соединена с сифоном 21, установленным с возможностью контакта с жидким теплоносителем, переходящим в трубопровод 22 отвода воды воздуха с электромагнитным вентилем 23. Трубопровод 22 опущен в резервный бак 24. Резервный бак 24 посредством подъемной трубы 25, соединен с питательной емкостью 5. Позицией 26 обозначен насос. Резервный бак 24 соединен также с трубопроводом 27 с вентилем 28, служащим для подпитки конденсатом воды. Резервный бак 24 соединен с атмосферой посредством вентиля 29. Позицией 30 обозначен запасной вентиль для прямого подвода воздуха к нагреваемой поверхности. Позицией 31 обозначен вентиль на подъемной трубе 25. Выход контактного манометра 10 соединен со входами электромагнитных вентилей 20, 23 (принципиальная схема соединения на чертеже не приведена).

Парогенератор работает следующим образом.

Жидкий теплоноситель (вода или конденсат) из резервного бака 24 по подъемной трубе 25 при открытом вентиле 31 посредством насоса 26 подается в питательную емкость 5. Уровень жидкого теплоносителя контролируется датчиками уровня 7, 8. Затем при открытом вентиле тонкой регулировки 6 по опускной трубе 4 жидкий теплоноситель подается к поверхности нагрева 1, опущенной в газоход 2. По газоходу 2 разогретые до 120 150^oC газы (воздух) подаются в сушильное отделение кирпичного производства. Горячие газы нагревают жидкий теплоноситель до кипения при данном давлении. Жидкий теплоноситель начинает кипеть, образовавшийся пар поднимается вверх в паровую камеру 3, откуда по трубопроводу 9 "пар" при открытом вентиле 11 подается к потребителю. Давление пара контролируется контактным манометром 10.

При отсутствии отбора пара давление пара возрастает выше заданной величины. От контактного манометра подается сигнал на выходы электромагнитных вентилей 20, 23, которые открывают доступ к поверхности нагрева атмосферного воздуха от рессивера 14 и эвакуацию воды воздуха через сифон 21 и трубопровод 22. Вода, в данном случае, конденсат поступает в общий резервный бак 24. Редукционный клапан 21 поддерживает заданное давление воздуха. Давление воздуха сразу же по срабатывании вентиля 25 становится больше давления жидкого теплоносителя в опускной трубе 6. При этом срабатывает клапан 19 с логической функцией ИЛИ и поступление жидкого теплоносителя к поверхности нагрева прекращается.

Запас жидкого теплоносителя в резервном баке 24 пополняется от двух источников: из основного трубопровода 27 с вентилем 28 и за счет конденсата, который эвакуируется от поверхности нагрева атмосферным воздухом, подаваемым под давлением от рессивера 14. Воздух в рессивер 14 подается посредством компрессора при открытом вентиле 15. Для обеспечения нормальной работы рессивера служит система вентилей: дренажный 16, воздушный 17, а также манометр 18. При профилактике или ремонте парогенератора воздух от рессивера 14 может напрямую подаваться к поверхности нагрева 1 при открытом вентиле 30.

Технический результат изобретения заключается в повышении срока службы парогенератора и повышения его надежности.

Срок службы парогенератора увеличивается за счет уменьшения накипи на поверхности нагрева, которая образуется даже в случае использования в качестве жидкого теплоносителя конденсата. Отбор пара к потребителю, если рассматривать в качестве примера работу двухвального лопастного смесителя для перемешивания и увлажнения исходного сырья при производстве кирпича, периодически прекращается, как минимум 7 8 раз за смену. В это время парогенератор работает вхолостую, жидкий теплоноситель выкипает, пар выбрасывается в атмосферу. Последнее отрицательно влияет на эргономические показатели производства. Эвакуация жидкого теплоносителя сразу же после прекращения отбора пара позволяет избежать указанных отрицательных последствий. Срок службы увеличивается приблизительно в 3 раза, улучшаются эргономические показатели производства. Кроме того, пополняется запас жидкого теплоносителя в резервном баке. Предпочтительно, конечно, в качестве жидкого теплоносителя использовать конденсат. Но, на практике бывают перебои в его подаче. С поверхности же нагрева эвакуируется только конденсат. Поэтому, если в резервном баке находится вода, эвакуируемый конденсат позволяет уменьшить концентрацию солей в воде, и таким образом, даже косвенно уменьшить впоследствии, в следующих циклах работы парогенератора, образование накипи на поверхности нагрева.

Экономически выгодно расположить поверхность нагрева в газоходе, но при этом после эвакуации жидкого теплоносителя, она остается нагретой до 120 - 150^oC, и при подаче новой его порции, естественно нагретой, как максимум, до комнатной температуры, возникают термические напряжения как в материале, из которого изготовлена поверхность нагрева, так и в материале близлежащих участков трубопроводов. Перепад температур вызывает перепад давлений, отрицательно действующий на конструктивные элементы вентилей во всей системе. В предлагаемой конструкции возможно охлаждение поверхности нагрева, как длительное, так и кратковременное, непосредственно перед подачей порции холодного жидкого теплоносителя.

Цифровые показатели по надежности на момент подачи заявки были не определены, в отличие от срока службы, который, как было отмечено выше, за счет уменьшения образования накипи увеличивается в 3 и боле раз.

Формула изобретения

1. Парогенератор, содержащий поверхность нагрева, системы подвода к ней жидкого теплоносителя и отвода пара, включающие соответствующие трубопроводы с вентилями, отличающийся тем, что он снабжен системой подвода к поверхности нагрева воздуха, выполненной, например, в виде ресивера с редукционным клапаном, соединенной трубопроводом с вентилем с поверхностью нагрева, которая соединена с установленным с возможностью контакта с жидким теплоносителем сифоном, переходящим в трубопровод для отвода воды воздуха, также снабженный вентилем.

2. Парогенератор по п.1, отличающийся тем, что трубопровод для отвода воды воздуха соединен с системой подвода к поверхности нагрева жидкого теплоносителя.

3. Парогенератор по п. 1, отличающийся тем, что на трубопроводах для подвода к поверхности нагрева воздуха и отвода воды воздуха установлены электромагнитные вентили, входы которых соединены с выходом датчика давления, установленного на трубопроводе для отвода пара к потребителю.

4. Парогенератор по п.1, отличающийся тем, что трубопровод для подвода к поверхности нагрева воздуха совмещен с трубопроводом для подвода жидкого теплоносителя, при этом на нем установлен клапан с логической функцией ИЛИ.

РИСУНКИ

Рисунок 1