Пароэжекторная установка для охлаждения воды

 

Изобретение предназначено для использования в системах оборотного водоснабжения энергетических установок промышленных предприятий. Пароэжекторная установка для охлаждения воды содержит испаритель, сообщенный с ним пароэжектор, питающий и расходный резервуары, конденсатор и устройства водоочистки. В испарителе установлен коллектор-распределитель, сообщенный с питающим резервуаром. Пароэжектор сообщен с многокорпусной вакуум-выпарной установкой. Испаритель сообщен с пароэжектором и расходным резервуаром 4 через устройство водоочистки 6. Последнее установлено между питающим и расходным резервуарами. Корпус его разделен вертикальными перегородками на сообщающиеся между собой зоны фильтрации, катионной и анионной очисток. Расходный резервуар, устройство водоочистки, питающий резервуар и испаритель расположены на возрастающих по высоте уровнях. Изобретение обеспечивает одновременное охлаждение и очистку оборотных вод энергетических установок, восполняет потери оборотного конденсата, сокращает дополнительные затраты на подготовку воды, используемой ТЭЦ для выработки пара. 1 ил.

Изобретение относится к технологии охлаждения воды понижением давления и может быть использовано в системах оборотного водоснабжения энергетических установок промышленных предприятий.

Известна установка для охлаждения воды, включающая компрессионную машину с градирней сухого типа, охлаждающие элементы которой служат конденсатором, дроссельный вентиль и испаритель, включенный в охлаждающую систему объекта, эжектор, рабочее сопло которого подсоединено к рабочей стороне компрессора (авт. св. СССР 589530, кл. F 25 D 3/02, 1978).

Недостатком известного аппарата является низкая эффективность работы и дополнительные энергозатраты.

Указанные недостатки обусловлены влиянием климатических условий на процесс охлаждения оборотной воды, изменение которых в летний период требует использования мощных охлаждающих машин.

Известно также устройство для охлаждения жидкости путем ее испарения в зону пониженного давления, содержащее резервуар с охлаждаемой жидкостью, насос, винт со срезанными кромками лопастей и сообщающимися друг с другом каналами для движения жидкости, установленный на одном валу с насосом (авт. св. СССР 696263, кл. F 25 D 5/00, 1979).

Недостатком данной конструкции является низкая эффективность работы в системах оборотного водоснабжения.

Указанный недостаток обусловлен отсутствием оборудования очистки воды от загрязнений, приводящего к осаждению последних в каналах и их закупорке.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является пароводяная эжекторная холодильная машина, включающая пароводяной эжектор, конденсатор, насос и испаритель, сообщенные между собой (Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. -М.: Химия, 1971, с. 704-705).

Недостатком данной установки является снижение тепломассообменных характеристик энергетических установок, включенных в систему оборотного водоснабжения.

Указанный недостаток обусловлен отложением загрязнений на теплообменных поверхностях аппаратов, что приводит к изменению условий процессов в реакционной зоне.

Целью изобретения является устранение отложения загрязнений на поверхностях теплообмена в системах оборотного водоснабжения.

Поставленная цель достигается тем, что пароэжекторная холодильная машина, включающая испаритель, сообщенные с ним пароэжектор, питающий и расходный резервуары, согласно изобретению, снабжена устройством водоочистки, установленным между питающим и расходным резервуарами, таким образом, что расходный резервуар, устройство водоочистки, питающий резервуар и испаритель расположены на возрастающих по высоте уровнях, испаритель и питающий резервуар сообщены с расходным резервуаром через устройство водоочистки, которое выполнено в виде корпуса с крышкой и днищем, разделенным вертикальными перегородками на сообщающиеся между собой зоны фильтрации, катионной и анионной очисток, нечетные перегородки по ходу движения воды выполнены с зазорами к днищу, а четные - с зазорами к крышке, при этом зоны катионной и анионной очисток снабжены узлами подвода и отвода регенерирующих растворов.

Отличительным признаком предлагаемой установки является то, что установка снабжена устройством водоочистки, установленным между питающим и расходным резервуарами, таким образом, что расходный резервуар, устройство водоочистки, питающий резервуар и испаритель расположены на возрастающих по высоте уровнях, испаритель и питающий резервуар сообщены с расходным резервуаром через устройство водоочистки, которое выполнено в виде корпуса с крышкой и днищем, разделенным вертикальными перегородками на сообщающиеся между собой зоны фильтрации, катионной и анионной очисток, нечетные перегородки по ходу движения воды выполнены с зазорами к днищу, а четные - с зазорами к крышке, при этом зоны катионной и анионной очисток снабжены узлами подвода и отвода регенерирующих растворов.

Благодаря этому обеспечивается возможность осуществления одновременного охлаждения и очистки оборотных вод энергетических установок, способствующая интенсификации основных процессов.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлена принципиальная схема пароэжекторной установки для охлаждения воды.

Пароэжекторная установка для охлаждения воды состоит из испарителя 1, сообщенных с ним пароэжектора 2, питающего 3 и расходного 4 резервуаров, конденсатора 5 и устройства водоочистки 6.

В испарителе 1 установлен коллектор-распределитель 7, сообщенный с питающим резервуаром 3.

Пароэжектор 2 сообщен с многокорпусной вакуум-выпарной установкой 8.

Выпарная установка 8 состоит из двух корпусов 9, 10, барометрического конденсатора 11, ловушки-брызгоулавливателя 12, вакуум-насоса 13 для откачивания воздуха и неконденсирующихся газов, линии сбора конденсата 14 и насоса 15.

Испаритель 1 сообщен с пароэжектором 2 и расходным резервуаром 4 через устройство водоочистки 6.

Устройство очистки 6 установлено между питающим 3 и расходным 4 резервуарами и состоит из корпуса, крышки 16 и днища 17. Корпус разделен вертикальными перегородками 18 на сообщающиеся между собой зоны фильтрации 19, катионной 20 и анионной 21 очисток. Нечетные перегородки по ходу движения воды выполнены с зазорами 22 к днищу, а четные - с зазорами 23 к крышке.

Зоны катионной 20 и анионной 21 очисток снабжены узлами подвода 24, 25 и отвода 26, 27 регенерирующих растворов.

Расходный резервуар 4, устройство водоочистки 6, питающий резервуар 3 и испаритель 1 расположены на возрастающих по высоте уровнях.

Регулирование материальных потоков в системе питающий резервуар 3, испаритель 1, устройство водоочистки 6 и расходный резервуар 4 осуществляется с помощью вентилей 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 и 35.

Установка работает следующим образом. Отработанная технологическая вода из теплообменников промышленных установок с начальной температурой поступает в питающий резервуар 3. За счет разрежения, создаваемого эжектором 2, при открытых вентилях 28, 29, 30 и закрытых вентилях 31, 32, 33, 34, 35 вода из питающего резервуара 3 подается через коллектор-распределитель 7 в испаритель 1, где, испаряясь в область низкого давления, охлаждается до требуемой температуры. Конечная температура определяется степенью разрежения в испарителе 1.

Образующиеся пары воды в испарителе 1 отводятся эжектором 2, конденсируются в конденсаторе 5 и поступают в линию сбора конденсата 14. В качестве охлаждающей жидкости для конденсатора 5 используется вода из питающего резервуара 3, где она нагревается до температуры кипения. С помощью насоса 15 вода из питающего резервуара закачивается также в первый корпус 9 выпарной установки 8.

Пар, образующийся в конденсаторе 5, направляется в качестве греющего пара в первый корпус 9 выпарной установки 8. Раствор, упаренный в первом корпусе 9, за счет разрежения поступает во второй корпус 10 и обогревается вторичным паром из первого корпуса 9 выпарной установки 8. Вследствие пониженного давления раствор охлаждается до температуры кипения в этом корпусе, то есть происходит самоиспарение жидкости. За счет выделяющегося тепла дополнительно образуется вторичный пар.

Вторичный пар из второго корпуса 10 установки отводится в барометрический конденсатор 11, в котором при его конденсации создается требуемое разрежение. Воздух и неконденсирующиеся газы отводятся вакуум-насосом 13 в ловушку-брызгоулавливатель. Упаренный раствор подается в питающий резервуар 3. Образующийся конденсат из корпусов выпарной установки отводится в линию сбора конденсата 14, сообщенную с ТЭЦ.

Испарительное охлаждение в условиях вакуума обеспечивает экономию первичного пара, а получение большого количества конденсата позволяет восполнять потери оборотной воды, расходуемой ТЭЦ на выработку пара, без дополнительных затрат на водоподготовку.

Охлажденная вода из испарителя 1 поступает в устройство очистки 6, где последовательно проходит через зазоры 22, 23, зоны фильтрации 19, катионной 20 и анионной 21 очисток, в которых происходит отделение взвешенных в воде частиц и обессоливание. Прошедшая очистку вода перетекает из устройства водоочистки 6 через открытый вентиль 30 в расходный резервуар 4.

Периодически проводят регенерацию ионитов, для чего при закрытых вентилях 28, 29, 30, 31 и открытых вентилях 32, 33, 34, 35 через патрубок 24 в аппарат подается соляной раствор, который, проходя через слой катионитов 20, восстанавливает его свойства и отводится через патрубок 26. Для регенерации анионитов 21 через патрубок 25 подается раствор щелочи, который отводится в линию 27.

Расположение на разных уровнях устройства очистки 6, питающего 3 и расходного резервуаров 4 позволяет отказаться от дополнительных перекачивающих устройств.

В зимний период года, когда вода охлаждается в питающем резервуаре 3, установка работает при отключенном пароэжекторе 2. При закрытых вентилях 28, 29 и открытом вентиле 31 жидкость самотеком, за счет разности уровней, перетекает через устройство очистки 6 из питающего резервуара 3 в расходный 4.

Предлагаемое изобретение внедрено на ОАО "Нижнекамскшина" для подготовки оборотных вод с целью использования их в энергетических установках.

Таким образом, изобретение позволяет осуществлять одновременное охлаждение и очистку оборотных вод энергетических установок, способствующее интенсификации основных теплообменных процессов, а также восполняет потери оборотного конденсата и сокращает дополнительные затраты на подготовку воды, используемой ТЭЦ для выработки пара.

Формула изобретения

Пароэжекторная установка для охлаждения воды, включающая испаритель, сообщенные с ним пароэжектор, питающий и расходный резервуары, отличающаяся тем, что установка снабжена устройством водоочистки, установленным между питающим и расходным резервуарами таким образом, что расходный резервуар, устройство водоочистки, питающий резервуар и испаритель расположены на возрастающих по высоте уровнях, испаритель и питающий резервуар сообщены с расходным резервуаром через устройство водоочистки, которое выполнено в виде корпуса с крышкой и днищем, разделенным вертикальными перегородками на сообщающиеся между собой зоны фильтрации, катионной и анионной очисток, нечетные перегородки по ходу движения воды выполнены с зазорами к днищу, а четные - с зазорами к крышке, при этом зоны катионной и анионной очисток снабжены узлами подвода и отвода регенерирующих растворов.

РИСУНКИ

Рисунок 1