Устройство для автоматического управления адиабатной опреснительной установкой

(39) 3 3 1/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ О роле" ени в во СССР, 1988. КОГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСГО УПРАВЛЕНИЯ АДИАБАТНОЙ ОПРЕС,НИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ(57) Изобретение оносится к судостроению. в частности к устройствам для автоматического управления судовымиустановками для приготовления пресной во-.ды на судах. Цель изобретения - повышениенадежности работы устройства. В начальный период после поступления с пульта 35управления команды на ввод установки вдействие клапан 6 подачи теплоносителя,кподогревателю 51 полностьа;открыт. Регу- .лятор 1 поддерживает постоянной темпера-туру морской воды после подогревателя,воздействуя на клапан 7 подачи морской воды в испаритель. Клапан 9, установленный на трубопроводе 48 сброса рассола, закрыт, а уровень рассола поддерживается регулятором 5 и клапаном 8, установленным на трубопроводе 47 рециркуляции рассола. При повышении температуры морской воды перед конденсатором 39 до заданного значения регулятор 2 поддерживает температуру морской воды, управляя клапаном 8, а регулятор 5 поддерживает уровень рассола с помощью клапана 9, Постепенно, выводя установку на рабочий режим, устройство при открытии клапана 7 до заданного значения и срабатываний сигнализатора 19 его положения переключает регулятор 1 на управление клапаном 6, а клапан 7 открывается полностью. После завершения пускового периода, характеризующего достижением полного расхода морской воды и режимного значения разрежения в испарителе, по сумме сигналов сигнализатора 19 положения включается дистиллятный насос 42, направляя вырабатываемый установкой дистиллят потребителю. 1 ил.Изобретение относится к судостроению, в частности к устройствам для автоматического управления судовыми .установками для приготовления пресной воды на судах.Известно устройство для автоматического управления адиабатной опреснительной установкой, содержащее датчик расхода и первый регулирующий клапан, установленные в трубопроводе морской воды, датчик температуры, установленный в трубопроводе морской воды после подогревателя морской воды, и второй регулирующий клапан, установленный в трубопроводе,теплоносителя, и регулятор температуры, связанный своим входом с датчиком температуры, а выходом - с приводом второго регулирующего клапана. Устройство также включает в себя датчики давлений в первой и последней ступенях испарения и связанный с ними своими входами блок измерения перепада давлений и блок регулирования, связанный своими входами с датчиком расхода и блоком измерения перепада давлений, а выходом - с приводом первого регулирующего клапана.При вводе опреснительной установки в действие и начальном равенстве давлений в ступенях испарителя-конденсатора блок измерения перепада давлений по сигналам датчиков давлений в первой и последней ступенях подает на вход блока регулирования сигнал, обеспечивающий поддержание минимального значения расхода морской воды, измеряемого датчиком расхода, Величина этого расхода достаточна для обеспечения перетока воды через перепускные устройства между ступенями и должна быть достаточна для обеспечения возможности повышения температуры морской воды в подогревателе до рабочего значения, поддерживаемого регулятором температуры, По мере создания в испарителе-конденсаторе разрежения и вследствие этого вскипэния подогретой морской воды создается перепад давлений между ступенями испарителя-конденсатора и за счет рекуперации теплоты конденсирующихся паров морской воды повышается температура поступающей в подогреватель морской воды, С ростом перепада давлений между первой и последней ступенями блок регулирования воздействует на первый регулирующий клапан, увеличивая расход морской воды в заранее заданной зависимости от перепада давлений между первой и последней ступенями таким образом, чтобы подогреватель мог справляться с подогревом нового расхода воды до регулируемого значения. К времени выхода установки на рабочий режим10 35 морской воды, теплоносителя и рециркуляции рассола, пульт управления, связанный 40 50 55 15 20 25 30 расход морской воды достигает максимального значения, после чего, включают дистиллятный насос.Однако указанное устройство характеризуется недостаточной точностью управлений, обусловленной необходимостью увеличения расхода морской воды по заранее заданной программе. учитывая возможность эксплуатации установки, например, при минимально возможной температуре морской воды, росте накипи на теплопередающих поверхностях, возможном снижении параметров теплоносителя и т.п, Этот недостаток является причиной увеличения продолжительности выведения установки на рабочий режим, увеличения расхода теплоносителя и, следовательно, снижения экономичности установки.Наиболее близким к. предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического управления эдиабатной опреснительной установкой, включающей взаимосвязанные конденсаторы, многоступенчатый испаритель, трубопроводы морской воды, дистиллята и рассола, каждый из которых сообщен с соответствующим насо-, сом, трубопроводы сброса и рециркуляции рассола и подогреватель, сообщенный с трубопроводами морской воды и теплоносителя, содержащее первый, второй и третий регулирующие клапаны с приводами, имеющими входы "Больше" и "Меньше", установленные на трубопроводах, соответственно своим выходом через первый таймер с вторым входом третьего элемента И, первый вход которого подключен к сигнализатору положения первото регулирующего клапана, а выход - к первому входу второго элемента И, входу Больше" привода первого регулирующего клапана, инверсному входу первого элемента ЗАПРЕТ; через первый элемент НЕ к входу "Больше" привода второго регулирующего клапана и к второму входу первого элемента И. со стирающим входом первого элемента ПАМЯТЬ, подключенного своим выходом к дистиллятному насосу и записывающим входом к выходу второго элемента И, второй вход которого связан с сигнализатором давления в последней ступени испарителя, первый регулятор температуры, чувствительный орган которого установлен в трубопроводе морской воды после подогревателя. а выход связан с первым входом первого элемента И и прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ, и второй регулятор температуры, чувствительный орган которого установлен в5 6трубопроводе морской воды перед ливаемого на трубопроводе сброса рассола,конденсаторами, В известном устройстве не устраняет указанного недостатка. Привторой регулятор температуры связан сво- эксплуатации установки в судовых условияхим выходом с входами "Больше" и "Мень- с изменяющейся в широких пределах темше" привода третьего регулирующего 5 пературой исходной морской воды обычно вклапана. начальный период пускового режима темпеПри работе известного устройства в пе- .ратура морской воды перед конденсаторомриод ввода .установки в действие первый ниже заданной и второй регулятор темперарегулирующий клапан открыт полностью и. туры полностью открывает третий регулирупервый регулятор температуры, управляет 10 ющий клапан на трубопроводевторым регулирующим клапаном, который, рециркуляции рассола, вследствие чего наперед вводом установки в действие былличие регулятора уровня не Может предотвприкрыт. Второй регулятор температуры, оатить срыв рассольного насоса в этотвоздействуя на третий регулирующий кла- период.пан и изменяя расход нагретого рассола % Цель изобретения - повышение надежподдерживает заданное значение темпера- ности работы устройства и установки в цетуры морской воды на входе в конденсато- . лом,ры. Одновременно создается разрежение в Поставленная цель достигается тем, чтоступенях испарителя-конденсатора, После: устройство снабжено регулятором уровнятого, как начинается вскипание морской во.- 20 рассола в последней ступени испарителя,ды в испарителях и рекуперация теплоты четвертым регулирующим клапаном с приконденсирующих паров в конденсаторе,водом, имеющим входы иБольшен и "Меньпервый регулятор температуры, воздейст-., ше", вторым таймером, вторымивуя на второй регулирующий клапан, приот-элементами ПАМЯТЬ, НЕ и ЗАПРЕТ, четверкрывает клапан и увеличивает расход воды 26 тым, пятым, шестым и седьмым элементамитаким образом;чтобы температура морской, И, при этом выход пульта управления свяводы за подогревателем поддерживалась зан с питательным насосом и входом второпостоянной, Дальнейшее развитие процес- . го таймера, подключенного своим выходомса приводит к увеличению степени откры- к рассольному насосу, стирающему входутия второго регулирующего . клапана до ЭО второго элемента ПАМЯТЬ, первым входамсрабатывания его сигнализатора положе-,гчетвертого и пятого элементов И и черезния, По команде сигнализатора положения второй элемент КЕ к входам "Меньше" припервьй регулятор температуры подключа-: водов третьего и четвертого регулирующихется к входам первого регулирующего кла- клапанов, регулятор уровня связан черезпана и в дальнейшем поддерживает Зб второй вход пятого элемента И с вторымзаданное значение температуры морской входомседьмогоэлементаИипрямымвховоды за подогревателем, изменяя расход дом второго элемента ЗАПРЕТ, второй регутеплоносителя, а второй регулирующий кла- лятор температуры. связан через второйпан открывается полностью, Поле пониже- . вход четвертого элемента И с вторым вхония давления в испарителе-конденсаторе. 40 дом шестого элемента И, а выход "Меньше"дорабочегозначенияпокомандамсигнали-второго регулятора температуры связан сзатора давления и сигнализатора положе-, . записывающим входом второго элементания второго регулирующего клапайаПАМЯТЬ, выход которого подключен к первключается дистиллятный насос, заверюх,аым входам шестого и седьмого элементоввыведение установки на рабочий режим; 45 И. и инверсному входу второго элемента ЗА-.Недостаток известного устройствасо- ПРЕТ, шестой элемент И и второй элементстоит в том, что в начальный период пуско- ЗАПРЕТ подключены своими выходами кваго режима при;пониженном расходе входам "Больше" и "Меньше" приводапоступающей в испаритель морской водматретьего регулирующего клапана, а седьмойотсутствии вакуума в испарителе возможен . 50 элемент И подключен своим выходом к вхосрыв рассольного насоса, приводящий к пе- дам" Больше " и" Меньше" привода четверреполнению испарителя морской водой.или того регулирующего клапана.к преждевременному выходу рассольногФ: На чертеже изображена функциональнасоса из строя. прекращению подмеаива- ная схема устройства.ния нагретого рассола к исходной морской, % 8 состав устройства входят первый иводе и отклонению от нормального техноло " второй регуляторы 3 и 2 температуры с чувгического процесса, Использование в дан- ствительными органами (датчиками) 3 и 4,ной ситуации регулятора уровнярассола е,установленными соответственно в трубоппоследней ступени испарителяи связанно- доводе морской воды после подогревателяго с нии регулирующего клопене, уствнее-. и Ло конденсвторов, регулятор 5 уровня вгпоследней ступени испарителя, с первогоиый орган 4 второго регулятора 2 темпера- по четвертый регулирующие клапаны 6-9 стуры установлен в трубопроводе 45 морской приводами, имеющими входы "Больше" и воды перед конденсаторами. Выход пульта "Меньше" (соответственно 10, 11; 12, 13; 14, 35 управления связан с питательным насо и 16, 17) и сигнализатор 18 давления в 5 сом 42 и входом второготаймера 22,связан- последней ступени испарителя, Второй рв-ного свойм выходом с рассольным насосом гул ирующий клапан 7 снабжен сигнализато стирааирем входом второго .элемента ром 19 положения. Кроме того, устройство ПАМЯТЬ 34; первыми входами четверого и содержит первый логический элемент ПА- пятого элементов И 28 и 29 и через второй МЯТЬ 20, первый и второй таймеры 21 и 22, 16 элемент НЕ 24 с входами 15 и 17"Меньше", первый и второй элементы НЕ 23 и 24, с приводоа третьего и четвертого регулируюпврвого по седьмой элемеитй И 25-31, пвр- щах клапанов 8 и 9.вый и второй элементы ЗАПРЕТ 32 и 33 и Регулятор 5 уровня связан через второй второй элемент ПАМЯТЬ 34, В состав уст- вход пятого элемента И 29 с вторым входом ройства входит также пульт 35 управления, 1 седьмого элемента И 31 и прямым входомУстройство включено в состав адиабат- второго элемента ЗАПРЕТ ЗЗ. Второй регуной опрвснительной установки, например лятор 2 температуры связан через второй трехступенчатой, состоящей из первой, вто- вход четвертого элемента И 28 вторым вхорой и третьей ступеней 36-38 испарителя- дом шестого элемента И 30. а вввод "Менькондвнсатора, встроенных батарей 39 20 ще" второго регулятора 2 температуры конденсатора; сборников 40 дистиллята, подквочен к записывающему входу второ- размещенных под батареей 39 онденсато- . ю элемента ПАМЯТЬ 34, связанного своим, ра, трубопроводов; дистиллятного (41) с ус-; выходомспервыми входами шестого и седьтановленным в нвм насосом 42, мого элементов И 30 и 31 и инверсным вхорассольного (43) с насосом 44, морской(пи дом второго элемента ЗАОРЕТ 33, Шестой тательной и охлаждающей) воды (45) с несо- элемент Й 30 и второй элемент ЗАПРЕТ 33: сом 46, рециркуляции и сброса рассола (47 подключены своими вцходами к входам 14 и 48), теплоносителя.(49) и перетока дестил- и 5 "Больав и "Меньше".привОда третьего - лята между ступенями (50), подогревателя регулирующего клапана 8, а седьмой эле51 и эжектора 52 паровоздуаной . Смеси. ЗО мент И 31 подключен своим выходом к вхоПервый, второй и третий регулирующие дам 16 и 1:7, "Больше" и "Меньше" привода . клапаны 6-8 с приводами, имеющими входы четвертого регулирующего клапана 9, 10. 11; 12, 13; 14, 15 Больше" и "Мвныов", Устройство для автоматического управ- установлены на трубопроводах 45, 49 и 47 лвнияадиабатной опрермтвльной установсоответственно морской воды, тевлоноси кой работает следующим образом,теля и рециркуляции рассола, Пульт 35 уп-. Опресйяемая морская вода прокачива. . равления связан своим выходом через втсянасосом 46 через кондвнсаторы 39 есех первый таймер 21 с вторым входом третьего . стуефней 36-38, нечйная с испарителя-конэлемента И 27, первый вход которого под- двнсаторапоследнейступвни 38, в которых ключен к сигнализатору 19 положения пер давление(разрежение) последовательно пового регулирующего клапана 6, а выход - к нижается от первой ступени до послдней, первому входу второго элемента И 26, входу При этом эжектор 52 отсааыеает из кондвн "Больше" привода первого регулирующв- сатора содержащую неконденсирующиеся го клапана 6 инверсному входу первого зле- газыпаровоздуаную смесь. В конденсатоментаЗАПРЕТ 32,чврвзпервыйэлвмвнтНЕ 45 рах 39 морская вод 4 педогревается засчет 23 к входу 12 Больше" привода второго передачи ей теплоты конденсирующихся регулирующего клапана 7 и к вторрму вхоДу йарое, а в подогреаателе 51 нагревается первого элемента И 25, со стирающим вхо- теплоносителем, проходящим через первый дом первого элемента ПАМЯТЬ 20. подклю- регулирующий клапан 6, до температуры, ценного своим выходом к дистиллятному, 50 прввмавющей температуру насыщения, сонасосу 42 и записывающим входомк выходу ответствующую разрежению в испарителв второго элемента И 26, второй вход которо- первой ступени 36. Перегретая Морская вого связан с сигнализатором 18 давления в даяиспаритвлепервойступени 36 закипает последней ступени 38 испаритвля. Чувстви- и часть вв испаряется, а другая часть, оклательный орган 3 первого регулятора 1 тем деееаяся до температуры насыщенных папературы установлен в трубопроводе 45 ров а данной ступени, перетекает за счет морской воды после подогревателя 51, и разности давлений в испаритель следую- выход регулятора связан с первым входом щей ступени 37; Такой же процесс повторя- первого элемента И 25 и прямым входом ется в последующих ступенях, так как первого элемента ЗАПРЕТ 32, Чувствитель- разрежение в каждой иэ них больше, чем в10 20 25 30 35 40 45 50 55 менте ПАМЯТЬ 34 и начинают работать контуры регулирования уровня (5-9) и температуры (4-2-8) морской воды. По мере создания в ступенях 36-38 испарителя разрежения и вскипания нагретой до заданного значения морской воды начинается конденсация паров в конденсаторах 39 и, соответственно, рекуперация теплоты, повышение температуры морской воды на входе в подогреватель 51. Появляется тенденция к повышению температуры морской воды после подогревателя, и регулятор 1 по сигналу датчика 3 формирует управляющий сигнал, вызывающий постепенное юкрытие регулирующего клапана 7 и увеличение расхода морской воды до тех пор, пока не восстановится заданное значение температуры морской воды после подогревателя 51. Таким образом, при совместной работе входящих в состав устройства контуров регулирования температуры морской воды после подогревателя (3-1-7), температуры воды перед конденсаторами (4-2-9) и уровня рассола (5-9) в период ввода установки в действие обеспечивается поддержание указанных параметров и предотвращается возможность срыва рассольного насоса 44. К моменту увеличения степени открытия регулирующего клапана 7 до заданного значения, характеризующего соответствующий расход морской воды в установку, близкий к спецификационному.режимному значению, срабатывает таймер 21. Сигналы таймера 21 и сигнализатора 19 положения регулирующего клапана 7 через элемент И 27 поступает на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 32, входы элемента НЕ 23 и элемента И 25, вследствие чего регулятор 1 отключается от привода регулирующего клапана 7 и подключается к входам 10 и 11 "Больше" и "Меньше" привода регулирующего клапана 6, а на вход 12 "Больше" привода регулирующего клапана 7 поступает управляющий сигнал с выхода И 27 и клапан 7 полностью открывается, пропуская специФикационный режимный расход морской воды в испарители установки, Сигнал с выхода элемента И 27 также поступает на один из входов элемента И 26, на другой его вход после создания в испарителе заданного разрежения поступает сигнал с выхода сигнализатора 18 давления. Злемент И 26 срабатывает, и его выходной сигнал поступает на записывающий вход элемента ПАМЯТЬ 20, запомнившийся выходной сигнал которого включает дистиллятный насос 42, завершая выведение установки на рабочий режим - ввод ее в действие, В дальнейшем температуру морской воды после подогревателя 51 поддерживает контур 3-1-6, температуру морской воды перед конденсатором 39 - контур 4-2 - 8 и уровень рассола - контур 5-9. При выводе установки из действия снятием управляющего сигнала с пульта35 логическая схема приходит в исходное состояние, благодаря чему насосы отключаются, отключаются сигналы регуляторов 2 и 5, поступавшие на входы приводов регулирующих клапанов 8 и 9, которые под действием выходного сигнала элемента НЕ 24 закрываются, сигнал регулятора 1 переключается и через элемент ЗАПРЕТ 32 поступает на входы 12 и 13 "Больше" и "Меньше"вривода регулйрующего клапана 7, а регулирующий клапан 6 поддействием выходного сигнала элемента НЕ 23 открывается. Последующий автоматический ввод установки в действие и управление работой установки на рабочем режиме осуществляются в описанной последовательности.Формула изобретения Устройство для автоматического управления адиабатной опреснительной установкой, включающей в себя связанные между . собой конденсаторы, многоступенчатый испаритель, трубопроводы морской воды, дистиллята и рассола, каждый из которых сообщен с соответствующим насосом, трубопроводы сброса и рециркуляции рассола и подогреватель, сообщенный с трубопроводами морской воды и теплоносителя, содержащее первый, и второй и третий Регулирующие клапаны с приводами, имеющими входы "Больще" и "Меньше", установленные на трубопроводах соответственно морской воды, теплоносителя и рециркуляции рассола, первый регулятор температуры, чувствительный орган которого установлен в трубопроводе морской воды после подогревателя, второй регулятор температуры, чувствительный орган которого установлен в трубопроводе морской воды перед конденсаторами, пульт уйравлеиия, связанный своим выходом через первый таймер с вторым входом третьего элемента И, первый вход которого подключен к сигнализатору положения первого регулирующего клапана, а выход - к первому входу второго элемента И, входу "больше" привода первого регулирующего клапана, инверсному входу первого элемента ЗАПРЕТ, через первый элемент НЕфк входу Больше" привода второго регулирующего клапана и к второму входу первого элемента И, со стирающим аходои элемента ПАМЯТЬ, подключенного своим выходом к дистиллятному. насосу и записывающим входомк выходу второго элемента И, второй вход которого связан с сигнализаторомРедактор А,Огар Заказ 502 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-Зб, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 давления в последней ступени испарителя,причем выход первого регулятора температуры связан с первым входом первого элемента И и прямым входом первого элементаЗАПРЕТ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с 5целью повышения надежности работы устройства, оно снабжено регулятором уровнярассола в последней ступени испарителя,четвертым регулирующим клапаном с при-водом, имеющим входы "больше" и "Меньше", вторым таймером, вторымиэлементами ПАМЯТЬ, НЕ и ЗАПРЕТ, четвертым, пятым, шестым и седьмым элементами.И, при этом выход пульта управления свя-.зан с питательным насосом и входом второго таймера, подключенного своим выходомк рассольному насосу, стирающему входу.второго элемента ПАМЯТЬ, первым входамчетвертого и пятого элементов И и черезвторой элемент НЕ к входам "Меньше" при водов третьего и четвертого регулирующих клапанов, причем регулятор уровня связан через второй вход пятого элемента И с вторым входом седьмого элемента И и прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ, при этом второй, регулятор температуры связан через второй входчетвертого элемента И с вторым входом шестого элемента И, а выход "Меньше" привода второго регулятора температуры связан с записывающим входом второго элемента ПАМЯТЬ, выход которого подключен к первым входам шестого и седьмого элементов И и инверсному входу второго элемента ЗАПРЕТ, чем шестой элемент И и второй элемент ЗАПРЕТ подключены своими выходами к входам "больше" и "Меньше" привода третьего регулирующего клапана, а седьмой элемент И подключен своим выходом к входам "больше" и "Меньше" привода четвертого регулирующего клапана.