Способ контроля возвратного конденсата

(57) Использование: контроль возвратного конденсата в теплоэнергетике для повышения надежности и безопасности эксплуатации технологического оборудования, используется в автоматизированных системах для своевременного обнаружения в возвратном конденсате органических веществ, способных в условиях котлоагрегата разлагаться с образованием кислот, приводящих к коррозии поверхностей нагрева и, как следствие, к аварийной ситуации и выходу из строя котлоагрегата. Изохорно нагревают пробы возвратного конденсата в термореакционной камере(ТРК) до рабочих значений температуры и давления и выдерживают пробы при этих условиях в течение заданного времени, при этом регулирование роста давления в ТРК осуществляют как изменением температуры нагрева, так и соответствующим стравливанием части пробы при превышении давления выше рабочего значения, 4 ил., 1 табл. ережения укторско- менталь- проблем(54) СПОСОБ КОКОНДЕ НСАТА АТНО го е- и и д ЭЦ.ящее время ромы шленно ического не ого конденс существляе течественной и стью оборудова рерывного кбнт ата не выпускае ся вручную поср ся д. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Институт проблем энергосбАН УССР и Специальное констртехнологическое бюро с экспериным производством Институтаэнергосбережения АН УССР .(56) Установка для определенияальнокислых органических вевозвратном конденсате. УОПКОВмационный листок о передовомводственно-техническом опыте МУкраинский НИЧ НТИ и ТЭИУССР, Киев, 1989. Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к вопросам повышения надежности и безопасности эксплуатации теплотехнического оборудования, и может быть использовано в автоматизированных системах для.своевременного обнаружения в возвратном конденсате органических веществ, способных в условиях котлоагрегата разлагаться с образованием кислот, приводящих к коррозии поверхностей нагрева и, как следствие, к аварийной ситуации и выходу из строя отлоагрегата,Предупреждение аварийных ситуаций может быть обеспечено контролем пробы возвратного конденсата, по результатам которого принимается решение о возможности повтор конденсата шение о с замене егоВопрос сти, безопа оптимальн использова редедя ют внедрение приятиях ТВ насто рубежной и для автома ля возврат - контроль1740706 А 1 ого использования возвратн в цикле водоподготовки или иве возвратного конденсата вновь подготовленным.ы эксплуатационной надеж сности, а также осуществлен х затрат на водоподготовку и нии возвратного конденсата актуальность изобретения его на химкомбинатах и пр10 ства 20 25 30 35 40 45 50 ством взятия проб возвратного конденсата и анализ их техническими средствами заводских химических лабораторий,Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является установка для определения потенциально кислых органических веществ в возвратном конденсате УОПКОВ.Принцип действия известной установки основан на том, что пробу возвратного конденсата отбирают из магистрали подачи конденсата в котлоагрегат и подвергают термообработке в соответствии с заданными рабочими условиями температуры Тр, давления Рр и времени тр формирования теплоносителя в котлоагрегате, после чего обрабатывают пробу возвратного конденсата, нормируют по давлению и температуре, удовлетворяющим параметрам измерительных трактов кондуктометрии и рН-метрии, определяют величину проводимости конденсата и наличие в нем,образовавшихся кислот, на основании которых определяют степень загрязнения возвратного конденсата и возможность его повторного использования, Основной операцией осуществления контроля возвратного конденсата является термообработка пробы конденсата, соответствующей условиям формирования из конденсата теплоносителя в котлоагрегате для известной установки такими параметрами является давление Рр =- 220 атм, температура Тр = 603 +10 К , (330 .10 С) и продолжительность выдержки пробы при этих параметрах до 1 р = 8,5 мин,Способ выполнения установки, ее технические и эксплуатационные характеристики в целом следующие, В известной установке термообработку пробы возвратного конденсата осуществляют последовательным формированием двух внешних воздействий: повышением давления пробы до рабочего значения Рр с помощью насосдозатора и нагревом пробы до рабочей температуры Тр посредством нагрева стенок (трубки) термореакционного блока, через который проба "продавливается" под давлением Рр в течение. времени тр в холодильную камеру и далее на анализ. Реализация принципа формирования высокого давления самостоятельным источником требует использования сравнительно мощного источника давления -насоса. Непрерывный нагрев "продавливаемой" через нагреватель пробы в течение времени тр требует увеличения его габаритов, мощности нагрева и использования на выходе нагревателя сложных электромеханических дросселирующих устройств. Эти факторы, в основном определяют габариты и массу устройства (около 100 кг), потребляемую мощность и низкую надежность - выход иэ строя любого из указанных узлов влечет за собой выключение всей установки иэ режима контроля. Резервирование канала термобарообработки, а следовательно, и многоканальный контроль не возможны иэ-за значительного увеличения габаритов и стоимости устройЦель изобретения - повышение экономичности контроля возвратного конденсата.Указанная цель достигается тем, что повышение температуры и давления ведут изохорным нагреванием в гермитичном обьеме,Более конкретно изохорный нагрев заключается в осуществлении технологического цикла (тД, включающего в себя следующие последовательно выполненные операции;Ьр - промывка и охлаждение внутренней полости термореакционной камеры после обработки и слива предыдущей порции пробы конденсата;ь - заполнение камеры пробой возвратного конденсата с начальным давлением Рн и температурой Тн соответствующими параметрами конденсата в возвратной магистрали, герметизация камеры;1 п - нагрев пробы до рабочих значений Рр, Тр давления и температуры;1 р - выдержка пробы при рабочих параметрах Рр, Тр в течение заданного рабочего времени;1 л - слив обработанной пробы конденсата на анализ, т,е. 1 ц = напр + тз + тн + 1 р + тсл Сущность способа заключается в использовании свойства, проявляемого водой при ее изохорном нагреве, а именно опережающего роста давления воды по сравнению с ростом температуры ее нагрева при постоянном объеме в соответствии с выражени м Л Р = К ЬТ при Ч = сопэт где К = 7-16 атм/град.Указанное свойство позволяет, осуществляя один лишь только нагрев воды в камере без увеличения ее объема, довести давление и температуру воды в камере до заданных рабочих значений Рр, Тр, На практике нагрев воды в камере сопровождается также и нагревом стенок камеры, т,е. увели(3) 210 105 атЬТ 20град чением ее внутреннего объема, отсюда реальный рост приращения ЬР давления будет выполняться с меньшим коэффициентом К.Покажем достоверность выражения (1), .5 утверждающего опережающий рост давления.Представим уравнение сжатой жидкости в виде где А- А Щ, В - В Щ Чо = Чо Щ- справочныетабличные данные.Обозначим - параметры Тейта.А.ВИэотерма Тейта В рассматриваемом случае Ч = сопзс определяется из таблиц по значению Ро для данного Т. Для данного вида "гладких" зависимостей изотерму Тейта можно перевернуть, получив;- = - пР + п 1 (4)дР Р+Вт Используем табличные данные для вычисления выражения (3): То 20 С Чо 1.0018 м/кг Р(Т) =-210 ат; Р (Т = 150 О) = 1100с 1,04 Э 5), 11,о 9 ов 1.0908. / = 827 ат; На фиг.1 показан график зависимостиЬкоэффициента К = . для.различных диапазонов температур, из которого следует, что изохорный нагрев воды сопровождается значительно опережающим ростом давления в номере при нагреве. т,е. с учетом соответствующего стравливания части пробы в дренаж возможно достижение в ней заданных рабочих значений параметров воды; на фиг.2 представлена функциональная блок-схема устройства контроля возвратного конденсата; на фиг.3 - циклограмма работы модуля термобарообработки,Основным функциональным узлом устройства является термореакционный блок 1, в состав которого входят и (в данном примере и = 2) одинаковых модулей 2, 3 термобарообработки, являющихся самостоятельными функциональными узлами, каждый из которых обеспечивает термобарообработку пробы возвратного конденсата в полном обьеме рабочих условий Рр, Тр, тр. Необходимое количество модулей 2, 3 термобарообработки выбирают иэ следующих условий, неисключающих друг друга:необходимости максимального приближения процесса контроля к непрерывному, определяемого количеством й взятых на анализ проб в единицу времений = - ,максимального резервирования работы основного канала устройства;необходимости обеспечения процесса контроля по нескольким каналам одновременно.Модули 2, 3 идентичны, В сос ав модуля 2 (аналогично и модуля 3) входят: термореакционная камера 2,1 (3,1) с электронагревателем 2,2 (3,2), внутренняя полость которой сообщается с злектроклапанами 2.3 (3.3), 2.4 (3,4) вводами вывода пробы конденсата, со стравливающим клапаном 2,5 (3.5) и с датчиками давления 2.6 (3.6) и температуры 2,7 (3,7),Входы ввода пробы модулей 2, 3 термобарообработки соединены с входами устройства через коммутатор 4 каналов, обеспечивающий параллельное подключение необходимого количества модулей к соответствующим входным каналам, т,е, обеспечивает работу устройства в одно- или многоканальных режимах с соответствующим резервированием процесса термобарообработки, Питание электронагревателей 2.2, 3.2 осуществляется с блока 5 питания электронагревателей. Выходы вывода пробы модулей 2, 3 через переключающий клапан 6 соединен с магистралью сброса в дренаж и с входом блока 7 нормирования пробы, предназначенного для нормирования пробы по температуре, давлению и расходу, соответствующим условиям работы измерительного тракта блока 8 кондуктометрии и рН-метрии. Информационные выходы модулей 2, 3 термобарообработки - выходы датчиков 2.6 (3,6) и 2.7(3.7) соединены с входами блока 9 измерения давления и температуры, выход которого соединен с входами блока 10 управления и блока 11 индикации и регистрации, Входы блока 11 индикации и регистрации соединены также с информационными выходами блока 8 кондуктометрии и рН-метрии и с управляющим выходом блока 10 управления. Выходы блока 10 управления соединены также с управляющим входом блока 5 питания электронагревателей и с входами управления электроклапанами 2,3, 2,4. Способ осуществляется в следующей последовательности.Рассмотрим на примере экспериментального образца, разрабатываемой установки контроля возвратного конденсата УКВ К со следующими параметрами: количество контролируемых каналов 1; количество модулей термобарообработки 2; давление и температура пробы на входе.УКВК 0,15 МПа, 20 ч.10 С; общий расход пробы конденсата (с учетом конденсата, идущего на промывку и охлаждение камеры модуля) неболее 30 л/ч; расход пробы через блок кондуктометрии и рН-метрии не более 4 л/ч: рабочий объем камеры модуля 100 мл; параметры термобарообработки: Рр = 25 МПа; Т = 300 С: тр =5 мин; 1= 10 мин.Циклограммы работы модулей одинаковы, циклы сдвинуты на сд = - = - = 5 мин 10 и 210 50 электронагревателей и стравливающимклапаном 2,5. Сливают пробу возвратного конденсата после термобарообработки - участок 1 с циклограммы, и нормируют ее по параметрам (давление, температура, расход), удовлетворяющим параметрам входного измерительного тракта кондуктометрии и рН-метрии,Промывают термореакционную камеру2.1 модуля 2 - участок спр циклограммы. Приоткрытых по сигналам с блока 10 управле 15 ния электроклапанах 2,3, 2,4 и открытом внаправлении сброса в дренаж переключающем злектроклапане 6 пробу возвратногоконденсата прокачивают через термореакционную камеру 2,1 первого модуля 2 и20 сбрасывают в дренаж в течение временитр = 0,4 мин, В процессе промывки происходит одновременно и охлаждение термореакционной камеры 2.1,Заполняют полость термореакционной25 камеры 2,1 модуля 2 пробой конденсата -участок Ь циклограммы, По сигналу с блока10 управления закрывают электроклапан2,4 модуля 2, а через время 1 з =6,2 минзакрывают и электроклапан 2,3, Камера за 30 полнена, модуль 2 подготовлен к термообработке и робы.Нагревают пробу возвратного конденсата до рабочего значения Т температуры,при этом повышается давление пробы кон 35 денсата в термореакционной камере ограничивается величиной Р посредствомстравливания части пробы клапаном 2,5 -участок 1 н =4 мин циклограммы,Осуществляют термобарообработку40 пробы - выдерживание пробы возвратногоконденсата при значениях Рг, Т в течениезаданного рабочего времени 1 р - участок1 циклограммы.Рабочие параметры Рг, Т поддержива 45 ются по сигналам с выходов датчиков 2,7,2,8 давления и температуры через блок 9измзрения давления и температуры и через блок .0 управления посредством исполнительных узлов блока 5 питанияПо сигналу с блока 10 управления переключающий злектроклапан б открывают в направлении, обеспечивающим поступление обработанной пробы в блок 7 нормирования пробы, и открывают электроклапан 2,4 модуля 2 - обработанная проба нормируется и подается на анализ в блок 8 кондуктометрии и рН-метрии.По результатам анализа, поступающим в блок 11 индикации и регистрации, принимают решение о возможности повторного использования возвратного конденсата в системе водоподготовки ТЭ Ц,После окончания периода 1 с слива пробы цикл работы первого модчля 2 термообработкии повторяется, т,е. вновь осуществляют промывку термореакционной камеры 2,1 и т.д,Работа всех модулей 2, 3 термобасообработки аналогична, циклограммы их работ сдвинуты таким образом, чтобы обеспечилось равномерное поступление пробы на нормирование и далее на анализ, Даже при одном работающем модуле 2, 3 (выход из строя или профилактическое обслуживание остальных модулей) работоспособность устройства в целом не нарушается. изменяется лишь периодичность отбора и анализа пробы возвратного конденсата,Повышение экономичности заявляемого технического решения обусловлена следующими факторами,Осуществление изохорного нагрева с регулируемым рабочим объемом термореакционной камеры позволяет добиться задан н ых па ра метр о в терм оба роо 6 работки при значительном обьеме камеры и несложном пускорегулирующем оборудовании,5 Простота модуля термобарообработкипозволяет беэ существенных аппаратурных затрат осуществлять многократное резервирование каналов термобарообработки, что увеличивает надежность устройства, а 10 также представляется воэможность выполнить контроль одновременно по нескольким каналам. В связи с тем, что операции термообработки локализованы в модуле, исключается необходимость в трубопроводах и 15 пускорегулирующей аппаратуре, работающей под высоким давлением и температурой. что также повышает надежность, безопасность и технологичность обслуживания20 Формула изобретения Способ контроля возвратного конденсата, заключающийся в атборе пробы последнего, повышении. температуры и 25 давления отобранной пробы до рабочихзначений, выдержке во времени для обеспе. чения формирования разложения органических веществ с образованием кислот, а также последующем замере кислотности и 30 проводимости полученной среды и сравнении полученных значений с контрольными, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности, повышение температуры и давления ведут изохорным 35 нагреванием в герметичном объеме.1740706 сии Составитель Н,БанниковРедактор М.Келемеш Техред М,Моргентал Корректор Т.Малец3 оизводстве издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101 аказ 2065 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5