Електровипарник мінералізованих рідин

1. Електровипарник мінералізованих рідин, який містить корпус з резистивними нагрівачами з неізотермічними теплопередавальними стінками, системи подачі початкової рідини і зливу розсолу, паропровід, який відрізняється тим, що він додатково містить автономний блок керування, елект C2 2 (19) 1 3 84055 4 залежності від рівня рідини у корпусі парогенераНедоліком цього електровипарника є те, що не тора; у генераторі перегрітої пари за патентом № забезпечується його робота в автоматичному ре4408116, США, 1983, постачання водою забезпежимі. чується за допомогою електронасосу, робота якоЕлектровипарник рідин за патентом № 72921, го здійснюється оператором за показаннями контУкраїна, 2005, є прототипом. рольних приладів; водяний котел за патентом № Завдання винаходу - забезпечення можливості 2079908А, Великобританія, 1980, містить пристрій роботи електровипарника мінералізованих рідин в для підтримання рівня води у котлі і пристрій для автоматичному режимі шляхом введення в його підтримання температури води у котлі, а також конструкцію блоку керування та з'єднаних з ним програмник для контролю тиску у котлі. електричними ланцюгами датчиків рівня рідини, Відомо про електровипарники рідин з резистидатчиків сили струму і температури, електронасовними нагрівачами з неізотермічними стінками, які сного агрегату та електроклапану. працюють з самоочищенням теплопередавальних Таким чином, наявність блоку керування та стінок від накипу [патенти України № 15434, 1994 і з'єднаних з ним датчиків рівня рідини, датчиків №72921, 2005], які здатні переробляти будь-які сили струму і температури, електронасосного агмінералізовані води без будь-якої попередньої їх регату та електроклапану дозволяє здійснити кеобробки. Недоліком описаних конструкцій є неморування процесами подачі початкової води, зливу жливість роботи електровипарників в автоматичрозсолу і підтримання рівня рідини на певному ному режимі. Складні процеси упарювання мінерівні, а також контролю сили струму і температури ралізованих вод потребують цілого комплексу резистивних нагрівачів. конструкторських рішень для організації автоматиПоставлене завдання вирішується тим, що чної роботи електровипарника таких як: підтриелектровипарник мінералізованих рідин, який мання певного рівня рідини у корпусі електровипавключає корпус з резистивними нагрівачами з нерника вище теплопередавальних стінок ізотермічними теплопередавальними стінками, резистивних нагрівачів; забезпечення можливості системи подачі початкової рідини і зливу розсолу, аварійного вимикання електровипарника за сигнапаропровід, згідно винаходу додатково містить лами датчиків рівня, а також датчиків контролю автономний блок керування, електронасосний агсили струму і температури резистивних нагрівачів; регат в системі подачі початкової води, електроорганізація дозованого зливу розсолу з метою заклапан в системі зливу розсолу, корпус електробезпечення заданого ступеню упарювання мінеравипарника споряджено відсіком з датчиками рівня лізованої води, який для різних мінералізованих рідини, а в кожний резистивний нагрівач вмонтовод Світового Океану буде відрізняться. Таким вано датчики силу стр уму і температури, при цьочином, автоматична робота електровипарника му блок керування має електричний зв'язок з зовповинна бути здійснена згідно певному алгоритму. нішньою електромережею, виходи блоку З числа відомих електровипарників, які здатні керування з'єднані з резистивними нагрівачами, переробляти мінералізовану воду, найбільш блиелектронасосним агрегатом і електроклапаном, а зьким до запропонованого за технічною суттю є входи - з датчиками рівня рідини, сили струму і електровипарник рідин за патентом № 72921, температури резистивних нагрівачів. Україна, 2005, який містить резистивний нагрівач, При цьому блок керування складається з блоребристу теплопередавальну стінку, при цьому ку логіки, який містить блок підтримання рівня рірезистивний нагрівач оснащено трубчастими еледини, блок керування зливом розсолу, блок стектронагрівачами (ТЕНами) і теплопровідними ележення за силою струму та блок стеження за ментами, що оточують ТЕНи і з'єднані з ними, тептемпературою резистивних нагрівачів, і силових лопровідні елементи з'єднані з каскадів для підсилювання сигналів, одержаних теплопередавальною стінкою, теплопередавальна від блоку логіки. Крім того, корпус додатково місстінка має зовнішні ребра із корозійностійкого метить відстійник, розташований в нижній частині талу з малою теплопровідністю, зовнішні поверхні корпуса, при цьому точка відбору розсолу на електеплопровідних елементів покрито теплоізоляцією, троклапан розташована над відстійником. при цьому електровипарник виконано багатомодуДля пояснення роботи електровипарника дольним, кожний нагрівальний модуль якого має дається креслення його пневмогідравлічної схеми ТЕНи кільцеподібної форми з загнутими усередину -Фіг.1 та структурної схеми блоку керування -Фіг. 2. кінцями, теплопровідний елемент кільцеподібної Електровипарник містить корпус 1 з резистивформи, теплопередавальну стінку циліндричної ними нагрівачами 2 з неізотермічними теплопереформи з зовнішніми ребрами, корпус, який містить давальними стінками, магістралі подачі З початкорозташований по осі нагрівального модуля патрувої води і зливу розсолу 4, паропровід 5, бок з віконцем проти виводів ТЕНів та два днища автономний блок керування 6, корпус споряджено угн утої форми, які своїми краями з'єднані герметивідсіком з датчиками рівня 7, 8, 9, 10, датчики сили чно з краями теплопередавальної стінки і з трубструму 11 і температури 12, які вмонтовані в кожчастим патрубком; нагрівальні модулі з'єднані між ний резистивний нагрівач 2, в системі подачі почасобою через патрубок послідовно; патрубок перткової рідини встановлений електронасосний агрешого нагрівального модуля має на своєму кінці гат 13, а в системі зливу розсолу - електроклапан фланець, а патрубок останнього нагрівального 14, відстійник 15, розташований в нижній частині модуля має на своєму кінці днище; в порожнинах корпусу 1, сепаратор вологи 16. патрубків і в їх віконцях прокладені струмоводи, які Система подачі початкової мінералізованої з'єднано з відповідними ТЕНами. води включає електронасосний агрегат 13, фільтр 17, зворотний клапан 18 і магістраль 3. 5 84055 6 Система зливу розсолу включає електроклаВ сталому режимі роботи у корпусі електровипан 14 і магістраль 4. парника 1 відбуваються такі робочі процеси: Автономний блок керування 6 уявляє собою - нагрівання води до температури кипіння, уселементарний комп'ютер, який забезпечує підтритановлення кипіння води; мання під час роботи рівень рідини у випарнику - генерування пари і безперервний випуск паподачею сигналів на включення та відключення ри по паропроводу 5; електронасосного агрегату 13, підтримання під час - підтримання заданого рівня води, що опрісроботи заданого ступеню упарювання рідини у нюється, шляхом періодичних вмикань і вимикань випарнику шляхом періодичної подачі сигналів на електронасосного агрегату 13 за сигналами датчивідкриття електроклапан 14 певної тривалості, ків рівня 8 і 9; відключення резистивних нагрівачів Z під час під- дозований злив розсолу з корпусу електровищення температури у їх корпусі вище критичновипарника 1 шляхом періодичного вмикання (відго значення або під час виходу з ладу одного з кривання) електроклапану 14 на певний термін, що ТЕНів. установлюється оператором, і підтримання в такий Блок керування 6 (Фіг. 2)складається з блоку спосіб заданої концентрації солей у розсолі, що логіки 19, який містить блок підтримання рівня ріутворюється (час відкритого стану 0,5-10 с, пауза дини 20, блок керування зливом розсолу 21, блок між відкриттями 2,5-20 хв.). 22 стеження за силою струму резистивних нагріПід час появи сигналу від будь-якого датчика вачів, блок 23 стеження за температурою резиститемператури 12 (перевищення сигналу установлевних нагрівачів2,і силових каскадів 24, 25, 26, які ної межі) знімається сигнал відповідного ланцюга здійснюють підсилювання сигналів, наприклад за резистивного нагрівача 2 і цей резистивний нагрідопомогою реле, одержаних від блоку логіки 19. вач вимикається. Максимально допустимий рівень Сигнали від датчиків рівня 7-10 надходять до блотемператур установлюється у межах 450-500°С. ку 20 підтримання рівня рідини, далі до блоку 24. Під час роботи в режимі на дисплеї блоку Сигнали від датчиків сили струму 11 і від датчиків логіки 19 відображається інформація з вмиканнятемператури 12 надходять відповідно до блоків 22 вимикання агрегатів електровипарника терміном і 23, далі до блоку 26. Сигнали від блоку керування не менше 5 с. Через кожні 10 хв. блок логіки 19 зливом розсолу надходять до блоку 25. відображає величину потужності (з сумарного сигСилові каскади 24, 25, 26 блоку керування 6 налу від датчиків сили струму 11 резистивних назабезпечують подання сигналів на включення та грівачів 2 і напруги у зовнішній мережі). При цьому відключення відповідно електронасосного агрегату має бути передбачена можливість виведення всіх 13, електроклапану 14 та резистивних нагрівачів 2. цих сигналів на комп'ютер з метою їх подальшої Під час транспортування, зберігання і триваобробки. лих перерв між вмиканнями електровипарник знаПісля натискання кнопки „Стоп" знімається сиходиться у знеструмленому стані, електроклапан гнал з резистивних нагрівачів 2 (нагрівачі вимика14 закритий, гідравлічні порожнини електровипарються) і вмикається таймер на певний час (приника не заповнені водою. близно 20 хв.). У цей період блок логіки з Робота елктровипарника здійснюється таким датчиками рівня 7-10 і електроклапаном 14 продочином. вжують функціонувати у попередньому режимі. Натисканням кнопки „Пуск" на панелі блоку кеПісля цього таймер подає сигнал на вимикання рування 6 вмикається цей блок і далі блок забездатчиків рівня 7-Ю і електроклапан 14. Далі вмипечує автоматичну роботу електровипарника згідкається другий таймер, який подає сигнал на відно з заданим алгоритмом: включається криття електроклапану 14 (здійснюється злив розелектронасосний агрегат 13, і мінералізована вода солу з корпусу електровипарника 1) і через по магістралі 3 починає надходити в корпус електприблизно 10 хв. другий таймер знімає сигнал з ровипарника 1 через фільтр 17 і зворотний клапан електроклапану 14 (закриває електроклапан) і ос18. Після заповнення корпусу електровипарника 1 таточно вимикає (знеструмлює) блок керування 6. мінералізованою водою до рівня робочого датчика Передбачається періодична очистка відстійни8 останній подає сигнал на вмикання резистивних ка 15 від відшарованих часток накипу, тому точка нагрівачів 2. Встановлюється процес нагрівання відбору розсолу на електроклапан 14 розташована води у корпусі електровипарника 1. Після появи над відстійником. сигналу від робочого датчика верхнього рівня 9 Передбачено аварійне вимикання електровизнімається сигнал з електронасосного агрегату 13 парника за сигналами аварійних датчиків рівня (електронасосний агрегат вимикається). Протягом верхнього 10 або нижнього 7 (наприклад під час усього часу роботи електровипарника блок логіки розгерметизації гідравлічного тракту або неспра19 подає сигнали на вмикання електронасосного цьовуванні датчиків 8 або 9), за сигналами датчиагрегату 13 під час зникнення сигналу від робочого ків контролю сили струму 11 або температури 12 датчика нижнього рівня 8 (падіння рівня рідини резистивних нагрівачів 2. нижче датчика 8 за рахунок випарювання і зливу Під час аварійного вимикання електровипаррозсолу) і знімає сигнал на вмикання електронасоника на лицьовій панелі блоку керування 6 вмикасного агрегату 13 під час появи сигналу від робоється аварійна світлова сигналізація. чого датчика верхнього рівня 9, тобто виключає Блок керування 6 забезпечує роботу електроелектронасосний агрегат 13. Таким чином, протявипарника також в режимі ручного керування з гом усієї роботи в режимі рівень рідкої фази киппанелі керування або з виносного пульту дистанлячої води підтримується між датчиками 8 і 9. ційного керування. 7 84055 8 Підтвердженням можливості створення запроподачі початкової мінералізованої води, зливу понованого електровипарника мінералізованих розсолу, відводу пари, з наявністю автономного вод є така інформація. блоку керування, який керував усіма електричними Розроблена у ДКБ „Південне" нова технологія вузлами і забезпечував автоматичну роботу устаглибокого упарювання мінералізованих вод, яка новок. забезпечує самоочищення теплопередавальних Позитивний ефект запропонованого електростінок від накипу, який утворюється на них під час випарника мінералізованих рідин полягає у можроботи, перевірялася на експериментальних усталивості забезпечити реальну переробку мінераліновках потужністю від 2 до 250 кВт на водах Касзованих рідин у різних дистиляційних пійського, Чорного і Азовського морів, на артезіанпарогенеруючих, упарюючих та опріснювальних ських та шахтних водах, на промислових стоках. установках, працюючих тривалий термін у автомаУсі ці випробування проводилися на повнорозміртичному режимі. ній конструкції упарюючої установки з системами Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601