Суднова автоматизована система фільтрації димових газів

Реферат: Суднова автоматизована система фільтрації димових газів містить фільтраційні касети мокрої очистки газів, систему газоходів для підводу і відводу димових газів, систему трубопроводів для підводу та відводу фільтруючої води та вентилятор. Фільтраційні касети разом із системою газоходів утворюють замкнуту гідравлічну систему, а кількість працюючих одночасно фільтраційних касет залежить від питомої витрати димових газів, температури димових газів на виході з фільтраційної касети, температури фільтраційної води і вмісту шкідливих речовин у газі на виході з фільтраційної касети та керується блоком управління шляхом подачі відповідних сигналів до дистанційних запірних клапанів, які встановлені в системах газоходів та підводу і відводу фільтруючої води. UA 110508 U (54) СУДНОВА АВТОМАТИЗОВАНА СИСТЕМА ФІЛЬТРАЦІЇ ДИМОВИХ ГАЗІВ UA 110508 U UA 110508 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до систем фільтрації димових газів теплових машин та установок, що спалюють вуглеводні. Системи фільтрації останнім часом находять все більше поширення у складі суднових енергетичних установок, що обумовлено систематичним посиленням вимог до екологічних показників з боку світової спільноти. Так, згідно з вимогами Резолюції МЕРС.176 (58), прийнятої на 58-й сесії Комітету по захисту морського середовища (Переглянутий Додаток VI до Конвенції МАРПОЛ) концентрація шкідливих викидів у димових газах контролюється за двома параметрами: зваженому викиду оксидів азоту NOx і оксиди сірки SOx з твердими частинками. Величина їх чисельних значень постійно знижується в рази, а райони контролю викидів, починаючи з 2015 р., покривають практично всі райони плавання планети [1, 2]. Відомий спосіб мокрої очистки димових газів вугільних котлів від оксидів сірки, що включає взаємодію димових газів з абсорбентом, який відрізняється тим, що як абсорбент використовують рідкий абсорбент - лужну воду, яку отримують, змішуючи золу, що містить лужні компоненти з електрофільтрів іншого котла, і воду, осаджують тверді частинки і одержану лужну воду розпилюють в запиленому потоці димових газів, при цьому лужна вода, яку розпилюють, має рН=9,5-12,9, а швидкість димових газів, у яких розпилюють лужну воду, складає 40-80 метрів на секунду [3]. Недоліком наведеного способу є те, що його ефективність, як указано, залежить від швидкості газів (тобто часу контакту газів з абсорбентом), що повинна знаходитися у певному інтервалі. Ця вимога є неможливою для суднових енергетичних установок, теплові машини яких працюють як на часткових, так і номінальних режимах. Також відомий абсорбер барботажний для очистки газів від механічних та хімічних компонентів, який може бути використаний в металургійній і хімічній промисловості для проведення процесів, пов'язаних з поглинанням механічних або газоподібних компонентів газового потоку рідкої фазою або суспензією. В абсорбері, що включає вертикальний циліндричний корпус з патрубками для подачі і відведення газу, завантажувальним і розвантажувальним патрубками для поглинання реагенту, резервуаром для накопичення продуктів абсорбції, абсорбційну камеру з трубами для подачі газу, що очищається, розміщеними в її верхній частині, згідно корисної моделі, корпус виконаний заодно з абсорбційної камерою, труби для подачі газу, що очищається встановлені з можливістю переміщення у вертикальній площині для занурення в поглинаючий реагент і мають діаметр менше діаметра патрубка для подачі газу [4]. Недоліками наведеного пристрою є відсутність засобів контролю за ефективністю процесу фільтрації; робота абсорбера контролюється вручну, оптимальні параметри налаштувань вибираються шляхом методу проб і помилок. Задачею корисної моделі є створення системи суднової фільтрації димових газів, ефективна робота якої буде залишатися максимальною на всіх режимах роботи енергетичної установки (тобто при будь-якій питомій витраті димових газів). Поставлена задача вирішується тим, що суднову енергетичну установку оснащено автоматизованою системою фільтрації димових газів, що містить фільтраційні касети мокрої очистки газів, систему газоходів для підводу і відводу димових газів, систему трубопроводів для підводу та відводу фільтруючої води та вентилятор, яка відрізняється тим, що фільтраційні касети разом із системою газоходів утворюють замкнуту гідравлічну систему, а кількість працюючих одночасно фільтраційних касет залежить від питомої витрати димових газів, температури димових газів на виході з фільтраційної касети, температури фільтраційної води і вмісту шкідливих речовин у газі на виході з фільтраційної касети та керується блоком управління шляхом подачі відповідних сигналів до дистанційних запірних клапанів, які встановлені в системах газоходів та підводу і відводу фільтруючої води. Технічний результат досягається завдяки тому, що при перевищенні допустимого рівня температури димових газів на виході системи фільтрації або температури води в активних контурах включаються додаткові контури фільтрації зі складу резервних; ефективність фільтрації завжди близька до максимальної, оскільки кількість працюючих фільтраційних касет пропорційна питомій витраті газів; завдяки конструктивному резервуванню надійність системи велика, оскільки виконання профілактичних та ремонтних робіт з окремими фільтраційними касетами практично не впливає на працездатність системи в цілому. На кресленні зображено структурну схему суднової автоматизованої системи фільтрації димових газів. Основний потік димових газів рухається по газоходу 1. Суднова система фільтрації підключається до нього за допомогою допоміжних ліній. На кожній лінії встановлені керовані незворотні клапани 2 для забезпечення ізоляції фільтраційних касет 3. Також, клапани 1 UA 110508 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2, запобігають витіку фільтраційної води з касети. На виході з фільтраційної касети відбувається контроль чистоти газів за допомогою газоаналізатору 4. Конструктивно водяна касета 3 являє собою вертикальну колону, всередині якої відбувається взаємодія бульбашок оброблюваних димових газів з нерухомою водою. Вода підводиться і відводиться по трубах 5 і 6, відповідно. Цей процес здійснюється за допомогою керованих клапанів 7. По висоті фільтраційної касети 3 температура і концентрація шкідливих домішок в димових газах буде зменшуватися, досягаючи свого мінімуму на виході з вузла обробки. Повністю очищені і охолоджені димові гази відводяться по лініях 8. Між лініями 1 і 8 встановлено диференціальний вимірювач тиску 9. З метою інтенсифікації процесу відведення на виході фільтраційної системи встановлено вентилятор 10. Температура газів на виході контролюється датчиком температури 11. Для контролю за рівнем води у фільтраційній касеті та її температурою встановлені відповідні датчики 12 і 13. Для досягнення максимальної ефективності процесу обробки і очищення димових газів в суднових умовах експлуатації, необхідно постійно контролювати вказані вище технологічні параметри. З цією метою до системи фільтрації включено блок управління 14. Процедура управління фільтрами описується функцією залежності виду: F=f(xі, t1, Q1, t2,Cі, Іі). У цьому виразі присутні такі величини: xі - стан робочих клапанів фільтраційних касет (і=1…4); t2 - температура води в і-й фільтраційній касеті; Q1 - витрата газів, що подаються на обробку; t2 - температура димових газів на виході з системи фільтрації; С і, - процент вмісту шкідливих речовин на виході з і-ї фільтраційної касети; li - рівень води в і-й фільтраційній касеті. У випадку, коли забрудненість води перевищує величину 20 % від чистого стану, проводиться відключення і очищення активного фільтра шляхом дренажу забрудненої води та подачею чистої води до встановленого датчиком рівня. Для видалення розчинених газів з фільтраційної води фільтри, що не працюють, повинні з режиму підвищеного тиску переводиться в нормальний режим дегазації. Забезпечення перерахованих вище робочих характеристик може бути досягнуте за допомогою застосування найсучасніших методів контролю і моніторингу технологічних процесів, контрольно-вимірювального обладнання та виконавчих пристроїв. Елементи корисної моделі може бути реалізовано за відомими схемами: елементи системи фільтрації - [5]; датчики - [6]; система управління - [7, 8]. Джерела інформації: 1. MARPOL 73/78 Consolidated Edition, 2002. - London: International Maritime Organization, 2002. - 511 p. 2. Стандартные технические требования к судовым инсинераторам. Резолюция МЕРС.93(45) от 5.10.2000 г. 3. Пат. 88845 Україна, МПК В01D 53/14. Спосіб мокрої очистки димових газів вугільних котлів від оксидів сірки / ІГ НАН України; заявл. 17.07.2008; опубл. 25.11.2009. Бюл. № 22. 4. Пат. 91888 Росія, МПК В01D 53/18. Абсорбер барботажный для очистки газов. / Селиванов Е.Н., Кляйн С.Э., Воронов В.В.; заявл. 27.11.2009; опубл. 10.03.2010. 5. Юдашкин М.Я., Карлов М.П. Механическое оборудование установок очистки газов: Учебник для техникумов. - М.: Металлургия, 1979. - 247 с: ил. 6. Аш Ж. Датчики измерительных систем. Книга 2. М.: Мир, 1992. - 424 с. 7. Журова Л.Б. Проектирование АСУ ТП на базе SCADA-системы. // XXV Международная научно-практическая конференция "Технические науки - от теории к практике". - Новосибирск, 04 сентября 2013 г. URL: http://sibac.info/conf/tech/xxv/33783 8. Остроух А. В. Основы построения систем искусственного интеллекта для промышленных и строительных предприятий / А.В. Остроух - М.: ООО "Техполиграфцентр", 2008. - 280 с. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 Суднова автоматизована система фільтрації димових газів, що містить фільтраційні касети мокрої очистки газів, систему газоходів для підводу і відводу димових газів, систему трубопроводів для підводу та відводу фільтруючої води та вентилятор, яка відрізняється тим, що фільтраційні касети разом із системою газоходів утворюють замкнуту гідравлічну систему, а кількість працюючих одночасно фільтраційних касет залежить від питомої витрати димових газів, температури димових газів на виході з фільтраційної касети, температури фільтраційної води і вмісту шкідливих речовин у газі на виході з фільтраційної касети та керується блоком 2 UA 110508 U управління шляхом подачі відповідних сигналів до дистанційних запірних клапанів, які встановлені в системах газоходів та підводу і відводу фільтруючої води. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3