Результат интеллектуальной деятельности: ЭЖЕКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ОБОРОТНОЙ ВОДЫ

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах оборотного водоснабжения технологического оборудования, охлаждаемого водой, например компрессорных станций, промышленных холодильников, конденсаторов и т.д.

По заявке на изобретение RU 2012104918 известно эжекционное устройство для охлаждения оборотной воды системы охлаждения производственного оборудования, содержащее корпус с вертикальным и горизонтальным эжекционными каналами, снабженными форсунками и шахтой выброса воздуха, снабженной в верхней ее части каплеуловителями, приемный бак, соединенный магистралями, в которые включены насосы, с системой охлаждения производственного оборудования, с форсункой вертикального эжекционного канала и с форсункой горизонтального эжекционного канала, в нижней части корпуса выполнена магистраль для слива воды из корпуса в приемный бак, дополнительную эжекционную камеру с одной или более форсунками внутри нее, с каплеуловителем в верхней ее части, и одним или более воздухоприемными окнами в нижней ее части, форсунками, размещенными в дополнительной эжекционной камере, соединенными с магистралью с системой охлаждения производственного оборудования, в нижней части дополнительной эжекционной камеры выполнена магистраль для слива воды из нее в приемный бак, в котором выполнена перегородка с отверстием в нижней части, отделяющая зону слива в приемный бак воды из корпуса от зоны слива в него из дополнительной эжекционной камеры, воздухоприемные окна которой могут быть снабжены элементами принудительной подачи воздуха, в приемном баке установлен датчик температуры, соединенный соответственно электрическими цепями с преобразователями частоты оборотов электродвигателей насосов подачи воды на охлаждение оборудования и преобразователей частоты оборотов электродвигателей элементов принудительной подачи воздуха, на корпусе эжекционного устройства за каплеуловителями размещен роторный ветродвигатель.

Существенным недостатком известного эжекционного устройства является то, что в процессе охлаждения оборотной воды атмосферным воздухом происходит интенсивное насыщение ее кислородом воздуха.

Охлаждаемая оборотная вода, насыщенная кислородом воздуха, оказывает интенсивное коррозионное воздействие на металлические поверхности, изготовленные из углеродистых сталей и, как следствие, понижает пределы выносливости металла, уменьшает срок безопасной и надежной эксплуатации трубопроводов и технологического оборудования. Для уменьшения коррозионного воздействия необходимо изготавливать трубопроводы и технологическое оборудование из более дорогих нержавеющих и коррозионно-стойких сталей, или применять антикоррозионные покрытия, которые требуют значительных затрат.

Задачей заявляемого технического решения является создание эжекционного устройства для охлаждения оборотной воды, в котором отсутствуют приведенные выше недостатки.

Поставленная задача достигается тем, что устройства для охлаждения оборотной воды производственного оборудования содержит корпус с вертикальным и горизонтальным эжекционными каналами, снабженными форсункой. Шахта выброса воздуха снабжена в верхней ее части каплеуловителями, представляющими собой в конкретном примере набор параллельных наклонных пластин. Приемный бак соединен магистралью через насос с системой охлаждения производственного оборудования: приемный бак соединен через магистраль с насосами, при этом насос магистралью соединен с форсункой вертикального эжекционного канала, а насос магистралью соединен с форсункой горизонтального эжекционного канала: в нижней части корпуса выполнена магистраль для слива воды из корпуса в приемный бак. Устройство снабжено дополнительной эжекционной камерой с двумя (в данном примере) форсунками внутри нее и каплеуловителем, расположенным в верхней части камеры; воздухоприемные окна расположены в нижней части камеры, при этом форсунки соединены магистралью с системой охлаждения производственного оборудования; в нижней части дополнительной эжекционной камеры выполнена магистраль для слива воды из нее в приемный бак; в приемном баке выполнена перегородка с отверстием в нижней его части, отделяющая зону слива воды из дополнительной эжекционной камеры от зоны слива в приемный бак воды из корпуса; воздухоприемные окна дополнительной эжекционной камеры снабжены элементами принудительной подачи воздуха, в приемном баке установлен датчик температуры, соединенный соответственно электрическими цепями с преобразователями частоты оборотов электродвигателей насосов подачи воды на охлаждение технологического оборудования и с преобразователями частоты оборотов электродвигателей элементов принудительной подачи воздуха, на корпусе эжекционного устройства за каплеуловителями размещен роторный ветродвигатель, в данной части приемного бака установлено устройство для дегазации воды, при этом верхняя часть приемного бака соединена отводящими газоходами с верхней частью корпуса эжекционного устройства.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для охлаждения оборотной воды.

Эжекционное устройство для охлаждения оборотной воды системы 1 охлаждения производственного оборудования содержит корпус 2 с вертикальным 3 и горизонтальным 4 эжекционными каналами; эжекционный канал 3 снабжен форсункой 5, а эжекционный канал 4 снабжен форсункой 6. Шахта 7 выброса воздуха снабжена в верхней ее части каплеуловителями 8, представляющими собой в конкретном примере набор параллельных наклонных пластин. Приемный бак 9 соединен с магистралью 10 через насос 11 с системой охлаждения производственного оборудования: приемный бак 9 соединен через магистраль 13 с насосами 14, 15, при этом насос 14 магистралью 13 соединен с форсункой 5 вертикального эжекционного канала 3, а насос 15 магистралью 32 соединен с форсункой 6 горизонтального эжекционного канала 4, в нижней части корпуса 2 выполнена магистраль 16 для слива воды из корпуса 2 в приемный бак 9. Устройство снабжено дополнительной эжекционной камерой 17 с двумя (в данном примере) форсунками 18, 19 внутри нее; каплеуловитель 20 расположен в верхней части камеры 17 и выполнен так же, как каплеуловитель 8; воздухоприемные окна 21, 22, 23 размещены в нижней части камеры 17 при этом форсунки 18, 19 соединены магистралью 24 с системой 1 охлаждения производственного оборудования; в нижней части дополнительной эжекционной камеры 17 выполнена магистраль 25 для слива воды из нее в приемный бак 9; в приемном баке 9 выполнена перегородка 26 с отверстием 27 в нижней его части, отделяющая зону 28 слива воды из дополнительной эжекционной камеры от зоны 29 слива в приемный бак воды из корпуса 2; воздухоприемные окна 21, 22, 23 дополнительной эжекционной камеры 17 снабжены элементами 30, 33, 34 принудительной подачи воздуха, при этом в приемном баке 9 в зоне 28 установлен датчик температуры 35, соединенный соответственно электрическими цепями 36 с преобразователями частоты оборотов электродвигателей элементов принудительной подачи воздуха 30, 33, 34, а на корпусе 2 эжекционного устройства за каплеуловителями 8, 20 размещен роторный ветродвигатель 37, в донной части приемного бака 9 установлено устройство для дегазации воды 38, при этом верхняя часть приемного бака 9 соединена отводящими газоходами 39 с верхней частью корпуса 2 эжекционного устройства.

Устройство для охлаждения оборотной воды работает следующим образом. Вода, нагретая системой 1 охлаждения производственного оборудования, по магистрали 24 поступает на форсунки 18, 19, размещенные в дополнительной эжекционной камере 17. При распылении горячей воды за счет эффекта эжекции через воздухоприемные окна 21, 22, 23 в камеру 17 поступает холодный воздух, который смешавшись с мелкодисперсными водяными каплями, охлаждает воду и через каплеуловитель 20 выходит за пределы устройства. Охлажденная вода из нижней части камеры 17 по магистрали 25 сливается в зону 28 приемного бака 9.

При оптимальной температуре охлажденной воды она через отверстие 27 в нижней части перегородки 26 приемного бака 9 перетекает из зоны 28 в зону 29, откуда через магистраль 10 насосом 11 по магистрали 12 попадает в систему 1 охлаждения производственного оборудования.

При температуре охлажденной воды выше оптимальной, которая может меняться от тепловой нагрузки производственного оборудования и температуры наружного воздуха, датчик температуры 35, установленный в приемном баке 9 в зоне 28, по электрическим цепям 36 подает сигнал на преобразователи частоты оборотов электродвигателей насосов 14, 15 и на преобразователи частоты оборотов электродвигателей элементов 30, 33, 34 принудительной подачи воздуха, что обеспечивает автоматический режим и экономичную их работу.

При этом охлажденная вода по магистрали 13 насосами 14, 15 подается на форсунки 5 вертикального эжекционного канала 3 и форсунки 6 горизонтального эжекционного канала 4. При распылении воды за счет эффекта эжекции через воздуховодные окна в корпус 2 засасывается холодный воздух, который, смешиваясь с мелкодисперсной водяной каплей, охлаждает воду.

Охлажденная вода, насыщенная кислородом воздуха, по магистрали 16 сливается в зону 29 приемного бака 9, где в донной части подвергается обработке устройством для дегазации воды, при этом газообразные продукты оборотной воды по отводящим газоходам 39 поступают в верхнюю часть корпуса 2 эжекционного устройства и далее в роторный ветродвигатель 37. Обработанная охлажденная вода, не насыщенная кислородом, из зоны 29 приемного бака 9 через магистраль 10 насосом 11 по магистрали 12 подается в систему 1 охлаждения производственного оборудования. Нагретый воздух после каплеуловителей 8, 20 поступает в роторный ветродвигатель 37, размещенный на корпусе эжекционного устройства 2, в котором потенциальная энергия турбулентного потока используется для получения электрической энергии.

В качестве устройства для удаления растворенного кислорода из охлаждаемой воды могут быть использованы:

- устройство для дегазации жидкости, включающее ультразвуковой излучатель; Патент США №3284991, кл. 55-15, 1976 г.;

- устройство для дегазации жидкости, включающее генератор электрогидравлических ударов с электродами; Авторское свидетельство СССР №128000, кл. C10G 33/02, 1957 г.

Сопоставительный анализ изобретения позволяет сделать вывод, что новым является то, что устройство для дегазации воды размещено в донной части приемного бака, при этом верхняя часть приемного бака соединена отводящим газоходом с верхней частью корпуса эжекционного устройства, для отвода продуктов обработки охлаждаемой воды.

В устройстве для охлаждения оборотной воды заявителем не выявлены известные технические решения, идентичные совокупности признаков заявленного устройства, что определяет, по мнению заявителя, соответствие критерию «новизна».

Сравнение предлагаемого решения с другими техническими решениями в данной области техники позволяет сделать вывод о соответствии критерию изобретения «изобретательный уровень».

Изобретение позволяет обеспечивать эффективное удаление растворенного кислорода из охлаждаемой воды, подаваемой по трубопроводам на технологическое оборудование, значительно снизить коррозионное воздействие на металлические поверхности, изготовленные из углеродистых сталей, повысить пределы выносливости металла и увеличить срок безопасной и надежной эксплуатации трубопроводов и технологического оборудования, отказаться от использования дорогостоящих нержавеющих и коррозионно-стойких сталей.