ПАРОГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРОДНЫЙ

Полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к производству тепловой энергии и может быть использовано для производства пара, требующегося для организации технологических процессов, требующих проведения тепловой обработки: подогрева нефти, мазута, парафина, нагрева, обезжиривания и очистки паром, для стерилизации тары, дезинфекции, пропарки.
Парогенераторы широко применяются для обработки молочной, мясной и рыбной продукции; в пищевой промышленности; приготовления комбикормов в животноводстве; в пивоварении; легкой, фармацевтической, деревообрабатывающей и других видах промышленности и на предприятиях бытового обслуживания, так как они позволяют максимально приблизить источники пара к потребителям и отказаться от прокладки и эксплуатации сетей для транспортировки пара от крупных источников - котельных, ТЭЦ и т.п.
В настоящее время известно несколько принципиальных конструкций парогенераторов для получения пара, различающихся между собой по способу парообразования и виду используемого источника энергии.
Это паровые котлы, в которых происходит внешний нагрев котла источником тепловой энергии, чаще всего сгоранием органического топлива, и нагреваемой в нем воды до температуры парообразования.
Недостатком этой конструкции является необходимость нагревать весь объем котла, большие значения тепловых потерь на внешний нагрев котла и наличие выброса в атмосферу значительной части теплоты продуктов горения, что создает в итоге низкий КПД.
Электрические парогенераторы электродного типа нагревают воду до испарения непосредственно внутри котла электрическими нагревательными элементами (ТЭНами) или открытыми электродами, по которым проходит электрический ток. К недостаткам этой конструкции следует отнести значительное снижение КПД (до 0,3) в процессе эксплуатации в связи с образованием слоя «накипи» на нагревательных элементах и низкая электробезопасность при использовании открытых электродов.
Существуют парогенераторы, в которых образование пара происходит в специальной камере, в которой предварительно создается среда высокотемпературных газов, куда подается распыленная вода, где она мгновенно испаряется. Продукты сгорания топлива смешиваются с паром, вследствие этого КПД может достигать 99%. Основными недостатками этой конструкции является низкое (до 1 атм.) давление пара, и неизбежное присутствие продуктов сгорания в паре, что позволяет использовать его только в технических целях.
Общим недостатком всех этих вышеназванных устройств является необходимость делать химическую водоподготовку, т.е. очистку воды от содержащихся в ней солей. Начальная жесткость воды во многом определяет ресурс парогенератора и стоимость пара.
Известен роторный кавитационный парогенератор (патент на полезную модель №52976 от 27.04.2006 г.) обеспечивающий получение пара за один проход воды с любой начальной температурой без ее предварительного подогрева и химической водоподготовки при повышении качества получаемого пара за счет гарантированного разделения теплоносителя на жидкую и парообразную фазу, содержащий корпус, состоящей из кольца-статора, передней и задней боковых крышек, имеющих входное и выходное отверстия для подключения патрубков подвода нагреваемой жидкости и отбора пара, по крайней мере, один ротор в виде диска, установленный на валу и имеющий радиальный зазор между ним и статором и осевые зазоры между ним и боковыми крышками корпуса, завихрители, отличающийся тем, что входное отверстие для патрубка подвода жидкости расположено на периферийной части диска в зоне радиального зазора, а выходное отверстие для патрубка отбора пара выполнено в центральной части передней крышки.
Недостатком описанного устройства является то, что в процессе получения пара требуется применение вращающихся частей, что усложняет как конструкцию данного парогенератора, так и его эксплуатацию.
Ближайшим аналогом предлагаемого устройства является парогенератор электродный (патент №2446349, МПК F22B 1|/30, опубл. 27.03.2012 г.), содержащий котел с электродами и датчиками контроля верхнего и нижнего уровней воды, питательную емкость, соединенную с котлом посредством трубопроводов, на которых установлены электроуправляемые клапаны, причем парогенератор снабжен накопительной емкостью, имеет датчик контроля нижнего уровня воды.
Недостатком данного устройства является образование отложений на электродах парогенератора, так как отсутствуют какие либо средства предварительной очистки воды, что может привести к выходу его из строя.
Технической задачей полезной модели является повышение срока службы парогенератора электродного, за счет предотвращения образования накипи на электродах.
Технический результат, заключается в предотвращении образования накипи на электродах, за счет предварительного омагничивания воды.
Поставленная задача решается тем, что парогенератор электродный, содержащий котел с электродами и датчики контроля уровня воды, питательную емкость, соединенную с котлом посредством трубопроводов, на которых установлены электроуправляемые клапаны, накопительную емкость, которая соединена трубопроводом через электроуправляемые клапана с питательной емкостью и котлом, датчик контроля нижнего уровня воды, датчик контроля верхнего уровня воды, дополнительно снабжен устройством магнитной очистки воды, расположенном на входном патрубке.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена схема парогенератора электродного.
Парогенератор электродный содержит котел 1, питательную емкость 2 и накопительную емкость 3.
Парогенератор электродный содержит: котел 1; питательную емкость 2; накопительную емкость 3, электроды 4, трубопроводы паровой 5 и водяной 6; выпускной вентиль пара 7; манометр 8; датчик реле давления 9; предохранительный клапан 10; электроуправляемые клапана 11, 12, 13, 14; трубопроводы 15, 16, входной патрубок 17, устройство магнитной очистки воды 18.
1
2
3
4
На корпусе котла 1 закреплены электроды 4 и датчики контроля уровня воды: Д - датчик контроля верхнего уровня, Д - датчик контроля нижнего уровня. Кроме этого, котел 1 имеет трубопроводы паровой 5 и водяной 6, соединяющие котел 1 через электроуправляемые клапана 11, 12 с питательной емкостью 2, которая в свою очередь через электроуправляемые клапана 13, 14 соединена трубопроводом 15, 16 с накопительной емкостью 3. На паровом трубопроводе 5 устанавливаются выпускной вентиль пара 7, манометр 8, датчик реле давления 9 и предохранительный клапан 10. Питательная емкость 2 и накопительная емкость 3 снабжены соответственно датчиками контроля уровня воды: Д - датчик контроля верхнего уровня питательной емкости 2, Д - датчик контроля нижнего уровня накопительной емкости 3. На входном патрубке 17 установлено устройство магнитной очистки воды 18.
Парогенератор электродный работает следующим образом.
2
1
3
При подаче электропитания включаются электроуправляемые клапана 11, 12, 13, 14, вода из накопительной емкости 3 по трубопроводам 6, 16 и входному патрубку 17 с устройством магнитной очистки воды 18 поступает через электроуправляемые клапаны 12, 14 в котел 1 и в питательную емкость 2. При заполнении котла 1 до датчика контроля нижнего уровня Д подается команда через датчик реле давления 9 на включение электродов 4. При этом начинается процесс нагревания воды в котле 1. При заполнении котла 1 до датчика контроля верхнего уровня Д подается команда на отключение электроуправляемых клапанов 11, 12. Поступление воды в котел 1 прекращается и начинается процесс парообразования. Пар из котла 1 отводится через вентиль 7. В связи с тем, что объем наполнения водой накопительной емкости 3 больше суммы объемов котла 1 и питательной емкости 2, происходит наполнение последней до датчика контроля верхнего уровня Д, который подает команду на отключение электроуправляемых клапанов 13, 14. При этом поступление воды в питательную емкость 2 прекращается. В это время при необходимости происходит наполнение водой накопительной емкости 3. При увеличении давления в котле 1 свыше предусмотренного датчик реле давления 9 подает команду на отключение подачи электропитания на электроды 4 и процесс парообразования в котле 1 прекращается.
2
При снижении давления пара до величины, определяемой датчиком реле давления 9, его контакты замыкаются и вновь включаются электроды 4. При падении уровня воды в котле 1 до нижнего датчика Д подается команда на включение электроуправляемых клапанов 11, 12, при этом избыточный пар через трубопровод 5 поступает в питательную емкость 2 и выдавливает воду через трубопровод 6 в котел 1 до выравнивания давления.
1
2
3
2
В связи с тем, что объем заполненной воды в питательной емкости 2 больше объема, чем между датчиками котла Д и Д, происходит постоянное наполнение котла 1 водой до датчика контроля верхнего уровня Д1, который подает команду на отключение электроуправляемых клапанов 11, 12 и включение электроуправляемых клапанов 13, 14. Подача воды в котел 1 прекращается, а подача воды в питательную емкость 2 возобновляется и происходит до датчика контроля верхнего уровня Д, который подает команду на отключение электроуправляемых клапанов 13, 14. Подача воды в питательную емкость 2 прекращается. При достижении воды в котле 1 нижнего датчика Д цикл заполнения котла 1 повторяется.