ПАРОГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к автотранспортной, дорожно-строительной промышленности и предназначена для использования в нефтегазовой отрасли при прокладке трубопроводов и т.п., при помощи насыщенного пара высокого или низкого давления, а также для очистки и обогрева техники, оборудования и материалов.
Из патента РФ №88112 на полезную модель известна сборно-каркасная котельная, содержащая по меньшей мере один котел и горелку и расположенную на переносном опорно-несущем каркасе систему насосно-теплообменного оборудования, горизонтально ориентированную по длине котельной из условия обеспечения полного к ней доступа по периметру каркаса и отсутствия креплений к ограждающим конструкциям стен и/или перекрытий, а коллектор системы насосно-теплообменного оборудования, распределяющий теплоноситель, проложен по верху опорно-несущего каркаса. Некоторые из вариантов указанной сборно-каркасной котельной отличаются тем, что котельная дополнительно содержит оборудование учета расхода топлива.
Недостатками данного устройства является его сложность и громоздкость его конструкции (в том числе за счет опорно-несущего каркаса), что влечет неточность измерения расхода топлива и неудобство в эксплуатации.
Из патента РФ №21643 на полезную модель известна транспортабельная котельная установка, включающая паровой котел, бак для питательной воды, топливный бак, водоподающий и топливный насосы, трубопроводы для воды, пара и топлива с запорно-регулирующей арматурой, отличающаяся тем, что она снабжена насосом для автономной заправки водой, сообщенным отдельным трубопроводом с водяным баком, причем трубопровод для подачи жидкого топлива проложен через устройство для его подогрева, включающего полый корпус, в котором размещен спиральный трубопровод, сообщенный с нагревателем парового котла, снабженного блоком контроля отходящих газов. Один из вариантов указанной транспортабельной котельной установки отличается тем, что она снабжена расходомером топлива, установленным на трубопроводе подачи топлива в горелочное устройство котла и раздающим устройством, установленным на конце теплоизолированной магистрали подачи пара потребителю.
Недостатком данного устройства является сложность и низкая точность измерения количества топлива, расходуемого на подогрев котла, так как расходомер установлен до электромагнитного клапана, способствующего возврату топлива в топливный бак. В связи с тем, что расходомер, расположенный до электромагнитного клапана, при протечке резьбового соединения электромагнитного клапана, течь будет учитываться как расход топлива, что будет являться не достоверной информацией.
Полезная модель по патенту РФ №21643 выбрана в качестве наиболее близкого аналога.
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью - повышение точности при контроле за расходом топлива в топливном баке парогенераторных установок.
Технический результат - повышение точности и достоверности измерения расхода топлива, направляемого из топливного бака в горелочное устройство парового котла, а также расширение функциональных возможностей парогенераторной установки и повышение удобства в ее обслуживании и эксплуатации.
Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в парогенераторной установке, содержащей топливный бак, паровой котел, снабженный горелочным устройством с форсункой и запальником, топливную магистраль, жестко соединяющую топливный бак с форсункой горелочного устройства парового котла, при этом топливная магистраль выполнена в виде металлической трубы, на которой с возможностью сообщения с ее внутренней полостью установлены фильтр тонкой очистки топлива, топливный насос, датчик давления топлива, электромагнитный топливно-регулирующий клапан, запорно-регулирующая арматура, включающая запорные вентили и вентиль регулировки подачи топлива, установка снабжена расходомером топлива, при этом фильтр тонкой очистки топлива установлен на топливной магистрали после топливного бака и перед расходомером топлива, согласно полезной модели, топливный бак и паровой котел, соединенные топливной магистралью, жестко закреплены на металлической площадке, электромагнитный топливно-регулирующий клапан выполнен регулирующим количество пропускаемого топлива и давление пропускаемого топлива, расходомер топлива размещен после электромагнитного топливно-регулирующего клапана,  при этом расходомер топлива снабжен модулем связи, обеспечивающим коммуникативную связь с устройством вывода информации о показаниях расходомера, расходомер также снабжен  модулем питания, поддерживающим работоспособность модуля связи.
Устройство вывода информации может быть выполнено в виде экрана.
Корпус электромагнитного обратного клапана закреплен на топливной магистрали посредством резьбового соединения.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом (фиг.), показывающим принципиальную схему устройства в соответствии с настоящей заявкой.
Позиции на чертеже:
1 - металлическая площадка;
2 - топливный бак;
3 - устройство горелочное (форсунки и запальник);
4 - паровой котел;
5 - топливная магистраль;
6 - фильтр тонкой отчистки топлива;
7 - топливный насос;
8 - датчик давления топлива;
9 - электромагнитный топливно-регулирующий клапан;
10 - расходомер топлива;
11 - запорные вентили;
12 - вентиль регулировки подачи топлива;
13 - датчик расхода топлива.
Парогенераторная установка включает закрепленные на металлической площадке 1 топливный бак 2, паровой котел 4, снабженный горелочным устройством 3 с форсункой и запальником, топливную магистраль 5, жестко соединяющую топливный бак 2 с форсункой горелочного устройства 3 парового котла 4, при этом топливная магистраль 5 выполнена в виде металлической трубы, на которой с возможностью сообщения с ее внутренней полостью установлены фильтр тонкой очистки топлива 6, топливный насос 7, датчик давления топлива 8, электромагнитный топливно-регулирующий клапан 9, запорно-регулирующая арматура, включающая запорные вентили 11 и вентиль регулировки подачи топлива 12, установка снабжена расходомером 10 топлива, при этом фильтр тонкой очистки топлива 6 установлен на топливной магистрали 5 после топливного бака 2 и перед расходомером 10 топлива, при этом расходомер 10 топлива размещен после электромагнитного топливно-регулирующего клапана 9, при этом расходомер 10 топлива снабжен модулем связи (на фигуре не показ.), обеспечивающим коммуникативную связь с устройством вывода информации, а также модулем питания (на фигуре не показ.), поддерживающим работоспособность модуля связи.
Электромагнитный топливно-регулирующий клапан 9 дозирует количество подаваемого топлива в горелочное устройство 3 парового котла 4. При этом электромагнитный топливно-регулирующий клапан 9 обеспечивает пропускание топлива из топливного бака 2 под требуемым, заранее заданным давлением, чтобы предотвратить возникновение аварийных ситуаций, связанных с подачей топлива к грелочному устройству 3 под повышенным давлением. При этом в процессе пропускания топлива при выполнении функции регулирования давления пропускаемого топлива электромагнитный топливно-регулирующий клапан 9 обеспечивает возврат части топлива в топливный бак 2 для предотвращения пропуска к горелочному устройству 3 топлива под повышенным давлением. По сути, электромагнитный топливно-регулирующий клапан 9 представляет собой топливный дозирующий клапан. После пропуска требуемого количества топлива к горелочному устройству 3, клапан 9 перепускает и способствует возврату топлива из линии перед клапаном 9 в топливный бак 2.
Расход топлива контролируется расходомером 10 топлива. Расходомер 10 топлива согласно заявляемой полезной модели устанавливается после электромагнитного топливно-регулирующего клапана 9 в целях обеспечения учета только того количества топлива, которое расходуется на подогрев парового котла 4 и для исключения учета топлива, которое подтекает с резьбового соединения клапана 9. В связи с чем, повышается точность и достоверность измерения расхода топлива, направляемого из топливного бака 8 в горелочное устройство 3 парового котла 4, по сравнению с наиболее близким аналогом, в котором расходомер установлен перед электромагнитным клапаном и, в связи с этим, измеряет не только количество топлива, направляемого на потребление горелочным устройством  парового котла, но и измеряет количество топлива, подтекаемого с резьбового соединения электромагнитного клапана. Поэтому расходомер в наиболее близком аналоге будет определять повышенный расход топлива, количество которого не соответствует количеству топлива, обеспечивающего работоспособность горелочного устройства.
Размещение расходомера 10 топлива после электромагнитного топливно-регулирующего клапана 9 обосновано тем, что корпус электромагнитного клапана 9 закреплен на топливной магистрали 5 посредством резьбового соединения. В процессе эксплуатации парогенераторной установки в месте указанного соединения может возникнуть протечка, которая может быть обнаружена не сразу или вовсе не замечена. Если расходомер 10 топлива установить до электромагнитного клапана 9, то расходомер 10 топлива будет учитывать возникшую течь как расход топлива, поступившее на подогрев парового котла 4 что приведет к получению некорректных данных при измерении расхода топлива.
Расходомер 10 топлива снабжен модулем связи (на фигуре не показан), обеспечивающим коммуникативную связь с устройством вывода информации (на фигуре не показан), а также модулем питания (на фигуре не показан), поддерживающим работоспособность модуля связи.
Устройство вывода информации обеспечивает визуализацию показаний расходомера 10, а модуль связи обеспечивает связь с устройством вывода информации, которое может быть выполнено в виде экрана/дисплея.
Наличие устройства вывода информации, визуализирующего показания расходомера 10, обеспечивает возможность визуального контроля расхода топлива. При отсутствии устройства вывода информации, контроль за расходом топлива осуществляется по нормам в час, что приводит к указанию не всегда достоверных данных и отсутствию возможности контроля над действительным расходом топлива.
Устройство вывода информации может быть размещено в любом удобном месте (например, на приборной панели в кабине водителя транспортного средства при использовании парогенераторной установке на транспортном средстве, или устройством вывода информации может быть снабжен сам расходомер топлива), тем самым обеспечивается постоянство контроля за расходом топлива, а также быстрая и своевременная фиксация показаний расходомера 10 топлива.
Модуль связи расходомера 10 топлива, наряду с обеспечением коммуникативной связи с устройством вывода информации, также позволяет снабдить заявляемое устройство связью с системой спутникового мониторинга автотранспортных средств (например, посредством ГЛОНАСС или GPS), которая оповещает о необходимости замены фильтра тонкой очистки топлива 6.
Условием оповещения необходимости замены фильтра тонкой очистки топлива 6 является указание в системе сигнального устройства следующих параметров:
количество расходуемого топлива для необходимости замены фильтра тонкой очистки топлива 6 (количество топлива указывается в литрах);
контактные данные, по которым будет направляться оповещение о необходимости замены фильтра тонкой очистки топлива 6;
периодичность направления оповещений (через какое количество расходуемого топлива нужно произвести замену фильтра тонкой очистки топлива 6, например, через 500 литров, затем через 1000 литров и т.д.).
Указанную функцию можно настроить не только в зависимости от количества пропущенного топлива, но от количества отработанного времени расходомера 10 топлива.
Таким образом, обеспечивается получение оперативной информации о том, через какое время или через какой литраж расхода топлива необходимо заменить фильтр тонкой очистки топлива 6 в парогенераторной установке.
О необходимости замены фильтра тонкой очистки топлива 6 в парогенераторной установке возможно также узнать по отработанным моточасам по расходомеру 10, установленному в топливной системе парогенераторной установки. Однако организациям с крупными парками специальной техники (в том числе снабженной парогенераторными установками) необходимо вести специальные журналы учета о замене фильтров тонкой очистки топлива по каждой единице специальной техники, снабженной парогенераторной установкой. Указанное свидетельствует о неудобстве в эксплуатации парогенераторной установки и может привести к несвоевременной замене фильтра тонкой очистки топлива, что в свою очередь сокращает срок службы форсунки горелочного устройства парового котла парогенераторной установки. В связи с чем, наличие связи с автоматизированной системой оповещения о необходимости замены фильтра тонкой очистки топлива 6 позволяет отслеживать его состояние в удобном режиме и обеспечивает своевременность его замены, что также увеличивает срок службы форсунки горелочного устройства 3 парового котла 4 парогенераторной установки.
В случае использования расходомера 10 топлива с процессором, модуль связи расходомера 10 топлива также обеспечивает возможность передачи данных расходомера топлива по сети (в том числе, по сети Интернет) беспроводным способом.
Закрепление всех узлов парогенераторной установки на металлической площадке 1 позволяет разместить парогенераторную установку в любом удобном для рабочего процесса месте (например, установить ее на шасси транспортного средства либо автономно - на прицепе, с помощью которого парогенераторная установка может перемещаться за транспортным средством), а также обеспечить возможность сборки модулей из нескольких парогенераторных установок, если при определенных условиях использование одной парогенераторной установки будет недостаточно эффективным. Указанное существенно расширяет функциональные возможности заявляемого устройства (за счет вариативности мест его установки и количества парогенераторных установок - модулей, требующихся для обеспечения рабочего процесса). Компактное размещение узлов парогенераторной установки на металлической площадке 1 также обеспечивает снижение габаритных размеров заявляемой установки (ее громоздкости).
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Жидкое топливо подается из топливного бака 2 в топливную магистраль 5, жестко соединяющую топливный бак 2 с форсункой горелочного устройства 3 парового котла 4, и через сообщенные с ее внутренней полостью фильтр тонкой очистки топлива 6, топливный насос 7, датчик давления топлива 8, открытый электромагнитный топливно-регулирующий клапан 9 и расходомер 10 топлива попадает в горелочное устройство 3 парового котла 4, включающее форсунку и запальник. После прохождения топлива через электромагнитный клапан 9, он, дозируя количество и давление подаваемого топлива в горелочное устройство 3 парового котла 4, обеспечивает возврат части топлива в топливный бак 2. При закрытии клапана 9 он ограничивает подачу топлива на горелочное устройство 3 (форсунку). Размещенный после клапана 9 расходомер 10 топлива учитывает только ту часть топлива, которая расходуется на подогрев парового котла 4. Посредством коммуникативной связи модуля связи, которым снабжен расходомер 10 топлива, на устройстве вывода информации  отображаются показания расходомера 10. При этом работоспособность указанного модуля связи поддерживается модулем питания, которым снабжен расходомер 10.
Регулировка объемов подачи топлива обеспечивается с помощью запорно-регулирующей арматуры, состоящей из запорных вентилей 11 и вентиля регулировки подачи топлива 12.
Заявляемое устройство обеспечивает повышение точности и достоверности измерения расхода топлива, направляемого из топливного бака в горелочное устройство парового котла, а также расширение функциональных возможностей парогенераторной установки и повышение удобства в ее обслуживании и эксплуатации.
Повышение точности и достоверности измерения расхода топлива, обеспечивается за счет установки расходомера топлива после электромагнитного клапана, который при открытом положении обеспечивает подачу части топлива в горелочное устройство (форсунку), а после закрытия - способствует возврату топлива в топливный бак, что позволяет учитывать только то количество топлива, которое расходуется на подогрев парового котла, и при этом не учитывать топливо, подтекаемого из резьбового соединения электромагнитного клапана при открытом положении клапана, а также за счет возможности постоянного текущего контроля за показаниями расходомера. Расширение функциональных возможностей парогенераторной установки достигается за счет закрепления всех узлов парогенераторной установки на металлической площадке, что обеспечивает вариативность мест ее установки и возможность сборки модулей из нескольких парогенераторных установок, требующихся для обеспечения рабочего процесса.
Удобство в обслуживании и эксплуатации парогенераторной установки достигается за счет возможности своевременного выявления аварийных ситуаций, связанных с нефункциональным (не в связи с выполнением заявляемым устройством своих функций) повышением расхода топлива, и возможности своевременного устранения последствий таких ситуаций. Также удобство в эксплуатации обусловлено возможностью, в случае необходимости для потребителя, быстрого создания комплекса заявляемых установок для повышения объема горячего пара.