Интересное о паровом и конденсатном оборудовании

Размещено на http://www.allbest.ru/

Интересное о паровом и конденсатном оборудовании

Свен Иверс

фирма Gestra GmbH

г. Бремен, Германия

От любого оборудования, наряду с его безопасностью в эксплуатации, требуется, чтобы оно работало долгие годы с максимальным КПД при минимальных габаритах, без замены механизмов, т. е. как можно рациональнее. При выборе и в течение эксплуатации для этого должны быть созданы благоприятные условия. Это имеет значение как для основных, так и для вспомогательных технологических процессов, а в данном рассматриваемом случае - для вспомогательной тепловой циркуляции.

Выбор какого-либо энергоносителя для определенной технической задачи осуществляется на основании характеристик этого носителя и специальной адаптации к условиям применения. При этом учитывается, какие виды и какое количество энергии используется, идет ли речь о новом оборудовании или же о расширении его возможностей, может ли в полной мере использоваться заданный температурный режим.

Водяной пар оказывается, как и прежде, в преобладающих случаях экономичным энергоносителем, который доставляет централизованно вырабатываемую тепловую энергию к отдельным участкам потребления и там эту энергию отдает. Одновременно он соответствует разнообразным требованиям, предъявленным в технике теплоснабжения, таким как:

высокая тепловая плотность потока и большое количество передаваемого тепла на поверхность нагрева,

высокие температуры,

относительно постоянная температура всей

поверхности нагрева,

нейтральные характеристики по отношению к воздействию на материалы, а также при смешивании с обогреваемым продуктом в случае не герметичности,

простое и безопасное в эксплуатации оборудование.

Из разнообразных условий, которые необходимо учитывать при производстве и (или) при эксплуатации парового и конденсатного оборудования, важными являются следующие моменты:

Высокий КПД теплообменников.

Деаэрация поверхности нагрева.

Регулирование давления пара и установка регуляторов.

Регулировка теплообменников и необходимые приборы.

Системы конденсатоотводчиков и их выбор.

Установка конденсатоотводчиков.

Дренаж паропровода и осушка пара.

Расчет для конденсатного трубопровода.

1. Высокий КПД теплообменников

При паровом нагреве теплообменники располагаются преимущественно таким образом, чтобы на поверхности нагрева использовалась теплота парообразования (теплота конденсации). Так как конденсация происходит при постоянном давлении и постоянной температуре, обеспечивается равномерное температурораспределение на поверхности.

Так как коэффициент теплопередачи играет особую роль, необходимо различать, является ли пар, поступающий на поверхность нагрева, влажным, насыщенным или же перегретым. Коэффициенты теплопередачи перегретого пара на стенку относительно низки, т. к. перегретый пар чаще всего сначала охлаждается на каком-то участке поверхности нагрева и только потом полностью конденсирует. Поэтому, как правило, перегретый пар не стоит использовать для нагрева. В крайнем случае допускается слабый перегрев, с тем, чтобы выровнять потери в трубопроводе и между парогенератором и потребителем.

Большое практическое значение имеет теплоотдача при насыщенном паре. При таком теплообмене возникает пленочная или капельная конденсация. Хотя, оказывается, что при капельной конденсации достигаются высокие коэффициенты теплопередачи, технически осуществить это сложно, т. к. капельная конденсация существенно зависит от свойств поверхности, но может быть достигнута посредством принятия определенных мер. Фактически же, преимущественно, происходит пленочная конденсация.

Ухудшение теплопередачи при пленочной конденсации возникает из-за того, что взаимосвязанная конденсатная пленка предотвращает непосредственное соприкосновение между паром и стенкой, следовательно, образуется дополнительное сопротивление теплообмену. Это сопротивление держится в границах, если пар и конденсат текут в одном направлении. При этом наступает разжижение конденсатной пленки. Практически это происходит из-за того, что пар должен подводиться к каждой зоне нагреваемой поверхности по направлению стока конденсата. К тому же влияние на передачу тепла зависит от того, происходит ли конденсация внутри или снаружи трубы, расположена ли она горизонтально, вертикально или под наклоном. Наибольшая теплоотдача происходит при пленочной конденсации, если конденсация происходит на внешней поверхности горизонтально расположенной трубы, т. к. в этом случае конденсат может стекать наикратчайшим путем и образовывать при этом очень тонкий конденсатный слой.

Отдачу тепла при прохождении пара через трубу можно улучшить посредством легкого наклона труб по направлению стока конденсата. Оптимальные соотношения получают в трубах с наклоном в 10-20 градусов.

При вертикально расположенных трубах, например вертикальных теплообменниках, конденсатная пленка внизу всегда плотнее и с этим приходится мириться. Несмотря на то, что при этом теплообмен ухудшается, у такого расположения есть свои преимущества, т. к. опасность гидравлических ударов по отношению ко всем паровым регулируемым теплообменникам намного ниже.

Последствием пленочной конденсации является то, что конденсат практически не стекает при температуре насыщенного пара, а наоборот, всегда при температуре на несколько градусов ниже, чем это соответствует давлению насыщенного пара. Такое переохлаждение конденсата влияет на выбор системы конденсатоотводчиков. Оно отражается сильнее на вертикальных теплообменниках, т. е. при вертикально расположенной поверхности нагрева, по сравнению с горизонтально расположенными, т. к. при таком расположении необходимо рассчитывать на возрастающую плотность конденсатной пленки только в нижнем ряду труб. Такое явление у вертикально расположенных трубчатых теплообменников касается всех труб равномерно.

Конденсат, стекающий к наиболее низким зонам теплообменника, должен незамедлительно удаляться, чтобы избежать концентрацию конденсата, коротко названную застоем. Застой в нагреваемой поверхности ведет незамедлительно к снижению теплопроизводительности, т. к. на этом участке поверхности нагрева можно рассчитывать только на один коэффициент теплообмена для воды, а передача от теплосодержания жидкости несколько ниже, чем передача от теплоты конденсации. Кроме того, температурная разница между теплоносителем и нагреваемой средой уменьшается в связи с дальнейшим охлаждением конденсата.

Конечно, с экономической точки зрения, это явление также может быть использовано там, где потребность в тепле частично покрывается за счет теплосодержания жидкости. В этом случае говорят об искусственном переохлаждении, во время которого переохлаждение, связанное с пленочной конденсацией, исполняет роль неизбежного попутчика. Практически из вышеуказанных теоретических рассуждений можно сделать следующие выводы:

Благоприятный теплообмен может быть достигнут в каком-то данном теплообменнике, если:

1. Используется насыщенный пар. Коэффициент теплопередачи перегретого пара низок. При использовании влажного пара образуется плотная пленка, которая ведет к уменьшению теплообмена. Слишком высокое содержание влаги в паре может также привести к кавитации/эрозии в паропроводе, поэтому его необходимо продувать.

2. Избегается застой конденсата.

Это достигается посредством правильного выбора, расчета размеров и расположения конденсатоотводчиков.

3. Нагреваемая поверхность чистая.

Она должна время от времени очищаться.

4. Безупречная деаэрация.

Из-за присутствия инертных газов теплообмен значительно ухудшается.

На практике этот пункт очень редко принимается во внимание.

5. Поддерживается давление пара, лежащего в основе расчета теплообменника. Рис. 1 и 2 еще раз иллюстрируют пропорции на нагреваемой поверхности.

Размещено на http://www.allbest.ru/

На рис. 1 представлены схемы теплообмена через цилиндрическую стенку от греющей среды (пар) к воде 1) при протекании насыщенного пара; 2) при протекании перегретого пара с наличием конденсата, которые, как показывает практика, можно положить в основу практических расчетов. Из температурного графика видно, что в случае 2 температура нагреваемого вида ниже, если перегретый пар подпитывается, а конденсат скапливается.

2. Деаэрация поверхности нагрева

Воздух и другие не конденсирующие газы различными путями попадают в пар, особенно во время простоя агрегата. Этот воздух или газы значительно затрудняют теплообмен, т. к. образуют изолирующий слой между конденсатной пленкой на нагреваемой поверхности и паром.

Размещено на http://www.allbest.ru/

На рис. 3 показано влияние воздушной прослойки и конденсатной пленки на температурный режим.

Кроме того, они уменьшают парциальное давление пара и, следовательно, температуру. При наличии парогазовой смеси манометр едва ли показывает полное давление, а термометр только температуру, соответствующую парциальному давлению пара. Чтобы снова достигнуть нужной температуры, давление необходимо повысить (таблица 1).



Размещено на http://www.allbest.ru/

В теплообменниках с котлами большой мощности, в таких как нагреватели, автоклавы, генераторы, газы, даже если они, как правило, специфически тяжелее пара, могут концентрироваться на определенных участках нагреваемой поверхности, с которых их необходимо отводить (деаэрировать).

Таким образом, наряду с конденсатом, с нагреваемой поверхности должны выводиться также и не конденсирующиеся газы. Это достигается обычно посредством установки конденсатоотводчика. Для этого необходимо лишь выбрать подходящий конденсатоотводчик по тому принципу, чтобы он мог одновременно производить деаэрацию.

Однако дополнительно должны быть извлечены газы, которые из-за условий обтекания не попадают в конденсатоотводчик. Это производится периодически через клапан или лучше автоматически через термодеаэратор. Термоконденсатоотводчики могут применяться, в принципе, и в качестве термодеаэраторов.

В практической деятельности, как и при других процессах, касающихся деаэрации, необходимо различать состояние пускового и рабочего режимов. В начале процесса необходимо удалить большое количество газов из котла; при их постепенном убывании они достигают в рабочем состоянии наименьшей концентрации, что является относительным показателем.

Едва ли представляется возможным дать точные данные касательно необходимой мощности деаэрации. Также точно нельзя сказать, в каких зонах образуется скопление газа, т. е. где должен быть установлен деаэратор. Количество и зоны можно только оценивать. На основании опытов на различных теплообменниках были найдены определенные зоны для установок деаэраторов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4 иллюстрирует некоторые примеры.

На рис. 5 коэффициенты теплопередачи при наличии воздуха даны без и с дополнительной деаэрацией, которые можно взять для расчетов.

Для ускоренного отвода газа, содержащегося в паре, высокое парциальное давление газа может быть симулировано деаэратору, для чего перед деаэратором прокладывают минимум 1 м изолированной трубы. Даже по каплям в этом куске трубы конденсирующий пар существенно повышает объем газосодержания перед деаэратором и ведет тем самым к сильному течению и, следовательно, к возрастающему удалению газа. Последующее поступление пара приводит прибор к закупориванию.

3. Регулирование давления пара и установка регуляторов

В паровых системах для теплоснабжения часто необходимы различные давления пара. Паровая котельная поставляет пар с определенным давлением, которое уменьшается всякий раз на необходимый уровень. С тем, чтобы и при колеблющемся расходе пара редуцированное давление оставалось постоянным, должны быть установлены регуляторы парового давления.

Часто для точности регулирования бывает достаточно установки механического регулятора давления (называемого также редукционным клапаном). На рис. 6 представлен такой принцип. При этом речь идет о разгруженном односедельном вентиле без дополнительной энергии.

Поддерживающееся пониженное давление воздействует через узел балансировки и трубку цепи управления на нижнюю стенку мембраны. Этой силе противодействует пружинная сила. Посредством маховика пружинное давление, а, следовательно, и пониженное давление, могут изменяться.

Из-за несложной конструкции они просты в обслуживании и легко ремонтируются. Они доступны по цене и требуют незначительных затрат по монтажу. Механические регуляторы давления являются пропорциональными регуляторами с неподвижной пропорциональной зоной. Они не обладают поэтому возможностью адаптироваться на объекте регулирования и показывают неизменное отклонение регулируемой величины.

При предъявлении высоких требований к точности регулирования вопрос встает о регулировании давления вспомогательной энергией. Такие регуляторы давления включают централизованный вентиль с сервоприводом. При этом приведение его в действие осуществляется электроприводом, пневмоприводом или, что реже, гидроприводом.

При электроприводе добавляются измерительный преобразователь и регулятор давления, при пневматическом приводе наряду с измерительным преобразователем и регулятором давления еще и позиционный регулятор и пневмоусилитель.

При выключенном агрегате остаточный пар конденсируется в трубопроводе. Конденсат собирается на низких участках перед вентилем. Если паровой вентиль в котле снова открыть, пар устремляется с большой скоростью в трубопровод. Если он встречается при этом с охлажденным конденсатом, могут возникнуть термо или гидравлические удары.

Возникающие при этом гидравлические удары во много раз превышают нормальное рабочее давление и могут вызвать упругую деформацию или даже поломку деталей оборудования. У механических регуляторов почти всегда преждевременно разрушаются мембраны и разгрузочные сильфоны. Поэтому необходимо порекомендовать перед каждым механическим регулятором давления или центральным вентилем произвести дренаж паропровода. Только при вертикально расположенном паропроводе с потоком, протекающим снизу вверх, можно отказаться от дренажа непосредственно перед вентилем. Если паропровод проведен за вентилем снизу вверх, за ним также необходимо осуществлять продувку.

На рис. 7 показаны примеры установки для механических регуляторов давления согласно рис. 6.

Размещено на http://www.allbest.ru/



Размещено на http://www.allbest.ru/

Между регуляторами давления и импульсным приемником должен находиться небольшой демпфирующий отрезок около 1 м длиной.

Целесообразно предусмотреть обводной канал с соответствующим запорным вентилем. В этом случае чистка грязеуловителя или самопроизвольное устранение сбоев в вентиле возможно тогда без отключения оборудования. Паропровод за вентилем должен быть, как правило, больших размеров по отношению к трубопроводу, находящемуся перед вентилем, поскольку в результате снижения давления объемы пара увеличиваются.

Если относительно высокое паровое давление должно быть уменьшено до самого низкого, и при этом недостаточно редукционных возможностей механического регулирования давления, регуляторы должны вводится в действие дополнительной энергией.

Имеются также агрегаты, которые действуют поочередно с усиленным или же с экстремально низким расходом пара. Если и при малом расходе давление должно быть точно соблюдено, то к каждому регулятору предъявляются повышенные требования. Это касается всех регуляторов, поскольку они, безусловно, должны быть рассчитаны на полную мощность. Для крайне низкой мощности они слишком большие и работают почти в закрытой позиции. Это приводит к потребности постоянной перерегулировки. Для таких условий два регулятора могут быть подключены параллельно, как показано на рис. 8.

Размещено на http://www.allbest.ru/

При необходимости большого количества пара, оба регулятора открыты. При уменьшении количества пара минимально повышается пониженное давление. Оба прибора начинают дросселировать. Больший регулятор настроен таким образом, что он немного раньше закрывается, чем меньший. Начиная с этого момента, потребитель обеспечивается паром только меньшим регулятором. Согласно этому методу давление, даже при малом количестве, может очень точно поддерживаться. Если потребитель снова требует большее количество пара, чем это может позволить меньший регулятор, пониженное давление немного падает и больший регулятор снова открывается.

4. Регулировка теплообменников и необходимые для этой цели приборы



Размещено на http://www.allbest.ru/

На рис. 9 представлено паровое и конденсатное регулирование в зависимости от нагреваемой среды.

Чаще всего и с полным правом встречается паровое регулирование. Постоянно колеблющееся давление в теплообменнике, обусловленное открытием и дросселированием регулятора, сказывается при этом отрицательно на конденсатоотводчике. Здесь необходимо придать особое значение в использовании подходящей системы конденсатоотводчиков. В этом случае наиболее подходящим является сферический поплавковый конденсатоотводчик. Если в теплообменниках среда должна нагреваться при одинаковой температуре, которая не превышает 100 градусов, при низком отборе на паровом направлении может возникнуть пониженное давление и тем ниже, если у теплообменника избыточные размеры. В этом случае высота подачи к конденсатоотводчику должна быть установлена минимальная, т. к. в противном случае сток конденсата будет полностью предотвращен. Стоку мешает также, если конденсат должен подниматься за конденсатоотводчиком, или же откачивается через длинные отрезки труб. Чтобы предотвратить обратное заполнение теплообменников конденсатом из сборно-распределительного трубопровода при образовании пониженного давления, необходимо подключить за конденсатоотводчиком обратный клапан. Вышеупомянутые сбои обращают на себя внимание опасными гидравлическими ударами и, в особенности, у теплообменников с горизонтально расположенными нагревательными змеевиками.

Если определенные требования недоступны, можно применить конденсатное регулирование. При таком регулировании в конденсатном трубопроводе внедряется вентиль. Прибор дросселирует при слишком большом поступлении тепла и распределяет конденсат на нагреваемой поверхности. При этом теплообмен уменьшается. Этот вид регулирования может применяться только там, где допускается некоторое перераспределение, поскольку сначала должно образоваться соответствующее количество конденсата. Кроме того, его можно применять в теплообменниках с вертикальными нагревательными змеевиками, при горизонтально расположенных - инерция была бы еще выше.

Большое преимущество при таком регулировании состоит в том, что практически всегда сохраняется одинаковое полное давление. И конденсат может перемещаться. Конденсат отводится с большим переохлаждением; не возникает потерь вследствие расширения пара. Если такое оборудование часто отключается, рекомендуется подключить между теплообменником и вентилем регулирования конденсатоотводчик. Он предотвратит утечку пара при полностью открытом вентиле, например, при запуске оборудования. Если же оборудование отключается достаточно редко, от конденсатоотводчика можно отказаться.

Размещено на http://www.allbest.ru/

На рис. 10 показан терморегулятор, система Клориус.

В наличии имеются регуляторы такого вида с проходными и трехходовыми вентилями и, соответственно, комбинируются с различного рода термостатами. Чувствительные элементы такого термостата подбираются в соответствии с использованием их в жидкостях или газах. Эти механические терморегуляторы могут найти применение и для конденсатного регулирования.

Если конденсатоотводчик подключается вначале, то на это место может быть внедрена также сцепка приборов: она состоит из мембранного конденсатоотводчика и интегрированного вентиля с термостатом и чувствительным элементом.

Речь идет о механических терморегуляторах без дополнительной энергии с полным пределом пропорционального регулирования. Они работают с остаточным отклонением регулируемой величины.

Если температуры разогреваемых продуктов должны находиться в очень тесных границах, паровое терморегулирование должно устанавливаться с помощью дополнительной энергии (электроприводом или пневмоприводом). Оно обладает устанавливаемой зоной пропорционального регулирования с улучшенной адаптационной способностью. Подробнее об этом можно ознакомиться в соответствующих документах.

На рис. 11 представлено электрическое терморегулирование на паровом теплообменнике.



Размещено на http://www.allbest.ru/

5. Системы конденсатоотводчиков и их выбор

Различают конденсатоотводчики по их принципам действия. Каждый принцип по отношению к другому имеет свои преимущества и недостатки.

В соответствии с деталями устройства для удаления влаги и условиями эксплуатации, подбирают конденсатоотводчики с наиболее эффективными для этой цели свойствами. В общем, конденсатоотводчики должны выполнять следующие требования:

Конденсат должен выводиться по возможности незамедлительно, но при этом должен отсутствовать пролетный пар.

Вместе с конденсатом должен быть удален воздух.

Конденсатоотводчик должен в процессе своей работы реагировать на колебания давления и количества, а также без регулирования работать в максимально широком диапазоне давления.

Наряду с этими тремя основными требованиями необходимо учитывать и еще ряд других условий, на которых далее здесь не будем останавливаться.

Подбор системы конденсатоотводчиков должен производиться всегда в зависимости от оборудования, его величины и эксплуатационных возможностей, а также с точки зрения рентабельности. Было бы не целесообразно настаивать только на одной единственной системе конденсатоотводчиков.

Сферические поплавковые конденсатоотводчики представляют собой механически функционирующие стабильные регуляторы уровня и, исходя из этого принципа действия, являются наиболее подходящими, конечно, они имеют и автоматическую деаэрацию. Они открываются, если конденсат поступает, и закрываются, если таковой отсутствует.

Но в большинстве агрегатов сферический поплавковый конденсатоотводчик не требуется; наравне со своими преимуществами он имеет и некоторые недостатки по отношению к другим конденсатоотводчикам.

Системы конденсатоотводчиков используются там, где они управляются не непосредственно за счет образования конденсата, а посредством:

давления и температуры (сдвоенный стальной конденсатоотводчик);

посредством температуры (мембранный конденсатоотводчик или конденсатоотводчик с термоусилителем);

механически посредством привода из газов в конденсат (конусный поплавковый конденсатоотводчик);

посредством условий обтекания (термодинамический отводчик со ступенчатым соплом или пластинчатым клапаном).

Какого вида и где применяются системы конденсатоотводчиков?

Сферические поплавковые конденсатоотводчики используются для небольшого, среднего и большого количества конденсата, в первую очередь на парорегулируемых теплообменниках, в особенности на таких, которые расположены горизонтально. А также, преимущественно, при сильно меняющемся рабочем давлении, при слишком низких давлениях в вакуумной зоне и при очень высоком противодавлении. Они рекомендуются также при экстремально колеблющемся образовании конденсата и сильно загрязненном конденсате. Они являются единственньми сепараторами, которые используются для удаления охлажденных газов, воздуха и т. п. В этом случае, разумеется, без автоматической деаэрации.

Сдвоенные стальные конденсатоотводчики для небольшого и среднего количества конденсата являются наиболее приемлемыми при интенсивной эксплуатации. Они имеют длительный срок службы.

Такие конденсатоотводчики имеются в наличии с давлением в 250 бар. На производстве их устанавливают таким образом, что они открываются и закрываются только при температуре, которая на несколько градусов ниже заданной температуры насыщенного пара. Обычно такую настройку нельзя менять. Для особых условий эксплуатации есть возможность:

посредством уменьшения настройки отвестиконденсат очень переохлажденным (сопроводительная тепловая система или т. п.)

посредством увеличения настройки создать паровое течение.

Последнее часто необходимо для обезвоживания ротационного цилиндра.

Они обладают обратным действием. Подходят также в качестве термодеаэратора на паровых агрегатах.

Мембранный конденсатоотводчик также рекомендуется для небольшого и среднего количества конденсата главным образом для таких пароприемников, где очень горячий конденсат должен быть отведен незамедлительно. Это требуется, например, при использовании прессов различных видов.

Мембранные конденсатоотводчики реагируют настолько чувствительно, что они отводят конденсат практически без промедления, что происходит только у поплавковых конденсатоотводчиков. Противодавление практически не влияет на их функцию. Они рекомендуются там, где предпочтителен конденсатоотводчик с наименьшими затратами по обслуживанию. В связи с этим они превосходят любую другую систему. Регулировка невозможна.

Если конденсат должен отводиться с большим переохлаждением, т. е. сознательно ожидается конденсатное скопление, конденсатоотводчик может использоваться с «U»-образной мембраной. «И»-образные мембраны хорошо подходят прежде всего при большом конденсатном переохлаждении. Возможна замена обыкновенной мембраны на «и»-образную или наоборот. Мембранный конденсатоотводчик используется также в качестве термодеаэратора и вытяжки в паровом агрегате.

Конденсатоотводчик с термоусилителем применяется там, где образуется большое количество конденсата, для которого пропускная способность сдвоенного стального и мембранного конденсатоотводчиков слишком мала.

Конусные конденсатоотводчики применяются для нерегулируемых небольших теплообменников с учетом некоторой потери пара.

Термодинамические конденсатоотводчики со ступенчатым соплом. Если по мощности никакой другой системы недостаточно, приходят на помощь термодинамические конденсатоотводчики со ступенчатым соплом. Конденсатоотводчики со ступенчатым соплом используются при выходе слишком большого количества конденсата, как, например, в испарителях, а также при очень высоких эксплуатационных давлениях, например, на электростанциях. Они также рекомендуются при относительно постоянной эксплуатации, если в небольших или средних агрегатах образуется сильно загрязненный конденсат. Такие конденсатоотводчики могут найти своё применение в качестве исполнительного элемента в системе автоматического регулирования или же в качестве регулируемого многоступенчатого дросселя.

Термодинамические конденсатоотводчики с пластинчатым клапаном из-за своих недостатков нами больше не производятся. Они используются, если цена по выбору конденсатоотводчиков является решающей и если требуется наличие простого монтажа и небольших размеров. Они могут применяться для удаления влаги в небольших и средних размеров паропотребителях с постоянным выходом конденсата там, где на основании плохого дренажа затягивается время пуска, а также там, где возрастающая потеря пара посредством быстро прогрессирующего износа пластинчатого клапана или посредством отложения загрязнений на гнезде не играет никакой роли. Запрещается их применение при рабочем давлении ниже 1 бара и противодавлении свыше 50%.

Определение параметров конденсатоотводчиков.

Определение правильного условного прохода (УП) является очень важным для эксплуатации. Небольшой конденсатоотводчик является причиной конденсатного застоя и тем самым снижает мощность теплообменника. Кроме этого могут возникать гидравлические удары. Слишком большой конденсатоотводчик дорогой по цене. При определении размеров нельзя ориентироваться на номинальный параметр имеющегося конденсатопровода. Определяющим является максимальное количество конденсата и имеющееся для конденсатоотводчиков дифференциальное давление, которое определяется из давления в теплообменнике за вычетом давления в конденсатном трубопроводе, находящемся за конденсатоотводчиком. Здесь всегда поддерживается определенное давление, даже если конденсат поступает потом в резервуар без давления или выходит наружу.

У парорегулируемых теплообменников необходимо принимать во внимание падение давления регулятора, что иногда не учитывается. В большинстве случаев известно только давление перед регулятором. От него отнимают около 30% и получают фактическое давление в теплообменнике или перед конденсатоотводчиком (см. рис. 12).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Необходимо учитывать и возможно имеющееся противодавление. Повышенное противодавление возникает еще и в том случае, если конденсатопровод имеет слишком малые параметры. Если известны количество конденсата и давление и решено, какая система будет применяться, агрегат устанавливается с соответствующим номинальным давлением (НД) и условным проходом (УП). Для этого служит информационный лист, который содержит все технические параметры и коэффициент расхода в форме диаграммы.

Пример для расчета сферического поплавкового конденсатоотводчика.

При этом необходимо учитывать следующее: в каждом поплавковом конденсатоотводчике могут быть использованы, в соответствии с дифференциальным давлением, различные запорные устройства (ЗУ). Чем меньше дифференциальное давление, тем больше должно быть поперечное сечение отвода.

Запорные устройства 4 с большим поперечным сечением допускаются при дифференциальном давлении до 4 бар, ЗУ 13 с небольшим поперечным сечением - до 13 бар и т. д.

Дано: расход конденсата 1500 кг/ч.

Избыточное давление в теплообменнике 6 бар. Избыточное давление в конденсатопроводе 0,5 бар. Перепад давления 5,5 бар.

Рассмотрим: UNA 23 h или v (h по горизонтали, v по вертикали), НД (номинальное давление) - 16 с дуплексным управлением (для автоматической деаэрации). Условный проход (УП) рассчитывают из диаграммы, приведенной на рис. 13.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ищем точку пересечения количества конденсата с разностью давления. После чего могут быть использованы приборы, линия пропускной способности которых расположена выше этого пункта. Выбраны УП 40, ЗУ 13.

Почему этот условный проход с ЗУ 13?

Приборы с УП 40 и 50 по своей мощности одинаковы, но УП 50 дороже. Приборы с ЗУ 22 соответствуют НД 25/40 и были бы тоже дороже. UNA 23, ЗУ 8 едва ли соответствует НД 16, но должен быть нами дополнительно перестроен. Поэтому линии пропускной способности тех приборов, которые должны быть дополнительно перестроены, внесены в диаграмму прерывистыми линиями.

Пример для расчета сдвоенного стального конденсатоотводчика.

Сначала устанавливают тип по номинальному давлению. Типовое обозначение - ВК 10 до ВК 212. Чем больше число следующее за «ВК», тем выше допускаемое номинальное давление. Используя диаграмму мощности на наших информационных листах, находят соответствующий условный проход для отводимого количества конденсата, начиная с наименьшего. Если такового не достаточно, переходят к следующей величине и т. д.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 14 представляет диаграмму мощности для ВК 15, УП 40 и 50. Расход здесь внесен в зависимости от перепада давления и температуры.

Кривая «1» указывает, сколько горячего конденсата может быть отведено при температуре ниже температуры кипения на 10 °С при соответствующем дифференциальном давлении. Кривая «2» показывает, сколько конденсата отводится, если он образуется при температуре ниже температуры кипения на 30 °С.

Охлажденный конденсат с температурой 200 °С отводит конденсатоотводчик, как показывает кривая «3». Поскольку неизвестно, при какой температуре конденсат действительно поступает - это зависит от вида, размера и нагрузки теплообменника - расчет для конденсатоотводчика ведется согласно кривой «1». На практике почти всегда можно рассчитывать на переохлаждение с 10 °С.

Если в основу легли одинаковые данные, как при расчете для поплавкового конденсатоотводчика, тогда необходимо рассматривать ВК 15, УП 40. При Ар = 5,5 бар этот прибор может отводить 1600 кг/ч конденсата согласно кривой «1». Поскольку поступает только 1500 кг/ч, то этого сдвоенного конденсатоотводчика как раз достаточно.

теплообменник паропровод конденсатный

Размещено на Allbest.ru

...