Что такое открытая система сбора конденсата
Системы сбора конденсата открытого типа
Системы открытого типа допускается сооружать на предприятиях с небольшим объемом возвращаемого конденсата: от 4-6 т/ч и до 10 т/ч, при условии, что источник теплоты расположен на расстоянии, не превышающем 500 м.
Достоинствами таких систем являются:
небольшие капитальные затраты на сооружение;
простые конструкции основных элементов оборудования;
надежная эксплуатация системы и невысокие затраты на поддержание ее в работоспособном состоянии
К недостаткам систем относятся:
повышенная доля безвозвратных потерь конденсата из-за испарения воды с поверхности зеркала в баках-конденсатосборниках;
коррозионный износ оборудования и конденсатопроводов из-за поглощения конденсатом кислорода (аэрации) при непосредственном соприкосновении с воздухом.
В конденсатосборниках атмосферного типа в целях предотвращения интенсивной аэрации температура конденсата должна быть не ниже 95 О С.
Принципиальные схемы конденсатных систем открытого типа представлены на рис. 2.3- 2.5. По самотечной схеме конденсат возвращается в сборный бак (см. рис. 2.3), уровень размещения которого ниже отметки установки конденсатоотводчиков на выходе из паропотребляющих элементов. Такая схема характерна для внутрицеховых пароконденсатных систем, рассчитанных на невысокую нагрузку.
В напорных без насосных системах (см. рис. 2.4) транспорт конденсата в сборный бак производится за счет разности давлений. Конденсат на выходе из паропотребляющего элемента оборудования из-за давления греющего пара обладает небольшим избыточным давлением относительно атмосферного, поддерживаемого в баке. Конденсатосборник в этом случае может располагаться выше уровня размещения конденсатоотводчиков, что дает возможность отводить конденсат из бака к парогенерирующим установкам самотеком.
|
|
При значительном удалении источника теплоснабжения (ТЭЦ или котельной) для преодоления гидравлического сопротивления конденсатопровода требуется создание дополнительного напора, для чего в схему включаются перекачивающие насосы (см. рис. 2.5).
В схемах открытого типа следует добиваться максимально возможного снижения выпара и пара вторичного вскипания в конденсате. Этого можно достичь:
охлаждением конденсата в теплообменниках, что желательно осуществлять в самих пароиспользующих аппаратах;
применением сепараторов-расширителей для удаления пара вторичного вскипания и выпара из конденсата;
доохлаждением конденсата путем подмешивания к нему мягкой воды. Обычно объем добавочной воды в 1,5 раза превышает объем отводимого конденсата.
Открытая или закрытая пароконденсатная система
Открытая или закрытая пароконденсатная система
Пароконденсатные системы могут быть открытые и закрытые. В открытых системах конденсат после конденсатоотводчика поступает в бак сбора конденсата, который связан с атмосферой и не находится под избыточным давлением, а далее с помощью насоса перекачивается в котельную. В этом случае температура конденсата в баке составляет около 100˚С.
Преимущество такой системы в меньших начальных капиталовложениях, а так же в простоте монтажа.
В закрытых системах восстановления конденсата, конденсат не контактирует с окружающей атмосферой, в таких системах он находится под давлением в течение всего процесса восстановления, поэтому его температура может быть значительно выше 100˚С, а это экономит энергию на догрев конденсата и, что самое важное, исключает потери вторичного пара.
Условия для выбора типа системы
Для выбора системы используют два показателя:
Сводная таблица
* Ограничено максимальной рабочей температурой насоса и арматуры
Как использовать конденсат с пользой
Что делать с конденсатом?! Этот вопрос нам часто задают наши клиенты, эксплуатирующие пароконденсатные системы. Ведь на большинстве российских предприятий его до сих пор просто сливают, что очень неэффективно с технической точки зрения. Нередко это тонны горячей воды, которую можно потратить с пользой. Например, для собственных нужд организации или вернув конденсат обратно парогенератор, где его снова используют в качестве питательной воды для котла.
Между прочим, во многих странах законодательно запрещено сливать воду температурой более 43 0 С в общие канализационные системы, так как это наносит серьезный ущерб окружающей среде. При нарушении этого ограничения предприятие может быть оштрафовано на крупную сумму.
Поэтому перед сливом в канализацию конденсат нужно охлаждать, а это дополнительные производственные затраты. Но даже не это главная проблема.
Сбрасывая конденсат, предприятие несет большие убытки по восполнению недостатка питательной воды для котла, химподготовка которой недешевое удовольствие. В этот процесс может входить натрий-катионирование, добавление различных наполнителей и реактивов, фильтрация, очистка методом обратного осмоса и т.д.
В то время как собранный конденсат можно сразу пускать в деаэратор, минуя этап химподготовки. Достаточно пропустить его через простую систему фильтрации, чтобы удалить возможную грязь и примеси, «прицепившиеся» при его прохождении по паропроводу. Если качество конденсата не соответствует требованиям, предъявляемым к питательной воде, целесообразно предусмотреть дополнительные меры по его очистке или использовать его в качестве прямого теплоносителя.
Дополнительный плюс возвращенного конденсата — даже после прохождения достаточного протяженного трубопровода температура жидкости остается достаточно высокой, а значит на подогрев питательной воды тратится гораздо меньше энергоресурсов (экономия может достигать 10-25%). Как воспользоваться всеми преимуществами, предоставляемыми возвращенным конденсатом, рассказывает Андрей Шахтарин, директор компании «КВиП».
Системы сбора и возврата конденсата
Сбор и возврат конденсата целесообразен в большинстве пароконденсатных систем. Конденсат (читай, горячая вода, полностью подготовленная к применении в большинстве технологических процессов) является ценным теплоносителем. Поэтому повторное использование даже его малого количества часто бывает экономически оправдано. А благодаря разумной цене и коротким срокам окупаемости оборудования (от 3 месяцев до 2 лет), используемого для этого процесса, нередко имеет смысл собирать и возвращать конденсат даже от одного единственного конденсатоотводчика.
Для сбора и возврата конденсата используют комплекс оборудования, состоящий из следующих компонентов:
конденсатопровод, диаметр которого подбирается с учетом возможности образования вторичного пара при переходе из области высокого давления на участок с более низким (чтобы исключить появление паровых пробок);
сборный бак с внутренним антикоррозионным покрытием, вместимость которого должна быть не менее 10-минутного максимального расхода конденсата;
конденсатоотводчики, обеспечивающие отвод конденсата без пропуска пара, — например, с механическим затвором (поплавковые, термостатические, мембранные);
насос, электрический или механический с достаточной пропускной способностью, чтобы перекачивать конденсат при заданных условиях;
дополнительная обвязка системы — предохранительные и обратные клапаны, задвижки, продувочные вентили, датчики давления и уровня, контрольные приборы и т.д.
Систему можно собрать из отдельных компонентов. Однако современный рынок пароконденсатного оборудования сегодня предлагает более практичные варианты — готовые станции сбора и возврата конденсата, представляющие собой комбинации объемного насоса и конденсатоотводчика.
Станции сбора и возврата конденсата
Установки сбора и возврата конденсата имеют бюджетную стоимость и полностью подготовлены к подключению. Поставляются на раме в сборе с атмосферным ресивером и всеми компонентами, необходимыми для нормальной эксплуатации оборудования. Это позволяет не только сэкономить на стоимости монтажных и пусконаладочных работ, но и сократить время, затрачиваемое на подготовку к запуску оборудования. Если производительности установки недостаточно для нормального отвода конденсата, на одной раме может быть установлено до трех насосов, подключенных параллельно.
Для перекачки конденсата могут использоваться:
Электрические насосы, отводящие жидкость согласно выставленному режиму — постоянно или с определенными временным интервалом. Применяются в системах, где собственного давления конденсата не хватает, чтобы дойти до котельной, а также если необходимо разделить потребителя и конденсатную линию. Работают автоматически, но требуют регулярного техобслуживания.
Механические насосы действуют периодически — при поступлении конденсата срабатывает поплавковый механизм, открывающий доступ в конденсатную сеть. Такие станции сбора и возврата конденсата не требуют расходов на энергопитание и более практичны в эксплуатации — они надежнее, долговечнее и нейтральны к высоким температурам. Здесь нет проблем с кавитацией — в отличие от электронасосов здесь нет элементов, выходящих из строя или изнашивающихся под действием гидроударов.
По опыту наших продаж и отзывам клиентов «КВиП» отдать предпочтение лучше механическим станциям. Например, из нашего ассортимента наиболее популярны установки сбора и возврата конденсата АСТА серии УНКО, с преимуществами которого можно ознакомиться в этой статье. Обращайтесь к нашим специалистам, чтобы получить более подробную информацию по оборудованию или воспользоваться помощью в подборе установки. Связаться с нами можно любым удобным для вас способом.
spirax_sarco
spirax_sarcoПароконденсатные системы для промышленных предприятий
Рисунок1. 1 кг пара при полной конденсации превращается в 1 кг конденсата
Конденсат не только содержит тепло, но также представляет собой дистиллированную воду, которая идеально подходит для использования в качестве питательной воды котла. В эффективной пароконденсатной системе конденсат должен собирается и возвращается в деаэратор или бак питательной котла. Только в случае явной опасности загрязнения конденсат нельзя использовать в качестве питательной воды. Но даже в таком случае иногда бывает возможность собирать конденсат и использовать его как горячую воду, от которой тем или иным способом можно отобрать тепло.
Конденсат отводится от паропотребляющего оборудования при помощи конденсатоотводчиков; при этом он переходит из области высокого давления в область более низкого давления, существующего в конденсатной магистрали. В результате падения давления часть конденсата снова испаряется, превращаясь в пар вторичного вскипания (вторичный пар). Количество образующегося вторичного пара определяется излишком тепла между параметрами конденсата при высоком и низком давлении. Как правило, во вторичный пар превращается от 10% до 15% общей массы конденсата. Однако объём в процентном отношении может меняться гораздо сильнее. Конденсат при давлении 7 бари при переходе в область атмосферного давления теряет примерно 13% своей массы, но образующийся при этом пар занимает пространство примерно в 200 раз большее, чем занимал конденсат, из которого образовался этот пар. Это может привести к образованию паровой пробки в конденсатной линии, если ее диаметр слишком мал для данного количества вторичного пара. Факт возможности образования вторичного пара должен приниматься во внимание при выборе диаметра конденсатопровода.
Пример 1. Определение количества вторичного пара
Горячий конденсат при давлении 7 бари содержит ≈721 кДж/кг тепла. При попадании в область атмосферного давления (0 бари) каждый килограмм воды может содержать только 419 кДж тепла. Таким образом, излишек энергии, содержащийся в каждом килограмме конденсата, составляет 721 – 419 = 302 кДж. Эта излишек приводит к испарению части конденсата. Количество испаряющегося при этом конденсата определяется отношением излишка тепла по отношению к количеству тепла, требуемого для испарения воды при более низком давлении (в данном примере это – энтальпия испарения при атмосферном давлении =2258 кДж/кг).
Таким образом, в данном примере количество конденсата, превращающегося во вторичный пар:
Количество образующегося вторичного пара = 13,4%
Для вычисления пропорции вторичного пара используется график (Рисунок 3).
Рисунок 3. График для определения количества пара вторичного вскипания
Пар, производимый в котле часто называют острым паром. Термины «острый пар» и «пар вторичного вскипания» используются только для того, чтобы разделить их природу. Независимо от того, где образовался пар – в котле или в результате процесса мгновенного вскипания, он обладает энтальпией испарения, и может использоваться в качестве теплоносителя. Вторичный пар может содержать до половины всей тепловой энергии конденсата. В эффективной паровой системе вторичный пар должен использоваться повторно. Если конденсат и вторичный пар сбрасывать в атмосферу, то это может быть приравнено к потерям тепла.
Рисунок 4. Типичная пароконденсатная система
Финансовые аспекты
Конденсат является ценным теплоносителем. Повторное использование даже малого количества конденсата часто бывает экономически оправдано. Нередко имеет смысл собирать и возвращать конденсат, отводимый одним единственным конденсатоотводчиком.Не возвращённый в котельную конденсат можно компенсировать, подавая в деаэратор холодную добавочную воду. Но это приведёт к дополнительным затратам на химическую обработку воды и на топливо для ее нагрева до температуры приемлемой для подачи в деаэратор.
Затраты на воду
Слитый в дренаж конденсат нужно заменить добавочной водой, что приводит к дополнительным затратам на покупку воды.
Ограничения на количество сточных вод
В Великобритании воду, имеющую температуру более 43ºС, по закону нельзя сливать в общие канализационные системы, потому что это наносит ущерб окружающей среде. Конденсат, температура которого выше 43ºС, перед сливом в канализацию системы нужно охлаждать, что также бывает сопряжено с дополнительными затратами. Похожие ограничения действуют в большинстве стран, и в случае их несоблюдения предприятия, сливающие горячий конденсат, могут быть оштрафованы.
Максимальное повышение производительности котла
Чем холоднее питательная вода котла, тем меньше пара будет производить котёл для потребителей, так как часть пара будет использоваться для подогрева этой воды.
Качество питательной воды
Конденсат представляет собой дистиллированную воду, в которой почти не содержится растворённых твёрдых веществ (TDS). Для уменьшения концентрации растворённых твёрдых веществ в котловой воде часть воды из котлов приходится удалять (так называемая продувка котлов). Чем больше конденсата возвращается в котёл в качестве питательной воды, тем меньше необходимость в продувке, а значит, тем меньше тепла будет теряться.
Рисунок 5. Содержание тепла в водяном паре и конденсате при одном и том же давлении
На Рисунке 5 сравнивается количество тепла, содержащегося в одном килограмме пара и в одном килограмме конденсата при одном и том же давлении. Процент количества тепла в конденсате относительно тепла пара варьируется от 18% при давлении 1 бари до 30% при давлении 14 бари. Очевидно, что конденсат имеет смысл собирать и использовать.
Больше интересных статей и другой полезной информации вы сможете найти на нашем сайте в разделе Академия Пара
Системы сбора конденсата открытого типа
Системы открытого типа допускается сооружать на предприятиях с небольшим объемом возвращаемого конденсата: от 4-6 т/ч и до 10 т/ч, при условии, что источник теплоты расположен на расстоянии, не превышающем 500 м.
Достоинствами таких систем являются:
небольшие капитальные затраты на сооружение;
простые конструкции основных элементов оборудования;
надежная эксплуатация системы и невысокие затраты на поддержание ее в работоспособном состоянии
К недостаткам систем относятся:
повышенная доля безвозвратных потерь конденсата из-за испарения воды с поверхности зеркала в баках-конденсатосборниках;
коррозионный износ оборудования и конденсатопроводов из-за поглощения конденсатом кислорода (аэрации) при непосредственном соприкосновении с воздухом.
В конденсатосборниках атмосферного типа в целях предотвращения интенсивной аэрации температура конденсата должна быть IH,IIIJC 95 ОС.
Принципиальные схемы конденсатных систем открытого типа представлены на рис. 2.3- 2.5. По самотечной схеме конденсат возвращается в сборный бак (см. рис. 2.3), уровень размещения которого ниже отметки установки конденсатоотводчиков на выходе из паропотребляющих элементов. Такая схема характерна для внутрицеховых пароконденсатных систем, рассчитанных на невысокую нагрузку.
В напорных без насосных системах (см. рис. 2.4) транспорт конденсата в сборный бак производится за счет разности давлений. Конденсат на выходе из паропотребляющего элемента оборудования из-за давления греющего пара обладает небольшим избыточным давлением относительно атмосферного, поддерживаемого в баке. Конденсатосборник в этом случае может располагаться выше уровня размещения конденсатоотводчиков, что дает возможность отводить конденсат из бака к парогенерирующим установкам самотеком.
При значительном удалении источника теплоснабжения (ТЭЦ или котельной) для преодоления гидравлического сопротивления конденсатопровода требуется создание дополнительного напора, для чего в схему включаются перекачивающие насосы (см. рис. 2.5).
В схемах открытого типа следует добиваться максимально возможного снижения выпара и пара вторичного вскипания в конденсате. Этого можно достичь:
охлаждением конденсата в теплообменниках, что желательно осуществлять в самих пароиспользующих аппаратах;
применением сепараторов-расширителей для удаления пара вторичного вскипания и выпара из конденсата;
доохлаждением конденсата путем подмешивания к нему мягкой воды. Обычно объем добавочной воды в 1,5 раза превышает объем отводимого конденсата.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет