CS215602B1 - Způsob semoregulačního odvodu kondenzátu vodní páry - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu samoregulačního odvodu kondenzátu vodní páry.'

V komunální i průmyslové praxi, zejména v chemickém průmyslu se často používá aparátů, ve kterých se předává teplo. Jako teplonosné médium se nejčastěji používá vodní pára, která v topném prostoru aperátu předává své skupenské teplo a po ochlazení Rpd rosný bod kondenzuje. Vzniklý kondenzát se obvykle shromažďuje a vrací jako napájecí voda do vyvíječů páry. Je nepřípustné, aby tepelný výměník pracoval s propouštěním páry, jt. s neúplnou koncenzací topné páry.

Proto byly opuštěny první regulační systémy odvodu kondemtátu labyrintem nebo clonou, které dokázaly jen omezit propouštění páry, ale nikoliv mu zamezit· Většina dnešních regulačních systémů vypouští kondenzát ne teplotě varu. Přestavitelné regulační z

215 602 orgány jsou nazývány odvaděči kondenzátu a jsou ovládány impulsy od jedné nebo více veličin·

Tak například regulace odtoku kondenzátu pomocí plovákových odváděčů kondenzátu využívá rozdílu hmotnosti plynné a kapalné fáze k pohybu plováku a tento pohyb potom je mechanickým impulsem k otevírání výtokového otvoru z topného prostoru výměníku do sběru kondenzátu.

Tento systém vypouští kondenzát ns teplotě věru. Jiným příkladem je regulační systém regulující odvod kondenzátu na teplotě varu a počítající dokonce s pronikem topné páry. Je založen ns činnosti tzv..termodynamického odváděče, který využívá odlišných hydrodynamických vlastností páry a kondenzátu v kombinaci a tlakovým účinkem proniklé páry k mechanickému uzavírání odvedu kondenzátu. Některé systémy vypouštějí kondenzát s teplotou pod teplotu varu. Regulačním impulsem je odlišná teplote bourdonského pera neplněného nízkovroucí kapalinou. Teplota pera a tím i tlak v peru, uzavírající mechanicky odtok kondenzátu jsou ovlivněny jinou charakteristikou prostupu tepla do pera z páry nebo kondenzátu. Takové typy regulátorů se nezývají termostatickými.

Společnou nevýhodou všech uvedených řešení je složitost s problematičnost mechanického provedení, které zavinují odchylky od ideálního chodu a způsobují pronik topné páry do sběru kondenzátu, pokud dokonce s tímto pronikem přímo princip nepočítá. Většina z uvedených systémů expanduje kondenzát na teplotu varu při tlaku v topném systému. Je-li sběr kondenzátu pod tlakem do 0,2 MPa, při expanzi z tlaku topného systému 0,5 MPa vzniká ve sběru kondenzátu přibližně 7 hmotnostních procent plynné fáze. Při expanzi ze atředotlakového topného systému kolem 1 MPa vzniká při expanzi do tlaku 0,2 MPa ve sběru kondenzátu 13 % plynné fáze. Při odvodu kondenzátu z vysokotlakého kondenzečníno systému je px-ocento plynně' fáze je procento plynné fáze ještě vyěěí. Tato plynná fáze, vzniklá expanzí, způsobuje společně s občasným pronikem parní fáze z topných prostorů tlakové rázy ve sběru kondenzátu, vyžaduje vysoké předimenzování potrubních řádů za odváděči kondenzátu a způsobuje labilitu celých topných systémů, které obsluha čelí neustálým odpouštěním páry.

Nyní bylo zjištěno, že lze dosáhnout samoregulace odvodu kondenzátu vodní páry, při odstranění nebo podstatném snížení všech nevýhod dosavadních systémů odvodu kondenzátu postupem podle vynálezu,, který spočívá v tom, že se kondenzát chledí před škrcením pod teplotu varu při tlaku před škrcením, přičemž hydraulický odpor při škrcení kondenzátu se reguluje teplotou e tiskem kondenzátu před škrcením, a teplote a tlak před škrcením se reguluje hydraulickým odporem.

Způsob aamoregulačního odvodu kondenzátu vodní páry podle vynálezu má oproti dosavadním systémům několik výhod. Umožňuje využít tepla, které dnes uniká a horkým kondenzátem a v průměru lze očekávat více než 10%ní úsporu topné energie při nejvíce rozšířených středotlakých systémech-. Dále zabraňuje pronikům, zejména nářezovým, topné péry do sběru kondenzátu. Při měření provedeném ne malém spotřebiči činil tento pronik až 10 % z množšství kondenzátu. Dovoluje dimenzovat sběry kondenzátu mnohem racionálněji než dosud. Přenáší tepelné ztráty z dnešní topné páry ns chlazení kondenzátu. Snížením dimenzí sběru kondenzátu dále snižuje ztráty.

215 602

V odvodu kondenzátu vznikla samoregulací rovnováha. Před škrcením měl kondenzát tlak

0,52 MPa a byl ochlazován na teplotu 123 - 6 °C. Hydraulický odpor při škrcení byl 0,42 MPa.

Teplota varu při tlaku před škrcením, tzn. 0,52 MPa, odpovídá teplotě 153,4 °C. Systém propouštěl 12,6 kg kondenzátu za hodinu, což představovalo 10 % šetření proti spotřebě naměřené u téhož systému, avšak při regulaci plovákovým odváděčem.

Příklad 2

V systému topeném parou s maximálním tlakem 1,6 MPa byl regulátorem udržován topný tlak páry 0,5 MPa. Kondenzát v množství 300 kg/h byl ochlazován před škrcením na teplotu 110 5 °C a tlak 0,53 MPa. Hydraulický odpor při škrcení byl 0,4 MPa. Tlaku 0,53 MPa odpovídá teplote varu 154,2 °C. Oproti spotřebě, kterou by vykázal tentýž systém s plovákovým odváděčem, došlo minimálně ke snížení o 27 kg páry ze hodinu.

Příklad 3

V systému topeném parou 0,7 MPa s teplotou varu 165 °C a maximálním tlakem 1,6 MPa je destilován produkt při teplotě 140 °C. Kondenzát vodní páry z destilačního systému přechází do systému předehřívání nástřiku, kde se ochlazuje až na 110 °C. Před škrcením měl kondenzát tlak 0,75 MPa. Hydraulický odpor při škrcení dosahoval 0,65 MPa. Kondenzát v množství 430 kg/h nevyvolal páření sborníku kondenzátu. Oproti spotřebě s dosavadními regulacemi odvodu kondenzátu docházelo k úspoře minimálně 47 kg páry za hodinu, nepočítáme-li teplo na ohřev nástřiku jako nutné. Počítóme-li je jako nutné, docházíme k úspoře 80 kg páry za hodinu.

Příklad 4

Ze systému popsaného v příkladě 3 se vyřadilo předehřívání nástřiku kondenzátem z destilsčního systému. Rovnovážný stav se ustavil při teplotě ochlazovaného kondenzátu před škrcením 150 - 5 °C. Pro spotřebu páry 430 kg/h bylo nutno zv#it tlak topné péry na 0,8 MPa. Tlak kondenzátu před škrcením dosáhl 0,85 MPa a sborník kondenzátu začal pářit. Teplota odpovídající teplotě varu při tlaku před ěkrcením je 173 °C. Hydraulický odpor při škrcení dosáhl 0,75 MPa. Oproti dosavadním způsobům odvádění kondenzátu šetřil systém 14 kg páry za hodinu.

Claims (1)

1. Způsob samoregulsčního odvodu kondenzátu vodní páry z kondenzačních systémů expanzí, vyznačený tím, že se kondenzát chladí před škrcením pod teplotu varu při tlaku před škrcením, přičemž hydraulický odpor při škrcení kondenzátu se reguluje teplotou a tlakem kondenzátu před škrcení·, fi teplote e tlak před škrcením se reguluje hydraulickým odporem.