DE10153802B4

DE10153802B4 - Method and device for condensing flash steam

Info

Publication number: DE10153802B4
Application number: DE2001153802
Authority: DE
Inventors: Georg F. Dr. Schu
Original assignee: ESI GmbH
Current assignee: ESI GmbH
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2021-11-06
Also published as: DE10153802A1

Abstract

Verfahren zur Kondensation von Entspannungsdampf, wobei in einem von einem Speisewasserbehälter (4) gespeisten Kessel (8) Speisewasser verdampft und als Hochdruckdampf an einen Dampfverbraucher, beispielsweise einen Wärmetauscher oder einen Verdampfer abgegeben wird und das beim Wärmetausch entstehende Hochdruckkondensat entspannt und in den Speisewasserbehälter (4) zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochdruckondensat in einen geschlossenen mit Überdruck betriebenen, dem Speisewasserbehälter (4) vorgeschalteten Kondensatsammelbehälter (14) unterhalb des Kondensatflüssigkeitsspiegels (18) eingeleitet und entspannt wird, aus dem Kondensat abgezogen und über einen Verteiler (22) über Kopf wieder zurückgeführt wird.Process for the condensation of flash steam, whereby feed water evaporates in a boiler (8) fed by a feed water tank (4) and is released as high pressure steam to a steam consumer, for example a heat exchanger or an evaporator, and the high pressure condensate formed during the heat exchange is expanded and fed into the feed water tank (4 ) is returned, characterized in that the high-pressure condensate is introduced into a closed, overpressure-operated condensate collecting container (14) connected upstream of the feed water container (4) and depressurized below the condensate liquid level (18), withdrawn from the condensate and via a distributor (22) Head is returned.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kondensation von Entspannungsdampf.The invention relates to a method and a device for condensing flash steam.

Wasserdampf ist einer der wichtigsten Energieträger bei der Prozeßführung von chemischen und lebensmittel-technologischen Verfahren. Die Kondensationswärme des Wasserdampfes wird dabei ausgenutzt, um beispielsweise Behälter oder Kolonnen auf einer Betriebstemperatur zu halten oder um Wärmetauscher zu betreiben.Water vapor is one of the most important fuels in the litigation of chemical and food technological processes. The heat of condensation of the Water vapor is used to, for example, containers or Keep columns at an operating temperature or around heat exchangers to operate.

Das von einem derartigen Dampfverbraucher zurückgeführte Kondensat wird üblicherweise entspannt und in einen Speisewasserbehälter zurückgeführt. Man unterscheidet dabei grundsätzlich offene Kondensatsysteme, bei denen durch die Druckabsenkung vom vergleichsweise hohen Dampfdruck auf den atmosphärischen Druck im Kondensatsystem Verluste durch Entspannungsdampf entstehen. Dieser Entspannungsdampf strömt bei offenen Kondensatbehältern über die Be- und Entlüftungsleitung ins Freie ab.That from such a steam consumer returned condensate is usually relaxed and into a feed water tank recycled. you basically distinguishes between open ones Condensate systems in which the pressure drop from the comparatively high vapor pressure on the atmospheric Pressure in the condensate system Losses due to flash steam. This relaxation steam flows with open condensate tanks over the Ventilation line outside.

Derartige Verluste lassen sich durch geschlossene, unter Überdruck stehende Kondensatsysteme minimieren. Da diese Systeme erst in jüngster Zeit durch die Entwicklungen in der Prozeßleittechnik zuverlässig beherrschbar sind, werden Neuanlagen häufig mit geschlossenen Kondensatsystemen ausgeführt.Such losses can be avoided closed, under pressure Minimize standing condensate systems. Because these systems have only recently reliably controllable through the developments in process control technology new installations are common with closed condensate systems.

Problematisch bleibt jedoch die Umrüstung bestehender Anlagen mit offenen Kondensatsystemen. Eine derartige Umrüstung ist äußerst kostspielig, da das Kondensatleitungsnetz nicht für einen Betrieb unter Überdruck ausgelegt ist und es darüber hinaus erforderlich ist, alle Kondensatableiter der Anlage auszutauschen.However, the retrofitting of existing ones remains problematic Systems with open condensate systems. This kind of retrofitting is extremely expensive, since the condensate line network is not suitable for operation under excess pressure is laid out and above it it is also necessary to replace all steam traps in the system.

Der Grundaufbau einer herkömmlichen Anlage mit offenem Kondensatsystem ist beispielsweise in der DE 197 58 301 C1 des Anmelders beschrieben.The basic structure of a conventional system with an open condensate system is, for example, in the DE 197 58 301 C1 described by the applicant.

Bei diesem bekannten Verfahren wird das entspannte Kondensat über eine Kondensatpumpe einem Speisewasserbehälter zugeführt, aus dem dann über eine Speisepumpe Speisewasser abgezogen und zur Erzeugung von Hochdruckdampf einem Kessel zugeführt wird. Die bei der offenen Kondensation entstehenden Verluste durch Entspannungsdampf werden durch Hinzufügen von Zusatzspeisewasser ausgeglichen. Vor dem Eintritt des Gemisches aus zurückgeführtem Kondensat und Zusatzspeisewasser in den Speisewasserbehälter erfolgt eine Entgasung in einem Entgaser, in dem die ausgekochten Gase (beispielsweise Sauerstoff, Kohlendioxid) über ein Fegedampfventil abgeführt werden. Es ist jedoch auch üblich, Kondensat und Zusatzspeisewasser dem Entgaser über getrennte Leitungen zuzuführen.In this known method the relaxed condensate over a condensate pump fed to a feed water tank, from which then via a Feed pump withdrawn feed water and used to generate high pressure steam fed to a boiler becomes. The losses caused by open condensation due to Flash steam is added by adding make-up water balanced. Before the return condensate mixture enters and additional feed water in the feed water tank is degassed in a degasser in which the boiled gases (e.g. Oxygen, carbon dioxide) a purging steam valve discharged become. However, it is also common Condensate and additional feed water must be fed to the degasser via separate lines.

Das an den Dampfverbrauchern anfallende Kondensat wird in einem Kondensatableiter auf den Gegendruck, zumeist Atmosphärendruck, entspannt und einem offenen Kondensatsammelbehälter zugeführt. In der Kondensatleitung stromabwärts des Kondensatableiters befindet sich dann eine Mischung aus Flüssigkeit und Dampf, wobei der Dampfanteil aufgrund ungenügend isolierter Kondensatleitungen teilweise oder vollständig Kondensiert. Bei der Einmündung in den Kondensatsammelbehälter trennt sich der noch verbliebene Dampf von der Flüssigkeit und strömt über die Be- und Entlüftungsleitung ins Freie ab.The condensate accumulating on the steam consumers in a condensate drain to the counter pressure, mostly atmospheric pressure, relaxed and fed to an open condensate collector. In the condensate line downstream the condensate drain is then a mixture of liquid and steam, the steam proportion due to insufficiently insulated condensate lines partially or completely Condensed. At the confluence separates into the condensate collector the remaining vapor separates from the liquid and flows over the Ventilation line in Free from.

Durch den Einsatz von Kondensatentspannern kann dieser Entspannungsdampfverlust verringert werden. Dabei wird das Kondensat bei einem höheren als atmosphärischen Druck entspannt, so dass der nach dem Kondensatentspanner mit Überdruck vorliegende Entspannungsdampf noch als Heizmedium eingesetzt werden kann. Der Verlustdampf reduziert sich dann auf die Differenz zwischen dem Entspannungsdruck und dem Gegendruck (Atmosphärendruck).Through the use of condensate relaxers this flash steam loss can be reduced. Doing so the condensate at a higher than atmospheric Pressure is released, so that after the condensate expander with overpressure flash steam is still used as a heating medium can. The waste steam is then reduced to the difference between the Relaxation pressure and the counter pressure (atmospheric pressure).

Weitere Verluste im Kondensatsystem entstehen zusätzlich durch die Absalzung und Abschlammung am Kessel und bei der vorbeschriebenen thermischen Speisewasserentgasung.Further losses in the condensate system arise additionally by desalination and desludging on the boiler and at the above thermal feed water degassing.

Es zeigte sich, dass die Entspannungsdampfverluste auch bei dem Einsatz eines Kondensatentspanners so hoch sind, dass der Energieverlust wesentlich größer ist als die benötigte Energie, die zum Ersatz der Kondensatmengenverluste am Dampfverbraucher rechnerisch erforderlich wären.It was found that the flash steam losses are so high even when using a condensate release agent that the energy loss is much greater than needed Energy to replace the loss of condensate at the steam consumer would be mathematically necessary.

Die DE 42 23 392 C2 offenbart einen Kondensator zur Kondensation von Wasserdampfanteilen eines Brüden-Luftgemischs. Der Kondensator besteht aus einem Gegenstromkondensator und einem Gleichstromkondensator, wobei aus dem vorgeschaltetem Gleichstromkondensator eine Teilkondensatmenge abgezweigt und über Kopf gemeinsam mit dem Brüden-Luft-Gemisch zugeführt wird.The DE 42 23 392 C2 discloses a condenser for the condensation of water vapor components of a vapor-air mixture. The condenser consists of a countercurrent condenser and a direct current condenser, a partial condensate quantity being branched off from the upstream direct current condenser and fed in overhead together with the vapor / air mixture.

Aus der DE 44 32 960 C1 ist ein Kondensator bekannt, über den der aus einer Niederdruckturbine austretende Dampf kondensierbar ist. Dieser Dampf wird dem Kondensator über Kopf zugeführt.From the DE 44 32 960 C1 a condenser is known via which the steam emerging from a low-pressure turbine can be condensed. This steam is fed to the condenser overhead.

Setzt man derartige Lösungen bei der Kondensation von Entspannungsdampf ein, so dürfte ein nur unzureichender Wirkungsgrad erzielbar sein, da erhebliche Verluste durch Entspannungsdampf zu erwarten sind.Such solutions are included the condensation of flash steam, one is likely to be insufficient Efficiency can be achieved because of considerable losses due to flash steam are to be expected.

Gegenstand der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kondensation von Entspannungsdampf zu schaffen, bei denen die Kondensatmengenverluste durch Entspannungsdampf mit minimalem verfahrens- und vorrichtungstechnischen Aufwand verringert sind.The object of the invention is therefore a method and an apparatus for the condensation of flash steam to create, in which the condensate loss due to flash steam reduced with minimal process and device engineering effort are.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmalskombination des Patentanspruches 1 und hinsichtlich der Vorrichtung mit der Merkmalskombination des nebengeordneten Patentanspruches 6 gelöst.This task is carried out with regard to the Method by the combination of features of claim 1 and with regard to the device with the combination of features of independent claim 6 solved.

Erfindungsgemäß wird das vom Dampfverbraucher zurückgeführte Hochdruckkondensat in einen geschlossenen, atmosphärisch oder dem jeweiligen Gegendruck betriebenen Kondensatsammler unterhalb des Kondensatflüssigkeitsspiegels eingeleitet und entspannt, wobei durch den gegebenenfalls enthaltenen Entspannungsdampf das im Kondensatsammler aufgenommene, sich unterhalb des Siedepunktes befindliche Speisewasser (Kondensat) durch den kondensierenden Entspannungsdampf erwärmt wird.According to the steam consumer recycled high pressure condensate in a closed, atmospheric or the respective back pressure operated condensate collector below of the condensate liquid level initiated and relaxed, whereby by the possibly included Relaxation steam that is absorbed in the condensate collector, below of the boiling point of the feed water (condensate) through the condensing flash steam is heated.

Erfindungsgemäß wird dabei über eine Umwälzpumpe Kondensat aus dem Kondensatsammler abgezogen und über einen Verteiler im Kopf des Kondensatsammlers wieder zugeführt. Der gesamte Luft-/Dampfraum des Kondensatsammlers wird somit ständig ausgewaschen und Überschußdampf, der nicht im flüssigen Kondensat gebunden ist, wird im Kopfraum mittels einer Mischkondensation gebunden und somit thermisch ausgenutzt.According to the invention, a circulating pump Condensate withdrawn from the condensate collector and over a Distributor fed back into the head of the condensate collector. The The entire air / steam space of the condensate collector is thus constantly washed out and excess steam that not in the liquid Condensate is bound in the headspace by means of a mixed condensation bound and thus thermally exploited.

Durch diese Prozeßführung lassen sich die Kondensatmengenverluste durch Entspannungsdampf minimieren, so dass die Überschußwärme im System praktisch restlos ausgenutzt werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung ist somit herkömmlichen Lösungen mit offenen Kondensatsammlern energetisch überlegen. Der Vorteil gegenüber geschlossenen Überdrucksystemen liegt in den wesentlich günstigeren Kosten, da die Umrüstung mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich ist.The loss of condensate can be reduced by this process control minimize by flash steam, so that the excess heat in the system practically completely can be exploited. The solution according to the invention is therefore conventional solutions energetically superior with open condensate collectors. The advantage over closed overpressure systems lies in the much cheaper Cost as the retrofit is possible with comparatively little effort.

Zum Ausgleich von Kondensatmengenverlusten wird dem Kondensatsammler Zusatzspeisewasser (Weichwasser) zugeführt, das durch Ausnutzung der thermischen Energie des Entspannungsdampfes auf die Systemtemperatur im Kondensatsammler gebracht wird.To compensate for loss of condensate additional feed water (soft water) is fed to the condensate collector by utilizing the thermal energy of the relaxation steam is brought to the system temperature in the condensate collector.

Falls die Kondensatmengenverluste relativ gering sind und der Anfall von Entspannungsdampf im Kondensatbehälter höher ist als der Bedarf zur Erwärmung des Zusatz-Speisewassers, steigt die Temperatur im Speisewasser über einen vorgewählten Grenzwert an. In diesem Fall kann diese erhöhte Temperatur im Kondensatsammler ausgenutzt werden, um Brauchwasser zu erwärmen. Diese Brauchwassererwärmung kann intern oder extern über einen innen liegenden bzw. außen liegenden Wärmetauscher erfolgen, der jeweils mit Kondensat aus dem Kondensatsammler betrieben wird.If the loss of condensate are relatively low and the amount of flash steam in the condensate tank is higher than the need for heating of the additional feed water, the temperature in the feed water rises above one preselected limit on. In this case, this increased temperature in the condensate collector can be used to heat domestic water. This hot water heating can internally or externally via an inside or outside lying heat exchanger take place, each operated with condensate from the condensate collector becomes.

Bei sehr niedrigem Brauchwasser- und Zusatzspeisewasserbedarf kann dem Kondensatsammler ein Kondensatentspanner vorgeschaltet werden, in dem das Hochdruckkondensat auf einen Zwischendruck entspannt wird. Der gewonnene Entspannungsdampf kann dann zum Beispiel zur Beheizung des Speisewasserbehälters oder eines dem Speisewasserbehälter zugeordneten Entgasers verwendet werden.With very low hot water and additional feed water demand can the condensate collector a condensate expander be connected upstream, in which the high pressure condensate to an intermediate pressure is relaxed. The relaxation steam obtained can then, for example for heating the feed water tank or one assigned to the feed water tank Degasers are used.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Kondensatsammler als Behälter mit Klöpperböden ausgeführt.In a preferred embodiment the condensate collector as a container made with bobbin lace.

Die Abdichtung gegenüber der Umgebung kann über eine geeignete Sicherheitseinrichtung, beispielsweise eine wassergefüllte Schleife oder ein Sicherheitsventil erfolgen.The seal against the Environment can over a suitable safety device, for example a water-filled loop or a safety valve.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.Other advantageous further training the invention are the subject of further subclaims.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The following are preferred embodiments the invention with reference to schematic drawings. Show it:

1 ein Verfahrensfließbild eines Verfahrens zur Kondensation von Entspannungsdampf mit einem erfindungsgemäßen Kondensatsammelbehälter und 1 a process flow diagram of a method for the condensation of flash steam with a condensate collector according to the invention and

2 und 3 Varianten des Kondensatsammelbehälters aus 1. 2 and 3 Variants of the condensate collector 1 ,

1 zeigt ein Verfahrensfließbild eines Prozesses zur Dampferzeugung einer Anlage in einer beliebigen Branche. Gemäß dem Verfahrensfließbild wird aus einem Speisewasserbehälter 2 Speisewasser 4 über eine Speisepumpe 6 abgezogen und einem bei Hochdruck betriebenen Kessel 8 zugeführt. In diesem wird Hochdruck-Prozessdampf erzeugt und über einen Verteiler 10 zu den Dampfverbrauchern geführt. Ein Teil des erzeugten Hochdruckdampfes wird über den Verteiler 10 in den Speisewasserbehälter zurückgeführt, so dass dieser auf einer vorbestimmten Betriebstemperatur gehalten wird. 1 shows a process flow diagram of a process for steam generation of a plant in any industry. According to the process flow diagram, a feed water tank becomes 2 feedwater 4 via a feed pump 6 deducted and a boiler operated at high pressure 8th fed. High pressure process steam is generated in this and via a distributor 10 led to the steam consumers. Part of the high pressure steam generated is through the manifold 10 returned to the feed water tank so that it is kept at a predetermined operating temperature.

Das nach dem Dampfverbraucher vorliegende Gemisch aus Kondensat und Dampf wird über einen Kondensatsammler 12 einem Kondensatsammelbehälter 14 zugeführt. Dieser Kondensatsammelbehälter 14 ist gegenüber der Umgebung (Atmosphäre) abgesperrt und wird bei einem gegenüber der Umgebung leichten Überdruck betrieben. Das Kondensat bzw. das Kondensat-/Dampfgemisch wird über eine fußseitige Verteileinrichtung 16 in den Kondensatsammelbehälter 14 unterhalb des Kondensatflüssigkeitsspiegels 18 eingespeist. Der mit dem Kondensat mitgeführte Entspannungsdampf gelangt durch Bohrungen der Verteileinrichtung 16 in Form kleiner Blasen in das im Kondensatsammelbehälter 14 aufgenommene Kondensat. Falls die Temperatur des Kondensat unterhalb des Siedepunktes liegt, wird der Dampf unter Abgabe der Kondensationswärme kondensiert und erwärmt den Inhalt des Kondensatsammelbehälters 14. Der Kondensatsammelbehälter 14 wird beim dargestellter Ausführungsbeispiel vorzugsweise als Behälter mit Klöpperböden (nicht dargestellt) ausgeführt.The mixture of condensate and steam present after the steam consumer is passed through a condensate collector 12 a condensate collector 14 fed. This condensate collector 14 is sealed off from the environment (atmosphere) and is operated at a slight overpressure compared to the environment. The condensate or the condensate / steam mixture is via a base-side distribution device 16 in the condensate collector 14 below the condensate level 18 fed. The flash steam carried along with the condensate passes through holes in the distribution device 16 in the form of small bubbles in the condensate collector 14 condensate absorbed. If the temperature of the condensate is below the boiling point, the steam is condensed to give off the heat of condensation and heats the contents of the condensate collection container 14 , The condensate collector 14 is preferably carried out in the illustrated embodiment as a container with bobbin bottoms (not shown).

Unterhalb der Verteileinrichtung 16 wird Kondensat mittels einer Umwälzpumpe 20 abgezogen und über Kopf über einen Verteiler, beispielsweise einen Sprühverteiler 22 wieder oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 18 in den Dampfraum des Kondensatsammelbehälters 14 zurückgeführt. Das Innere des Kondensatsammelbehälters 14 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über eine wassergefüllte Schleife 24 von der Umgebung getrennt.Below the distribution facility 16 becomes Kon densat using a circulation pump 20 withdrawn and overhead via a distributor, for example a spray distributor 22 again above the liquid level 18 in the steam room of the condensate collector 14 recycled. The inside of the condensate collector 14 is in the illustrated embodiment via a water-filled loop 24 separated from the environment.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Umwälzpumpe 20 eine Rückschlagklappe 26 vorgeschaltet, die ein ungewolltes Rückströmen des Kondensates aus der Umlaufleitung 28 verhindert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Fördermenge der Pumpe über einen Druckaufnehmer geregelt, über den der Druck im Dampfraum des Kondensatsammelbehälters 14 erfaßt wird.In the illustrated embodiment, the circulation pump 20 a check valve 26 upstream, which an unwanted backflow of the condensate from the circulation line 28 prevented. In the illustrated embodiment, the delivery rate of the pump is controlled by a pressure sensor, via which the pressure in the vapor space of the condensate collector 14 is detected.

Im Bereich zwischen der Rückschlagklappe 26 und der Umwälzpumpe 20 mündet eine Zusatzspeisewasserleitung 32 in die Umlaufleitung 28 ein. Über diese können die Kondensatmengenverluste des Systems ausgeglichen werden. Die Steuerung der über die Zusatzspeisewasserleitung 32 zugeführte Menge an Zusatzspeisewasser erfolgt in Abhängigkeit vom Niveau des Flüssigkeitsspiegels 18, wobei über Füllstandsonden 34 (LIC) ein Zusatzspeisewasserregelventil 36 gesteuert wird. Alternativ könnte auch eine Zusatzspeisewasserpumpe angesteuert werden (nicht dargestellt).In the area between the check valve 26 and the circulation pump 20 opens an additional feed water line 32 into the circulation line 28 on. The system can be used to compensate for the loss of condensate. The control of the additional feed water line 32 The amount of additional feed water supplied depends on the level of the liquid level 18 , using level probes 34 (LIC) an additional feed water control valve 36 is controlled. Alternatively, an additional feed water pump could also be controlled (not shown).

Das in den Speisewasserbehälter 2 abzuführende Kondensat wird am Boden des Kondensatsammelbehälters 14 über eine Kondensatpumpe 40 abgezogen und zu einem Entgaser 42 geführt. Die Ansteuerung der Kondensatpumpe 40 erfolgt in Abhängigkeit vom Füllstand des Speisewasserbehälters 4. Das Kondensat wird im Kopfraum des Entgasers 42 aufgegeben und rieselt über eingebaute Rieselbleche 44 nach unten in den Speisewasserbehälter.That in the feed water tank 2 The condensate to be drained is at the bottom of the condensate collector 14 via a condensate pump 40 withdrawn and to a degasser 42 guided. The control of the condensate pump 40 takes place depending on the fill level of the feed water tank 4 , The condensate is in the headspace of the degasser 42 abandoned and trickles over built-in trickle sheets 44 down into the feed water tank.

Die im Entgaser 42 und im Speisewasserbehälter 4 ausgekochten Gase werden über ein Brüdendampfventil 48 an die Umgebung abgegeben. Zur Minimierung der Verluste wird das Brüdendampfventil über eine Steuerung 50 – vom Anmelder Oxytherm^® genannt – angesteuert. Die Regelung des Brüdendampfventils 48 erfolgt dabei in Abhängigkeit von dem dem Entgaser 42 zugeführten Kondensatstrom und der Konzentration der im Kondensat/Zusatzspeisewasser gelösten Gase. Diese Konzentrationen können über geeignete Elektroden erfaßt werden. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten über das Oxythermsystem sei auf das eingangs genannte Patent DE 197 58 301 C1 des Anmelders verwiesen.The one in the degasser 42 and in the feed water tank 4 boiled out gases are via a vapor steam valve 48 released to the environment. To minimize losses, the vapor control valve is controlled 50 - called by the applicant Oxytherm ^® - controlled. The regulation of the vapor steam valve 48 takes place in dependence on that of the degasser 42 supplied condensate flow and the concentration of the gases dissolved in the condensate / additional feed water. These concentrations can be measured using suitable electrodes. With regard to further details on the Oxythermsystem, reference is made to the patent mentioned at the beginning DE 197 58 301 C1 of the applicant.

Zum besseren Verständnis sei die Funktion der vorbeschriebenen Anlage nochmals erläutert. Das aus dem System zurückkommende Hochdruckkondensat wird über die Verteileinrichtung 16 in den Fuß des Kondensatsammelbehälters 14 eingeleitet. Die Verteileinrichtung 16 ist dabei so konstruiert, dass der mit dem Kondensat mitgeführte Entspannungsdampf in Form kleiner Blasen in das im Kondensatsammelbehälter 14 vorliegende Kondensat gelangen kann. Solange die Temperatur der Flüssigkeit im Kondensatsammelbehälter unterhalb des Siedepunktes liegt, kondensiert der Dampf unter Abgabe der Kondensationswärme und erwärmt den Inhalt des Kondensatsammelbehälters 14. Über die Umwälzpumpe 20 wird der Inhalt des Kondensatsammelbehälters 14 umgepumpt und vorzugsweise über eine Spritzkugel (Sprühwinkel 240° bis 360°) in den Kopf- oder Dampfraum des Kondensatsammlers eingesprüht. Der gesamte Luft-/Dampfraum des Behälters wird somit ständig ausgewaschen und Überschußdampf, der nicht im flüssigen Kondensat gebunden wurde, wird im Kopfraum in Form einer Mischkondensation gebunden. Bei Absinken des Flüssigkeitsspiegels 18 unterhalb eines Minimumniveaus wird Zusatzspeisewasser über die Zusatzspeisewasserleitung 32 in die Umlaufleitung 28 eingespeist.For a better understanding, the function of the system described above is explained again. The high pressure condensate coming back from the system is fed through the distribution device 16 in the foot of the condensate collector 14 initiated. The distribution facility 16 is constructed in such a way that the flash steam carried along with the condensate in the form of small bubbles into the condensate collector 14 existing condensate can get. As long as the temperature of the liquid in the condensate collection container is below the boiling point, the steam condenses to give off the heat of condensation and heats the contents of the condensate collection container 14 , Via the circulation pump 20 becomes the content of the condensate collector 14 pumped around and preferably sprayed into the head or steam space of the condensate collector via a spray ball (spray angle 240 ° to 360 °). The entire air / steam space of the container is thus constantly washed out and excess steam that was not bound in the liquid condensate is bound in the head space in the form of a mixed condensation. When the liquid level drops 18 below a minimum level, additional feed water is supplied via the additional feed water line 32 into the circulation line 28 fed.

Alternativ zu dieser diskontinuierlichen Steuerung des Zusatzspeisewassers kann dieses auch kontinuierlich analog zur Zufuhr von Hochdruckkondensat in den Kondensatsammelbehälter gesteuert werden, so dass die Kondensationswärme des Entspannungsdampfes jederzeit im Kopfraum des Kondensatsammelbehälter 14 aufgenommen werden kann.As an alternative to this discontinuous control of the additional feed water, this can also be continuously controlled in the same way as the supply of high-pressure condensate to the condensate collection container, so that the heat of condensation of the expansion steam is always present in the head space of the condensate collection container 14 can be included.

Das entspannte Kondensat wird in der vorbeschriebenen weise über die Kondensatpumpe 40 zum Entgaser 42 und von dort in den Speisewasserbehälter 4 zurückgefördert und entgast.The relaxed condensate is in the manner described above via the condensate pump 40 to the degasser 42 and from there into the feed water tank 4 promoted and degassed.

Für den Fall, dass mehr Entspannungsdampf anfällt als zur. Erwärmung des Zusatzspeisewassers im Kondensatsammler 14 erforderlich ist, steigt die Temperatur im Kondensatsammler an, so dass Maßnahmen zur Temperaturabsenkung getroffen werden müssen.In the event that more flash steam is generated than for. Heating of the additional feed water in the condensate collector 14 is necessary, the temperature in the condensate collector rises, so that measures to lower the temperature must be taken.

Bei einem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Kondensatsammelbehälter 14 auch zur Erwärmung von Brauchwasser verwendet. Dazu ist eine Brauchwasserleitung 50 vorgesehen, die über ein Regelventil 52 absperrbar ist. Die Brauchwasserleitung 50 führt zu einem im Inneren des Kondensatsammlers 14 angeordneten Wärmetauscher, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Rohrwendel 54 ausgebildet ist. Bei Ansteigen der Kondensattemperatur im Kondensatsammelbehälter 14 wird das Regelventil 52 geöffnet, so dass die Rohrwendel 54 vom Brauchwasser durchströmt und im Wärmeaustausch mit dem Kondensat erwärmt wird. Der Durchsatz wird thermostatisch auf die gewünschte Brauchwasseraustrittstemperatur gedrosselt (nicht dargestellt). Die Übertragungsleistung ist dabei so gewählt, dass auch ohne gleichzeitige Zusatzspeisewasserzufuhr der gesamte anfallende Entspannungsdampf thermisch genutzt werden kann, sofern ein ausreichend hoher Bedarf an warmem Brauchwasser besteht. Die übrigen Elemente der in 2 dargestellten Variante entsprechen derjenigen aus 1, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind.At one in 2 The illustrated embodiment is the condensate collector 14 also used for heating domestic water. There is a hot water pipe for this 50 provided via a control valve 52 can be locked. The hot water pipe 50 leads to one inside the condensate collector 14 arranged heat exchanger, which in the illustrated embodiment as a tube coil 54 is trained. When the condensate temperature rises in the condensate collector 14 becomes the control valve 52 opened so the coiled tubing 54 the process water flows through and is heated in the heat exchange with the condensate. The throughput is reduced thermostatically to the desired process water outlet temperature (not shown). The transmission power is selected so that the entire expansion steam generated can be used thermally without a simultaneous additional feed water supply, provided there is a sufficiently high demand for hot domestic water. The remaining elements of the in 2 shown variant correspond to that from 1 , so that further explanation are dispensable.

Bei der in 3 dargestellten Variante wird das Brauchwasser nicht über die innen liegenden Rohrwendel 54 sondern über einen externen Wärmetauscher 56 erwärmt. Dieser ist einerseits an die Umlaufleitung 28 und andererseits an die Brauchwasserleitung 50 mit dem Regelventil 52 angeschlossen, so dass der in der Umlaufleitung geführte Kondensatstrom zur Erwärmung des Brauchwassers ausgenutzt wird. Das im externen Wärmetauscher 56 abgekühlte Kondensat wird dann über die Umlaufleitung 28 und den Sprühverteiler 22 in den Kondensatsammelbehälter 14 zurückgeführt, so dass die Mischkondensation gewährleistet ist. Dabei wird durch die Brauchwassererwärmung die Kondensattemperatur auf einem Niveau gehalten, das für eine vollständige Mischkondensation des Entspannungsdampfes erforderlich ist.At the in 3 shown variant, the process water is not on the inside coil 54 but via an external heat exchanger 56 heated. This is on the one hand to the circulation line 28 and on the other hand to the domestic water pipe 50 with the control valve 52 connected so that the condensate flow in the circulation line is used to heat the process water. That in the external heat exchanger 56 cooled condensate is then via the circulation line 28 and the spray distributor 22 in the condensate collector 14 returned so that the mixed condensation is guaranteed. The process water heating keeps the condensate temperature at a level that is required for complete mixed condensation of the flash steam.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen es, den Kondensatmengenverlust bei offenen Kondensatsystemen auf ein Minimum zu reduzieren, wobei die thermische Energie des Entspannungsdampfes zum Erwärmen von Zusatzspeisewasser und/oder Brauchwasser ausgenutzt werden kann.The device according to the invention and the method according to the invention enable loss of condensate in open condensate systems reduce a minimum, taking the thermal energy of the flash steam to warm up can be used by additional feed water and / or process water.

Offenbart sind. ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kondensation von Entspannungsdampf, wobei das mit Entspannungsdampf versetzte Kondensat in einen bei geringem Überdruck betriebenen Kondensatsammelbehälter eingespeist wird. Aus dem Fußraum des Kondensatsammelbehälters wird Kondensat über eine Umlaufpumpe abgezogen und über einen Verteiler in den Dampfraum des Kondensatsammelbehälers zurückgeführt, so dass im Dampfraum eine Mischkondensation erfolgt.Are revealed. a procedure and a device for the condensation of flash steam, the condensate mixed with flash steam in a low overpressure operated condensate collector is fed. From the footwell of the condensate collector will condensate over pulled a circulation pump and over a distributor returned to the vapor space of the condensate collector, so that mixed condensation takes place in the steam room.

22: SpeisewasserbehälterFeedwater tank
44: Speisewasserfeedwater
66: Speisepumpefeed pump
88th: Kesselboiler
1010: Verteilerdistributor
1212: Ventileinrichtungvalve means
1414: Kondensatsammlercondensate collector
1616: Verteileinrichtungdistributor
1818: Flüssigkeitsspiegelliquid level
2020: Umwälzpumpecirculating pump
2222: Sprühverteilerspray dispenser
2424: Schleifeloop
2626: Rückschlagklappecheck valve
2828: Umlaufleitungcirculation line
3030: PIC-ReglerPIC controller
3232: ZusatzspeisewasserleitungAdditional feedwater line
3434: Füllstandsreglerlevel controller
3636: ZusatzspeisewasserleitungsventilAdditional feed water line valve
3838: Regelventilcontrol valve
4040: Kondensatpumpecondensate pump
4242: Entgaserdegasser
4444: RieselblechRieselblech
4848: FegedampfventilFegedampfventil
5050: BrauchwasserleitungWater pipe
5252: Magnetventilmagnetic valve
5454: Rohrwendelcoiled tubing
5656: externer Wärmetauscherexternal heat exchangers

Claims

Process for the condensation of flash steam, whereby in a of a feed water tank ( 4 ) fed boiler ( 8th ) Evaporates feed water and delivers it as high pressure steam to a steam consumer, for example a heat exchanger or an evaporator, and expands the high pressure condensate formed during heat exchange and into the feed water tank ( 4 ) is returned, characterized in that the high-pressure condensate is fed into a closed, pressurized feed water tank ( 4 ) upstream condensate collector ( 14 ) below the condensate liquid level ( 18 ) is introduced and depressurized, withdrawn from the condensate and via a distributor ( 22 ) is returned overhead.

Method according to one of the preceding claims, wherein the condensate before entering the condensate collection container ( 14 ) is relaxed.

Device for condensing flash steam, with a feed water tank ( 4 ), a boiler fed by this ( 8th ) for the generation of high-pressure steam for a steam consumer, characterized by a closed condensate collection container operated with excess pressure ( 14 ) into which the condensate below the condensate liquid level ( 18 ) can be fed and the condensate via a circulation line ( 28 ) can be removed and fed in overhead.

The method of claim 1, wherein the from the condensate collector ( 14 ) withdrawn condensate is fed to the feed water.

Method according to one of the preceding claims, wherein via the Condensate hot water heated becomes.

Method according to claim 4, wherein the process water directly in the condensate collector ( 14 ) or via an external heat exchanger ( 56 ) which is also heated from the condensate collection container ( 14 ) withdrawn condensate is operated.

Apparatus according to claim 6, wherein the condensate collection container ( 14 ) in the head a distributor, preferably a spray distributor ( 22 ) Has.

Device according to claim 6 or 7, wherein in the circulation line ( 28 ) a circulation pump ( 20 ) is provided.

Device according to one of claims 6 to 8, wherein an external heat exchanger ( 56 ) is provided for domestic water heating.

Device according to one of the claims 6 to 8th , where in the condensate collector ( 14 ) a heat exchanger ( 54 ) is provided for domestic water heating.

Device according to one of the claims 6 to 10 , the condensate collection container ( 14 ) a condensate expansion device is connected upstream.

Device according to one of the claims 6 to 11 , the condensate collector ( 14 ) via a safety device, for example a valve or a water-filled loop ( 24 ) is sealed off from the environment.

Device according to one of the claims 6 to 12 , the condensate collector ( 14 ) is a container with lace.