DE1776252B1

DE1776252B1 - PROCESS FOR DEGASSING A STEAM-HEATED HEAT EXCHANGER REGULATED BY INFLUENCING THE CONDENSATE LEVEL

Info

Publication number: DE1776252B1
Application number: DE19671776252
Authority: DE
Inventors: Helmut Baelz
Original assignee: Helmut Baelz GmbH
Current assignee: BAELZ, HELMUT, 7100 HEILBRONN, DE
Priority date: 1967-08-18
Filing date: 1967-08-18
Publication date: 1977-07-28
Also published as: DE1776252C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entgasung eines mit Dampf beheizten, durch Beeinflussung des Kondensatanstaus geregelten Wärmetauschers.The invention relates to a method for degassing a heated with steam, by influencing the Condensate build-up in the regulated heat exchanger.

Beim Betrieb einer Dampf-Wärmeübergabestation, wie übrigens beim Betrieb jedes Wärmetauschers, entsteht an der Grenzschicht des Kondensats und des darüber stehenden kondensierenden Dampfes ein aggressives Gasgemisch. Diesem Gasgemisch wird die 4" im Bereiche der Grenzschicht zu beobachtende Korrosion der Wä^rmetauscherteile zugeschrieben.When operating a steam heat transfer station, as is the case with every heat exchanger, an aggressive gas mixture is created at the boundary layer between the condensate and the condensing steam above it. This gas mixture is the 4 "attributed to regions of the boundary layer to be observed corrosion of Wä ^r metauscherteile.

Die Regelung von Wärmetauschern durch Kondensatanstau, d. h. durch Beeinflussung des Kondensatspiegels ist bekannt. Beispielsweise in den Unterlagen des DT-Gbm 19 49 248 ist ein senkrecht stehender dampfbeheizter Doppelrohrwärmetauscher mit Regelung durch Kondensatanstauung beschrieben. Daneben ist aus den Unterlagen des DT-Gbm 18 69 133 ein Verschlußstopfen für Radiatoren bekannt geworden, der eine Entlüftungsvorrichtung für den Radiator enthält. Diese Entlüftungsvorrichtung ist selbsttätig wirksam, d. h. sie läßt die in dem Radiator angesammelte oder verdrängte Luft austreten und stellt anschließend selbsttätig wieder einen wasserdichten Verschluß her, was mit Hilfe von in dem Verschlußstopfen angeordneten hygroskopischen Scheiben erreicht wird. Ein solcher Radiator, wie er für Raumheizungsanlagen üblich ist, ist aber nicht mit einem dampfbeheizten Wärmetauscher einer Dampf-Wärmeübergabestation zu vergleichen, bei dem wesentlich andere Drücke und Temperaturen auftreten.The regulation of heat exchangers by accumulation of condensate, i. H. by influencing the condensate level is known. For example in the documents of the DT-Gbm 19 49 248 is a vertical standing steam-heated double-tube heat exchanger with control through condensate accumulation described. In addition, a sealing plug for radiators has become known from the documents of the DT-Gbm 18 69 133, which contains a ventilation device for the radiator. This venting device is automatic effective, d. H. it lets the air that has accumulated or displaced in the radiator escape and then sets it automatically again a watertight closure, which is arranged with the help of in the stopper hygroscopic discs is achieved. Such a radiator, as it is common for space heating systems, is but not to be compared with a steam-heated heat exchanger of a steam heat transfer station, at which significantly different pressures and temperatures occur.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, der es gestattet, bei einem dampfbeheizten, durch ^ft5 Beeinflussung des Kondensatspiegels geregelten Wärmetauscher das sich bildende aggressive Gasgemisch in besonders zweckmäßiger Weise abzuführen und dadurch die Korrosionserscheinungen auf ein Minimum zu reduzieren.Starting from this prior art, the invention has for its object to have a way that allows, steam-heated in a through ^ft 5 influencing the condensate level controlled heat exchanger to dissipate the forming aggressive gas mixture in a particularly expedient manner and thereby the corrosion phenomena to a Reduce minimum.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß derart vorgegangen, daß der Kondensatspiegel in bestimmten Zeitabständen durch Kondensatstau angehoben und hierdurch das zu entfernende Gasgemisch innerhalb des Wärmetauschers in dessen höchsten Bereich gedrängt wird und dort durch eine selbsttätig gesteuerteThermoniveau-Entlüftung abgeführt wird.To solve this problem, the procedure according to the invention is such that the condensate level in certain time intervals due to the accumulation of condensate and thereby the gas mixture to be removed is pushed inside the heat exchanger in its highest area and there by an automatic controlled thermal level ventilation is discharged.

Hierbei können der Kondensatstau und die Entlüftung durch eine Zeituhr gesteuert sein, so daß sich ein vollständig automatischer Betrieb ergibt. Die Entgasung kann mit Vorteil niveauabhängig gesteuert werden, und zwar durch einen Niveaufühler, der die Höhe der in der Dampfeintrittskammer enthaltenen Kondensatschicht abtastet. Steigt somit nach der Einleitung des Kondensatstaues der Spiegel der Kondensatschicht, so öffnet ein dem Niveaufühler zugeordneter Entlüftungsschalter, so daß das aggressive Gasgemisch abströmen kann. Um nun zu erreichen, daß der Entlüftungsschalter nach Abführung des Gasgemisches selbsttätig wieder schließt, kann die Anordnung derart getroffen werden, daß die Temperatur des bei der Entgasung ausströmenden Gasgemisches durch einen Temperaturfühler gemessen wird, der auf den Temperaturunterschied zwischen dem zu entlüftenden Gasgemisch und dem nachströmenden Dampf ansprechen und bei Dampfaustritt über ein zugeordnetes Regelventil die Entgasung beenden kann. Hierbei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß das zu entlüftende Gasgemisch eine um einige Grade niedrigere Temperatur als der nachströmende Dampf aufweist.The condensate build-up and the venting can be controlled by a timer so that a results in fully automatic operation. The degassing can advantageously be controlled as a function of the level, and by means of a level sensor that measures the level of the condensate layer contained in the steam inlet chamber scans. If the level of the condensate layer rises after the condensate build-up has been initiated, it opens a vent switch assigned to the level sensor so that the aggressive gas mixture can flow off. Around now to achieve that the vent switch automatically again after the gas mixture has been discharged closes, the arrangement can be made such that the temperature of the flowing out during the degassing Gas mixture is measured by a temperature sensor, which is based on the temperature difference respond between the gas mixture to be vented and the steam flowing in and when steam escapes can terminate the degassing via an assigned control valve. Use is made here of the fact made that the gas mixture to be vented has a temperature a few degrees lower than that of the incoming gas Has steam.

In der Zeichnung ist eine Dampf-Wärmeübergabestation mit erfindungsgemäßer Entlüftung in einem Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht.In the drawing is a steam heat transfer station illustrated schematically with inventive venting in one embodiment.

Der beispielsweise von einer Turbine kommende überhitzte Dampf wird einem Wärmetauscher 1 über eine Dampfzuführleitung 2 zugeführt, in der ein übliches Absperrventil 3 liegt. Der Wärmetauscher I ist als stehender Röhrenwärmetauscher ausgebildet. Seine Wärmetauscherrohre 4 sind in Rohrboden 5, 6 eingefügt, die zwei Kammern 7, 8 abschließen, von denen eine dem Dampfeintritt und die andere — die Kammer 8 — der Kondensatabführung zugeordnet sind. Das in der Kammer 8 anfallende Kondensat wird über eine Kondensatrückführleitung 9 abgeführt, in der eine Kondensatpumpe 10 sowie ein Regel- und Rückschlagventil 11 liegen.The superheated steam coming from a turbine, for example, is passed to a heat exchanger 1 a steam supply line 2 is supplied, in which a conventional shut-off valve 3 is located. The heat exchanger I is as standing tubular heat exchanger formed. Its heat exchanger tubes 4 are in tube sheets 5, 6 inserted, the two chambers 7, 8 close, one of which the steam inlet and the other - the Chamber 8 - assigned to the condensate discharge. The resulting in the chamber 8 condensate is over a condensate return line 9 discharged, in which a condensate pump 10 and a control and check valve 11 lie.

Um eine übermäßige Beanspruchung des Wärmetauschers 1 durch den über die Leitung 2 zugeführten erhitzten Dampf zu vermeiden, ist im Bereiche des Dampfeintrittes in den Wärmetauscher 1 eine Kondensateinspritzung vorgesehen, die derart aufgebaut ist, daß das eingespritzte Kondensat aus dem Kondensatanfall des Wärmetauschers genommen und im Kreis geführt ist. Zu diesem Zwecke zweigt von der Kondensatrückführleitung 9 auf der Druckseite der Kondensatpumpe 10 eine Kondensateinspritzleitung 12 ab, die ein Magnetregelventil 13 enthält und in Kondensateinspritzdüsen 14 mündet, die in einem Düsenring 15 angeordnet sind, der seinerseits auf dem Dampfeintrittsstutzen 16 des Wärmetauschers 1 sitzt und von dem zugeführten Heißdampf durchströmt ist.In order to avoid excessive stress on the heat exchanger 1 by the supply via the line 2 To avoid heated steam, a condensate injection is in the area of the steam entry into the heat exchanger 1 provided, which is constructed in such a way that the injected condensate from the condensate accumulation of the heat exchanger is taken and circulated. For this purpose branches off from the condensate return line 9 on the pressure side of the condensate pump 10 from a condensate injection line 12, which a Contains solenoid control valve 13 and opens into condensate injection nozzles 14 which are located in a nozzle ring 15 are arranged, which in turn sits on the steam inlet connection 16 of the heat exchanger 1 and from the supplied superheated steam is flowed through.

Die Menge des eingespritzten Kondensats wird durch das Regelventil 13 gesteuert, das mit einem Temperaturfühler 17 zusammenwirkt, der die Dampf temperatur am Eintritt in den Wärmetauscher 1 mißt. Gleichzeitig mündet in die Dampfeintrittskammer 7The amount of injected condensate is controlled by the control valve 13, which is equipped with a temperature sensor 17 cooperates, which measures the steam temperature at the entry into the heat exchanger 1. At the same time it opens into the steam inlet chamber 7

eine Zirkulationsleitung 22, die auf der Druckseite der Kondensatpumpe 10 von der Kondensatrückführleitung 9 abzweigt und über die eine bestimmte Kondensatmenge dauernd gefördert wird, so daß sich eine stetige Kondensatzirkulation einstellt. Eine sich auf dem Rohrboden 5 bildende Kondensatschicht bewirkt eine Wärmeisolierung und vermeidet dadurch eine Überhitzung des Rohrbodens 5.a circulation line 22 on the pressure side of the condensate pump 10 from the condensate return line 9 branches off and through which a certain amount of condensate is continuously promoted, so that a steady Condensate circulation stops. A layer of condensate forming on the tube sheet 5 causes a Thermal insulation and thereby avoids overheating of the tube sheet 5.

An der Grenzschicht von flüssiger und gasförmiger Phase entsteht bei der Kondensation von Dampf ein aggressives Gasgemisch, das für eine starke Korrosion im Bereiche der Grenzschicht verantwortlich ist. Um dieses aggressive Gasgemisch von Zeit zu Zeit zu entfernen, wird der Kondensatspiegel in den Wärmetauscherrohren 4 und in der Kammer 7 durch Kondensatstau — d. h. durch Schließen des Ventiles 11 — in bestimmten Zeitabständen angehoben, so daß das zu entfernende Gasgemisch innerhalb des Wärmetauschers 1 in dessen höchsten Bereich, d. h. in den Oberteil der Kammer 7, gedrängt wird, von wo aus es über eine selbsttätig gesteuerte Thermoniveauentlüftung 25 abgeführt wird. Der Kondensatstau und die Entlüftung können durch eine im einzelnen nicht weiter dargestellte Zeituhr gesteuert sein. Zweckmäßigerweise wird diese vollkommene Anstauung des Wärmetauschers in Zeiten geringen Leistungsbedarfes oder in Betriebspausen vorgenommen.At the boundary layer between the liquid and the gaseous phase, vapor condenses aggressive gas mixture that is responsible for severe corrosion in the area of the boundary layer. Around Removing this aggressive gas mixture from time to time will raise the level of condensate in the heat exchanger tubes 4 and in chamber 7 due to condensate build-up - d. H. by closing valve 11 - Raised at certain time intervals, so that the gas mixture to be removed is inside the heat exchanger 1 in its highest area, i.e. H. is pushed into the upper part of the chamber 7, from where it is via a automatically controlled thermal level ventilation 25 is discharged. The condensate accumulation and the ventilation can be controlled by a timer not shown in detail. Appropriately is this complete accumulation of the heat exchanger in times of low power demand or during breaks in operation performed.

Steigt der Kondensatspiegel beim Kondensatstau in der Kammer 7 an, so kommt nach Überschreiten einer bestimmten Höhe ein Niveauschalter 26 zum Ansprechen, der ein Magnetventil 27 öffnen kann, so daß die Kammer 7 entlüftet wird. Diese Entlüftung dauert so lange an, bis das gesamte vorhandene Gasgemisch entfernt ist und Dampf auszutreten beginnt. Um diesen Zeitpunkt des Dampfaustrittes festzustellen, ist ein Temperaturfühler 28 in der Entlüftungsleitung 29 vorgesehen, der das Magnetventil 27 schließt, sowie er die gegenüber der Gasgemischtemperatur um einige Grade erhöhte Dampftemperatur mißt.If the condensate level rises when the condensate builds up in the chamber 7, a certain height a level switch 26 to respond, which can open a solenoid valve 27, so that the Chamber 7 is vented. This venting continues until the entire gas mixture is present is removed and steam begins to escape. In order to determine this point in time at which the steam escapes, a Temperature sensor 28 is provided in the vent line 29, which closes the solenoid valve 27, as well as he measures the vapor temperature, which is a few degrees higher than the gas mixture temperature.

Diese selbsttätige Entgasung kann auch in entsprechender Weise bei Dampfkesseln, liegenden Wärmetauschern, Dampfkondensatoren vorgesehen werden.This automatic degassing can also be done in a corresponding manner in steam boilers, horizontal heat exchangers, Steam condensers can be provided.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for degassing a steam-heated one by influencing the accumulation of condensate controlled heat exchanger, characterized - ■ that the condensate level in at certain time intervals due to the build-up of condensate and thereby the amount to be removed Gas mixture within the heat exchanger is pushed into its highest area and there κ. is removed by an automatically controlled thermal level ventilation.

2. The method according to claim 1, characterized in that the condensate accumulation and the degassing are controlled by a timer. ι s

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature of the Gas mixture flowing out of degassing is measured by a temperature sensor, which points to the Temperature difference between the gas mixture to be vented and the steam flowing in respond and can terminate the degassing via an assigned control valve when steam escapes.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the degassing is ^{controlled level-dependent by a - 1} O level sensor which scans the height of the layer of condensate contained in the steam inlet chamber.