DE69016578T3

DE69016578T3 - Benutzung eines Kondensatableiterwählers zur Auswahl eines Kondensatableiters.

Info

Publication number: DE69016578T3
Application number: DE69016578T
Authority: DE
Inventors: Masahiro C O Tlv Co Ltd Ida
Original assignee: TLV Co Ltd
Current assignee: TLV Co Ltd
Priority date: 1989-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2010-11-03
Also published as: CA2029186C; ZA908805B; PT95749B; EP0426199A3; NZ235916A; GR3015826T3; GR3026381T3; DE69016578T2; BR9005574A; US5247457A; CN1051991A; KR910010114A; DK0426199T4; CA2029186A1; MX173749B; NO174076C; NO174076B; PT95749A; PE14791A1; DE69016578D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue Verwendung eines Kondensatableiter-Wählers, der verwendet wird, wenn aus verschiedenen Kondensatwasser-Ableitern ein geeigneter Kondensatwasser-Ableiter ausgewählt werden muß zum automatischen Absaugen von Kondensatwasser oder Kondensat (Drainage), das in Dampf, komprimierter Luft oder in einem Gasrohrsystem erzeugt wird, woran der Kondensatwasser-Ableiter angebracht ist.
Zum Beispiel wird ein Dampf-Kondensatwasser-Ableiter normalerweise als ein selbstbetätigtes Ventil verwendet, das automatisch nur Kondensat abläßt, ohne Dampf aus dem Dampf-Rohrsystem oder der Dampfeinrichtung zu verlieren. Solche Kondensatwasser-Ableiter werden je nach Betriebsprinzip in einen mechanischen Typ, einen thermostatischen Typ, einen thermodynamischen Typ und ähnliches eingeordnet. Es gibt Typen von Dampf- Kondensatwasser-Ableitern, bei denen das Kondensat kontinuierlich abgelassen wird, und es gibt Typen, bei denen es intervallweise abgelassen wird. Weiterhin kann der Dampf-Kondensatwasser-Ableiter in verschiedene Typen gegliedert werden, wie ein Kondensatwasser-Ableiter für Niedrigdruck oder ein Ableiter für Hochdruck, und in ein Ableiter mit geringer Kapazität oder ein Ableiter mit hoher Kapazität.
Bei der Auswahl eines Dampf-Kondensatwasser-Ableiters muß ein optimaler Ableiter gewählt werden, damit verschiedene Arbeitsbedingungen erfüllt werden wie Dampfdruck, Dampftemperatur, Kondensationsgeschwindigkeit, Klasse oder Betriebszustand der Vorrichtung, an die der betreffende Ableiter befestigt ist, oder Vorhandensein des rückzugewinnenden Kondensats.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

In der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Heisei 1-207817 (1989) wird ein herkömmlicher Kondensatableiter-Wähler offenbart. Dieser Kondensatableiter-Wähler ist für die Auswahl eines optimalen Kondensatwasser-Ableiters ausgelegt, der mehrere Anwendungen aufweist, derart, daß bestimmte Daten, die für die Auswahl eines Kondensatwasser-Ableiters erforderlich sind, sequentiell eingegeben werden gemäß der Angabe eines Displays und eines Programms, das zuvor gespeichert wurde, wobei die Auswahl eines Kondensatwasser-Ableiters durch einen Mikrocomputer vorgenommen wird.
Obwohl der optimale Kondensatwasser-Ableiter nur durch Eingabe der erforderlichen Daten in den herkömmlichen Kondensatableiter-Wähler automatisch selektiert werden kann, hat dies einen großen Nachteil, der darin liegt, daß der Speicher auf jeden Fall enorm groß sein muß. Dieses Problem entsteht dadurch, daß bei der Selektion eines Dampf- oder Gas-Kondensatwasser-Ableiters eine der grundlegendsten Bedingungen darin besteht, daß ein Ableiter gewählt werden muß, der über eine ausreichende Ablaßfähigkeit zum Ablassen des tatsächlichen Kondensatvolumens verfügt und daß daher alle Ablaßmerkmale für jeden Druck oder jede Temperatur und ähnliches in den verschiedenen Arten von Ableitern in dem erwähnten Kondensatableiter-Wähler gespeichert sind. Daher ist ein Speicher mit einer extrem hohen Speicherkapazität notwendig. In Abhängigkeit von der Temperatur des abgelassenen Kondensats in dem Dampf-Kondensatwasser-Ableiter variiert der Reevaporationsgrad im Kondensat und auch die Ablaßmerkmale verändern sich. Wie oben beschrieben verhält es sich so, daß, da alle Ablaßmerkmale für die jeweiligen Bedingungen in den herkömmlichen Kondensatableiter-Wählern gespeichert werden müssen, die Speicherkapazität weiter erhöht werden muß. Die Erhöhung der Speicherkapazität führt notwendigerweise zu einer Erhöhung der Kosten des Kondensatableiter-Wählers selbst.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dementsprechend besteht eine vorrangige Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung eines Kondensatableiter-Wählers, der trotz geringer Speicherkapazität einen optimalen Kondensatwasser-Ableiter selektieren kann und bei dem die oben erwähnten Defekte und Nachteile des herkömmlichen Kondensatableiter-Wählers im wesentlichen behoben werden können.
Nach der Erfindung kann diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst werden.
Die Funktion des erfindungsgemäßen Kondensatableiter-Wählers soll im Folgenden beschrieben werden.
Die geometrischen Bedingungen eines Kondensatwasser-Ableiters, also der Durchmesser einer Auslaßöffnung, die Auslegung eines Durchlaufs und ähnliches, sind jedem Ableiter zueigen und ganz eindeutig festgelegt. Die Ablaß-Flußgeschwindigkeiten der verschiedenen Ableiter werden jeweils aus den geometrischen Bedingungen und den thermodynamischen Arbeitsbedingungen wie Druck berechnet, die je nach den Arbeitsbedingungen unterschiedlich sind. Dementsprechend sind die Ablaß-Flußgeschwindigkeiten für die jeweiligen Arbeitsbedingungen der verschiedenen Kondensatwasser-Ableiter nicht vorab in den Speicher eingegeben worden. Die berechneten Ablaß-Flußgeschwindigkeiten der verschiedenen Ableitertypen werden mit der für die tatsächliche Verwendung notwendige Flußgeschwindigkeit verglichen, und daraus resultierend kann ein optimaler Kondensatwasser-Ableiter selektiert werden, der die gewünschte Flußgeschwindigkeit ablassen kann.
Gemäß der Erfindung kann, da eine Speicherung der Ablaß- Flußgeschwindigkeiten für die jeweiligen Arbeitsbedingungen der verschiedenen Kondensatwasser-Ableiter nicht notwendig ist, die Speicherkapazität vor der Selektion beträchtlich reduziert werden und der optimale Kondensatwasser-Ableiter kann aufgrund der Verwendung des kleinen Speichers selektiert werden.
Diese Aufgaben und Vorteile der Erfindung sollen anhand der folgenden Erklärung nebst Ansprüchen und Zeichnungen weiter verdeutlicht werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 stellt eine Frontansicht dar und zeigt eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Kondensatableiter-Wählers,
Fig. 2 stellt ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Hauptstromkreises dar und
Fig. 3 stellt ein funktionales Blockdiagramm in der Ausführung der Erfindung dar.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG

Im Folgenden soll eine Ausführung der Erfindung erklärt werden, die eine Form der erwähnten technischen Verbesserung aufweist.
Fig. 1 zeigt eine Ausführung eines Kondensatableiter-Wählers nach der Erfindung, bei der ein Kondensatableiter-Wähler 1 ein Gehäuse 2 aufweist, in das verschiedene Schaltungen eingebaut sind, sowie ein Steuerpult 3, das auf dessen Oberfläche vorgesehen ist. Auf dem Steuerpult 3 sind eine Tastatur 4 und ein Display 6 angeordnet. Die verschiedenen in das Gehäuse 2 eingebauten Schaltungen bestehen, wie in Fig. 2 gezeigt, aus einer Stromquelle 10, einem Speicher 11, einer MPU 12, einem Kommunikationssteuerteil 13, einem Interface 14 und der Tastatur 4 und dem daran angeschlossenen Display 6. In dem Speicher 11 sind eine Selektionslogik zum Selektieren eines optimalen Dampf-Kondensatableiters und verschiedene technische Formeln, die mit der Selektionslogik in Zusammenhang stehen, gespeichert, und darüber hinaus sind zusätzlich auch geometrische Bedingungen zum Durchmesser einer Auslaßöffnung, der Auslegung eines Durchlaufs, etc. in einer Reihe von Dampf-Kondensatwasser-Ableitern gespeichert. Die geometrischen Bedingungen: Cv kann durch die folgende Formel ausgedrückt werden:
Cv = W/w&sub1;
wobei W für den gemessenen Wert der Ablaß-Flußgeschwindigkeit eines Kondensatwasser-Ableiters steht und w&sub1; durch die Flußgeschwindigkeit im Falle von Cv = 1 dargestellt wird. Dieses w&sub1; kann durch eine später erwähnte Verhältnisformel erhalten werden.
Der Inhalt der Selektionslogik und die verschiedenen technischen Formeln, die in Fig. 3 angegeben sind, werden sequentiell auf dem Display angegeben und ein optimaler Kondensatwasser-Ableiter kann selektiert werden, während verschiedene Arten technischer Berechnungen durchgeführt werden, wenn dies notwendig ist. Dieser Vorgang soll im Folgenden im Detail dargelegt werden.
Wenn zum Beispiel der für eine Dampf-Rohrleitung optimal zu verwendende Dampf-Kondensatwasser-Ableiter selektiert wird, sollte "1. Kondensat-Ableiter-Wahl" vom [Hauptmenü] benannt werden, angegeben auf der linken Seite der Fig. 3. Wenn das [Hauptmenü] selektiert wird, wird die Anzeige auf dem Display 6 geändert auf "Kondensat-Ableiter-Wahl", was im mittleren und oberen Teil der Fig. 3 angegeben ist, sodaß hiervon "1.Dampf- Kondensatwasser-Ableiter" benannt werden sollte. Wenn die [Kondensatwasser-Ableiter-Wahl] selektiert ist, wird die Angabe auf [Dampf-Kondensatwasser-Ableiter] geändert, was im oberen Teil rechts in Fig. 3 gezeigt wird, "1. Dampf-Rohrleitung" sollte ähnlich benannt werden. Bei diesem Schritt werden die thermodynamischen Bedingungen wie der primäre Dampfdruck, der sekundäre Dampfdruck und die Flüssigkeitstemperatur des Dampf- Kondensatwasser-Ableiters eingegeben und die Ablaß-Flußgeschwindigkeit für die entsprechenden Arbeitsbedingungen des Dampf-Kondensatwasser-Ableiters wird aus dem Produkt aus den thermodynamischen Bedingungen und den geometrischen Bedingungen des Dampf-Kondensatwasser-Ableiters erhalten. Dies soll unter Verwendung der folgenden den Normen der INSTRUMENT SOCIETY OF AMERICA entsprechenden Formel dargelegt werden.
Fs = Cv × f (P1, P2, Δt)
hier steht Fs für die Ablaß-Flußgeschwindigkeit unter einer bestimmten Bedingung eines Dampf-Kondensatwasser-Ableiters, Cv gibt die geometrischen Bedingungen des Dampf-Kondensatwasser- Ableiters an, P&sub1; steht für den primären Dampfdruck des Ableiters und P&sub2; gibt den sekundären Dampfdruck des Ableiters an und Δt steht für die Differenz zwischen Flüssigkeitstemperatur und Sättigungstemperatur.
Das obige f (P&sub1;, P&sub2;, Δt) werden durch die folgende Formel ausgedrückt:
F (P&sub1;, P&sub2;, Δt) = 856 FL ((P&sub1; - FF PV) Gs) 1/2
hier stellt dar
FL = ((P&sub1; - P&sub2;) / (P&sub1; - PVC)) 1/2
FF = 0,96 - 0,28 (PV / PC) 1/2
PV steht für den Sättigungsdruck, der der Kondensattemperatur auf der primären Seite des Ableiters entspricht,
PVC steht für den Mindestdruckwert im Kontraktionsfluß unmittelbar hinter der Auslaßöffnung,
Gs steht für ein spezifisches Gewicht des Kondensats.
Nach der oben erwähnten Prozedur werden weitere für die Selektion eines optimalen Ableiters notwendige Daten einschließlich Kondensationsgeschwindigkeit und Sicherheitsfaktor eines Ableiters eingegeben und die Ablaß-Flußgeschwindigkeit des Dampf-Kondensatwasser-Ableiters wird mit der tatsächlichen Kondensationsgeschwindigkeit verglichen, wodurch der optimale Dampf-Kondensatwasser-Ableiter festgestellt wird. Der Sicherheitsfaktor kann zuvor einprogrammiert und möglicherweise durch einen anderen ersetzt werden. Ferner können der Ableitertyp, das Material für das Ableitergehäuse, die Größe des Ableiters, das Ableitermodell und -material aus einer Gruppe von Dampf- Kondensatwasser-Ableitern gewählt werden, die grob als Ergebnis der Eingabe wie oben beschrieben sortiert wurden, um den optimalen Dampf-Kondensatwasser-Ableiter auszuwählen.
Die Beziehungen zwischen weiteren Funktionen und Eingabepositionen bei der Ableiter-Wahl nach Fig. 3 soll wie folgt in Tabelle 1 bezeichnet werden: Tabelle 1
Falls die tatsächliche Kondensationsgeschwindigkeit nicht klar ist, sollte "3. Berechnung für Dampfverbrauch" aus der [Berechnung für Dampf], die im mittleren Teil der Fig. 3 rechts angegeben ist, spezifiziert werden und sollte nach einer weiter unten erwähnten Prozedur erhalten werden.
Um die Kondensationsgeschwindigkeit zu berechnen, die in einer Dampf-Rohrleitung ohne Wärmeisolierung erzeugt wird, lauten die einzugebenden Daten wie folgt:
Rohrgröße: A (mm)
Zuordnungsnummer: Sch
Rohrmaterial: STPG, SGP, etc.
Rohrlänge: L (m)
Dampfdruck: P (kg/cm² G)
Umgebungstemperatur: To (ºC)
Die in den Speicher des Kondensatableiter-Wählers eingegebenen Daten werden beschrieben wie folgt:
Gewicht pro Einheitslänge für die Größe eines jeden Rohres, Zuordnungsnummer und das Material spezifischer Hitzewert für jedes Rohrmaterial entsprechender Bezug zwischen Tabellen für gesättigten Dampf und überhitzten Dampf.
Aus den eingegebenen und den gespeicherten Daten werden die folgenden Daten berechnet:
Zunächst können aus dem aus der Tabelle hervorgehenden Verhältnis Dampf mal Dampfdruck P die folgenden Daten erhalten werden:
1. Dampftemperatur: Ts (ºC)
2. latente Dampfhitze: r (Kcal/kg)
Ferner können aus dem Durchmesser der Rohrgröße A, der Zuordnungsnummer Sch und dem Rohrmaterial die folgenden Daten erhalten werden:
3. Gewicht pro Rohreinheitslänge: (Gu (kg/m)
4. spezifischer Hitzewert des Rohres: C
Aus den obigen Daten kann mit Hilfe der folgenden Gleichung die Kondensationsgeschwindigkeit Q (kg) berechnet werden:
Q = C × L × GU (TS - TO) / r
Wie in Fig. 3 dargestellt, können weitere technische Berechnungen im Zusammenhang mit der Kondensatableiter-Selektion, zum Beispiel die Berechnung der Güte des rückzugewinnenden Kondensats oder der Auslegung des Dampf-Rohrsystems und ähnliches in geeigneter Weise ausgewählt und dann unter Verwendung einer wohlbekannten Verhältnisgleichung durchgeführt werden.
Wie aus der obenstehenden Beschreibung hervorgeht, werden erfindungsgemäß, da die geometrischen Gegebenheiten des Kondensatwasser-Ableiters vorab gespeichert werden, die thermodynamischen Bedingungen wie Druck, Temperatur etc. nachfolgend eingegeben, und die Ablaß-Flußgeschwindigkeit, in anderen Worten die Ablaß-Flußkapazität des Kondensatwasser-Ableiters wird berechnet. Ein optimaler Ableiter kann durch Verwendung eines Speichers mit kleiner Kapazität selektiert werden, ohne Speicherung der Ablaß-Flußkapazität für verschiedene Arbeitsbedingungen und verschiedene Ableiter. Dies ist ein herausragender Effekt, der durch die herkömmliche Technik nicht erzielt werden kann.

Claims

1. Verwendung eines Kondensatableiter-Wählers zum Selektieren eines optimalen Kondensatwasser-Ableiters, der mehrere Verwendungen erfüllt, wobei der Wähler eine Tastatur zur sequentiellen Eingabe, falls selektionsbedingt Daten für die Selektion des Kondensatwasser-Ableiters erforderlich sind, ein Display, einen Speicher und eine Mikroprozessoreinheit für die Ausführung von zuvor eingespeicherten Kondensatwasser-Ableiter-Selektionsprogrammen umfaßt, wobei die durch den Ventilflußkoeffizient Cv ausgedrückten geometrischen Bedingungen verschiedener Typen von Kondensatwasser-Ableitern im Speicher des Wählers enthalten sind, und die thermodynamischen Arbeitsbedingungen wie dessen Druck nachfolgend eingegeben werden, wenn der optimale Kondensatwasser-Ableiter gewählt werden muß, und die Mikroprozessoreinheit die Ablaß-Flußgeschwindigkeits-Kapazität berechnet, wobei die Ablaß-Flußgeschwindigkeit des Kondensatwasser-Ableiters durch das Produkt aus den thermodynamischen Bedingungen und dem Ventilflußkoeffizient Cv aus gedrückt wird, und sie mit der tatsächlich erforderlichen Ablaß-Flußgeschwindigkeit vergleicht und dann den optimalen Kondensatwasser-Ableiter selektiert.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Kondensationsgeschwindigkeit durch Eingabe von Daten entsprechend Eingabepositionen berechnet wird, die automatisch durch den Kondensatableiter-Wähler angegeben werden.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei im Speicher ferner ein Programm zur Ausführung verschiedener Arten von technischen Berechnungen enthalten ist, die mit dem Kondensatableiter-Wähler in Zusammenhang stehen.

4. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im Speicher ferner verschiedene technische Formeln enthalten sind, die mit der Selektionslogik in Zusammenhang stehen.

5. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die geometrischen Bedingungen bezüglich des Durchmessers einer Auslaßöffnung, der Auslegung eines Durchlaufs, etc. in verschiedenen Dampf-Kondensatwasser-Ableitern betreffen.

6. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Inhalte der Selektionslogik und die verschiedenen technischen Formeln sequentiell auf dem Display angegeben werden.

7. Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Selektionslogik ein Menü von Positionen anzeigt und jeder Berechnungsvorgang in der Sequenz nacheinander ausgeführt wird, entweder durch Selektion der Position aus dem Menü oder durch Eingabe des numerischen Wertes des erforderlichen Parameters.

8. Verwendung nach einem der vorhstehenden Ansprüche, wobei der Ventil-Flußkoeffizient Cv durch Verwendung der gemessenen Dampf-Flußgeschwindigkeit des Kondensatwasser-Ableiters festgestellt wird.