NO174076B - Anordning for valg av kondensatfeller - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for valg av kondensatfeller, av den art som er angitt i den innledende del av det vedføyde patentkrav 1.

Slike kondensatfeller brukes for automatisk uttømming av kondensert vann eller kondensat (drenasje), som dannes fra damp, komprimert luft eller i gassrørledninger til hvilke kondensatfellen er koblet.

En dampfelle blir vanligvis brukt som en selv-aktuerende ventil som automatisk tømmer ut kun kondensat uten at det tapes damp fra damprørsystemet eller damputstyret. Slike dampfeller er klassifisert i en mekanisk type, en termostat-isk type, en termodynamisk type og lignende alt etter arbeidsmåten. Det finnes dampfeller som tømmer ut kondensatet kontinuerlig og en annen type tømmer ut kondensatet med jevne mellomrom. Dampfellene kan inndeles videre i forskjellige typer, som f.eks. feller for lavt trykk eller høyt trykk, eller feller med liten eller stor kapasitet.

En optimal dampfelle må velges slik at den må møte de forskjellige krav til arbeidsbetingelsene som f.eks. damptrykk, damptemperatur, kondensasjonnastighet, typen av operasjonsbetingelser hvor fellen er tilkoblet, eller nærvær av kondensat for gjenvinning.

En vanlig fellevelger er beskrevet i japansk patentsøknad nr. (kokai) Heisei 1-207817 (1989). Denne fellevelgeren er utformet for å kunne velge ut en optimal felle som har forskjellige anvendelsesområder, på en slik måte at de nødvendige data for utvelgelse av fellen blir lagt inn sekvensielt i henhold til indikasjoner på et display og et program som er tidligere lagret. Selve utvelgelsen av fellen skjer i en mikrodatamaskin.

Selv om det kan velges en optimal felle automatisk ved å legge inn de nødvendige data i en vanlig fellevelger, har disse en stor ulempe ved at minnet nødvendigvis må være enormt. Dette problemet er forårsaket av at en av de mest fundamentale betingelsene for utvelgelse av en felle ligger i å velge en felle med tilstrekkelig tømmekapasitet for å tømme ut det aktuelle volumet av kondensat. Av denne årsak må alle tømme karakteristika for ethvert trykk og temperatur og lignende for alle forskjellige typer feller ligge lagret i minnet til fellevelgeren. Derfor er det nødvendig med et minne med ekstremt stor kapasitet. Avhengig av kondensatets temperatur varierer graden av gjen-fordamping og dermed endres tømmekarakteristikaene. Siden alle tømmekarakteristi-ka for respektive driftsbetingelser må være lagret, må minnekapasiteten utvides ytterligere, som beskrevet over. En slik økning av minnekapasiteten vil medføre at prisen på selve fellevelgeren må økes.

I henhold til dette er den primære hensikt med foreliggende oppfinnelse å frembringe en fellevelger som er istand til å velge en optimal felle på tross av liten lagringskapasitet, hvor de nevnte ulempene med konvensjonelle fellevelgere i stor grad kan elimineres.

I henhold til foreliggende oppfinnelse kan denne hensikten oppnås ved de trekk som er angitt i den karakteriserende del av det vedføyde patentkrav 1.

De ovennevnte forbedringer ligger således i at de geometriske forholdene til forskjellige typer feller er lagret på forhånd, at termodynamiske driftsbetingelser som f.eks. trykk legges inn i forbindelse med valget, og at de respektive tømmehastighetene/kapasitetene til disse fellene blir beregnet og deretter sammenlignes disse tømmehastighetene/- kapasitetene med de aktuelle tømmehastighetene for å bestemme den optimale, fellen.

De geometriske forhold til fellen, diameteren til en åpning, formen på en passasje og lignende, er enestående for hver felle og bestemt en gang for alle. Tømmehastighetene til flere feller blir beregnet utfra geometriske og termodynamiske driftsbetingelser som f.eks. trykk, som varierer i henhold til driftsbetingelsene. Tømmehastighetene til forskjellige driftsbetingelser er ikke tidligere lagt inn i minnet. De beregnede tømmehastigheter til forskjellige typer feller blir sammenlignet med den nødvendige tømme-hastigheten, og dette resultatet medfører at man kan velge en optimal felle for å tømme en ønsket mengde.

I henhold til oppfinnelsen kan minnekapasiteten før valget reduseres betraktelig og den optimale fellen kan velges utfra anvendelse av det lille minnet, fordi det ikke er nødvendig å lagre tømmehastighetene til forskjellige driftsbetingelser til forskjellige feller.

Disse hensiktene og fordeler med oppfinnelsen vil bli ytterligere eksemplifisert ved den etterfølgende beskrivelse samt de medfølgende krav og tegninger. Fig. 1 er en skisse som viser en utførelsesform av fellevelgeren i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 er et blokkdiagram som viser hovedkretsen i henhold til oppfinnelsen. Fig. 3 er et funksjons-blokkdiagram av utførelsesformen i henhold til oppfinnelsen.

I det etterfølgende vil det bli beskrevet en utforming av den tidligere beskrevne tekniske forbedringen i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 1 viser en utførelsesform av en fellevelger i henhold til oppfinnelsen, hvilken fellevelger 1 har en kasse 2 hvori de forskjellige kretsene er innebygd og et kontrollpanel 3 på oversiden av kassen. På kontrollpanelet 3 er det plassert et tangentbord 4 og et display 6. De forskjellige kretsene som er innebygd i kassen 2, som vist i fig. 2, omfatter en strømkilde 10, et minne 11, en MPU 12, en kommunikasjonskon-trolldel 13, en interface 14 og tangentbordet 4 og displayet 6 koblet dertil. I minnet 11 er det en logisk velger for utvelgelse av en optimal dampfelle og det er også lagret forskjellige konstruksjonsmessige uttrykk forbundet med valget. I tillegg til dette er det også lagret geometriske forhold som gjelder diameteren til en åpning, formen på en passajse etc. til en rekke forskjellige dampfeller.

De geometriske betingelsene Cv kan uttrykkes på følgende måte : Cv = Vl/ w^

hvor W indikerer den målte verdien av tømmehastigheten til en felle og W]_ representerer stromningshastigheten i tilfellet Cv = 1. Denne verdien W]_ kan erholdes fra det rasjonelle uttrykket over,

Innholdet av utvalgslogikken og de forskjellige uttrykkene, som er vist i fig. 3, blir sekvensielt vist på displayet og den optimale fellen kan om ønskelig velges samtidig som forskjellige typer beregninger utføres. Denne operasjonen vil bli forklart senere.

Når f.eks. den optimale dampfellen for bruk i et hovedrør for damp skal velges, bør "1. fellevalg" angis fra [Hovedmeny] vist på venstre side av fig. 3. Når [Hovedmeny] er valgt, endres angivelsen på displayet 6 til [Fellevalg] vist på den midtre og øvre delen i fig. 3, slik at "1. dampfelle" angis. Når []Fellevalg er valgt, endres indikasjonen til [Dampfelle] vist i den øvre delen av høyre side i fig. 3, "1. damp hoved" bør likeledes angis. I dette trinnet blir termodynamiske betingelser som f.eks. primært damptrykk, sekundært damptrykk og fluid-temperatur i dampfellen lagt inn og tømmehastighetn for de respektive driftsbetingelser for dampfellen erholdes fra produktet av termodynamiske betingelser og geometriske betingelser til dampfellen. Dette vil bli forklart ved å bruke følgende relasjon i henhold til standarden fra Instrument Society of America :

Fs = Cv X f(Pi, P2, At)

hvor Fs indikerer tømmehastigheten under visse betingelser i en dampfelle, Cv indikerer fellens geometriske forhold, indikerer det primære damptrykket i fellen, P2 indikerer det sekundære damptrykket i fellen og At indikerer forskjellen mellom fluidtemperatur og metningstemperatur. f(Pi, P2 i At) er representert ved følgende uttrykk :

f(Plr P2, At) = 856 FL ((PX - FF Pv)Gs)<y2> hvor

FL <=> ((Pi <-><P>2)/(<P>i <-><P>VC))^

FF = 0.96 - 0.28 (Pv/Pc)^

Pv representerer metningstrykket tilsvarende kondensat-temperaturen på fellens primærside.

Pvc representerer minimumsverdien for trykket i kontrak-sjonsstrøm umiddelbart etter åpningen.

Gs representerer kondensatets spesifikke masse.

Etter prosedyren over blir andre data som er nødvendig for

valg av den optimale fellen inkludert kondensasjonshastighet eller fellens sikkerhetsfaktor lagt inn og tømmehastigheten til dampfellen sammenlignes med den aktuelle tømmehastighet-en og dermed kan den optimale fellen velges. Sikkerhetsfak-toren kan være tidligere programmert og kan erstattet en annen. Videre kan felletype, materiale, størrelse, modell velges fra en gruppe dampfeller som er grovt sortert som et resultat av de innlagte data, slik at den optimale fellen kan velges.

Relasjonen mellom de innlagte og andre funksjoner i felleutvelgelsen vist i fig. 3 vil bli angitt som følger :

I tilfeller hvor den aktuelle kondensasjonshastigheten ikke er innlysende må "3. beregning for dampforbruk" spesifisere [Dampberegninger] vist midt på høyre side i fig. 3 og den bør erholdes i henhold til prosedyren beskrevet under.

For å beregne kondensasjonshastigheten i et damprør uten varmeisolasjon, må følgende data legges inn :

Data som lagres i fellevelgerens minne er :

masse pr. enhetslengde for størrelsen av hvert rør, skalanummer og hvert materiale

spesifikk varme for hver rørmateriale

tilsvarende tabellrelasjoner for mettet damp og overhetet damp

Fra de innlagte data og lagrede data blir følgende data beregnet : Fra tabellen for damp med trykket P kan følgende data erholdes :

1. Damptemperatur : Ts (<*>C)

2. Spesifikk varmekapasitet : r (kcal/kg)

Fra rørets diameter A, skalanummer Sch og rørmaterialet kan følgende data erholdes :

3. Masse pr. enhetslengde rør : Gv (kg/m)

4. Spesifikk varmekapasitet : C

Fra dataene over kan kondensatmengden Q (kg) beregnes fra følgende uttrykk :

Q = C X L X GV(TS - T0)/r

Som vist i fig. 3, kan andre beregninger forbundet med fellevalget, f.eks. kondensasjonsforløpet for gjenvinning av eller utforming av damprørledningene og lignende, velges og dermed utføres ved hjelp av velkjente relasjonelle uttrykk.

Som det går klart fram av beskrivelsen over i henhold til oppfinnelsen, kan, fordi de geometriske forholdene til fellen er tidligere lagret, de termodynamiske betingelser som trykk, temperatur osv. deretter legges inn, og tømme-hastigheten, dvs. fellens tømmekapasitet beregnes. Det kan velges en optimal felle ved hjelp av et minne med liten kapasitet uten å lagre tømmekapasitetene for forskjellige driftsbetingelser til forskjellige feller. Dette gir en utmerket virkning som ikke kan erholdes ved konvensjonelle teknikker.

Claims (11)

1. Anordning for valg av kondensatfeller, omfattende: - et tastatur (4) for innmating av numeriske tall og kommandofunksj oner, - en fremviser (6) for fremvisning av inn- og utverdier i numerisk form og innholdet og kommandoene vedrørende beregninger som skal utføres, - en lagerenhet (11) for lagring av parametre tilhørende de forskjellige kondensatfeller og vedrørende fellenes geometri, termodynamiske parametre som vedrører driftstil-stander for dampsystemet, forskjellige beregningsprosesser som beregnes utifrå de foreliggende parametre, samt sekvensprogrammer for utførelse av beregningene i henhold til de forhåndsbestemte sekvenser, - en mikroprosessorenhet (12) for utførelse av beregningene i henhold til de forhåndsbestemte sekvenser, karakterisert ved at - anordningen er slik innrettet at kondensat-strømnings-graden bestemmes utifrå de termodynamiske inngangsparametre og de lagrede felleparametre, og at kondensat-strømnings-graden sammenlignes med kondensasjonsgraden i dampsystemet, hvorved en eller flere feller med kondensat-strømningsgrad større enn kondensasjonsgraden bestemmes.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at systemrelaterte parametre vedrørende konstruksjon og form for dampsystemet er lagret i lagerenheten (11) for å benyttes ved utførelse av de tekniske beregninger vedrørende dampsystemet.

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at selekteringen av en optimal felle utføres idet man tar hensyn til sikkerhetsfak-torer for fellene og systemparametrene.

4. Anordning som angitt i et av kravene 1-3, karakterisert ved at hver beregningsprosess i en sekvens utføres suksessivt ved spesifisering av enten postnummer for tilsvarende meny som fremvises på fremviseren (6), eller de numeriske verdier av den påkrevede parameter innbefattet ved hjelp av tilsvarende numerisk taster (4).

5. Anordning som angitt i et av kravene 2-4, karakterisert ved at ifall en ukjent parameterverdi blir matet inn i sekvensen av beregningspro-sessen for selektering av fellen, vil beregningen av de tekniske data kunne kalles opp for bestemmelse av den ukjente verdi, hvilket tillater at de følgende prosesser kan utføres.

6. Anordning som angitt i et av kravene 1-3, karakterisert ved at en dampstrømningshast-ighet hos fellen kan uttrykkes ved produktet av to faktorer: idet den første er avhengig bare av termodynamiske parametre, f.eks. primær- og sekundærtrykk og arbeidstemperatur-er, og idet den andre faktor utgjøres av ventilstrømnings-koeffisienten (Cv) som bare er avhengig av selve fellepara-metrene, spesielt fellens åpningsdiamter.

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at en målt verdi blir brukt som ventilstrømningskoeffisient (Cv).

8. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at ventilstrømnings-koef f isienten (Cv) blir bestemt ved bruk av den målte dampstrømningshastighet i fellen.

9. Anordning som angitt i et av kravene 1-8, karakterisert ved bruk av en empirisk eller eksperimentell verdi som verdien av kondensasjonsgraden .

10. Anordning som angitt i et av kravene 1-8, karakterisert ved at verdien av kondensasjonsgraden bestemmes fra både den målte størrelse av kondensasjon og den målte utjevningstid for den initiale transientperiode.

11. Anordning som angitt i et av kravene 1-10, karakterisert ved at den ytterligere innbefatter et grensesnitt (14) og en kommunikasjonskon-trollenhet (13).