NO821480L - Fjerndampforsyningssystem med felles kondensattilbakefoering og fremgangsmaate til kondensattilbakefoering - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til kondensattilbakeføring av minst to kondensatstrømmer med forskjellig trykk og forskjellig temperatur i et sluttet kretsløp i et fjerndampforsyningssystem. Videre går oppfinnelsen ut på

et f jerndampf orsyningssys tem*, med felles kondensattilbakeføring av minst to kondensatstrømmer med forskjellig trykk og forskjellig temperatur i en felles kondensattilbakeførings-ledning.

Ved fjerndampforsyningssystemer med varmeforbrukere som arbeider med forskjellig temperatur og trykk, oppstår mange problemer ved kondensattilbakeføringen, idet det tilstrebes at det for kondensattilbakeføringen fra alle forbrukere anvendes en felles samle- eller hovedledning. De ,forskjellige trykk og de derav avhengige forskjellige kok-temperaturer fører imidlertid ved en felles kondensatledning til tilbakedemming og utdampninger såvel som kondensatstøt, hvilket tilsammen er uønsket og innvirker på fjerndampfor-syningssystemets arbeidsmåte.

I praksis er det derfor kjent innretninger for temperaturutjevning i de enkelte kondensatstrømmer hvor det anvendes: kondensatkjølere eller innsprøytningskjølere som i enkelte tilfeller, samtidig også er egnet for mulig varme-tilbakevinning.

For trykkutjevning mellom de enkelte kondensat-strømmer er det kjent såkalte avspenningsinnretninger eller særskilte armaturer for trykknedbygning. Disse innretninger har imidlertid den ulempe at trykkutjevningen skjer på be-kostning av betydelig energiforbruk.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en fremgangsmåte ved hvilken kondensatstrømmer med forskjellig trykk og temperatur kan mates inn i en felles kondensattilbakeføringsledning uten fremmed hjelpeenergi og uten energitap. Videre er hensikten med oppfinnelsen å tilveiebringe et fjerndampforsyningssystem hvor kondensat-strømmer med forskjellig trykk og temperatur kan mates inn i en felles kondensattilbakeføringsledning uten fremmed-hjelpeenergi og uten unødig energitap.

Dette oppnås ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved at trykket og temperaturen i kondensattilbakeføringsledningen ligger mellom trykkene og temperaturene i kondensatstrømmene, og at med kondensatstrømmen med høyere trykk befordres kondensatstrømmen med lavere trykk i kondensattilbakeføringsledningen, og kondensatstrømmene blandes med hverandre før inntreden i kondensattilbakeføringsled-ningen.

Fjerndampforsyningssystemet ifølge oppfinnelsen erkarakterisert vedat det er anordnet en av kondensatstrømmen med høyere trykk drevet befordringsinnretning som befordrer kondensatstrømmen med lavere trykk i kondensattilbakeførings-ledningen og at det er anordnet en blandeinnretning i hvilk-. en den befordrede kondensatstrøm er blandbar med den fra befordringsinnretningen uttredende kondensatstrøm før inntreden i kondensattilbakeføringsledningen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir meget enkel og fjerndampforsyningssystemet blir vidtgående vedlikeholds-fritt når det for befordring og blanding av de forskjellige kondensatstrømmer■anvendes en strålepumpe.

For å gi det befordrede kondensat tilstrekkelig trykk og mengde, kan det ifølge oppfinnelsen som befordrende kondensat anvendes i en beholder oppsamlet awanningskondensat fra høytrykksdampfjernledningen, mens det ved fjerndampsysternet i høytrykksdampfjernledningen tilsluttes en beholder for oppsamling av avvanningskondensat, forbundet med drivinnretningen for befordringsinnretningen.

Alt etter uttredelsestemperaturen fra blandeinnretningen, kan det være hensiktsmessig å tilpasse temperaturen av de med hverandre blandede kondensatstrømmer ytterligere til temperaturen i kondensattilbakeføringsledningen, for hvilket det i fjerndampforsyningssystemet anordnes en varmeveksler som strømningsmessig er anordnet foran befordringsinnretningen.

Når en ytterligere kondensatstrøm innføres hvis trykk bg temperatur ligger lavere enn trykket og temperaturen i. kondensatstrømmen ut fra blandeinnretningen, kan den ytterligere kondensatstrøm befordres av den fra blandeinnretningen uttredende kondensatstrøm med en tilsvarende befordrings- og blandeinnretning i kondensattilbakeføringsledningen.

Et utførelseseksempel på et fjerndampforsyningssystem ifølge oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningen.

Det sluttede fjerndampforsyningssystem 1 ifølge utførelseseksemplet forsyner to varmeførbrukere 2 og 3

med dampvarme, og omfatter en høytrykksdampfjernledning 010a, en lavtrykksdampledning 010b og en kondensattilbakeføringsledning 012 som tilbakefører kondensatstrømmene fra de to varmeforbrukere 2 og 3 som arbeider med forskjellig damptrykk. Varmeforbrukeren 2 er f.eks. en strykemaskin og varmeforbrukeren 2 er f.eks. en dampkokekjele som be-finner seg i et kjøkken.

Varmeforbrukeren 2 er via en dampledning 4 og en sperreventil 5 tilsluttet høytrykksdampfjernledningen 010a, og kondensatet fra varmeforbrukeren 2 mates inn i kondensattilbakeføringsledningen 012 via en kondensatledning 6 og en i kondensatledningen 6 anordnet kondensatavledningsventil 7 og en tilbakeslagsventil 8, idet det i kondensattilbakeføringsledningen opprettholdes et midlere trykk ved hjelp av ikke viste trykkholdeventiler. For bedre varmeut-nyttelse resp. for temperaturutligning, kan det være anordnet en varmeveksler 70 i kondensatledningen 6.

For avvanning i høytrykksdampfjernledning 010a

ér det videre tilsluttet en ledning 9 som fører til en trykksamler 10 i hvilken det under høyt trykk er samlet opp kondensat 11 fra høytrykksdampfjernledningen 010a. Trykkbeholderen 10 har videre ialt fire ytterligere til-slutningsstusser 12,12a,13 og 14 av hvilke tilslutningsstussen 14 er forbundet med awanningsventilen 15, tilslutningsstussen 13 er forbundet med en magnetisk styrt kondensatutløpsventil 16 og tilslutningsstussen 12 er likeledes forbundet med en kondensatavledningsventil 17. Tilslutningsstussen 12 munner ut i et vilkårlig område under

den maksimale kondensatstand i trykkbeholderen 10, mens tilslutningsstussen 13 munner ut lengst mulig nede i trykkbeholderen 10. I den øvre ende av trykkbeholderen 10 sitter en nivågiver 18 som ved underskridelse av en forhåndsbestemt kondensatfyllehøyde "i trykkbeholderen 10 åpner ved hjelp av en elektrisk styreledning 19 kondensatavløpsventil 17 som er tilsluttet en kondensatledning 20 som via en tilsvarende tilbakeslagsventil 21 munner ut i kondensattilbakeføringsledningen 012 som tjener som samleledning. Da kondensatet 11 som via kondensatledningen 2 0 eventuelt mates inn i kondensattilbakeføringsledningen 012, har en forholdsvis høy temperatur, og for å hindre kondensatstøt, er det i kondensattilbakeføringsledningen 012 anordnet en innsprøyt-ningskjøler 22 som er tilsluttet kondensatledningen 20,

hvis det i kondensatledningen 20 ikke er anordnet en varmeveksler.

Kondensatbortføringsventilen 16 er på utløpssiden via en kondensatledning 2 3 forbundet med drivdysen i én innstillbar strålepumpe 24 som på utløpssiden er tilsluttet en ledning 25. Ledningen 2 5 fører kondensat fra drivdysen 24 via en tilbakeslagsventil 26 til kondensattilbakeførings-ledningen 012. Alt etter temperaturen av det innmatede kondensat via ledningen 23, kan det i ledningen 23 anordnes en varmeveksler eller kjøler 27, slik at det finner sted en temperaturutligning for at kondensatet fra strålepumpen 24 skal tilpasses- temperaturen i kondensattilbakef øringsled-ningen 012.

Sugesiden av strålepumpen 24 fører via kondensatledningen 28 til kondensattilslutningen hos varmeforbrukeren 3 som via en dampledning 30 er tilsluttet lav-trykksfjerndampledningen 010b.

For styring av drivinnretningen 31 for strålepumpen 24 er anordnet en styrekopling 32 som mottar informasjon om driftsparametere i kondensatet fra varmeforbrukeren 3 via tilsvarende ikke viste målefølere og tilhørende måleledninger 33 og styrer drivdysen i strålepumpen 24 resp. kondensatbortføringsventilen 16. I den hensikt er de to sistnevnte innstillingsorganer via elektriske forbindelsesledninger 34 og 35 forbundet med styrekoplingen 32. Driftparameterene for kondensatet fra varmeforbrukeren 3 slik som trykk, temperatur og kondensat-mengde pr.tidsenhet er avhengig av varmeforbruket i varmeforbrukeren 3 og dens termiske resp. dynamiske forhold.

For å samle opp awanningskondensatet fra lav-trykks f jerndampledningen 010b, er denne tilsluttet et kondensatkar 41 via en ledning 40. For å føre bort det oppsamlede awanningskondensat 42, er kondensatbeholderen 41 tilsluttet en ledning 4 3 som via en kondensatbortførings-. ventil 40 munner ut på sugesiden av en ytterligere innstillbar strålepumpe 45. Utløpssiden fra strålepumpen 4 5

er via en ledning 4 6 og en tilbakeslagsventil 4 7 tilsluttet den felles kondensattilbakeføringsledning 012.

Som ved den innstillbare strålepumpe 2 4 er driv-mediet for strålepumpen 4 5 likeledes det i trykkbeholderen 10 oppsamlede kondensat 11, idet trykkbeholderen 10 av den grunn via en ytterligere tilslutningsstuss 48, en konden-satbortledningsventil 49 og en kondensatbortlednirig 50 forbundet med drivdysen i den innstillbare strålepumpe 45. For regulering av strålepumpen 4 5 og kondensatbortførings-ventilen 44, er det anordnet en styrekopling 51 som via en styreledning 52 er forbundet med nivågiveren 53 i kondensatbeholderen 41, og ytterligere styreledninger 54 og 55 fører til kondensatavledningsventilen 44 resp. inn-stillingsinnretningen i strålepumpen 45.

I stedet for å mate overskytende awanningskondensat fra høytrykksdampfjernledningen 010a direkte via ledningen 20 og innsprøytningskjøleren 22 i den felles kondensattilbakeføringsledningen 012, kan det også være anordnet en tilslutningsstuss 12a til trykkbeholderen 10

fra hvilken en kondensatledning 56 via tilhørende trykk-armaturer 57 fører til en i kondensatbeholderen 41 anordnet innsprøytningskjøler 58.

Ved drift av fjerndampforsyningssystemet 1 og

de tilsluttede varmeforbrukere 2 og 3, blir det via damp-

ledningen 4 matet inn høytrykksdamp fra høytrykksdampled-ningen 010a til varmeforbrukeren 2 i hvilken damp konden-serer, idet kondensatorstrømmen fra varmeforbrukeren 2 fremdeles har forholdsvis høyt trykk og forholdsvis høy temperatur. Den fra varmeforbrukeren 2 uttredende konden-satstrøm blir via kondensatledningen 6 matet direkte inn i den felles kondensattilbakeføringsledning 012 i fjerndampsysternet som arbeider som sluttet kretsløp, fordi trykket og temperaturen i den felles kondensattilbakeføringsledning 012 er valgt slik. at ved innføring av kondensatstrømmen via kondensatledningen 6 opptrer hverken kondensattilbakedemming, utgassing eller kondensatstøt.

Det under drift av fjerndampsysternet 1 opptredende under høyt trykk stående avvanningskondensat fra høytrykks-dampf jernledningen 010a blir via kondensatledningen 9 ført og samlet opp i trykkbeholderen 10. Når den i trykkbeholderen 10 oppsamlede mengde av avvanningskondensat 11 overskrider et forhåndsbestemt maksimalt nivå, reagerer nivågiveren 18 og åpner kondensatbortførihgsledningen 17, slik at det overskytende og under høyt trykk stående avvanningskondensat etter trykkminskning, f.eks. i kondensatavledningsventilen 17, tilføres en innsprøytningskjøler 22 fra hvilken det tilblandes kondensatet i kondensattilbakeføringsledningen 012.

Alternativt eller i tillegg er det også mulig å lede bort overskytende kondensat som er samlet i trykkbeholderen 10 via et trykkreduksjonsapparat 57 og ledningen 56 til en innsprøytningskjøler 58 i kondensatbeholderen 41 som'er tilsluttet lavtrykksdampfjernledningen 010b via innsprøytningskjøleren 58.

Alt etter den opptredende mengde av avvanningskondensat kan det i enkelte tilfeller være anordnet en varmeveksler i kondensatledningen 20 for å føre bort eller utnytte overskytende varme i kondensatet fra trykkbeholderen 10. I ethvert tilfelle sikres at kondensatet fra trykkbeholderen 10 før innføringen i kondensattilbakeføringsledningen 012, tilpasses den der herskende tempera-

tur og det der herskende trykk.

I varmeforbrukeren 3 som er tilsluttet lavtrykksdampfjernledningen 010b, opptrer likeledes kondensat som føres bort via kondensatledningen 28. Den i varmeforbrukeren 3 opptredende kondensatstrøm har imidlertid •

et trykk og en temperatur som i tilfeller ligger betydelig under trykket og temperaturen i kondensattilbakeførings-ledningen 012, slik at en direkte bortledning i kondensattilbakeføringsledningen 012 ikke er mulig. Kondensat-strømmen blir derfor tilført sugesiden av strålepumpen 24 som under lavere trykk befordrer kondensatstrømmen via ledningen 25 til den felles kondensattilbakeføringsledning 012. Som drivmiddel for strålepumpen 24 og dermed for kondensatstrømmen som står under lavere trykk fra kondensatledningen 28, tjener det i trykkbeholderen 10 oppsamlede og under høyt trykk og forholdsvis høy temperatur stående avvanningskondensat fra høytrykksdampfjernledningen 010a, som via avløpsledningen 16 tilføres drivdysen i strålepumpen 24.

Styrekoplingen 32 styrer her i samsvar med driftsparameterne i kondensatstrømmen i kondensatledningen 28, drivinnretningen 31 for strålepumpen 24 resp. eventuelt avledningsventilen 16 på sådan måte at det i utgangen fra strålepumpen 24 opptrer en kondensatstrøm i kondensatledningen 25.hvis trykk og temperatur er tilpasset trykket og temperaturen i kondensattilbakeføringsledningen 012. Strålepumpen 24 arbeider da som befordringsinnretning for

å befordre kondensatstrømmen fra kondensatledningen 28 mot det høyere trykk i kondensattilbakeføringsledningen 012,

og dessuten virker strålepumpen 24 som blandeinnretning for å blande kondensatstrømmen med forholdsvis lav temperatur fra kondensatledningen 28 med kondensatstrømmen med relativt høy temperatur fra kondensatledningen 23, slik at det oppstår en temperatur som ligger mellom temperaturen for de to kondensatstrømmer og tilnærmet området for temperaturen i kondensattilbakeføringsledningen 012.

Når det under alle driftsforhold kan opprettholdes en temperatur av de med hverandre blandede kondensat-^strømmer fra kondensatledningene 2 8 og 23, som ikke fører til utdampninger eller kondensatstøt i den felles kondensattilbakeføringsledning 012', kan den fra strålepumpen 24 uttredende blandede kondensatstrøm ledes direkte inn i . kondensattilbakeføringsledningen 012. Består derimot den mulighet at temperaturen avviker for meget fra temperaturen i kondensattilbakeføringsledningen 012, så kan fortrinns-vis en temperaturreduksjon skje ved hjelp av kjøleren 27 i kondensatledningen 2 3 for at den fra strålepumpen 24 uttredende kondensatblanding ytterligere tilpasses til temperaturen i kondensattilbakeføringsledningen 012.

Ved anvendelse av strålepumpen 24 og trykkbeholderen 10 sammen med styrekoplingen 32, oppnås den fordel at uten anvendelse av ekstra hjelpeenergi kan den fra varmeforbrukeren 3 kommende kondensatstrøm i forhold til den fra varmeforbrukeren 2 uttredende varmestrøm med forholdsvis lavere trykk og temperatur, mates inn i en felles kondensattilbakefØringsledning 012.

For å avvanne lavtrykksdampfjernledningen 010b

er via ledningen 4 0 tilsluttet en kondensatsamlebeholder 41 hvis oppsamlede kondensat 42 står under forholdsvis lavt trykk, slik. at det ikke uten videre kan mates inn i kondensattilbakeføringsledningen 012. For trykkøkning tjener en ytterligere innstillbar strålepumpe 4 5 som eventuelt drives med drivenergi fra trykkbeholderen 10, dvs. med det i denne stående avvanningskondensat 11. Hvis kondensatet 42 i kondensatsamlebeholderen 41 overskrider et forhåndsbestemt nivå, reagerer nivågiveren 53, slik at styreledningen 51 åpner kondensatavløpningsventilen 4 4 og innstiller den innstillbare strålepumpe 45 for at denne skal mate et kondensat 42 med forholdsvis lavt trykk inn i den felles kondensattilbakeføringsledning 012.

Alt etter utførelsen av fjerndampforsyningssystemet 1 består også den mulighet at kondensatstrømmen fra strålepumpen 24 kan drive en ytterligere strålepumpe som er koplet i kaskade med strålepumpen 24, for på denne måte å redusere ytterligere trykket i utgangen fra den første strålepumpe og befordre en ytterligere kondensat-strøm fra en ekstra varmeforbruker hvis uttredende konden-satstrøm har et enda lavere 'trykk bg en enda lavere temperatur.

Forøvrig består den mulighet at det.i hver av kondensatledningene anordnes varmevekslere for ytterligere å utnytte kondensatvarmen.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte til kondensattilbakeføring av minst to kondensatstrømmer med forskjellig trykk og forskjellig temperatur i et sluttet kretsløp i et fjerndampforsyningssystem med høytrykkdampfjernledning, karakteris sert ved at trykket og temperaturen i kondensattilbakef øringsledningen ligger mellom trykkene og temperaturene i kondensatstrømmene, og at med kondensatstrømmen med høyere trykk befordres kondensatstrømmen med lavere trykk i kondensattilbakeføringsledningen, og kondensatstrømmene blandes med hverandre før inntreden i kondensattilbakeføringsledningen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at for befordring og blanding anvendes en strålepumpe.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at som befordrende kondensat anvendes det i en beholder oppsamlede avvanningskondensat fra høytrykk-dampf jernledningen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trykket og/eller temperaturen i de med hverandre blandede kondensatstrømmer tilpasses temperaturen i kondensattilbakeføringsledningen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den etter blandingen dannede kondensat-strøm anvendes til å befordre en ytterligere kondensat-strøm med lavere trykk.

6. Fjerndampforsyningssystem med felles kondensattilbakef øring av minst to kondensatstrømmer med forskjellig trykk og forskjellig temperatur i en felles kondensattilbakeføringsledning og med en høytrykkdampfjernledning, karakterisert ved at det er anordnet en av kondensatstrømmen med høyere trykk drevet befordringsinnretning (24) som befordrer kondensatstrømmen med lavere trykk i kondensattilbakeføringsiedningen (012), og at det er anordnet en blandeinnretning (24) i hvilken den befordrede kondensatstrøm er blandbar med den fra befordringsinnretningen uttredende kondensatstrøm før inntreden i kondensattilbakef øringsledningen .

7. System ifølge krav 6, karakterisert ved at befordrings- og blandeinnretningen er en strålepumpe (24) .

8. System ifølge krav 7, karakterisert ved at strålepumpen (24) er innstillbar.

9. System ifølge krav 6, karakterisert ved at høytrykkdampfjernledningen (010a) er tilsluttet en trykkbeholder (10) for oppsamling av avvanningskondensat (11) med hvilken befordringsinnretningens■(24) drivinnret-ning er forbundet.

10. System ifølge krav 6, karakterisert ved at det for ytterligere temperaturtilpassing av de med hverandre blandede kondensatstrømmer til kondensattilbakef øringsiedningens (012) temperatur, er det anordnet en varmeveksler (27). som strømningsmessig er anordnet foran befordringsinnretningen (24).

11. System ifølge.krav 6, karakterisert ved at den første blandeinnretning (24) er tilsluttet en ytterligere andre befordringsinnretning som drives av den fra den første blandeinnretning uttredende kondensat-strøm og som befordrer en ytterligere kondensatstrøm i kondensattilbakeføringsledningen (012), og at den andre befordringsinnretning er anordnet etter den andre blandeinnretning som blander begge kondensatstrø mmene som kommer fra den andre befordringsinnretning.