Источники низкопотенциальных тепловых отходов. Лекция 23

1.

Источники низкопотенциальных тепловых
отходов.
Рекуперативные и регенеративные
теплоутилизаторы.
Контактные и контактно-поверхностные
теплоутилизаторы.

2.

При неполной конденсации греющего пара в
конденсаторе или вскипании конденсата
образуется
пролетный
пар,
который
нежелателен по следующим причинам:
• повышает потери тепла,
• увеличивает гидравлическое сопротивление
теплообменника.
При температуре кипении 140°С и образовании
1% пролетного пара от массы конденсата, объем
пара будет в 17,3 раза больше объема конденсата.

3.

Использование тепла конденсата
Существует несколько схем эффективного
использования тепла конденсата:
1. Использование тепла вторичного пара
инжектор

4.

2. Закрытый бак с конденсатором

5.

3. Охладитель конденсата

6.

4. Установка конденсатоотводчика

7.

Конденсатоотводчики
Конденсатоотводчики предназначены для
обеспечения полной конденсации греющего
пара в конденсаторе, т.е. исключения в
конденсате пролетного пара.
Типы конденсатоотводчиков:
1. Термодинамический.
2. Термостатический конденсатоотводчик.
3. Поплавковый конденсатоотводчик.

8.

Термодинамические конденсатоотводчики.
Подпорная шайба.
Расход воды через диафрагму
G S 2 p 1,11 d 2 p

9.

Расход пара составляет 3-5% от расхода
конденсата.
Достоинство – простота и надежность,
компактность.
Недостатки:
1. Не возможно полностью исключить
пролетный пар,
2. Добавочные гидравлические
сопротивления.

10.

Диаметр отверстия подпорной шайбы
конденсатоотводчика с гидросопротивлением
подбирается по формуле
d к 52, 4 m р / p1 p2
0,25
где mр – расчетный расход конденсата, кг/с;
p1 и p2 – давление до и после
конденсатоотводчика, Па.

11.

Автоматический клапан отвода конденсата
прямого действия

12.

1. Конденсатоотводчик состоит из камеры «вскипания»,
образуемой свободным пространством над
золотником-диском, перекрывающим вход и выход из
камеры.
2. Холодный конденсат своим давлением на входе
поднимает диск в корпусе клапана, открывая
проходной канал между входом и выходом для отвода
конденсата.
3. При поступлении пара скорость истечения среды под
диском возрастает, а давление падает, вынуждая диск
опускаться и прикрывать проходной канал.
4. Горячий конденсат, попадая в камеру более низкого
давления за диском, вскипает и формирует
повышенное давление над диском.
5. Под действием двух сил сверху и снизу диск
закрывается и садится на седло.

13.

Преимущества:
1. Отвод конденсата при температуре
насыщенного пара.
2. Компактные размеры и широкий диапазон
давлений и температур эксплуатации.
3. Низкие тепловые потери.
4. Сравнительно низкая цена.
5. При поломке седло остается открытым.

14.

Недостатки:
1. Не пропускает неконденсируемые газы.
2. Чувствителен к загрязнениям. Требует
обязательной установки фильтра.
3. Циклическое повышение давления в
конденсатопроводе при работе.
4. Допускает проскоки острого пара.
5. Требует высоких скоростей для работы
(давление на входе должно превышать
противодавление, как правило, не менее чем в
2 раза).
6. Ограниченный срок службы (из-за
интенсивного износа диска).

15.

Термостатические конденсатоотводчики.
Термостатические конденсатоотводчики
делятся на:
• термостатический, сбалансированный по
давлению конденсатоотводчик
(сильфонный);
• терможидкостной конденсатоотводчик;
• биметаллический конденсатоотводчик.
Термостатические конденсатоотводчики
регулируют выпуск конденсата по его
температуре.

16.

Термостатический, сбалансированный по
давлению конденсатоотводчик (сильфонный)
Сильфон заполнен легкокипящей жидкостью, с
кривой температуры насыщения t = f(p), близкой к
кривой насыщения воды.

17.

Преимущества:
1. Непрерывный отвод конденсата и
неконденсируемых газов
2. Компактность
3. Пониженная температура конденсата на
выходе
4. Пониженное давление в конденсатопроводе

18.

Недостатки:
• При «отказе» закрывается седло
• Не работает на перегретом паре
• Чувствителен к гидроударам и резким
колебаниям давления
• Чувствителен к размораживанию
• Ограниченный срок службы сильфона

19.

Биметаллический конденсатоотводчик

20.

Преимущества:
1. Непрерывный отвод конденсата при высоких
температурах и низких давлениях
2. Изменяющаяся и регулируемая пропускная
способность в широких пределах
3. Высокая пропускная способность
4. Компактность
5. Снижение температуры конденсата
6. Ремонтнопригодность

21.

Недостатки:
1. Чувствительность к загрязнениям
2. Повышенная эрозия седла и золотника
3. При «отказе» может быть в любом
положении
4. На насыщенном паре низкая скорость
реакции на колебания давления
5. Чувствителен к «размораживанию»

22.

Термостатический конденсатоотводчик с
терможидкостью
Отличительной особенностью является непрерывное
изменение пропускной способности в соответствие с
изменением температуры термоэлемента. Выше
рассмотренные термостатические конденсатоотводчики
имеют пропускную способность, зависящую от
перепада давления на седле и давления пара.

23.

Преимущества:
1. Непрерывный отвод конденсата и
неконденсируемых газов
2. Компактность
3. Работает при низких давлениях и низких
температурах
4. Адаптивная пропускная способность
5. Снижение температуры конденсата

24.

Недостатки:
1. При «отказе» может быть в любом
положении.
2. Чувствителен к гидроударам
3. Не работает при высоких давлениях и
больших расходах.

25.

Поплавковые (закрытые)
конденсатоотводчики.

26.

При заполнении рабочего
объема на 2/3 конденсатом,
поплавок всплывает и при
помощи
рычага
открывает
клапан.

27.

Для предотвращения блокировки отвода конденсата
неконденсируемыми газами, в верхней части крышки
конденсатоотводчика устанавливается термостатический
воздушный клапан, открывающийся при его охлаждении
нерастворимыми газами и холодным конденсатом.
Преимущества:
1. Непрерывный отвод конденсата при температуре
насыщения пара и больших расходах.
2. Устойчивый и непрерывный отвод больших объемов
неконденсируемых газов.
3. Большой срок службы.
4. Нечувствительность к переменным нагрузкам.

28.

Недостатки:
1. Большие габариты и, соответственно, высокие
тепловые потери на неизолированном корпусе.
2. При поломке, как правило, блокируется седло.
3. Чувствителен к гидроударам и образованию
воздушной пробки.
4. Eсли конденсатоотводчик работает
непрерывно и поплавок находится в одном
положении, то возможно залипание
шарнирных соединений.

29.

Конденсатоотводчики с перевернутым
стаканом

30.

Преимущества:
1. Седло находится в верхней части прибора и меньше
загрязняется.
2. Конденсат отводится при температуре насыщения.
3. Открытый стакан поплавка не боится гидроударов,
обеспечивая длительный срок службы прибора.
4. Золотник при работе притирается к седлу, что
повышает герметичность прибора.
5. За счет выбора типоразмера седла отводит конденсат
в широком диапазоне расходов и перепадов давлений.
6. Функционирует при высоких давлениях и
температурах.
7. При поломке седло не блокируется и остается
открытым.

31.

Недостатки:
1. Большие габариты и, соответственно, высокие
тепловые потери на неизолированном корпусе.
2. Циклическое повышение давления в
конденсатопроводе при работе.
3. Ограниченная пропускная способность по отводу
воздуха.
4. Необходимость предварительного заполнения
корпуса конденсатом для исключения проскоков
пара при начальном запуске (организация
гидрозатвора).

32.

Средний срок службы различных типов
конденсатоотводчиков
Тип
конденсатоотводчика
Давление
45 бар
14 бар
2 бар
С перевернутым
стаканом
18 месяцев
5-7 лет
12-15 лет
Поплавковый
-
1-6 месяцев
9 мес. - 4 года
Термодинамический
10-12 месяцев
12 месяцев
5-7 лет
Термостатический
-
6 месяцев
5-7 лет
Биметаллический
3-12 месяцев
2-3 года
7-10 лет