Zasada działania urządzenia redukującego temperaturę i ciśnienie
Gdy dostarczona para przegrzana o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu jest dostarczana do każdego punktu pary, musi najpierw wejść do urządzenia redukującego ciśnienie i redukującego temperaturę, aby zmniejszyć ciśnienie i temperaturę przegrzanej pary do zbliżonej do wymaganego stanu nasycenia (zwykle bliskiego temperatura nasycenia 3-5 stopnia ) Następnie jest wysyłany do sprzętu wymiany ciepła w celu użycia.
Istnieją dwie podstawowe formy schładzacza.
System redukcji ciśnienia i schładzania
System redukcji ciśnienia i schładzania
s w nowoczesnej kogeneracji przemysłowej i ciepłownictwie (lub parze) oraz przemyśle lekkim
przedsiębiorstwa energetyczne, chemiczne, tekstylne i inne,
mają szerokie zastosowanie w ciepłownictwie pary wodnej
parametry (ciśnienie, temperatura) do zmiany urządzenia
i zastosowanie urządzenia oszczędzającego energię cieplną odpadową
1. Bezkontaktowe
Medium do chłodzenia pary nie styka się bezpośrednio z chłodzoną przegrzaną parą. Chłodniejsze ciecze, gazy i para wodna mogą być używane jako media chłodzące. Powietrze z otoczenia może być również wykorzystywane jako czynnik chłodzący. Ten typ schładzacza przypomina płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła. Para przegrzana wchodzi z jednej strony wymiennika ciepła, a czynnik chłodzący z drugiej strony wymiennika ciepła. Gdy temperatura pary przegrzanej jest kontrolowana, można ją regulować: przepływ pary przegrzanej na wlocie lub przepływ czynnika chłodzącego.
2. Bezpośredni kontakt
Medium używane do chłodzenia pary (zwykle woda) jest bezpośrednio mieszane z parą przegrzaną, taką jak Venturi i system redukcji temperatury i ciśnienia bezpośredniego wtrysku, jak pokazano na poniższym rysunku.
Para przegrzana jest najpierw rozprężana, a następnie trafia do reduktora ciśnienia. Woda chłodząca jest bezpośrednio mieszana z parą przegrzaną, pochłania ciepło pary przegrzanej i odparowuje w parę. Para przegrzana jest schładzana. Pewna ilość wody chłodzącej jest dodawana przez urządzenie rozpylające i mieszające wewnątrz schładzacza. Ilość dodawanej wody chłodzącej jest kontrolowana przez pomiar temperatury pary za schładzaczem. Dzięki temu może wytwarzać suchą parę. W ten sposób można uniknąć uszkodzeń i erozji rurociągów i urządzeń.
Wszystkie schładzacze z bezpośrednim kontaktem muszą rozbijać dopływającą wodę na małe kropelki, aby zwiększyć stosunek powierzchni do objętości wody. Im większy stosunek powierzchni do objętości wody, tym szybsze tempo parowania kropelek wody i szybszy spadek temperatury pary. Proces wytwarzania małych kropelek wody jest powszechnie określany jako „zamgławianie”. Jakość rozpylania rozpylonego do wody schładzającej bezpośrednio wpłynie na działanie układu schładzającego. Różne typy schładzaczy przyjmują różne metody atomizacji wody schładzającej.
Warto zauważyć, że zmaterializowane kropelki wody mieszają się z parą, a odparowanie kropel wody (podczas chłodzenia parą) jest procesem czasochłonnym i nie zostanie ukończone natychmiast. Dlatego większość procesu schładzania nie zachodzi wewnątrz schładzacza, lecz w rurociągu za wylotem schładzacza. Dlatego też, aby uzyskać dobre wrażenia, kluczowe jest również zaprojektowanie rurociągu dolnego.
Jak wspomniano powyżej, nie jest trudno zrozumieć, dlaczego kropelki wody chłodzącej i przegrzana para potrzebują pewnego czasu, aby dobrze się wymieszać. Jeśli mieszanie nie jest dobre, woda nie może skutecznie pochłaniać ciepła z pary przegrzanej, a proces parowania kropelek wody nie jest zakończony, co powoduje przelewanie się kropel wody za schładzaczem i nie można kontrolować temperatury wylotowej schładzacza. Dlatego kropelki wody powinny być zawieszone w dolnym rurociągu tak długo, jak to możliwe. Aby to zapewnić, rurociąg dolny powinien utrzymywać stosunkowo dużą prędkość przepływu, aby utrzymać wystarczającą turbulencję w rurociągu dolnym. Ta prędkość jest wyższa niż prędkość przepływu pary w ogólnym systemie dystrybucji pary. Dlatego schładzacze i odpowiadające im rury są zwykle (nie wszystkie) mniejsze niż rury systemu dystrybucji pary.
Zazwyczaj dobierane jest źródło wody wykorzystywane do chłodzenia: woda uzupełniająca kotła, woda zdemineralizowana, woda dejonizowana, woda kondensacyjna.
Można również stosować wodę z kranu lub wodę technologiczną, ale zależy to od twardości dostarczanej wody. Kamień może gromadzić się wewnątrz dyszy wody chłodzącej schładzacza i wewnętrznej powierzchni ścianki rury za schładzaczem.
Generalnie im wyższa temperatura wody chłodzącej, tym lepiej. Dzieje się tak, ponieważ kropelki gorącej wody pochłaniają mniej ciepła niż kropelki zimnej wody, aby osiągnąć temperaturę parowania, dzięki czemu odparowują szybciej, co skutkuje bardziej wydajnym efektem chłodzenia. Stosowanie gorącej wody zmniejsza również ilość wody spadającej na wewnętrzną ściankę rury. Dlatego rurociąg wodociągowy powinien być izolowany. Aby przejść przez zawór sterujący wodą, wymagany jest spadek ciśnienia. Powiedzieliśmy wcześniej, że woda powinna być jak najgorętsza, ale należy unikać przechodzenia przez zawór sterujący.
Aby rozpylić wodę chłodzącą, ciśnienie w dyszy schładzacza musi być równe lub większe od ciśnienia pary roboczej w rurociągu. Różne typy schładzaczy mają różne wymagania ciśnieniowe, ale zwykle najmniejsze wartości ciśnienia są następujące:
Ciśnienie pary w schładzaczu strumieniowym plus 0,5 bar
Ciśnienie pary w schładzaczu typu Venturi plus 0.1bar
Schładzacz parowy ma takie samo ciśnienie jak para
W przypadku schładzaczy strumieniowych i typu Venturi wymagane jest maksymalne ciśnienie przy maksymalnym przepływie wody. Warto zauważyć, że natężenie przepływu wody jest proporcjonalne do pierwiastka kwadratowego różnicy ciśnień między wodą chłodzącą a parą. Dlatego też, jeśli przepływ wody zostanie zwiększony czterokrotnie, różnica ciśnień wzrośnie o 42=16.
Jeśli używana jest pompa samodzielna lub pompa wspomagająca, wymagany jest system powrotny, aby zapewnić, że woda zawsze przepływa przez pompę.