Конденсатосборник, вместо конденсатоотводчика и регулятора перелива (на западный манер) Опции

[antipod66]

Ранее сталкивались в проектах инофирм, теперь вот с российскими проектами столкнулись.
После парового теплообменника для сбора и отвода конденсата ниже ПТО ставят некую емкость.
Мы ставили обычно КО или регуляторы перелива, но тут нечто иное.
Этот, так называемый конденсатосборник, находиться под паром, то есть давление в нем и в ПТО по пару одинаковое.
В него стекает конденсат после ПТО и собирается. На выходе из него стоит клапан управляемый по уровню в нем.
Чем то похож на перекачивающий паровой КО.
Вопрос такой, сейчас вносим изменения в проект российских коллег, они выбрали конденсатосборники на 10 минут расход конденсата, по нормам как для конденсатных станции.
Но у инофирм емкость конденсатосборника принимается 1,5-2% от максимального расхода (посчитали по выпущенным проектам).
Например у них на расход 190 т/ч емкость конденсатосборника принята 2,8 м3/ч.
Тогда как "наши" на 38 т/ч взяли 6,3 м3.
Где описана методика подбора и принцип работы таких конденсатосборников.
и как определяется их емкость
Не понятно что дает такому баку 10 минутный запас, т.к. в моем понимании это просто большой хитрый конденсатоотводчик, а не конденсатный бак.

Сообщение отредактировал antipod66 - 14.5.2014, 17:26

[antipod66]

Ранее сталкивались в проектах инофирм, теперь вот с российскими проектами столкнулись.
После парового теплообменника для сбора и отвода конденсата ниже ПТО ставят некую емкость.
Мы ставили обычно КО или регуляторы перелива, но тут нечто иное.
Этот, так называемый конденсатосборник, находиться под паром, то есть давление в нем и в ПТО по пару одинаковое.
В него стекает конденсат после ПТО и собирается. На выходе из него стоит клапан управляемый по уровню в нем.
Чем то похож на перекачивающий паровой КО.
Вопрос такой, сейчас вносим изменения в проект российских коллег, они выбрали конденсатосборники на 10 минут расход конденсата, по нормам как для конденсатных станции.
Но у инофирм емкость конденсатосборника принимается 1,5-2% от максимального расхода (посчитали по выпущенным проектам).
Например у них на расход 190 т/ч емкость конденсатосборника принята 2,8 м3/ч.
Тогда как "наши" на 38 т/ч взяли 6,3 м3.
Где описана методика подбора и принцип работы таких конденсатосборников.
и как определяется их емкость
Не понятно что дает такому баку 10 минутный запас, т.к. в моем понимании это просто большой хитрый конденсатоотводчик, а не конденсатный бак.

Сообщение отредактировал antipod66 - 14.5.2014, 17:26

[gilepp]

Давайте разберемся что именно установлено возле сосуда. Если перекачивающий КО, то объем резервуара считается исходя из условия, что он будет наполняться в то время, когда устройство будет находиться в цикле перекачивания, то есть будет закрыто на вход. Резервуар нужен для того, чтобы ПТО не заполнялся только во время цикла перекачивания. Определить что это именно перекачивающий КО просто - к нему должен быть подведен пар или воздух.

Это ваш случай ? Картинка слева.
http://www.steamsys.ru/catalog/oborudovani...nsatnye_nasosy/

Методика на третьей странице на примере конкретного перекачивающего КО:
http://www.steamsys.ru/userfiles/af_catalo...GT10-PS-RUS.pdf


Вообще 10 минутный запас это много на мой взгляд, т. к. время перекачивания в режиме насоса обычно составляет несколько секунд. Сосуд будет почти пуст тогда.

[antipod66]

Вроде бы нет, это перекачивающий конденсатоотводчик, а там емкость, уровнемер,клапа
клапан, завтра выложу фрагмент буржуйский схемы P&ID

[gilepp]

Перекачивающий КО может быть выполнен и на клапанах, управляемых уровнемером (испанская компания Baviera такие делает), но подвод внешнего пара или воздуха все равно должен быть, иначе как он будет качать ?

Сообщение отредактировал gilepp - 15.5.2014, 7:24

[antipod66]

 _________________________.jpg ( 103,74 килобайт ) Кол-во скачиваний: 257


Подвод есть, мне не понятно как выбрать емкость ресивера из каких соображений

Сообщение отредактировал antipod66 - 15.5.2014, 7:35

[gilepp]

Это не перекачивающий конденсатоотводчик. Вверху не подвод пара, а линия выравнивания давления, чтобы сосуд не запирался. По сути это конденсатоотводчик, но выполненный на другой элементной базе.

[antipod66]

ну почему же?
пар давит емкость, когда открывается линия дренажа конденсата, пар выдавливает конденсат, как из перекачивающего конденсатоотводчика.
Вот вопрос как определить емкость конденсатосборника? на 10 мин запас или по каким то другим критериям? ни норм ни описаний на русском языке я не нашел.
и как должен работать уровень? заполнился-откачал (мин-макс), или держать постоянно средний уровень степенью открытия клапана?
Не пойму что обеспечивает объем емкости? какая функция? буфер?

[gilepp]

Нет, не так.
Перекачивание - это когда на объекте отрицательный перепад давления, то есть давление на установке ниже, чем давление за установкой. На представленной схеме линия пара заведена с сосуд уже после регулирующего клапана, то есть давление за ним является величиной непостоянной. Будет ли качать это устройство, если клапан, отрабатывая нагрузку, прикроется настолько, что давление за ним сравняется с противодавлением в конденсатной линии ? Нет. Значит это не насос. Таким образом, у вас не перекачивание, а обычный отвод конденсата.

Регулирование уровня может реализовано по разному. И непрерывное поддержание уровня регулирующим клапаном и дискретное клапаном ОТКР/ЗАКРЫТ по верхнему и нижнему уровням.

Сообщение отредактировал gilepp - 15.5.2014, 8:20

[antipod66]

Я согласен, спорить смысла не вижу
Не понятно как определить емкость конденсатосборника, методика может западная есть? может опыт у кого был?

[gilepp]

У меня есть методика как раз западная, я ей пару раз пользовался, поищу на работе завтра, где-то в бумагах закопана. Мы ставили такую систему несколько раз и мне приходилось считать. Помню, что она очень примитивная)

[antipod66]

Спасибо.
еще вопрос в каком случае предпочтительно ставить такую систему против конденсатоотводчика или регулятора перелива?
какие преимущества она дает?
я бы понял если бы ставили для больших расходов, когда нет такого КО.
Но иностранцы ставят где ни попадя.

[gilepp]

Я всегда считал, что это как раз для случаев больших расходов, потому что, на ультрарасходы стоимость конденсатоотводчиков очень высокая, долгий срок поставки и все такое. КО есть и на сотни т/ч, но они дико дорогие )

Это решение сложнее и потому технически немного хуже традиционного КО, т.к. много приборов КИПа появляется, которые также надо обслуживать.

Лучше это решение тем, что конденсат в принципе не задерживается в теплообменнике и его выходу не препятствует КО. Конечно, правильно подобранный КО и так не препятствует, но существует вероятность его неверного подбора, механических поломок, гидроударов и пр. Здесь система с этих точек зрения надежнее на мой взгляд.

Есть еще одно обстоятельство. Не является ли этот сосуд "сосудом под давлением", не нужно ли его регистрировать, иметь разрешение РТН, паспорт и пр. ? Конечно это зависит от объема и давления, но тем не менее, вопрос такой может возникнуть.

Сообщение отредактировал gilepp - 15.5.2014, 17:36

[antipod66]

являются "наши" российские проектировщики приняли обычные сосуды емкостью 6,3 м3 для технологических сред, просто обвязали как большой КО.

[gilepp]

По правде тоже не понимаю смысла 10 минутного запаса. Тут главное не столько запас сам по себе, сколько запас с привязкой к способности регулирующего клапана и автоматики в целом реагировать на резкое изменение нагрузки, чтобы сосуд не переполнялся и клапан успевал отвести залповый расход конденсата при росте нагрузки и успевал закрыться при ее резком уменьшении. Получается, что если клапан условно "медленный" и с рабочей точкой в расходной характеристике скажем подобранной без запаса, то и 10 минутного запаса может не хватить. Поэтому если говорить о запасе, то только с учетом характеристик автоматики регулирования уровня.

Сообщение отредактировал gilepp - 15.5.2014, 18:16

[Nemesis]

10 минутный запас пляшет от рекомендаций по сборным конденсатным бакам. А такой конденсатоотводчик, как на схеме выше ещё может служить для поддержания уровня конденсата в самом теплообменном аппарате для регулирования поверхности теплообмена (он как раз там горизонтальный). На практике мы ещё ставили их на выпарных аппаратах на больших расходах. Иностранцы ставят их по разному, грубо говоря: до тонны обычный - термодинамический, больше - объемный.
 128vFrj1n4J4j0s8S7x6_1_.png ( 76,68 килобайт ) Кол-во скачиваний: 176

[antipod66]

спасибо, это оно, а что за книга, как наз?
еще хотелось бы увидеть западную методику, которую gilepp обещал поискать на работе.

[Nemesis]

спасибо, это оно, а что за книга, как наз?
еще хотелось бы увидеть западную методику, которую gilepp обещал поискать на работе.

Вот,почитайте статью,там есть расчет и обзор плюсов и минусов:http://ebookily.org/pdf/broaden-your-knowl...-109939044.html. Название книги: Перцев Л.П. Трубчатые выпарные аппараты для кристаллизующихся растворов.

Сообщение отредактировал Nemesis - 16.5.2014, 12:08

[antipod66]

Спасибо, это то что надо!
Только пока не могу найти книгу Перцев Л.П. Трубчатые выпарные аппараты для кристаллизующихся растворов.

[Nemesis]

Спасибо, это то что надо!
Только пока не могу найти книгу Перцев Л.П. Трубчатые выпарные аппараты для кристаллизующихся растворов.

Обращайтесь Вот книга: http://www.twirpx.com/file/557045/.

[antipod66]

спасибо
Вы случайно не ЮНГГ?
ДВЭП? больше с украиной мы не работали

[Nemesis]

спасибо
Вы случайно не ЮНГГ?
ДВЭП? больше с украиной мы не работали

Нет, я из другой организации работающей на ниве нефтепеработки и нефтехимии .

[shvet]

От себя добавлю, что в такой схеме отвода конденсата (с установкой конденсато сборника) есть подводные камни с продувкой неконденсирующихся газов, перепадами давления по системе и отводом пара вторичного вскипания. Если еще актуально - пишите я выложу литературу с примерами расчетов.

[Nemesis]

От себя добавлю, что в такой схеме отвода конденсата (с установкой конденсато сборника) есть подводные камни с продувкой неконденсирующихся газов, перепадами давления по системе и отводом пара вторичного вскипания. Если еще актуально - пишите я выложу литературу с примерами расчетов.

Выкладывайте, всегда интересно почитать что-то новое.

[shvet]

Выкладывайте, всегда интересно почитать что-то новое.

Конечно.
Для примера возмем рибойлер типичной колонны и какие ошибки часто допускают люди. Типичный рибойлер, типичный способ отвода конденсата - через сборник конденсата. В рибойлер приходит пар, полностью конденсируется, уходит в конденсатосборник, откуда уходит в коллектор. Конденсатосборник газоуравнительной линией соединяется с линией подачи пара. Производительность рибойлера регулируется уровнем конденсата в трубках, а если быть точнее, то сколько % площади заполнено конденсатом, а сколько % под конденсацию пара. Нужно больше тепла передать - понижаем уровень конденсата в конденсатосборнике, а соответственно и в рибойлере. % трубок, контактирующих с паром, увеличивается, теплоотдача при конденсации пара больше теплоотдачи переохлаждения конденсата примерно в 150 раз [1, с. 169] - соответственно коэффициент теплопередачи растет, количество передаваемого тепла увеличивается. Схема проста и эффективна, широко проверена и используется очень давно.

Вот как это видит проектировщик

На картинке обратите внимание именно на уровень конденсата в обоих аппаратах, это ключевой момент и дальше мы остановимся именно на нем. как же все это выглядит на самом деле?

Примерно как на этой картинке

Давайте разберемся подробнее
1. Самое простое это неконденсирующиеся газы (О2 и СО2). Они всегда есть в паре, не растворяются в конденсате, вернее плохо растворяются и самое главное накапливаются в паровой фазе. Поскольку в данном случае схема замкнутая они накапливаются в ПАРЕ верхней части трубной доски рибойлера, конденсатосборника и участка трубы пара. Появляется коррозия и т.д.
2. Самое важное это то, что везде есть перепады давления, а именно
ΔР1 - перепад по трубе пара, чаще всего очень маленький, можно им пренебречь
ΔР2 - перепад по рибойлеру (на схеме не показан), примем для удобства в расчетах например 10 кПа
ΔР3 - перепад по трубе конденсата, чаще всего тоже очень маленький, им мы тоже пренебрежем
ΔР4 - перепад по по газоуравнительной линии. Вот тут очень часто допускают грубую ошибку и делают линию очень маленькой (ведь она же для выравнивания давлений), я видел линии Ду15-Ду25. НЕТ! Это линия пара вторичного вскипания! Что будет если рибойлер работает на пределе производительности? Вся площадь теплообмена занята конденсирующимся паром и это значит, что переохлаждения НЕТ! Значит появляется пар вторичного вскипания и иногда его кол-во достигает и 1-2% от общего расхода пара. Если линия слишком маленькая в ней создается большой перепад и конденсатосборник подпирает. К тому же в ней пар насыщенный, а это значит что малейшее охлаждение, например из-за отсутствия изоляции и появляется конденсат. Конденсат всегда стекает по трубе НЕРАВНОМЕРНО, а толчками, волнами, назовите как угодно. Появляется пульсация.
Для удобства в расчетах примем перепад по газоуравнительной линии тоже в 10 кПа.

Найдем перепад высот уровня конденсата
ΔН=ΣΔР/ρg

В нашем случае (изменением плотности пренебрегаем)
ΔН=20/1*10=2 м

Два метра это много? Это же всего пара метров. Ха, Да че вы нам голову морочите, пойдем лучше чайку.

Два метра это просто дох...я. Чаще всего теплообменное оборудование устанавливают близко к нулевой отметке + сорбник стоит тоже не на земле (у него и опоры, и дренаж есть), а значит запаса высоты нет. Чаще всего уровнемер устанавливают в выносной колонке, как это сделано в посте ув. Nemesis. Обратите внимание, что на самом деле колонка измеряет не всю высоту сборника. Кто устанавливает ВЫСОКИЕ конденсатосборники? Именно высокие, а не вместительные. Зачем высокий? Высокий это дополнительная площадка дл обслуживания арматур и приборов наверху. Лучше низенький, а объем можно и по диаметру подобрать. Вернитесь еще раз к рисунку. Обратите внимание на уровнемер. Изображена типичная ситуация, когда уровень конденсата при максимальной загрузке теплообменника выходит за пределы измерения уровнемера (ниже нижнего штуцера уровнемерной колонки). Прибавите сюда пульсацию уровня в сборнике из-за конденсата (очень небольшого количества по сравнению с общим расходом пара), стекающим обратным ходом по газоуравнительной линии. И получите реальность на значительной части заводов необъятной нашей родины.
По моей субъективной оценке 1/3 теплообменного оборудования не может выйти на свою максимальную расчетную (!) производительность. Перерасход металла, а значит и $, в таких случая примерно 20% от стоимости теплообменника.

Что делать?
1. Расчитывать диаметр газоуравнительной линии исходя из макс. количества пара вторичного вскипания и брать еще значительный запас на стекающий обратным ходом конденсат
2. Устанавливать конденсатосборник ниже теплообменника, конденсатосбоник делать высоким, но с маленьким диаметром, перед выбором высоты установки примерно посчитать возможные перепады давлений
3. уровнемерную колонку соединию по уравнительной линии с линией выхода конденсата, чтобы измеряемая высота была максимальная
4. в верхней точке (именно в самой верхней) делать воздушник и письменно обязать персонал раз в несколько дней его открывать на 1 час


Что делать если высоты уже нехватет?
1. Попробывать приподнять теплообменник (это необязательное условие)
2. Газоуравнительную линию соединить с САМОЙ нижней (последней по ходу) камерой теплообменника
3. Все равно поставить воздушник в верхней точке


Обращаю внимание, что ситуация, описанная выше, относится ко всем конденсатосборникам, и вариант из нефтепереработки (рибойлеры колонн с естественной циркуляцией) был выбран просто как наиболее знакомый авторы (мне). К сожалению сейчас дома и литература по конденсатным системам осталась на работе. Из того, что есть только [2, с. 94].
Надеюсь был полезен и понятен. Если не в тему или неправильно - пишите.

1. Павлов Романков Носков Процессы и аппараты химической технологии
2. Norman P. Lieberman A Working Guide to Process Equipment
3. Схемы в Visio, если кому понадобятся

[antipod66]

большое спасибо за ответ.
хочу немного уточнить.

вопрос касается неконденсируемых газов.
Как можно определить сколько их будет в паре и можно ли автоматически их отводить в атмосферу.
Я так понимаю газы были и раньше и все теплообменное оборудование работало.
эта проблемма мне кажется преувеличенной

Сообщение отредактировал antipod66 - 4.6.2014, 14:47

[antipod66]

мне не очень понятно
если сопротивление в ребойлере 10 кпа и в газоуравнительной линии тоже 10 кпа
если рассматривать что пар давит на ТО и КС то давление в них будет одинаковое.
И вскипать конденсат после ТО в КС не будет.
Значит уровень будет одинаковый.

А что мешает неконденсируемым газам выйти вверх из КО через уравнительную линию.
Плотность?

Сообщение отредактировал antipod66 - 4.6.2014, 15:12

[antipod66]

и пар вторичного вскипания не пойдет вверх обратно в уравнительную линию, т.к. давление пара вторичного вскипания не может быть выше чем давление исходного пара.
пар будет идти из КС в уравнительную линию только при наполнении КС

[shvet]

вопрос касается неконденсируемых газов.
Как можно определить сколько их будет в паре и можно ли автоматически их отводить в атмосферу.
Я так понимаю газы были и раньше и все теплообменное оборудование работало.
эта проблемма мне кажется преувеличенной

К сожалению по коррозии не могу ответить развернуто, вынужден просто привести ссылки, какие быстро удалось найти. Если заинтересует более подробно, то в интернете много литературы на эту тему.
- принципы появления неконденсирующихся газов
- (там же еще)
- опасность снижения коэффициента теплопередачи
- кратко о коррозии

мне не очень понятно
если сопротивление в ребойлере 10 кпа и в газоуравнительной линии тоже 10 кпа
если рассматривать что пар давит на ТО и КС то давление в них будет одинаковое.
И вскипать конденсат после ТО в КС не будет.
Значит уровень будет одинаковый.

Уровень не будет одинаковый, уровень в КС все равно будет меньше, чем в ТО, на перепад давления по ТО и трубопроводу конденсата между ТО и КС. Давление в КС и в трубопроводе пара за счет уравнительной линии будет одинаково (у меня ошибка, подробнее см. ниже)

А что мешает неконденсируемым газам выйти вверх из КО через уравнительную линию.
Плотность?

именно так газы и будут делать, т.е. циркулировать по контуру КС - труба пара - ТО - КС, при этом концентрация газов в паре в этом контуре будет зависеть от растворимости газов в конденсате при данной температуре и давлении, а поскольку давление пара меньше, чем в бойлере, значит и концентрация газов в паровой фазе будет больше. Подробнее можно посмотреть в ссылках выше. Если нужны конкретные примеры - пишите, я прикину в расчете.

и пар вторичного вскипания не пойдет вверх обратно в уравнительную линию, т.к. давление пара вторичного вскипания не может быть выше чем давление исходного пара.
пар будет идти из КС в уравнительную линию только при наполнении КС

сейчас сам еще раз все внимательно просмотрел и действительно у меня крупная ошибка с паром вторичного вскипания. абсолютно точно подмечено, что пар вторичного вскипания не будет идти по газоуравнительной линии в устоявшемся режиме работы. Расход в этой линии будет только:
- в КС при повышении расхода пара, до установления давления (при этом уровень в КС вырастет)
- из КС при понижении расхода пара, до установления давления (при этом уровень в КС упадет)
давление в КС и в трубопроводе пара при устоявшихся режимах работы будет одинаково, конденсация пара в линии не в счет

по хорошему мне надо переписать свой пост, полностью убрав из него влияние газоуравнительной линии на уровень в КС. На самом деле диаметр линии влияет только на чувствительность уровеня в КС к колебаниям расхода/давления исходного пара. Чем меньше газоуравнительная линия - тем больше и резче амплитуда колебания уровня в КС.
В общем проблема, которую я пытался описать в своем посте все равно осталась - мой опыт показывает, что многие КС стоят слишком высоко, и из-за этого ТО не может выйти на максимальные нагрузки. Только вот описал я проблему с грубой ошибкой по газоуравнительной линии и пару вторичного вскипания.
Сори, но переписывать сил уже нет

[antipod66]

спасибо, за исчерпывающее описание процесса)
спросил у иностранных коллег, они ответили что КС в данном проекте ставят на большие расходы вместо КО.
уровни не держат.
а насчет неконденсируемых газов позвонил в Альфа Лаваль, они нам ставят теплообменник с подтоплением, ответили что будет регламент на эксплуатацию в котором они пропишут как часто надо продувать паровое пространство от неконденсируемых газов, автоматические устройства для отвода газов, сказали не ставят.

[gilepp]

спросил у иностранных коллег, они ответили что КС в данном проекте ставят на большие расходы вместо КО.

Это часто дешевле, чем КО, так как на огромные расходы конденсатоотводчики во-первых мало кто производит, во-вторых они достаточно дороги и имеют длительные сроки поставки. Дешевле выполнить функцию конденсатоотводчика при помощи традиционных технических средств, таких как простой регулирующий или отсечной клапан.

На больших энергетических теплообменниках газы отсасывают эжектором, на традиционных теплообменниках с невысокими давлениями и температурами пара ставят термостатические воздухоотводчики.