Пароводяной подогреватель подходит или нет? Опции

[doolo]

Здравствуйте. Устроился на новую работу и столкнулся с проблемой. Прошу у вас совета уважаемые господа, вы меня не раз выручали, думаю и сейчас не оставите в беде.
Суть заключается в следующем. На предприятии имеются 2 паровых котла ДКВР 6,5/13, паровая магистраль износилась, конденсат не возвращается в котельную, а просто сливается. Начальство решило вместо восстановления перейти на перегретую воду, т.е. паром греть воду в теплообменнике до 150 гр. При этом пар будет подаваться от одного из котлов (один котёл будет всегда работать на теплообменник). Котлы работают на газе. Пар от котла может быть дан давлением от 2 до 6 атм. Потребителями являются два цеха. Основная нагрузка идет на отопление(калориферы). Первый цех порядка 2,3 Гкал, второй 0,8 Гкал + на производство 0,5 Гкал Итого 3,6 Гкал- это в зимний период, а летом остаётся только производство 0,5Гкал
Имеется в наличии пароводяной подогреватель ПП 1 108-7-IV, через который планируется всё это делать. Из паспорта номинальный расход воды 188 м3/ч, t1=70гр., t2=150 гр.
Уравнение теплового баланса для пароводяного теплообменника Q=Dп(iп-iк)*кпд=G*c(t2-t1). Для давления 2 атм. и расхода пара 6,5 т/ч. Принимая кпд=99% Имеем кол-во теплоты, передаваемое от пара к воде Q= 1.806(кг/с) * (2707,08-504,82)*0,99=3937,51кВт=4,6 Гкал. Решая вторую часть уравнения, находим расход воды через теплообменник G=3937,51/4,19(150-70)=11,7 кг/с=42т/ч
Так как я с паром никогда не сталкивался, возникают вопросы:
Что будет происходить с водой в теплообменнике с полученным расходом 42т/ч(если необходим номинал 188т/ч) вода будет перегреваться больше 150гр?
Что будет с паром, перейдёт ли он в теплообменнике в конденсат? После теплообменника конденсат должен попасть в деаэратор, находящийся этажом выше.
Почитав форум узнал, что нужно правильно обвязать теплообменник. Есть несколько способов. Где можно про это почитать поподробнее и какой способ для меня более оптимален.

[doolo]

Здравствуйте. Устроился на новую работу и столкнулся с проблемой. Прошу у вас совета уважаемые господа, вы меня не раз выручали, думаю и сейчас не оставите в беде.
Суть заключается в следующем. На предприятии имеются 2 паровых котла ДКВР 6,5/13, паровая магистраль износилась, конденсат не возвращается в котельную, а просто сливается. Начальство решило вместо восстановления перейти на перегретую воду, т.е. паром греть воду в теплообменнике до 150 гр. При этом пар будет подаваться от одного из котлов (один котёл будет всегда работать на теплообменник). Котлы работают на газе. Пар от котла может быть дан давлением от 2 до 6 атм. Потребителями являются два цеха. Основная нагрузка идет на отопление(калориферы). Первый цех порядка 2,3 Гкал, второй 0,8 Гкал + на производство 0,5 Гкал Итого 3,6 Гкал- это в зимний период, а летом остаётся только производство 0,5Гкал
Имеется в наличии пароводяной подогреватель ПП 1 108-7-IV, через который планируется всё это делать. Из паспорта номинальный расход воды 188 м3/ч, t1=70гр., t2=150 гр.
Уравнение теплового баланса для пароводяного теплообменника Q=Dп(iп-iк)*кпд=G*c(t2-t1). Для давления 2 атм. и расхода пара 6,5 т/ч. Принимая кпд=99% Имеем кол-во теплоты, передаваемое от пара к воде Q= 1.806(кг/с) * (2707,08-504,82)*0,99=3937,51кВт=4,6 Гкал. Решая вторую часть уравнения, находим расход воды через теплообменник G=3937,51/4,19(150-70)=11,7 кг/с=42т/ч
Так как я с паром никогда не сталкивался, возникают вопросы:
Что будет происходить с водой в теплообменнике с полученным расходом 42т/ч(если необходим номинал 188т/ч) вода будет перегреваться больше 150гр?
Что будет с паром, перейдёт ли он в теплообменнике в конденсат? После теплообменника конденсат должен попасть в деаэратор, находящийся этажом выше.
Почитав форум узнал, что нужно правильно обвязать теплообменник. Есть несколько способов. Где можно про это почитать поподробнее и какой способ для меня более оптимален.

[72Alen]

Я практик, эксплуатирую котлы, у меня, в том числе, есть 2 ДКВР 10/13. Поэтому сразу в описании вижу нестыковки.
Во-первых, не понятно по давлению из котла. Как я понял, редуцирующего устройства нет, а следовательно давление 2-6 атм из котла? Почему такое низкое? Прочтите инструкцию по эксплуатации ДКВР - давление внутри барабана ниже 7 атм снижать очень плохо.
Во-вторых, если давление насыщенного пара 2-6 атм, то как нагреть воду до 150 гр?

[doolo]

Низкое давление связано с жёсткой экономией газа(со слов главного энергетика). И я не совсем понял почему нельзя нагреть паром с давлением 2 атм. воду до 150гр? Объясните пожалуйста.С увеличением давления скрытая теплота парообразования уменьшается. Правда увеличивается удельный объём пара. Как это всё увязать?

[К.Д.]

Низкое давление связано с жёсткой экономией газа(со слов главного энергетика). И я не совсем понял почему нельзя нагреть паром с давлением 2 атм. воду до 150гр? Объясните пожалуйста.С увеличением давления скрытая теплота парообразования уменьшается. Правда увеличивается удельный объём пара. Как это всё увязать?

Не получится нагреть, потому что при давлении даже 6 очков температура не поднимается выше 168* - площадь поверхности теплообменника неудобоваримая скорее всего получится, а при давлении ниже 4 очков температура пара падает ниже 150* и становится вообще невозможно греть воду до таких параметров. В конденсаторе турбины тоже тепла много, но с температурой 23-26*
А экономия газа конечно есть, просто ужасть какая экономия наводится: энтальпия насыщенного пара при давлении в 0,2 МПа - 2706 кДж/кг, при давлении 0,7 МПа - 2768 кДж/кг - аж цельных 2,3%

Сообщение отредактировал К.Д. - 21.4.2010, 13:24

[gilepp]

И я не совсем понял почему нельзя нагреть паром с давлением 2 атм. воду до 150гр? Объясните пожалуйста.

Потому, что температура пара давлением 2 бар изб. 133 гр.
Скрытая теплота парообразования выше, это правда, но это температуру вам не увеличит никак :-)

[doolo]

Итак ситуация немного проясняется. Сегодня узнал, что давление в барабане котла поддерживается 6-6,5 атм. больше никогда не поднимали, просто не нужно по технологии. Регулирование давления пара на потребителей происходит путём закрытия открытия задвижки на паропроводе, непосредственно после котла, от сюда появились значения давления пара 2-6 атм. которое будет доступно мне на теплообменник. Выяснили, что паром с давлением меньше 6 атм. воду до 150*С не нагреть. Это понятно.
Возьмём давление 6 атм. следовательно tпара=около 166*С. По логике нагреть воду до 150*С сможем. Но что тогда будет происходить с водой и паром в имеющемся теплообменнике при максимальной нагрузке около 4 Гкал. Понятно, что теплообменник очень большой для такой нагрузки, но всё-таки возможно ли осуществить задуманное. Скорее всего получится, что пар нагреет воду до 150*С и не сконденсируется полностью, а он должен вернуться в виде конденсата в деаэратор, который находится метров на 6-8 выше котла. Как это всё можно осуществить? Начальство уже требует ответа, а я

[gilepp]

Для того, чтобы пар полностью отдавал свое тепло и не выходил из теплообменника, на выходе последнего устанавливается конденсатоотводчик. С его помощью конденсат из теплообменника будет выходить только по мере его образования, а пар выходить не будет.

Есть и другой способ - без конденсатоотводчика - регулирование по конденсатной стороне. Тогда пар будет конденсироваться, а конденсат доохлаждаться.

Есть и еще способы.

[К.Д.]

Итак ситуация немного проясняется. Сегодня узнал, что давление в барабане котла поддерживается 6-6,5 атм. больше никогда не поднимали, просто не нужно по технологии. Регулирование давления пара на потребителей происходит путём закрытия открытия задвижки на паропроводе, непосредственно после котла, от сюда появились значения давления пара 2-6 атм. которое будет доступно мне на теплообменник. Выяснили, что паром с давлением меньше 6 атм. воду до 150*С не нагреть. Это понятно.
Возьмём давление 6 атм. следовательно tпара=около 166*С. По логике нагреть воду до 150*С сможем. Но что тогда будет происходить с водой и паром в имеющемся теплообменнике при максимальной нагрузке около 4 Гкал. Понятно, что теплообменник очень большой для такой нагрузки, но всё-таки возможно ли осуществить задуманное. Скорее всего получится, что пар нагреет воду до 150*С и не сконденсируется полностью, а он должен вернуться в виде конденсата в деаэратор, который находится метров на 6-8 выше котла. Как это всё можно осуществить? Начальство уже требует ответа, а я

На вопрос как конденсировать уже ответили. По поводу его возврата: давление за теплообменником равно давлению в ТО минус потери в конденсатоотводчике, таким образом он сам поднимется до деаэратора, в котором есть патрубок для горячего или холодного конденсата. Горячий подается под уровень в баке, холодный если не ошибаюсь также на тарелки идет как и ХОВ.

[zeman]

Что будет происходить с водой в теплообменнике с полученным расходом 42т/ч(если необходим номинал 188т/ч) вода будет перегреваться больше 150гр?

Раз теплообменник пареразмерен, то значит разность температур между греющим контуром и нагреваемым будет меньше чем по паспорту. Если давление пара будет 6-6,5 бар, то возможно превышение температуры воды в нагреваемом контуре выше 150°С. Да и не нужна такая температура теплоносителя круглый год. Чтобы управлять температурой теплоносителя(воды) необходима система управления. Как уже сказал gilepp, есть разные "способы". Если никогда в жизни этим не занимались, то лучше самому и не лезть.

Сообщение отредактировал zeman - 21.4.2010, 20:39

[alesio]

1. Регулирование температуры воды в нагреваемом контуре необходимо обеспечивать только автоматикой (регулирующим клапаном по пару, регулированием по конденсатной стороне).
2. При возвращении конденсата в деаэратор, который находится выше отметки теплообменника, возможно появление гидроударов в теплообменнике. Обычно конденсат сбрасывается в бак нижних точек или конденсатный бак, а уже оттуда - конденсатными насосами закачивается в деаэратор.
3. При работе на перегретой воде ваша дырявая трасса может привести к гораздо более печальным последствиям, чем невозврат конденсата.
4. Как правило, перегретую воду готовят непосредственно возле потребителя - меньше затрат на перекачку воды.
Посему, если у вас достаточно протяженные сети, то лучше все-таки задуматься над подогревом воды в теплообменниках непосредственно у потребителей.
5. В контуре с перегретой водой надо будет предусматривать расширительный бак, предохранительные клапаны и вообще городить огород....

[gilepp]

2. При возвращении конденсата в деаэратор, который находится выше отметки теплообменника, возможно появление гидроударов в теплообменнике. Обычно конденсат сбрасывается в бак нижних точек или конденсатный бак, а уже оттуда - конденсатными насосами закачивается в деаэратор.

Тот факт, что конденсат необходимо поднимать, вовсе не означает необходимость в насосе. Нужно смотреть цифры.
Если теплообменник работает на отопление или другой инерционный процесс нагрева, а давление пара существенно превосходит противодавление в конденсатной линии, то конденсат за конденсатоотводчиком поднимется и без насоса. Суть в том, что когда рег. клапан перед теплообменником закрывается настолько, что давление за ним сравнивается с давлением в конденсатной линии, конденсат останавливается и температура на выходе теплообменника начинает падать, тогда, отрабатывая по температуре, клапан начинает открываться и выдавливать конденсат в линию, находящуюся под давлением. Чтобы не было гидроударов нужен обратный клапан за конденсатоотводчиком и правильный расчет конденсатопровода.

[alesio]

Тот факт, что конденсат необходимо поднимать, вовсе не означает необходимость в насосе. Нужно смотреть цифры.
Если теплообменник работает на отопление или другой инерционный процесс нагрева, а давление пара существенно превосходит противодавление в конденсатной линии, то конденсат за конденсатоотводчиком поднимется и без насоса. Суть в том, что когда рег. клапан перед теплообменником закрывается настолько, что давление за ним сравнивается с давлением в конденсатной линии, конденсат останавливается и температура на выходе теплообменника начинает падать, тогда, отрабатывая по температуре, клапан начинает открываться и выдавливать конденсат в линию, находящуюся под давлением. Чтобы не было гидроударов нужен обратный клапан за конденсатоотводчиком и правильный расчет конденсатопровода.

Клапан закрылся - давление пара падает до давления в деаэраторе+гидростатический столб.
Пар сконденсировался. Набрали либо конденсат в трубках, либо в межтрубном пространстве (в зависимости от вида теплообменника).
При открытии клапана - гидроудар.

Сообщение отредактировал alesio - 28.4.2010, 10:00

[gilepp]

Я исхожу из того, что после теплообменника стоит конденсатоотводчик + обратный клапан, это означает, что в конденсатной линии только конденсат. Если правильно все рассчитано и подобрано, то там гидроударов не будет.

Теперь теплообменник. Гидроудар получится, если открыть пар быстро. Но поскольку процесс инерционный, то и конденсат не успеет захолодиться до такой степени, чтобы спровоцировался гидроудар, да и пар быстро и в большом количестве не поступит в теплообменник. Десятки раз делал подобные системы и того, о чем вы говорите не происходило :-)

Когда клапан закрывается, то давление в теплообменнике падает не до:

Клапан закрылся - давление пара падает до давления в деаэраторе+гидростатический столб.

а вплоть до нуля и даже до вакуума при полном и резком закрытии. Но дело в том, что при разогретой системе, клапан резко не открывается до полного открытия, также как и резко не закрывается до полного закрытия - он балансирует, поддерживая температуру. Именно поэтому в медленных процессах само наличие противодавления роли особой не играет, если конденсат стабильно уходит в рабочем диапазоне нагрузок.

Сообщение отредактировал gilepp - 28.4.2010, 13:21