Què és un condensador de vapor superficial?

Un condensador de vapor superficial condensador de vapor superficial és un dispositiu que enrefreda i condensa el vapor d'escapament d'una turbina de vapor en una central tèrmica o altres aplicacions que utilitzen vapor. El propòsit principal d'un condensador de vapor superficial és augmentar l'eficiència de la turbina creant un entorn de baixa pressió a la sortida de la turbina i recuperar l'aigua pura del vapor per reutilitzar-la com a aigua d'alimentació de la caldera.

Un condensador de vapor superficial consta d'una carcassa que conté un gran nombre de tubs a través dels quals circula aigua d'enrefeixament. El vapor d'escapament passa sobre els tubs i transmet la seva calor a l'aigua d'enrefeixament, resultant en la condensació del vapor en aigua líquida. L'aigua condensada, també coneguda com a condensat, es recull al fons de la carcassa i s'extrau amb una bomba d'extracció de condensat. L'aigua d'enrefeixament, que absorbeix la calor del vapor, surt de la carcassa i es circula a través d'una torre d'enrefeixament o altre sistema de rejecció de calor.

Un condensador de vapor superficial també requereix una bomba d'extracció d'aire que elimina l'aire i altres gasos no condensables de la carcassa. Això crea un buit dins de la carcassa, el qual abaixa la pressió i la temperatura del vapor d'escapament i millora el procés de transmissió de calor i condensació.

Hi ha diferents tipus i dissenys de condensadors de vapor superficial, depenent de la direcció del flux del vapor i de l'aigua d'enrefeixament, el nombre de passes de l'aigua d'enrefeixament i altres factors. En aquest article, discutirem alguns dels tipus més comuns de condensadors de vapor superficial i les seves avantatges i desavantatges.

Condensador de vapor superficial de doble flux

Un condensador de vapor superficial de doble flux és un tipus de condensador de vapor superficial en el qual l'aigua d'enrefeixament circula pels tubs dues vegades, primer d'un extrem a l'altre, i després torna de l'altre extrem al primer. El vapor d'escapament entra per la part superior de la carcassa i flueix sobre els tubs, tal com es mostra en la figura següent.

Les avantatges d'un condensador de vapor superficial de doble flux són:

• Té un disseny i construcció simples.

• Té un coeficient de transmissió de calor elevat degut a la disposició en contraflux del vapor i de l'aigua d'enrefeixament.

• Té una baixa caiguda de pressió a través dels tubs degut a la llargària curta dels tubs.

Els desavantatges d'un condensador de vapor superficial de doble flux són:

• Requereix més aigua d'enrefeixament que un condensador de vapor superficial de flux únic per a la mateixa quantitat de vapor.

• Té un risc més elevat de fouling dels tubs degut al temps de contacte més llarg entre l'aigua d'enrefeixament i la paret del tub.

• Té una eficiència de buit inferior degut a la major diferència de temperatura entre l'aigua d'entrada i l'aigua de sortida.

Condensador de vapor superficial de múltiples fluxos

Un condensador de vapor superficial de múltiples fluxos és un tipus de condensador de vapor superficial en el qual l'aigua d'enrefeixament circula a través de més de dos passes en paral·lel a través de diferents seccions de tubs. El vapor d'escapament entra per un costat de la carcassa i flueix sobre totes les seccions de tubs, tal com es mostra en la figura següent.

Les avantatges d'un condensador de vapor superficial de múltiples fluxos són:

• Té una taxa de transmissió de calor més elevada que un condensador de vapor superficial de doble flux degut a una major àrea de contacte entre el vapor i l'aigua d'enrefeixament.

• Té una baixa caiguda de pressió a través dels tubs degut a la llargària curta dels tubs en cada passa.

• Té una major eficiència de buit degut a la menor diferència de temperatura entre l'aigua d'entrada i l'aigua de sortida.

Els desavantatges d'un condensador de vapor superficial de múltiples fluxos són:

• Té un disseny i construcció més complexos que un condensador de vapor superficial de doble flux.

• Requereix més aigua d'enrefeixament que un condensador de vapor superficial de doble flux per a la mateixa quantitat de vapor.

• Té un risc més elevat de fouling dels tubs degut a més passes d'aigua d'enrefeixament.

Condensador de vapor superficial de flux descendente

Un condensador de vapor superficial de flux descendente és un tipus de condensador de vapor superficial en el qual el vapor d'escapament entra per la part superior de la carcassa i flueix cap avall sobre els tubs. L'aigua d'enrefeixament entra per un extrem de la carcassa i circula a través dels tubs en una direcció. L'aigua condensada es recull al fons de la carcassa i s'extreu amb una bomba d'extracció de condensat. La bomba d'extracció d'aire està situada al punt més baix de la carcassa, tal com es mostra en la figura següent.

Condensador de vapor superficial de flux central

Un condensador de vapor superficial de flux central és un tipus de condensador de vapor superficial en el qual el vapor d'escapament entra per la part superior de la carcassa i flueix radialment cap al centre de la nissaga de tubs, on es troba la bomba d'extracció d'aire. L'aigua d'enrefeixament entra per un extrem de la carcassa i circula a través dels tubs en una direcció, tal com es mostra en la figura següent.

Les avantatges d'un condensador de vapor superficial de flux central són:

• Té una millor distribució de vapor sobre la superfície dels tubs que un condensador de vapor superficial de flux descendente, ja que el vapor té accés a tot el perímetre dels tubs.

• Té un menor risc d'acumulació d'aire i corrosió que un condensador de vapor superficial de flux descendente, ja que l'aire s'extrau del centre de la nissaga de tubs.

• Té una menor caiguda de pressió a través dels tubs que un condensador de vapor superficial de flux descendente, ja que la llargària dels tubs és més curta.

Els desavantatges d'un condensador de vapor superficial de flux central són:

• Té un disseny i construcció més complexos que un condensador de vapor superficial de flux descendente, ja que requereix una fundició voluta al voltant de la nissaga de tubs per dirigir el flux de vapor radialment cap a l'interior.

• Té un coeficient de transmissió de calor inferior que un condensador de vapor superficial de doble flux o de múltiples fluxos, ja que el vapor i l'aigua d'enrefeixament flueixen en paral·lel en lloc de contraflux.

• Té un risc més elevat de fouling dels tubs que un condensador de vapor superficial de doble flux o de múltiples fluxos, ja que l'aigua d'enrefeixament flueix només una vegada a través dels tubs.

Condensador de vapor superficial de flux invertit

Un condensador de vapor superficial de flux invertit és un tipus de condensador de vapor superficial en el qual el vapor d'escapament entra a prop del fons de la carcassa i flueix cap amunt sobre els tubs. L'aigua d'enrefeixament entra per un extrem de la carcassa i circula a través dels tubs en una direcció. L'aigua condensada es recull al fons de la carcassa i s'extreu amb una bomba d'extracció de condensat. La bomba d'extracció d'aire està situada a la part superior de la carcassa, tal com es mostra en la figura següent.