Un condensador de vapor de superficie é un dispositivo que enfría e condensa o vapor de escape dunha turbina de vapor nunha central térmica ou noutras aplicacións que usan vapor. O propósito principal dun condensador de vapor de superficie é aumentar a eficiencia da turbina creando un ambiente de baixa presión na saída da turbina e recuperando a auga pura do vapor para reutilizala como auga de alimentación da caldera.
Un condensador de vapor de superficie consiste nun casco que contén un gran número de tubos a través dos cales circula a auga de refrigeración. O vapor de escape pasa sobre os tubos e transmite o seu calor á auga de refrigeración, resultando na condensación do vapor en auga líquida. A auga condensada, tamén coñecida como condensado, recóllense na parte inferior do casco e bombease fóra por unha bomba de extracción de condensado. A auga de refrigeración, que absorbe o calor do vapor, sai do casco e circula a través dunha torre de refrigeración ou outro sistema de rexeitamento de calor.
Un condensador de vapor de superficie tamén require unha bomba de extracción de aire que elimina o aire e outros gases non condensables do casco. Isto crea un vacío dentro do casco, que baixa a presión e a temperatura do vapor de escape e mellora o proceso de transferencia de calor e condensación.
Existen diferentes tipos e diseños de condensadores de vapor de superficie, dependendo da dirección de flujo do vapor e a auga de refrigeración, o número de pasadas da auga de refrigeración e outros factores. Neste artigo, discutiremos algúns dos tipos comúns de condensadores de vapor de superficie e as súas vantaxes e desvantaxes.
Un condensador de superficie de dous fluxos é un tipo de condensador de superficie no que a auga de refrigeración flúe a través dos tubos dúas veces, unha vez dende un extremo a outro, e logo de volta dende outro extremo ao extremo orixinal. O vapor de escape entra desde a parte superior do casco e flúe sobre os tubos, como se mostra na figura a continuación.
As vantaxes dun condensador de superficie de dous fluxos son:
Tén un deseño e construción simples.
Tén un coeficiente de transferencia de calor alto debido á disposición en contrafluxo do vapor e a auga de refrigeración.
Tén unha perda de presión baixa a través dos tubos debido á curta lonxitude dos tubos.
As desvantaxes dun condensador de superficie de dous fluxos son:
Require máis auga de refrigeración que un condensador de superficie de un fluxo para a mesma cantidade de vapor.
Tén un maior risco de obstrución dos tubos debido ao maior tempo de contacto entre a auga de refrigeración e a parede do tubo.
Tén unha menor eficiencia de vacío debido á maior diferenza de temperatura entre a auga de entrada e saída de refrigeración.
Un condensador de superficie de múltiples fluxos é un tipo de condensador de superficie no que a auga de refrigeración flúe a través de máis de dúas pasadas en paralelo a través de diferentes seccións de tubos. O vapor de escape entra dende un lado do casco e flúe sobre todas as seccións de tubos, como se mostra na figura a continuación.
As vantaxes dun condensador de superficie de múltiples fluxos son:
Tén unha taxa de transferencia de calor maior que un condensador de superficie de dous fluxos debido a unha maior área de contacto entre o vapor e a auga de refrigeración.
Tén unha menor perda de presión a través dos tubos debido á curta lonxitude dos tubos en cada pasada.
Tén unha maior eficiencia de vacío debido á menor diferenza de temperatura entre a auga de entrada e saída de refrigeración.
As desvantaxes dun condensador de superficie de múltiples fluxos son:
Tén un deseño e construción máis complexos que un condensador de superficie de dous fluxos.
Require máis auga de refrigeración que un condensador de superficie de dous fluxos para a mesma cantidade de vapor.
Tén un maior risco de obstrución dos tubos debido a máis pasadas de auga de refrigeración.
Un condensador de superficie de fluxo descendente é un tipo de condensador de superficie no que o vapor de escape entra desde a parte superior do casco e flúe cara abaixo sobre os tubos. A auga de refrigeración entra dende un extremo do casco e flúe a través dos tubos en unha dirección. A auga condensada recoñétese na parte inferior do casco e bombease fóra por unha bomba de extracción de condensado. A bomba de extracción de aire está situada no punto máis baixo do casco, como se mostra na figura a continuación.
Un condensador de superficie de fluxo central é un tipo de condensador de superficie no que o vapor de escape entra desde a parte superior do casco e flúe radialmente cara o centro do nido de tubos, onde está situada a bomba de extracción de aire. A auga de refrigeración entra dende un extremo do casco e flúe a través dos tubos en unha dirección, como se mostra na figura a continuación.
As vantaxes dun condensador de superficie de fluxo central son:
Tén unha mellor distribución de vapor sobre a superficie dos tubos que un condensador de superficie de fluxo descendente, xa que o vapor ten acceso a toda a periferia dos tubos.
Tén un menor risco de acumulación de aire e corrosión que un condensador de superficie de fluxo descendente, xa que o aire extraesé dende o centro do nido de tubos.
Tén unha menor perda de presión a través dos tubos que un condensador de superficie de fluxo descendente, xa que a lonxitude dos tubos é menor.
As desvantaxes dun condensador de superficie de fluxo central son:
Tén un deseño e construción máis complexos que un condensador de superficie de fluxo descendente, xa que require un fundición en voluta arredor do nido de tubos para dirixir o fluxo de vapor radialmente cara adentro.
Tén un coeficiente de transferencia de calor menor que un condensador de superficie de dous fluxos ou múltiples fluxos, xa que o vapor e a auga de refrigeración flúen en paralelo en lugar de en contrafluxo.
Tén un maior risco de obstrución dos tubos que un condensador de superficie de dous fluxos ou múltiples fluxos, xa que a auga de refrigeración flúe só unha vez a través dos tubos.
Un condensador de superficie de fluxo invertido é un tipo de condensador de superficie no que o vapor de escape entra próximo á parte inferior do casco e flúe cara arriba sobre os tubos. A auga de refrigeración entra dende un extremo do casco e flúe a través dos tubos en unha dirección. A auga condensada recoñétese na parte inferior do casco e bombease fóra por unha bomba de extracción de condensado. A bomba de extracción de aire está situada na parte superior do casco, como se mostra na figura a continuación.
As vantaxes dun condensador de superficie de fluxo invertido son:
Tén un coeficiente de transferencia de calor maior que un condensador de superficie de fluxo central ou descendente, xa que o vapor e a auga de refrigeración flúen en contrafluxo en lugar de en paralelo.
Tén unha maior eficiencia de vacío que un condensador de superficie de fluxo central ou descendente, xa que o aire extraesé dende a parte superior do cas
