Vad är en ytkondensator?
En yta ångkondensator är en enhet som kylar och kondenserar avgasen från en ångturbin i en termisk kraftverksanläggning eller andra tillämpningar som använder ånga. Huvudsyftet med en yta ångkondensator är att öka effektiviteten hos turbinen genom att skapa ett lågtrycksmiljö vid utloppet av turbinen och återvinna rent vatten från ången för återanvändning som spänningspannavatten.
En yta ångkondensator består av en behållare som innehåller ett stort antal rör genom vilka kylvattnet flödar. Avgasen passerar över rören och överför sin värme till kylvattnet, vilket resulterar i att ången kondenserar till flytande vatten. Det kondenserade vattnet, även känt som kondensat, samlas i botten av behållaren och pumpas ut av en kondensatextraheringspump. Kylvattnet, som absorberar värmen från ången, lämnar behållaren och cirkulerar genom en kyltorn eller annan värmerejektionssystem.
En yta ångkondensator kräver också en luftextraheringspump som plockar bort luft och andra icke-kondenserbara gaser från behållaren. Detta skapar ett vakuum inuti behållaren, vilket sänker trycket och temperaturen på avgasen och förbättrar värmeöverföringen och kondenseringen.
Det finns olika typer och designar av yta ångkondensatorer, beroende på flödesriktningen för ång och kylvatten, antalet pass för kylvattnet, och andra faktorer. I den här artikeln kommer vi att diskutera några av de vanligaste typerna av yta ångkondensatorer och deras fördelar och nackdelar.
Tvåflödes yta ångkondensator
En tvåflödes yta ångkondensator är en typ av yta ångkondensator där kylvattnet flödar genom rören två gånger, en gång från ena änden till den andra, och sedan tillbaka från den andra änden till den ursprungliga änden. Avgasen matas in från toppen av behållaren och flödar över rören, som visas i figuren nedan.
Fördelarna med en tvåflödes yta ångkondensator är:
Den har en enkel design och konstruktion.
Den har en hög värmeöverföringskoefficient på grund av motflödesarrangemanget av ång och kylvatten.
Den har ett lågt tryckfall över rören på grund av korta rörlängder.
Nackdelarna med en tvåflödes yta ångkondensator är:
Den kräver mer kylvatten än en enflödes yta ångkondensator för samma mängd ånga.
Den har ett högre risk för rostbildning på rör på grund av längre kontakttid mellan kylvatten och rörsidan.
Den har en lägre vakuumeffektivitet på grund av det högre temperaturskillnaden mellan intag och uttag av kylvatten.
Flerflödes yta ångkondensator
En flerflödes yta ångkondensator är en typ av yta ångkondensator där kylvattnet flödar genom mer än två pass parallellt genom olika sektioner av rör. Avgasen matas in från ena sidan av behållaren och flödar över alla sektioner av rör, som visas i figuren nedan.
Fördelarna med en flerflödes yta ångkondensator är:
Den har en högre värmeöverföringshastighet än en tvåflödes yta ångkondensator på grund av större kontaktarea mellan ång och kylvatten.
Den har ett lägre tryckfall över rören på grund av kortare rörlängder i varje pass.
Den har en högre vakuumeffektivitet på grund av det lägre temperaturskillnaden mellan intag och uttag av kylvatten.
Nackdelarna med en flerflödes yta ångkondensator är:
Den har en mer komplex design och konstruktion än en tvåflödes yta ångkondensator.
Den kräver mer kylvatten än en tvåflödes yta ångkondensator för samma mängd ånga.
Den har ett högre risk för rostbildning på rör på grund av fler pass av kylvatten.
Nedflödes yta ångkondensator
En nedflödes yta ångkondensator är en typ av yta ångkondensator där avgasen matas in från toppen av behållaren och flödar nedåt över rören. Kylvattnet matas in från ena änden av behållaren och flödar genom rören i en riktning. Det kondenserade vattnet samlas i botten av behållaren och pumpas ut av en kondensatextraheringspump. Luftextraheringspumpen placeras i den lägsta punkten av behållaren, som visas i figuren nedan.
Centralföljande yta ångkondensator
En centralföljande yta ångkondensator är en typ av yta ångkondensator där avgasen matas in från toppen av behållaren och flödar radiellt inåt mot centrum av rörgroppen, där luftextraheringspumpen finns. Kylvattnet matas in från ena änden av behållaren och flödar genom rören i en riktning, som visas i figuren nedan.
Fördelarna med en centralföljande yta ångkondensator är:
Den har en bättre distribution av ång över rörytan än en nedflödes yta ångkondensator, eftersom ången har tillgång till hela periferin av rören.
Den har en lägre risk för luftansamling och korrosion än en nedflödes yta ångkondensator, eftersom luften extraheras från centrum av rörgroppen.
Den har ett lägre tryckfall över rören än en nedflödes yta ångkondensator, eftersom rörlängden är kortare.
Nackdelarna med en centralföljande yta ångkondensator är:
Den har en mer komplex design och konstruktion än en nedflödes yta ångkondensator, eftersom den kräver en voluttillverkning runt rörgroppen för att dirigera ångflödet radiellt inåt.
Den har en lägre värmeöverföringskoefficient än en tvåflödes eller flerflödes yta ångkondensator, eftersom ång och kylvatten flödar parallellt snarare än motflödes.
Den har en högre risk för rostbildning än en tvåflödes eller flerflödes yta ångkondensator, eftersom kylvattnet flödar bara en gång genom rören.
Omvändflödes yta ångkondensator
En omvändflödes yta ångkondensator är en typ av yta ångkondensator där avgasen matas in nära botten av behållaren och flödar uppåt över rören. Kylvattnet matas in från ena änden av behållaren och flödar genom rören i en riktning. Det kondenserade vattnet samlas i botten av behållaren och pumpas ut av en kondensatextraheringspump. Luftextraheringspumpen placeras i toppen av behållaren, som visas i figuren nedan.
