Máy ngưng hơi bề mặt máy ngưng hơi bề mặt là thiết bị làm mát và ngưng tụ hơi thải từ tua-bin hơi trong nhà máy nhiệt điện hoặc các ứng dụng khác sử dụng hơi. Mục đích chính của máy ngưng hơi bề mặt là tăng hiệu suất của tua-bin bằng cách tạo ra môi trường áp suất thấp ở đầu ra của tua-bin và thu hồi nước tinh khiết từ hơi để tái sử dụng làm nước cấp cho nồi hơi.
Máy ngưng hơi bề mặt bao gồm một vỏ chứa nhiều ống thông qua đó nước làm mát chảy. Hơi thải đi qua các ống và chuyển nhiệt của nó sang nước làm mát, dẫn đến ngưng tụ hơi thành nước lỏng. Nước ngưng tụ, còn được gọi là nước ngưng, được thu thập ở đáy vỏ và được bơm ra bởi máy bơm hút nước ngưng. Nước làm mát, hấp thụ nhiệt từ hơi, thoát ra khỏi vỏ và được tuần hoàn qua tháp làm mát hoặc hệ thống thải nhiệt khác.
Máy ngưng hơi bề mặt cũng cần một máy bơm hút không khí loại bỏ không khí và các khí không ngưng tụ khác từ vỏ. Điều này tạo ra chân không bên trong vỏ, giảm áp suất và nhiệt độ của hơi thải và tăng cường quá trình truyền nhiệt và ngưng tụ.
Có nhiều loại và thiết kế máy ngưng hơi bề mặt, tùy thuộc vào hướng dòng chảy của hơi và nước làm mát, số lần đi qua của nước làm mát và các yếu tố khác. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về một số loại máy ngưng hơi bề mặt phổ biến và ưu nhược điểm của chúng.
Máy ngưng hơi bề mặt hai dòng là loại máy ngưng hơi bề mặt trong đó nước làm mát chảy qua các ống hai lần, một lần từ đầu này sang đầu kia, và sau đó trở lại từ đầu kia sang đầu ban đầu. Hơi thải đi vào từ trên cùng của vỏ và chảy qua các ống, như được thể hiện trong hình dưới đây.
Ưu điểm của máy ngưng hơi bề mặt hai dòng là:
Nó có thiết kế và cấu tạo đơn giản.
Nó có hệ số truyền nhiệt cao do bố trí ngược chiều giữa hơi và nước làm mát.
Nó có áp suất giảm thấp qua các ống do chiều dài ống ngắn.
Nhược điểm của máy ngưng hơi bề mặt hai dòng là:
Nó yêu cầu nhiều nước làm mát hơn so với máy ngưng hơi bề mặt một dòng cho cùng một lượng hơi.
Nó có nguy cơ đóng cặn ống cao hơn do thời gian tiếp xúc lâu hơn giữa nước làm mát và bề mặt ống.
Nó có hiệu suất chân không thấp hơn do chênh lệch nhiệt độ lớn hơn giữa nước làm mát vào và ra.
Máy ngưng hơi bề mặt đa dòng là loại máy ngưng hơi bề mặt trong đó nước làm mát chảy qua nhiều lần song song qua các phần khác nhau của ống. Hơi thải đi vào từ một bên của vỏ và chảy qua tất cả các phần ống, như được thể hiện trong hình dưới đây.
Ưu điểm của máy ngưng hơi bề mặt đa dòng là:
Nó có tốc độ truyền nhiệt cao hơn so với máy ngưng hơi bề mặt hai dòng do diện tích tiếp xúc lớn hơn giữa hơi và nước làm mát.
Nó có áp suất giảm thấp qua các ống do chiều dài ống ngắn hơn trong mỗi lần đi qua.
Nó có hiệu suất chân không cao hơn do chênh lệch nhiệt độ thấp hơn giữa nước làm mát vào và ra.
Nhược điểm của máy ngưng hơi bề mặt đa dòng là:
Nó có thiết kế và cấu tạo phức tạp hơn so với máy ngưng hơi bề mặt hai dòng.
Nó yêu cầu nhiều nước làm mát hơn so với máy ngưng hơi bề mặt hai dòng cho cùng một lượng hơi.
Nó có nguy cơ đóng cặn ống cao hơn do nhiều lần đi qua của nước làm mát.
Máy ngưng hơi bề mặt xuống dòng là loại máy ngưng hơi bề mặt trong đó hơi thải đi vào từ trên cùng của vỏ và chảy xuống qua các ống. Nước làm mát đi vào từ một đầu của vỏ và chảy qua các ống theo một hướng. Nước ngưng tụ được thu thập ở đáy vỏ và được bơm ra bởi máy bơm hút nước ngưng. Máy bơm hút không khí được đặt ở điểm thấp nhất của vỏ, như được thể hiện trong hình dưới đây.
Máy ngưng hơi bề mặt dòng trung tâm là loại máy ngưng hơi bề mặt trong đó hơi thải đi vào từ trên cùng của vỏ và chảy hướng tâm vào trung tâm của tổ ống, nơi đặt máy bơm hút không khí. Nước làm mát đi vào từ một đầu của vỏ và chảy qua các ống theo một hướng, như được thể hiện trong hình dưới đây.
Ưu điểm của máy ngưng hơi bề mặt dòng trung tâm là:
Nó có phân phối hơi tốt hơn trên bề mặt ống so với máy ngưng hơi bề mặt xuống dòng, vì hơi có thể tiếp cận toàn bộ chu vi của ống.
Nó có nguy cơ tích tụ không khí và ăn mòn thấp hơn so với máy ngưng hơi bề mặt xuống dòng, vì không khí được hút từ trung tâm của tổ ống.
Nó có áp suất giảm thấp qua các ống so với máy ngưng hơi bề mặt xuống dòng, vì chiều dài ống ngắn hơn.
Nhược điểm của máy ngưng hơi bề mặt dòng trung tâm là:
Nó có thiết kế và cấu tạo phức tạp hơn so với máy ngưng hơi bề mặt xuống dòng, vì nó yêu cầu một đúc xoắn ốc xung quanh tổ ống để hướng dòng hơi hướng tâm.
Nó có hệ số truyền nhiệt thấp hơn so với máy ngưng hơi bề mặt hai dòng hoặc đa dòng, vì hơi và nước làm mát chảy song song thay vì ngược chiều.
Nó có nguy cơ đóng cặn ống cao hơn so với máy ngưng hơi bề mặt hai dòng hoặc đa dòng, vì nước làm mát chỉ chảy một lần qua các ống.
Máy ngưng hơi bề mặt dòng ngược là loại máy ngưng hơi bề mặt trong đó hơi thải đi vào gần đáy của vỏ và chảy lên qua các ống. Nước làm mát đi vào từ một đầu của vỏ và chảy qua các ống theo một hướng. Nước ngưng tụ được thu thập ở đáy vỏ và được bơm ra bởi máy bơm hút nước ngưng. Máy bơm hút không khí được đặt ở trên cùng của vỏ, như được thể hiện trong hình dưới đây.
Ưu điểm của máy ngưng hơi bề mặt dòng ngược là:
Nó có hệ số truyền nhiệt cao hơn so với máy ngưng hơi bề mặt dòng trung tâm hoặc xuống dòng, vì hơi và nước làm mát chảy ngược chiều thay vì song song.
Nó có hiệu suất chân không cao hơn so với máy ngưng hơi bề mặt dòng trung tâm hoặc xuống dòng, vì không khí được hút từ trên cùng của vỏ, nơi nó ít đặc và ít ẩm hơn.
Nó có nguy cơ tích tụ không khí và ăn mòn thấp hơn so với máy ngưng hơi bề mặt dòng trung tâm hoặc xuống dòng, vì không khí được hút từ trên cùng của vỏ, nơi nó ít có khả năng trộn lẫn với nước ngưng tụ.
