Dampkondensator til en turbine: En omfattende guide

Hvad er en dampkondensator til en turbine?

En dampkondensator til en turbine er et enhed, der omdanner lavtryksafgiftsdamp fra en damp turbine til vand ved hjælp af kølevand. Den primære funktion for en dampkondensator til en turbine er at opretholde et lavt bagtryk på afgiftssiden af den damp turbine, hvilket øger effektiviteten og udbyttet af kraftværket.

Afgiftsdampen fra turbinen skal udvides i stor grad for at konvertere dens tilgængelige energi til mekanisk arbejde. Hvis dampen ikke kondenseres efter at have udført sit arbejde, vil det ikke skabe nok plads til den følgende damp til at udvide sig til den nødvendige volumen. Derfor reducerer kondensation af damp i et lukket system dets volumen og skaber et vakuum, der nedsætter trykket ved turbinens udgang.

En dampkondensator til en turbine består af flere komponenter, såsom en kondensatorkammer, kølevandforsyning, våde luftpumper og en varm brønd. Kondensatorkammeret er stedet, hvor dampen kondenseres ved at overføre sin varme til kølevandet.

Kølevandforsyningen leverer koldt vand fra en køletårn eller en anden kilde til at cirkulere indeni kondensator. De våde luftpumper samler den kondenseret damp, luft, ukondenseret damp og andre gasser fra kondensator og slipper dem ud til atmosfæren eller en deaerator. Varm brønden er stedet, hvor den kondenseret damp samles, og hvor den kan pumpe tilbage til den damp ketel som spisvand.

Der findes hovedsageligt to typer dampkondensatorer til turbiner: jetkondensatorer og fladekondensatorer. I jetkondensatorer sprøjtes kølevandet på afgiftsdampen og blanderes med den. Dette er en hurtig proces for at kondensere damp, men det resulterer i forurenet vand, der ikke kan genbruges som spisvand.

I fladekondensatorer er kølevandet og afgiftsdampen adskilt af en barriere, såsom rør eller plader, og kondensation foregår ved varmeoverførsel gennem denne barriere. Dette er en langsommere proces for at kondensere damp, men det producerer rent vand, der kan genbruges som spisvand.

Hvorfor bruge en dampkondensator til en turbine?

At bruge en dampkondensator til en turbine har flere fordele for strømfremstilling, såsom:

• Det øger termiskeffektiviteten af kraftværket ved at reducere specifikke dampforbrug og øge arbejdsgivet per enhed masse af damp.

• Det forbedrer kvaliteten af spisvand ved at fjerne løse gasser og urenheder fra den kondenseret damp.

• Det reducerer korrosion og skalling i ketlen og turbinen ved at forhindre direkte kontakt mellem damp og kølevand.

• Det reducerer miljøforurening ved at minimere udledning af damp og kølevand til atmosfæren eller vandområder.

• Det sparer vandressourcer ved at recirkulere den kondenseret damp som spisvand.

Hvordan fungerer en dampkondensator til en turbine?

Arbejdsmåden for en dampkondensator til en turbine er baseret på varmeoverførsel og faserændring. Afgiftsdampen fra turbinen går ind i kondensatoren under lavt tryk og høj temperatur. Kølevandet går ind i kondensatoren under lav temperatur og højt tryk. Varmeoverførselen mellem de to flydende forekommer gennem en barriere, der adskiller dem fysisk. Barrieren kan være rør eller plader, afhængigt af typen kondensator.

Når varmeoverførslen finder sted, falder temperaturen på afgiftsdampen, og dens latente varme frigives. Latente varme absorberes af kølevandet, hvilket øger dets temperatur. Afgiftsdampen ændrer sin fase fra damp til væske og bliver kondenseret vand. Det kondenseret vand samles i den varme brønd i bunden af kondensator. Kølevandet går ud af kondensatoren under høj temperatur og lavt tryk.

Det kondenseret vand pumpes derefter af en kondensatudtrækspumpe til en deaerator eller direkte til en ketlepumpe. Deaerator fjerner eventuelle resterende luft eller gasser fra det kondenseret vand og opvarmer det, før det sendes til ketlepumpen. Ketlepumpen øger trykket på spisvandet og leverer det til ketlen.

Kølevandet enten udledes til en køletårn eller en anden kilde eller cirkulerer gennem en varmeveksler eller en økonomiser. Køletårnet nedbringer temperaturen på kølevandet ved at fordampet noget af det til luften. Varmeveksleren eller økonomiseren overfører noget af varmen fra kølevandet til en anden fluide, såsom luft eller spisvand.

Hvilke typer dampkondensatorer findes der til turbiner?

Afhængigt af kondenseringsteknikken findes der hovedsageligt to typer dampkondensatorer til turbiner: jetkondensatorer og fladekondensatorer.

Jetkondensatorer

I jetkondensatorer sprøjtes kølevandet på afgiftsdampen og blanderes med den. Dette er en hurtig proces for at kondensere damp, men det resulterer i forurenet vand, der ikke kan genbruges som spisvand. Blandingen af vand og damp slipper derefter ud til en varm brønd, hvor den pumpes af en våde luftpumpe til en deaerator eller en køletårn.

Der findes tre undertyper af jetkondensatorer: lavniveau, højniveau og ejector jetkondensatorer. I lavniveau jetkondensatorer placeres den varme brønd på samme niveau som kondensator, og blandingen flyder ved gravitation. I højniveau jetkondensatorer placeres den varme brønd over kondensator, og blandingen løftes af en pumpe. I ejector jetkondensatorer sprøjtes kølevandet i høj hastighed ind i afgiftsdampen og skaber et vakuum, der suger blandingen ind i den varme brønd.

Fordele ved jetkondensatorer er:

• De er simple, billige og nemme at installere og drifte.

• De har en høj varmeoverførselsrate og et lavt trykfall.

• De kræver ikke en stor kølevandsforsyning eller en separat luftudtrækningssystem.

Ulemper ved jetkondensatorer er:

• De producerer urent vand, der ikke kan genbruges som spisvand og kræver behandling, før det udledes.

• De har en høj strømforbrug til at pumpe kølevandet og blandingen.

• De påvirkes af kvaliteten og temperaturen på kølevandet.

Fladekondensatorer

I fladekondensatorer adskilles kølevandet og afgiftsdampen af en barriere, såsom rør eller plader, og kondensation foregår ved varmeoverførsel gennem denne barriere. Kølevandet passerer gennem et array af rør eller plader, og afgiftsdampen flyder over deres yderside. Varmen fra dampen absorberes af kølevandet, hvilket øger dets temperatur.

Afgiftsdampen ændrer sin fase fra damp til væske og bliver kondenseret vand. Det kondenseret vand samles i den varme brønd i bunden af kondensator. Kølevandet går ud af kondensatoren under høj temperatur og lavt tryk.

Der findes to undertyper af fladekondensatorer: nedstrøm og modstrøm. I nedstrøm fladekondensatorer går afgiftsdampen ind fra toppen og flyder nedad over rør eller plader. I modstrøm fladekondensatorer går afgiftsdampen ind fra den ene ende og flyder opad over rør eller plader, mens kølevandet går ind fra den anden ende og flyder nedad gennem dem.

Fordele ved fladekondensatorer er:

• De producerer rent vand, der kan genbruges som spisvand, og reducerer korrosion og skalling i ketlen og turbinen.

• De har en lav strømforbrug til at pumpe kølevandet og det kondenseret vand.

• De påvirkes ikke af kvaliteten og temperaturen på kølevandet.

Ulemper ved fladekondensatorer er:

• De er komplekse, dyre og svære at installere og drifte.

• De har en lav varmeoverførselsrate og et højt trykfall.

• De kræver en stor kølevandsforsyning og et separat luftudtrækningssystem.

Hvordan vælger man en dampkondensator til en turbine?

Valget af en dampkondensator til en turbine afhænger af flere faktorer, såsom:

Støt