Condensador de vapor para unha turbina: Unha guía completa
Que é un condensador de vapor para unha turbina?
Un condensador de vapor para unha turbina é un dispositivo que converte o vapor de baixa presión do escape dunha turbina de vapor en auga utilizando auga de refrigeración. A función principal dun condensador de vapor para unha turbina é manter unha baixa presión de retorno no lado de escape da turbina de vapor, o que aumenta a eficiencia e a produción da central eléctrica.
O vapor de escape da turbina ten que expandirse en gran medida para converter a súa enerxía dispoñible en traballo mecánico. Se o vapor non se condensa despois de realizar o seu traballo, non creará suficiente espazo para que o seguinte vapor se expanda ao volume necesario. Polo tanto, condensar o vapor nun sistema pechado reduce o seu volume e crea un vacío que baixa a presión na saída da turbina.
Un condensador de vapor para unha turbina consta de varios compoñentes, como unha cámara de condensación, suministro de auga de refrigeración, bombas de aire húmido e un pozo quente. A cámara de condensación é onde o vapor se condensa transferindo o seu calor á auga de refrigeración.
O suministro de auga de refrigeración proporciona auga fría dende unha torre de refrigeración ou outra fonte para circular dentro do condensador. As bombas de aire húmido recollen o vapor condensado, aire, vapor de auga non condensado e outros gases do condensador e os descargan á atmosfera ou a un desaerador. O pozo quente é onde se recolle o vapor condensado e desde onde pode ser bombeado de novo ao calderín de vapor como auga de alimentación.
Hai principalmente dous tipos de condensadores de vapor para turbinas: condensadores de xetos e condensadores de superficie. Nos condensadores de xetos, a auga de refrigeración é rociada sobre o vapor de escape e mezclada con el. Este é un proceso rápido de condensación de vapor, pero resulta en auga contaminada que non pode ser reutilizada como auga de alimentación.
Nos condensadores de superficie, a auga de refrigeración e o vapor de escape están separados por unha barrera, como tubos ou placas, e a condensación ocorre mediante intercambio de calor a través desta barrera. Este é un proceso máis lento de condensación de vapor, pero produce auga pura que pode ser reutilizada como auga de alimentación.
Por que usar un condensador de vapor para unha turbina?
Usar un condensador de vapor para unha turbina ten varias vantaxes para a xeración de enerxía, como:
Aumenta a eficiencia térmica da central eléctrica reducindo o consumo específico de vapor e aumentando a produción de traballo por unidade de masa de vapor.
Mellora a calidade da auga de alimentación eliminando gases disoltos e impurezas do vapor condensado.
Reduce a corrosión e a formación de incrustacións no calderín e na turbina evitando o contacto directo entre o vapor e a auga de refrigeración.
Reduce a contaminación ambiental minimizando a descarga de vapor e auga de refrigeración á atmosfera ou aos corpos de auga.
Ahorra recursos hídricos reciclado o vapor condensado como auga de alimentación.
Como funciona un condensador de vapor para unha turbina?
O principio de funcionamento dun condensador de vapor para unha turbina basease na transferencia de calor e no cambio de fase. O vapor de escape da turbina entra no condensador a baixa presión e alta temperatura. A auga de refrigeración entra no condensador a baixa temperatura e alta presión. A transferencia de calor entre os dous fluidos ocorre a través dunha barrera que os separa fisicamente. A barrera pode ser tubos ou placas, dependendo do tipo de condensador.
Ao producirse a transferencia de calor, a temperatura do vapor de escape diminúe e libérase o seu calor latente. O calor latente é absorbido pola auga de refrigeración, que aumenta a súa temperatura. O vapor de escape cambia de fase de vapor a líquido e convértese en auga condensada. A auga condensada recóllense no pozo quente na parte inferior do condensador. A auga de refrigeración sai do condensador a alta temperatura e baixa presión.
A auga condensada é bombeada por unha bomba de extracción de condensado a un desaerador ou directamente a unha bomba de alimentación do calderín. O desaerador elimina calquera aire ou gases restantes da auga condensada e a aquece antes de enviála á bomba de alimentación do calderín. A bomba de alimentación do calderín aumenta a presión da auga de alimentación e a entrega ao calderín.
A auga de refrigeración é descargada a unha torre de refrigeración ou a outra fonte ou recirculada a través dun intercambiador de calor ou dun economizador. A torre de refrigeración baixa a temperatura da auga de refrigeración evaporando parte dela ao aire. O intercambiador de calor ou economizador transfiere parte do calor da auga de refrigeración a outro fluido, como aire ou auga de alimentación.
Que tipos de condensadores de vapor hai para turbinas?
Dependendo da técnica de condensación, hai principalmente dous tipos de condensadores de vapor para turbinas: condensadores de xetos e condensadores de superficie.
Condensadores de xetos
Nos condensadores de xetos, a auga de refrigeración é rociada sobre o vapor de escape e mezclada con el. Este é un proceso rápido de condensación de vapor, pero resulta en auga contaminada que non pode ser reutilizada como auga de alimentación. A mezcla de auga e vapor é despois descargada a un pozo quente, onde é bombeada por unha bomba de aire húmido a un desaerador ou a unha torre de refrigeración.
Hai tres subtipos de condensadores de xetos: de nivel baixo, de nivel alto e de xeto eyector. Nos condensadores de xetos de nivel baixo, o pozo quente está situado ao mesmo nivel que o condensador, e a mezcla fluye por gravidade. Nos condensadores de xetos de nivel alto, o pozo quente está situado por encima do condensador e a mezcla é elevada por unha bomba. Nos condensadores de xeto eyector, a auga de refrigeración é inxectada a alta velocidade no vapor de escape e crea un vacío que aspiro a mezcla ao pozo quente.
As vantaxes dos condensadores de xetos son:
Son simples, baratos e fáciles de instalar e operar.
Tén unha alta taxa de transferencia de calor e unha baixa perda de presión.
Non requiren un gran suministro de auga de refrigeración nin un sistema de extracción de aire separado.
As desvantaxes dos condensadores de xetos son:
Producen auga impura que non pode ser reutilizada como auga de alimentación e require tratamento antes da disposición.
Tén un alto consumo de enerxía para bombear a auga de refrigeración e a mezcla.
Están afectados pola calidade e a temperatura da auga de refrigeración.
Condensadores de superficie
Nos condensadores de superficie, a auga de refrigeración e o vapor de escape están separados por unha barrera, como tubos ou placas, e a condensación ocorre mediante intercambio de calor a través desta barrera. A auga de refrigeración pasa a través dunha matriz de tubos ou placas, e o vapor de escape fluye sobre a súa superficie exterior. O calor do vapor é absorbido pola auga de refrigeración, que aumenta a súa temperatura.
O vapor de escape cambia de fase de vapor a líquido e convértese en auga condensada. A auga condensada recóllense no pozo quente na parte inferior do condensador. A auga de refrigeración sai do condensador a alta temperatura e baixa presión.
Hai dous subtipos de condensadores de superficie: de fluxo descendente e contracorrente. Nos condensadores de superficie de fluxo descendente, o vapor de escape entra polo alto e fluye cara abaixo sobre os tubos ou placas. Nos condensadores de superficie contracorrente, o vapor de escape entra por un extremo e fluye cara arriba sobre os tubos ou placas, mentres que a auga de refrigeración entra polo outro extremo e fluye cara abaixo a través delas.
As vantaxes dos condensadores de superficie son:
Producen auga pura que pode ser reutilizada como auga de alimentación e reducen a corrosión e a formación de incrustacións no calderín e na turbina.
Tén un baixo consumo de enerxía para bombear a auga de refrigeración e a auga condensada.
Non están afectados pola calidade e a temperatura da auga de refrigeración.
As desvantaxes dos condensadores de superficie son:
Son complexos, caros e difíciles de instalar e operar.
Tén unha baixa taxa de transferencia de calor e unha alta perda de presión.
Requiren un gran suministro de auga de refrigeración e un sistema de extracción de aire separado.
Como escoller un condensador de vapor para unha turbina?
A elección dun condensador de vapor para unha turbina depende de varios factores, como:
