Parovi kondenzator za turbinu: Potpun vodič

Što je kondenzator para za turbinu?

Kondenzator para za turbinu je uređaj koji pretvara niskotlakavan izlučeni par iz parne turbine u vodu korištenjem hladne vode. Glavna funkcija kondenzatora para za turbinu je održavanje niskog protutlačnog tlaka na strani izlučivanja parne turbine, što povećava učinkovitost i proizvodnju elektrane.

Izlučeni par iz turbine mora značajno proširiti kako bi svoju dostupnu energiju pretvorio u mehanički rad. Ako se par nakon obavljenog rada ne kondenzira, neće stvoriti dovoljno prostora za sljedeći par da se proširi na potreban volumen. Stoga, kondenziranje para u zatvorenom sustavu smanjuje njegov volumen i stvara vakuum koji snižava tlak na izlazu turbine.

Kondenzator para za turbinu sastoji se od nekoliko komponenti, poput kondenzatorske komore, opreme za hladnu vodu, pumpi za mokri zrak i tople jame. U kondenzatorskoj komori par se kondenzira prenoseći svoju toplinu na hladnu vodu.

Oprema za hladnu vodu pruža hladnu vodu iz hlađeće tornjeve ili druge izvore za cirkulaciju unutar kondenzatora. Pumpe za mokri zrak prikupljaju kondenzirani par, zrak, nekondenzirani parni vapore i druge plinove iz kondenzatora i ispuštaju ih u atmosferu ili deaerator. Topla jama je mjesto gdje se kondenzirani par prikuplja i odakle se može čvrsto vratiti u parnu kotlovnu kao hranilna voda.

Postoje uglavnom dva tipa kondenzatora para za turbine: jet kondenzatori i površinski kondenzatori. U jet kondenzatorima, hladna voda se spravlja na izlučeni par i miješa s njim. Ovo je brzi proces kondenziranja para, ali rezultira kontaminiranom vodom koja se ne može ponovo koristiti kao hranilna voda.

U površinskim kondenzatorima, hladna voda i izlučeni par su odvojeni pregradom, poput cevi ili ploča, a kondenzacija se događa preko toga pregrade putem razmjene topline. Ovo je sporiji proces kondenziranja para, ali proizvodi čistu vodu koja se može ponovno koristiti kao hranilna voda.

Zašto koristiti kondenzator para za turbinu?

Koristenje kondenzatora para za turbinu ima nekoliko prednosti za proizvodnju električne energije, poput:

• Povećava termalnu učinkovitost elektrane smanjujući specifičnu potrošnju para i povećavajući radni izlaz po jedinici mase para.

• Poboljšava kvalitetu hranilne vode uklanjajući rastvorene plinove i nečistoće iz kondenziranog para.

• Smanjuje koroziju i otapaljenje u kotlu i turbinom spremajući direktni kontakt između para i hladne vode.

• Smanjuje zagađenje okoliša minimizirajući ispuštanje para i hladne vode u atmosferu ili vodne tijele.

• Štedi vodne resurse reciklirajući kondenzirani par kao hranilnu vodu.

Kako radi kondenzator para za turbinu?

Radni princip kondenzatora para za turbinu temelji se na prenosu topline i promjeni faze. Izlučeni par iz turbine ulazi u kondenzator pod niskim tlakom i visokom temperaturom. Hladna voda ulazi u kondenzator pod niskom temperaturom i visokim tlakom. Prenos topline između ta dva fluida događa se preko pregrade koja ih fizički odvaja. Pregrada može biti cevi ili ploče, ovisno o tipu kondenzatora.

Kako se događa prenos topline, temperatura izlučenog para pada, a njegova latentna toplina se oslobađa. Latentna toplina apsorbira se hladnom vodom, što povećava njenu temperaturu. Izlučeni par mijenja fazu s vapore u tekućinu i postaje kondenzirana voda. Kondenzirana voda se prikuplja u toplom jami na dnu kondenzatora. Hladna voda napušta kondenzator pod visokom temperaturom i niskim tlakom.

Kondenzirana voda se zatim čvrsto vraća pumponom za ekstrakciju kondenzata u deaerator ili direktno u pumpon za hranilnu vodu. Deaerator uklanja sve ostale zrake ili plinove iz kondenzirane vode i zagrijava je prije nego što je šalje u pumpon za hranilnu vodu. Pumpon za hranilnu vodu povećava tlak hranilne vode i dostavlja je u kotao.

Hladna voda se ili ispušta u hlađeći tornjev ili drugi izvor ili se reciklira kroz razmjenjak topline ili ekonomizer. Hlađeći tornjev snižava temperaturu hladne vode evaporirajući dio nje u zrak. Razmjenjak topline ili ekonomizer prenosi dio topline iz hladne vode na drugi fluid, poput zraka ili hranilne vode.

Koji su tipovi kondenzatora para za turbine?

Ovisno o tehnici kondenziranja, postoje uglavnom dva tipa kondenzatora para za turbine: jet kondenzatori i površinski kondenzatori.

Jet kondenzatori

U jet kondenzatorima, hladna voda se spravlja na izlučeni par i miješa s njim. Ovo je brzi proces kondenziranja para, ali rezultira kontaminiranom vodom koja se ne može ponovno koristiti kao hranilna voda. Mjesavina vode i para se zatim ispušta u toplu jamu, gdje ju čvrsto vraća pumpon za mokri zrak u deaerator ili hlađeći tornjev.

Postoje tri podtipa jet kondenzatora: niski, visoki i ejector jet kondenzatori. U niskim jet kondenzatorima, topla jama se nalazi na istoj razini kao kondenzator, a mjesavina teče gravitacijom. U visokim jet kondenzatorima, topla jama se nalazi iznad kondenzatora, a mjesavina se podiže pumponom. U ejector jet kondenzatorima, hladna voda se ubrzano ubacuje u izlučeni par i stvara vakuum koji hvata mjesavinu u toplu jamu.

Prednosti jet kondenzatora su:

• Jednostavni, jeftini i laki za instalaciju i upotrebu.

• Imaju visoku stopu prenosa topline i niski pad tlaka.

• Ne zahtijevaju veliku opremu za hladnu vodu ili odvojeno sustav za ekstrakciju zraka.

Nedostaci jet kondenzatora su:

• Proizvode nečistu vodu koja se ne može ponovno koristiti kao hranilna voda i zahtijeva obradu prije ispuštanja.

• Imaju visoku potrošnju energije za pumpiranje hladne vode i mjesavine.

• Su pod utjecajem kvalitete i temperature hladne vode.

Površinski kondenzatori

U površinskim kondenzatorima, hladna voda i izlučeni par su odvojeni pregradom, poput cevi ili ploča, a kondenzacija se događa preko toga pregrade putem razmjene topline. Hladna voda prolazi kroz niz cevi ili ploča, a izlučeni par teče preko njihove vanjske površine. Toplina para apsorbira se hladnom vodom, što povećava njenu temperaturu.

Izlučeni par mijenja fazu s vapore u tekućinu i postaje kondenzirana voda. Kondenzirana voda se prikuplja u toplom jami na dnu kondenzatora. Hladna voda napušta kondenzator pod visokom temperaturom i niskim tlakom.

Postoje dva podtipa površinskih kondenzatora: doluljetni i suprotuljetni. U doluljetnim površinskim kondenzatorima, izlučeni par ulazi s vrha i teče nadole preko cevi ili ploča. U suprotuljetnim površinskim kondenzatorima, izlučeni par ulazi s jednog kraja i teče prema gore preko cevi ili ploča, dok hladna voda ulazi s drugog kraja i teče prema dolje kroz njih.

Prednosti površinskih kondenzatora su:

• Proizvode čistu vodu koja se može ponovno koristiti kao hranilna voda i smanjuju koroziju i otapaljenje u kotlu i turbinom.

• Imaju nisku potrošnju energije za pumpiranje hladne vode i kondenzirane vode.

• Ne ovise o kvaliteti i temperaturi hladne vode.

Nedostaci površinskih kondenzatora su:

• Kompleksni, skupi i teški za instalaciju i upotrebu.

• Imaju nisku stopu prenosa topline i visok pad tlaka.

• Zahtijevaju veliku opremu za hladnu vodu i odvojeno sustav za ekstrakciju zraka.

Kako odabrati kondenzator para za turbinu?