A gőz kondenzátor a turbínához egy eszköz, amely a turbínából származó alacsony nyomású kibocsátási gőzt vizévé alakítja át hűtővíz használatával. A gőz kondenzátor fő funkciója, hogy alacsony visszanyomatot tart fenn a turbina kibocsátási oldalán, ami növeli az erőmű hatékonyságát és termelését.
A turbínából származó kibocsátási gőznek nagy mértékben ki kell terjednie, hogy elérje a munkaerőt. Ha a gőz nem kondenzálódik a munka után, nem hoz létre elegendő helyet a következő gőz szükséges térfogatához. Így a gőz kondenzálása zárt rendszerben csökkenti a térfogatát, és létrehoz egy vakuumot, ami csökkenti a nyomást a turbina kimenetén.
A gőz kondenzátor a turbínához több komponensből áll, mint például a kondenzátor kamra, a hűtővíz ellátás, nedves levegő szívók és forró medence. A kondenzátor kamrában a gőz kondenzálódik, átadva hőt a hűtővíznek.
A hűtővíz ellátás hideg vizet biztosít a hűtőtorony vagy egy másik forrásból, hogy cirkuláljon a kondenzátorban. A nedves levegő szívók gyűjtenek össze a kondenzált gőzt, levegőt, kondenzálatlan párat és egyéb gázokat a kondenzátorból, és kiszivárogtatják őket a légkörbe vagy egy degázolóba. A forró medencében a kondenzált gőz gyűlik, ahonnan újra be lehet pumpálni a gőzketellőbe futóvízként.
Két fő típusú gőz kondenzátor létezik a turbínához: jet kondenzátorok és felületi kondenzátorok. A jet kondenzátoroknál a hűtővíz üzemanyagot spritál a kibocsátási gőzre és keveri vele. Ez gyors gőz kondenzálási folyamat, de kontaminiált vizet eredményez, ami nem használható újra futóvízként.
A felületi kondenzátoroknál a hűtővíz és a kibocsátási gőz egy bariérral, mint például csövek vagy lemezek, vannak elválasztva, és a kondenzáció a hőcserével történik ezen a bariéron. Ez lassabb gőz kondenzálási folyamat, de tiszta vizet eredményez, ami újra használható futóvízként.
A gőz kondenzátor használata a turbínához több előnyt is jelent az energia-termelés számára, mint például:
Növeli az erőmű thermális hatékonyságát, csökkentve a specifikus gőzfogyasztást és növelve a munkateremtést egységnyi gőszsúlyonként.
Javítja a futóvíz minőségét, eltávolítva a megoldódott gázokat és impuritásokat a kondenzált gőzből.
Csökkenti a korroziónak és a kitakarodásnak a ketellőben és a turbínában való bekövetkezését, megelőzve a gőz és a hűtővíz közvetlen érintkezését.
Csökkenti a környezetszennyezést, minimalizálva a gőz és a hűtővíz kibocsátását a légkörbe vagy a vízi testekbe.
Megtakarít vízi erőforrásokat, újrafelhasználva a kondenzált gőzt futóvízként.
A gőz kondenzátor működési elve a hőcserére és a fazisképződésre épül. A turbínából származó kibocsátási gőz alacsony nyomással és magas hőmérséklettel lép be a kondenzátorba. A hűtővíz alacsony hőmérséklettel és magas nyomással lép be a kondenzátorba. A két folyadék közötti hőcseré a fizikailag elválasztó bariéron keresztül történik. A bariérral lehet csövek vagy lemezek, a kondenzátor típusától függően.
Ahogy a hőcseré történik, a kibocsátási gőz hőmérséklete csökken, és rejtett hője kiadódik. A rejtett hő a hűtővíz által felvett, ami növeli a hőmérsékletét. A kibocsátási gőz fazisa változik gőzről vízzé, és kondenzált vizzé válik. A kondenzált víz gyűlik a kondenzátor alján található forró medencében. A hűtővíz magas hőmérséklettel és alacsony nyomással lép ki a kondenzátorból.
A kondenzált vízt egy kondenzátum kinyerő szívó segítségével egy degázolóba vagy közvetlenül egy ketellő-szívóba pumpálják. A degázoló eltávolítja a kondenzált vízből a maradék levegőt vagy gázokat, és melegítik fel, mielőtt a ketellő-szívóba küldik. A ketellő-szívó növeli a futóvíz nyomását, és a ketellőbe szállítja.
A hűtővízt vagy a hűtőtoronyba, vagy egy másik forráshoz szivárogtatják, vagy recirkulálják egy hőcserélőn vagy egy gazdaságosítóban. A hűtőtorony csökkenti a hűtővíz hőmérsékletét, részét a levegőbe párítva. A hőcserélő vagy a gazdaságosító némi hőt átad a hűtővízből egy másik folyadékra, mint például a levegőre vagy a futóvízre.
A kondenzálási technika alapján két fő típusú gőz kondenzátor létezik a turbínához: jet kondenzátorok és felületi kondenzátorok.
A jet kondenzátoroknál a hűtővíz spritál a kibocsátási gőzre és keveri vele. Ez egy gyors gőz kondenzálási folyamat, de kontaminiált vizet eredményez, ami nem használható újra futóvízként. A víz és gőz keveréket egy forró medencébe szivárogtatják, ahonnan egy nedves levegő szívó segítségével egy degázolóba vagy hűtőtoronyba szivárogtatják.
Három al-típus van a jet kondenzátoroknál: alacsony-szintű, magas-szintű és ejektőr-jet kondenzátorok. Az alacsony-szintű jet kondenzátoroknál a forró medence ugyanazon a szinten helyezkedik el, mint a kondenzátor, és a keverék gravitációs hatására folyik. A magas-szintű jet kondenzátoroknál a forró medence a kondenzátor felett helyezkedik el, és a keveréket egy szívó segítségével emelik. Az ejektőr-jet kondenzátoroknál a hűtővízt nagy sebességgel injektálják a kibocsátási gőzbe, ami látványos vakuumot hoz létre, ami a keveréket a forró medencébe szívja.
A jet kondenzátorok előnyei:
Egyszerűek, olcsók, és könnyen telepíthetők és üzemeltethetők.
Magas hőcseréjük van, és alacsony nyomáscsökkenésük van.
Nagy hűtővíz ellátást vagy külön levegőkivonó rendszert nem igényelnek.
A jet kondenzátorok hátrányai:
Tiszta vizet nem hoznak létre, ami nem használható újra futóvízként, és kezelésre szorul a hulladékfelvitel előtt.
Nagy teljesítményt igényelnek a hűtővíz és a keverék szívásához.
A hűtővíz minősége és hőmérséklete befolyásolja őket.
A felületi kondenzátoroknál a hűtővíz és a kibocsátási gőz egy bariérral, mint például csövek vagy lemezek, vannak elválasztva, és a kondenzáció a hőcserével történik ezen a bariéron. A hűtővíz áthalad egy csövek vagy lemezek tömbjén, és a kibocsátási gőz folyik rajtuk kifelé. A gőz hőt ad át a hűtővíznek, ami növeli annak hőmérsékletét.
A kibocsátási gőz fazisa változik gőzről vízzé, és kondenzált vizzé válik. A kondenzált víz gyűlik a kondenzátor alján található forró medencében. A hűtővíz magas hőmérséklettel és alacsony nyomással lép ki a kondenzátorból.
Két al-típus van a felületi kondenzátoroknál: lefelé irányított és ellenirányú. A lefelé irányított felületi kondenzátoroknál a kibocsátási gőz a tetejéről belép, és lefelé folyik a csövek vagy lemezek mentén. Az ellenirányú felületi kondenzátoroknál a kibocsátási gőz az egyik végről belép, és felfelé folyik a csövek vagy lemezek mentén, míg a hűtővíz a másik végről belép, és lefelé folyik rajtuk.
A felületi kondenzátorok előnyei:
Tiszta vizet hoznak létre, ami újra használható futóvízként, és csökkentik a korroziónak és a kitakarodásnak a ketellőben és a turbínában való bekövetkezését.
Alacsony teljesítményt igényelnek a hűtővíz és a kondenzált víz szívásához.
A hűtővíz minősége és hőmérséklete nem befolyásolja őket.