Parovi kondenzator za turbine: Podroben vodnik

Kaj je para kondenzator za turbine?

Para kondenzator za turbine je naprava, ki pretvori nizotlačno izstopno paro iz parne turbine v vodo z uporabo hladne vode. Glavna funkcija para kondenzatorja za turbine je ohranjanje nizega nazajnega tlaka na strani izstopa parne turbine, kar poveča učinkovitost in odvod elektrarne.

Izstopna para iz turbine mora veliko razširiti, da bi svojo dostopno energijo pretvorila v mehansko delo. Če para po opravljenem delu ni skondenzirana, ne bo ustvarila dovolj prostora za naslednjo paro, da se razširi do potrebnega obsega. Zato skondenziranje pare v zaprti sistemi zmanjša njeno volumen in ustvari vakuum, ki zniža tlak na izstopu turbine.

Para kondenzator za turbine sestavlja več komponent, kot so kamra kondenzatorja, oskrba s hladno vodo, pumpa za mokro zrak in vroča jama. V kamri kondenzatorja se para skondenzira z prenašanjem toplote na hladno vodo.

Oskrba s hladno vodo zagotavlja hladno vodo iz hladih vod ali drugega vira, da cirkulira znotraj kondenzatorja. Pumpe za mokro zrak zbirajo skondenzirano paro, zrak, nekondenzirano vodno paro in druge pline iz kondenzatorja in jih izpuščajo v atmosfero ali deaerator. V vroči jami se skondenzirana para zbira in od tam jo lahko črpajo nazaj v parni kotel kot nalivno vodo.

Obstajata predvsem dva tipa para kondenzatorjev za turbine: jet kondenzatorji in površinski kondenzatorji. V jet kondenzatorjih se hladna voda spršuje na izstopno paro in se s to zmese. To je hitra metoda skondenziranja pare, vendar to vodi do kontaminirane vode, ki ji ni mogoče ponovno uporabiti kot nalivne vode.

V površinskih kondenzatorjih sta hladna voda in izstopna para ločeni z bariero, kot so cevi ali plošče, in kondenzacija poteka z menjavo toplote skozi to bariero. To je počasnejša metoda skondenziranja pare, vendar proizvaja čisto vodo, ki jo je mogoče ponovno uporabiti kot nalivno vodo.

Zakaj uporabljati para kondenzator za turbine?

Uporaba para kondenzatorja za turbine ima več prednosti za proizvodnjo elektrike, kot so:

• Povečuje termalno učinkovitost elektrarne z zmanjševanjem specifične porabe pare in povečevanjem dela na enoto mase pare.

• Izboljšuje kakovost nalivne vode z odstranjevanjem raztopljenih plinov in onesnaženosti iz skondenzirane pare.

• Zmanjšuje korozijo in narastanje v kotlu in turbinah z preprečevanjem neposrednega stika med paro in hladno vodo.

• Zmanjšuje okoljsko onesnaženje z minimalizacijo izpustov pare in hladne vode v atmosfero ali vodne telesa.

• Shrani vodne vire z recikliranjem skondenzirane pare kot nalivne vode.

Kako deluje para kondenzator za turbine?

Delovanje para kondenzatorja za turbine temelji na prenosu toplote in faznih spremembah. Izstopna para iz turbine pride v kondenzator z nizkim tlakom in visoko temperaturo. Hladna voda pride v kondenzator z nizko temperaturo in visokim tlakom. Prenos toplote med dvema fluidoma poteka skozi bariero, ki ju fizično loči. Bariera lahko predstavlja cevi ali plošče, glede na vrsto kondenzatorja.

Medtem ko poteka prenos toplote, temperatura izstopne pare pada, in njena latentna toplota je oddana. Latentna toplota je absorbirana s hladno vodo, ki poveča njeno temperaturo. Izstopna para spremeni svojo fazo iz pare v tekočino in postane skondenzirana voda. Skondenzirana voda se zbira v vroči jami na dnu kondenzatorja. Hladna voda zapušča kondenzator z visoko temperaturo in nizkim tlakom.

Skondenzirana voda je nato črpana s pumpo za črpkanje kondenzata v deaerator ali neposredno v pumpo za nalivanje v kotelnice. Deaerator odstrani ostale pline iz skondenzirane vode in jo segreje preden jo pošlje v pumpo za nalivanje v kotelnice. Pumpa za nalivanje v kotelnice poveča tlak nalivne vode in jo dostavi v kotel.

Hladna voda je bu izpuščena v hladi vodni torn ali drug vir ali recirkulirana skozi toplotni menjalnik ali ekonomizer. Hladi vodni torn zniža temperaturo hladne vode s to, da del tekuče vode izpare v zrak. Toplotni menjalnik ali ekonomizer prenaša nekaj toplote iz hladne vode na drug fluid, kot je zrak ali nalivna voda.

Kateri so tipi para kondenzatorjev za turbine?

Glede na tehniko kondenzacije obstajata predvsem dva tipa para kondenzatorjev za turbine: jet kondenzatorji in površinski kondenzatorji.

Jet kondenzatorji

V jet kondenzatorjih se hladna voda spršuje na izstopno paro in se s to zmese. To je hitra metoda skondenziranja pare, vendar to vodi do kontaminirane vode, ki ji ni mogoče ponovno uporabiti kot nalivne vode. Mešanica vode in pare je nato izpuščena v vročo jamo, kjer jo črpajo s pumpo za mokro zrak v deaerator ali hladni vodni torn.

Obstajajo tri podvrste jet kondenzatorjev: nizkonivojski, visokonivojski in ejekcijski jet kondenzatorji. V nizkonivojskih jet kondenzatorjih je vroča jama postavljena na istem nivoju kot kondenzator, in mešanica teče gravitacijsko. V visokonivojskih jet kondenzatorjih je vroča jama postavljena nad kondenzatorjem in mešanica je dvignjena s pumpo. V ejekcijskih jet kondenzatorjih se hladna voda vstreljuje z visoko hitrostjo v izstopno paro in ustvari vakuum, ki zmaga mešanico v vročo jamo.

Prednosti jet kondenzatorjev so:

• So preprosti, poceni in lahkopravni za namestitev in delovanje.

• Imajo visoko stopnjo prenosa toplote in nizko padec tlaka.

• Ne zahtevajo velike oskrbe s hladno vodo ali ločenega sistema za izdvajanje zraka.

Nedodatki jet kondenzatorjev so:

• Proizvajajo nečisto vodo, ki ji ni mogoče ponovno uporabiti kot nalivna voda in zahteva ravnanje pred odpadom.

• Imajo visoko porabo energije za črpkanje hladne vode in mešanice.

• So vplivani na kakovost in temperaturo hladne vode.

Površinski kondenzatorji

V površinskih kondenzatorjih sta hladna voda in izstopna para ločeni z bariero, kot so cevi ali plošče, in kondenzacija poteka z menjavo toplote skozi to bariero. Hladna voda preteče skozi nabor cevi ali plošč, in izstopna para teče preko njihove zunanje površine. Toplota pare je absorbirana s hladno vodo, ki poveča njeno temperaturo.

Izstopna para spremeni svojo fazo iz pare v tekočino in postane skondenzirana voda. Skondenzirana voda se zbira v vroči jami na dnu kondenzatorja. Hladna voda zapušča kondenzator z visoko temperaturo in nizkim tlakom.

Obstajata dve podvrsti površinskih kondenzatorjev: dolžniški in protitokovi. V dolžniških površinskih kondenzatorjih izstopna para pride od vrha in teče navzdol preko cevi ali plošč. V protitokovih površinskih kondenzatorjih izstopna para pride z enega konca in teče navzgor preko cevi ali plošč, medtem ko hladna voda pride z drugega konca in teče navzdol skozi njih.

Prednosti površinskih kondenzatorjev so:

• Proizvajajo čisto vodo, ki jo je mogoče ponovno uporabiti kot nalivno vodo in zmanjšajo korozijo in narastanje v kotlu in turbinah.

• Imajo nizko porabo energije za črpkanje hladne vode in skondenzirane vode.

• Niso vplivani na kakovost in temperaturo hladne vode.

Nedodatki površinskih kondenzatorjev so:

• So kompleksni, dragi in težko pravljivi za namestitev in delovanje.

• Imajo nizko stopnjo prenosa toplote in visok padec tlaka.

• Zahtevajo veliko oskrbo s hladno vodo in ločen sistem za izdvajanje zraka.

Kako izbrati para kondenzator za turbine?