Parovi kondenzator za turbine Kompletan vodič

Šta je kondenzator para za turbinu?

Kondenzator para za turbinu je uređaj koji pretvara niskotlačni izlužni par iz parne turbine u vodu korišćenjem hladne vode. Glavna funkcija kondenzatora para za turbinu jeste održavanje niske povratne pritisne sile na strani izlužnog para parne turbine, što povećava efikasnost i proizvodnju elektrane.

Izlužni par iz turbine mora značajno da se širi kako bi svoju dostupnu energiju pretvorio u mehanički rad. Ako se par nakon svog rada ne kondenzira, neće stvoriti dovoljno prostora za sledeći par da se širi do potrebnog obima. Stoga, kondenziranje para u zatvorenom sistemu smanjuje njegov obim i stvara vakuum koji snižava pritisak na izlazu turbine.

Kondenzator para za turbinu sastoji se od nekoliko komponenti, kao što su kondenzatorska komora, opskrbna voda za hlađenje, pumpa za mokru zraku i topli rezervoar. Kondenzatorska komora je mesto gde se par kondenzira prenosom toplote na hladnu vodu.

Opkrbna voda za hlađenje pruža hladnu vodu iz hlađećeg tornja ili druge izvore da bi se cirkulirala unutar kondenzatora. Pumpe za mokru zraku prikupljaju kondenzovan par, zrak, nekondenzovani vodeni par i druge plinove iz kondenzatora i ispuštaju ih u atmosferu ili deaerator. Topli rezervoar je mesto gde se kondenzovan par sakuplja i odakle se može pumpirati nazad u parnu kotlu kao hranilna voda.

Postoje uglavnom dva tipa kondenzatora para za turbine: jet kondenzatori i površinski kondenzatori. U jet kondenzatorima, hladna voda se spravlja na izlužni par i meša sa njim. Ovo je brz proces kondenzacije para, ali rezultira kontaminisanom vodom koja se ne može ponovo koristiti kao hranilna voda.

U površinskim kondenzatorima, hladna voda i izlužni par su razdvojeni barierom, kao što su cevi ili ploče, i kondenzacija se dešava prenosom toplote kroz ovu barieru. Ovo je sporiji proces kondenzacije para, ali proizvodi čistu vodu koja se može ponovo koristiti kao hranilna voda.

Zašto koristiti kondenzator para za turbinu?

Koristenje kondenzatora para za turbinu ima nekoliko prednosti za proizvodnju električne energije, kao što su:

• Povećava termalnu efikasnost elektrane smanjenjem specifičnog potrošnje para i povećanjem radnog izlaza po jedinici mase para.

• Poboljšava kvalitet hranilne vode uklanjajući rastvorene plinove i nečistoće iz kondenzovanog para.

• Smanjuje koroziju i naplavu u kotlu i turbinama sprečavajući direktni kontakt između para i hladne vode.

• Smanjuje ekološku zagađenost minimizirajući ispuštanje para i hladne vode u atmosferu ili vodene telesne.

• Štedi vodene resurse reciklirajući kondenzovan par kao hranilnu vodu.

Kako radi kondenzator para za turbinu?

Radni princip kondenzatora para za turbinu zasniva se na prenosu toplote i promeni faze. Izlužni par iz turbine ulazi u kondenzator pod niskim pritiskom i visokom temperaturom. Hladna voda ulazi u kondenzator pod niskom temperaturom i visokim pritiskom. Prenos toplote između dva fluida dešava se kroz barieru koja ih fizički razdvaja. Bariera može biti cevi ili ploče, u zavisnosti od tipa kondenzatora.

Dok se dešava prenos toplote, temperatura izlužnog para pada, a njegova latentna toplota se oslobađa. Latentna toplota se apsorbira hladnom vodom, što povećava njenu temperaturu. Izlužni par menja fazu od vapora u tekućinu i postaje kondenzovana voda. Kondenzovana voda se sakuplja u toplom rezervoaru na dnu kondenzatora. Hladna voda izlazi iz kondenzatora pod visokom temperaturom i niskim pritiskom.

Kondenzovana voda zatim se pumpira pompa za ekstrakciju kondenzata do deaeratora ili direktno do pompe za hranilnu vodu. Deaerator uklanja sve ostale plinove iz kondenzovane vode i zagrijava je pre nego što je šalje pompi za hranilnu vodu. Pumpa za hranilnu vodu povećava pritisak hranilne vode i dostavlja je u kotao.

Hladna voda se ili ispušta u hlađeći tornji ili drugi izvor ili se reciklira kroz toplotni menjac ili ekonomizer. Hlađeći tornji snižava temperaturu hladne vode evaporišući deo iste u vazduh. Toplotni menjac ili ekonomizer prenosi deo toplote iz hladne vode na drugi fluid, kao što su vazduh ili hranilna voda.

Koji su tipovi kondenzatora para za turbine?

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

Jet kondenzatori

U jet kondenzatorima, hladna voda se spravlja na izlužni par i meša sa njim. Ovo je brz proces kondenzacije para, ali rezultira kontaminisanom vodom koja se ne može ponovo koristiti kao hranilna voda. Mešavina vode i para zatim se ispušta u topli rezervoar, gde se pumpira pompa za mokru zraku do deaeratora ili hlađećeg tornja.

Postoje tri podtipa jet kondenzatora: niski nivo, visoki nivo i ejektor jet kondenzatori. U jet kondenzatorima niskog nivoa, topli rezervoar se nalazi na istom nivou kao kondenzator, a mešavina teče gravitacijom. U jet kondenzatorima visokog nivoa, topli rezervoar se nalazi iznad kondenzatora i mešavina se podiže pomgom. U ejektor jet kondenzatorima, hladna voda se inžektuje visokom brzinom u izlužni par i stvara vakuum koji hvata mešavinu u topli rezervoar.

Prednosti jet kondenzatora su:

• Jednostavni, jeftini i lako se instaliraju i operiraju.

• Imaju visoku stopu prenosa toplote i niski pad pritiska.

• Ne zahtevaju veliku opskrbnu vodu za hlađenje ni poseban sistem za ekstrakciju zraka.

Nedostaci jet kondenzatora su:

• Proizvode nečistu vodu koja se ne može ponovo koristiti kao hranilna voda i zahteva obradu pre otpuštanja.

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

• Ovisi o kvaliteti i temperaturi hladne vode.

Površinski kondenzatori

U površinskim kondenzatorima, hladna voda i izlužni par su razdvojeni barierom, kao što su cevi ili ploče, a kondenzacija se dešava prenosom toplote kroz ovu barieru. Hladna voda prolazi kroz niz cevi ili ploča, a izlužni par teče nad njihovom spoljnom površinom. Toplota para apsorbira se hladnom vodom, što povećava njenu temperaturu.

Izlužni par menja fazu od vapora u tekućinu i postaje kondenzovana voda. Kondenzovana voda se sakuplja u toplom rezervoaru na dnu kondenzatora. Hladna voda izlazi iz kondenzatora pod visokom temperaturom i niskim pritiskom.

Postoje dva podtipa površinskih kondenzatora: dolazni tok i suprotan tok. U površinskim kondenzatorima dolaznog toka, izlužni par ulazi sa vrha i teče prema dole preko cevi ili ploča. U površinskim kondenzatorima suprotnog toka, izlužni par ulazi sa jednog kraja i teče prema gore preko cevi ili ploča, dok hladna voda ulazi sa drugog kraja i teče prema dole kroz njih.

Prednosti površinskih kondenzatora su:

• Proizvode čistu vodu koja se može ponovo koristiti kao hranilna voda i smanjuju koroziju i naplavu u kotlu i turbinama.

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

• Ne ovisi o kvaliteti i temperaturi hladne vode.

Nedostaci površinskih kondenzatora su:

• Kompleksni, skupi i teški za instaliranje i upotrebu.

• Imaju nisku stopu prenosa toplote i visok pad pritiska.

• Zahtevaju veliku opskrbnu vodu za hlađenje i poseban sistem za ekstrakciju zraka.

Kako izabrati kondenzator para za turbinu?