Ångkondensator för en turbin: En omfattande guide
Vad är en ångkondensator för en turbin?
En ångkondensator för en turbin är en enhet som omvandlar lågtrycksexhaustånga från en ångturbin til vatten genom att använda kylvatten. Ångkondensatorns huvudsakliga funktion för en turbin är att upprätthålla ett lågt mottryck på exhaustsidan av ångturbinen, vilket ökar effektiviteten och utbytet av kraftverket.
Exhaustången från turbinen måste expandera till stor del för att konvertera dess tillgängliga energi till mekanisk arbete. Om ången inte kondenseras efter att ha utfört sitt arbete, kommer den inte att skapa tillräckligt med utrymme för den följande ången att expandera till dess nödvändiga volym. Därför minskar kondensationen av ånga i ett slutet system dess volym och skapar ett vakuum som sänker trycket vid turbinutloppet.
En ångkondensator för en turbin består av flera komponenter, såsom en kondensorkammare, kylvattentillförsel, fuktluftpumpar och en varmvattenbrunn. Kondensorkammaren är där ången kondenserar genom att överföra sin värme till kylvattnet.
Kylvattentillförseln ger kallt vatten från en kylningsstolpe eller en annan källa för att cirkulera inuti kondensorn. Fuktluftpumparna samlar in den kondenserade ången, luft, okondenserad vattenånga och andra gaser från kondensorn och släpper dem ut i atmosfären eller en deaerator. Varmvattenbrunnen är där den kondenserade ången samlas och därifrån kan pumpas tillbaka till ångpannan som spänning.
Det finns huvudsakligen två typer av ångkondensatorer för turbiner: strålkondensatorer och yt-kondensatorer. I strålkondensatorer sprutas kylvattnet på exhaustången och blandas med den. Detta är en snabb process för att kondensera ånga, men det resulterar i kontaminerat vatten som inte kan återanvändas som spänning.
I yt-kondensatorer separeras kylvattnet och exhaustången av en barriär, såsom rör eller plattor, och kondensation inträffar genom växling av värme genom denna barriär. Detta är en långsamare process för att kondensera ånga, men det producerar rent vatten som kan återanvändas som spänning.
Varför använda en ångkondensator för en turbin?
Att använda en ångkondensator för en turbin har flera fördelar för elproduktion, såsom:
Den ökar termiska effektiviteten i kraftverket genom att minska specifik ångkonsumtion och öka arbetsutbytet per massenhet ånga.
Den förbättrar kvaliteten på spänningen genom att ta bort lösta gaser och orenheter från den kondenserade ången.
Den minskar korrosion och skalning i pannan och turbinen genom att förhindra direkt kontakt mellan ånga och kylvatten.
Den minskar miljöföroreningar genom att minimera avsiktlingen av ånga och kylvatten i atmosfären eller vattenkroppar.
Den sparar vattenresurser genom att återvinna den kondenserade ången som spänning.
Hur fungerar en ångkondensator för en turbin?
Arbetsprincipen för en ångkondensator för en turbin baseras på värmeöverföring och fasändring. Exhaustången från turbinen går in i kondensorn vid lågt tryck och hög temperatur. Kylvattnet går in i kondensorn vid låg temperatur och högt tryck. Värmeöverföringen mellan de två fluiderna sker genom en barriär som separerar dem fysiskt. Barriären kan vara rör eller plattor, beroende på typ av kondensator.
När värmeöverföringen sker, minskar temperaturen på exhaustången, och dess latenta värme frigörs. Den latenta värmen absorberas av kylvattnet, vilket ökar dess temperatur. Exhaustången ändrar sin fas från gas till vätska och blir kondenserat vatten. Det kondenserade vattnet samlas i varmvattenbrunnen längst ner i kondensorn. Kylvattnet går ut ur kondensorn vid hög temperatur och lågt tryck.
Det kondenserade vattnet pumpas sedan av en kondensatextraktionspump till en deaerator eller direkt till en pannanspänningpump. Deaeratorn tar bort eventuella återstående luft eller gaser från det kondenserade vattnet och värmer upp det innan det skickas till pannanspänningpumpen. Pannanspänningpumpen ökar trycket på spänningen och levererar den till pannan.
Kylvattnet avleds antingen till en kylningsstolpe eller en annan källa eller cirkulerar igen genom en värmeelement eller en ekonomisats. Kylningsstolpen sänker temperaturen på kylvattnet genom att förånga en del av det i luften. Värmeelementet eller ekonomisatsen överför en del av värmen från kylvattnet till en annan fluid, som luft eller spänning.
Vilka typer av ångkondensatorer finns det för turbiner?
Beroende på kondenseringsteknik finns det huvudsakligen två typer av ångkondensatorer för turbiner: strålkondensatorer och yt-kondensatorer.
Strålkondensatorer
I strålkondensatorer sprutas kylvattnet på exhaustången och blandas med den. Detta är en snabb process för att kondensera ånga, men det resulterar i kontaminerat vatten som inte kan återanvändas som spänning. Blandningen av vatten och ånga avleds sedan till en varmvattenbrunn, där den pumpas av en fuktluftpump till en deaerator eller en kylningsstolpe.
Det finns tre undergrupper av strålkondensatorer: lågnivå, högnivå och ejector-strålkondensatorer. I lågnivå strålkondensatorer placeras varmvattenbrunnen på samma nivå som kondensorn, och blandningen flyter genom gravitation. I högnivå strålkondensatorer placeras varmvattenbrunnen ovanför kondensorn och blandningen lyfts av en pump. I ejector-strålkondensatorer injiceras kylvattnet med hög hastighet i exhaustången och skapar ett vakuum som sugger in blandningen i varmvattenbrunnen.
Fördelarna med strålkondensatorer är:
De är enkla, billiga och lätta att installera och driftsätta.
De har en hög värmeöverföringshastighet och ett lågt tryckfall.
De kräver inte en stor kylvattentillförsel eller ett separat luftextraktionssystem.
Nackdelarna med strålkondensatorer är:
De producerar orenat vatten som inte kan återanvändas som spänning och kräver behandling innan avsiktlingen.
De har en hög energiförbrukning för pumpning av kylvattnet och blandningen.
De påverkas av kvalitet och temperatur på kylvattnet.
Yt-kondensatorer
I yt-kondensatorer separeras kylvattnet och exhaustången av en barriär, som rör eller plattor, och kondensation inträffar genom växling av värme genom denna barriär. Kylvattnet passerar genom en array av rör eller plattor, och exhaustången flyter över deras yttre yta. Värmen från ångan absorberas av kylvattnet, vilket ökar dess temperatur.
Exhaustången ändrar sin fas från gas till vätska och blir kondenserat vatten. Det kondenserade vattnet samlas i varmvattenbrunnen längst ner i kondensorn. Kylvattnet går ut ur kondensorn vid hög temperatur och lågt tryck.
Det finns två undergrupper av yt-kondensatorer: nedströms och motsatsströms. I nedströms yt-kondensatorer går exhaustången in från toppen och flyter nedåt över rören eller plattorna. I motsatsströms yt-kondensatorer går exhaustången in från ena änden och flyter uppåt över rören eller plattorna, medan kylvattnet går in från den andra änden och flyter nedåt genom dem.
Fördelarna med yt-kondensatorer är:
De producerar rent vatten som kan återanvändas som spänning och minskar korrosion och skalning i pannan och turbinen.
De har en låg energiförbrukning för pumpning av kylvattnet och det kondenserade vattnet.
De påverkas inte av kvalitet och temperatur på kylvattnet.
Nackdelarna med yt-kondensatorer är:
De är komplexa, dyra och svåra att installera och driftsätta.
De har en låg värmeöverföringshastighet och ett högt tryckfall.
De kräver en stor kylvattentillförsel och ett separat luftextraktionssystem.
Hur väljer man en ångkondensator för en turb
