Kondensaa ya anga kwa turubaini ni kifaa kilichokidhibiti anga ya mwisho kutoka kwa turubaini ya anga na kuithibitisha kama maji kutumia maji ya baridi. Funguo muhimu ya kondensaa ya anga kwa turubaini ni kudhibiti uchafuzi mdogo upande wa mwisho wa turubaini ya anga, ambayo huchangia kuboresha ufanisi na tofauti ya umeme.
Anga ya mwisho kutoka kwa turubaini inahitaji kukua sana ili kubadilisha nishati zinazopo kwa kazi ya nguvu. Ikiwa anga haihifadhiwa baada ya kufanya kazi yake, itatafsiriwa kuwa hakuna nafasi ya asili kwa anga inayofuata kukuza kwenye ukuta unaohitajika. Hivyo, kuhifadhi anga katika mfumo ufunguliwa huchukua nafasi yake na kujenga vakuumu ulioorodhesha uchafuzi kwenye pumzisho wa turubaini.
Kondensaa ya anga kwa turubaini ina sehemu nyingi, kama vile chumba cha kondensaa, mtoaji wa maji ya baridi, pompa za hewa nyevu, na hot well. Chumba cha kondensaa ni pale ambapo anga ihifadhiwa kwa kutumia maji ya baridi.
Mtoaji wa maji ya baridi hutumia maji mingi kutoka kwenye tower ya kupanda baridi au chanzo kingine ili kusambaza ndani ya kondensaa. Pompa za hewa nyevu huwakusanya anga iliyohifadhiwa, hewa, anga isiyohifadhiwa, na viwango vingine kutoka kondensaa na kutoa kwenye hewa au deaerator. Hot well ni pale ambapo anga iliyohifadhiwa huwakusanyika na kutoka pale inaweza kutumika tena kama maji ya feed.
Kuna aina mbili za kondensaa ya anga kwa turubaini: jet condensers na surface condensers. Katika jet condensers, maji ya baridi yanawashwa kwenye anga ya mwisho na kuhifadhiwa pamoja nayo. Hii ni mchakato wa haraka wa kuhifadhi anga, lakini inatoa maji yasiyopaswa kuitumika tena kama maji ya feed.
Katika surface condensers, maji ya baridi na anga ya mwisho yanasepariwa kwa mgongoni, kama vile tubes au plates, na hifadhi inatokea kwa kutumia heat exchange kwenye mgongoni huo. Hii ni mchakato wa polepole wa kuhifadhi anga, lakini inatoa maji safi ambayo yanaweza kutumika tena kama maji ya feed.
Kutumia kondensaa ya anga kwa turubaini ina faida nyingi za kutengeneza umeme, kama vile:
Inaboa ufanisi wa joto wa eneo la tenganeko kwa kuridhi uchafuzi wa anga na kuboresha tofauti ya kazi kwa unit mass ya anga.
Inaboa ubora wa maji ya feed kwa kurejesha viwango vilivyovunjika na vibaya kutoka anga iliyohifadhiwa.
Inachukua korosi na scaling katika boiler na turubaini kwa kuzuia maji ya anga na maji ya baridi kutokuwa wazi.
Inachukua utegemezi wa mazingira kwa kupunguza kutolea anga na maji ya baridi kwenye hewa au maji.
Inasaidia kuboresha maji ya kiwango kwa kurejesha anga iliyohifadhiwa kama maji ya feed.
Sera ya kondensaa ya anga kwa turubaini inategemea kwenye heat transfer na phase change. Anga ya mwisho kutoka kwa turubaini inaingia kondensaa kwenye uchafuzi mdogo na joto kikuu. Maji ya baridi inaingia kondensaa kwenye joto kidogo na uchafuzi mkubwa. Heat transfer kati ya fluids miwili inatokea kwenye mgongoni unaosepariwa kwa fisadi. Mgongoni huo unaweza kuwa tubes au plates, kulingana na aina ya kondensaa.
Wakati heat transfer unatokea, joto la anga ya mwisho linalowekwa unapungua, na latent heat lake linatolewa. Latent heat litatolewa linapokelewa kwa maji ya baridi, ambayo linapongeza joto lake. Anga ya mwisho hupata phase change kutoka kwa vapor hadi kwa liquid na kukua maji. Maji imara huwakusanyika hot well chini ya kondensaa. Maji ya baridi yanatoka kondensaa kwenye joto kikuu na uchafuzi mdogo.
Maji imara yanatuma kwa pompa ya extraction ya kondensate kwenye deaerator au moja kwa boiler feed pump. Deaerator hutibu air au viwango vingine kutoka maji imara na kuyajizu kabla ya kutuma kwa boiler feed pump. Boiler feed pump hunongeza uchafuzi wa maji ya feed na kutumia kwenye boiler.
Maji ya baridi yanatolewa kwenye cooling tower au chanzo kingine au kurejelea kwenye heat exchanger au economizer. Cooling tower huchukua joto la maji ya baridi kwa kuyevaporate kwenye hewa. Heat exchanger au economizer hutumia baadhi ya joto kutoka maji ya baridi kwenye fluid kingine, kama vile hewa au maji ya feed.
Kulingana na tekniki ya hifadhi, kuna aina mbili za kondensaa ya anga kwa turubaini: jet condensers na surface condensers.
Katika jet condensers, maji ya baridi yanawashwa kwenye anga ya mwisho na kuhifadhiwa pamoja nayo. Hii ni mchakato wa haraka wa kuhifadhi anga, lakini inatoa maji yasiyopaswa kuitumika tena kama maji ya feed. Mischakato ya maji na anga yanatolewa kwenye hot well, pale inatuma kwa wet air pump kwenye deaerator au cooling tower.
Kuna aina tatu za jet condensers: low-level, high-level, na ejector jet condensers. Katika low-level jet condensers, hot well inapatikana kwenye sasa na kondensaa, na mishakato yanatoka kwa gravity. Katika high-level jet condensers, hot well inapatikana juu kondensaa na mishakato yanatolewa kwa pompa. Katika ejector jet condensers, maji ya baridi yanawashwa kwenye anga ya mwisho na kutengeneza vakuumu ambayo hutumia kushinda mishakato kwenye hot well.
Faida za jet condensers ni:
Zina rahisi, zina bei chache, na zina rahisi kuanzisha na kutumia.
Zina rate ya heat transfer kubwa na pressure drop mdogo.
Hawanahitaji maji mengi ya baridi au system ya kutoa hewa tofauti.
Maumivu ya jet condensers ni:
Zinatoa maji yasiyopaswa kuitumika tena kama maji ya feed na huchukua matumizi kabla ya kutolea.
Zina power consumption kubwa kwa kutuma maji ya baridi na mishakato.
Zinaathirika kwa ubora na joto la maji ya baridi.
Katika surface condensers, maji ya baridi na anga ya mwisho yanasepariwa kwa mgongoni, kama vile tubes au plates, na hifadhi inatokea kwa kutumia heat exchange kwenye mgongoni huo. Maji ya baridi yanapita kwenye array ya tubes au plates, na anga ya mwisho inapiga kwenye baharini yao. Joto la anga linapokelewa kwa maji ya baridi, ambayo linapongeza joto lake.
Anga ya mwisho hupata phase change kutoka kwa vapor hadi kwa liquid na kukua maji. Maji imara huwakusanyika hot well chini ya kondensaa. Maji ya baridi yanatoka kondensaa kwenye joto kikuu na uchafuzi mdogo.
Kuna aina mbili za surface condensers: downflow na counterflow. Katika downflow surface condensers, anga ya mwisho inaingia kwenye miguu na kufika kwenye tubes au plates. Katika counterflow surface condensers, anga ya mwisho inaingia kwenye miguu moja na kufika juu kwenye tubes au plates, wakati maji ya baridi inaingia kwenye miguu kingine na kufika chini kwenye tubes au plates.
Faida za surface condensers ni:
Zinatoa maji safi ambayo yanaweza kutumika tena kama maji ya feed na kupunguza korosi na scaling katika boiler na turubaini.
Zina power consumption mdogo kwa kutuma maji ya baridi na maji imara.
Hawanahitaji ubora na joto wa maji ya baridi.
Maumivu za surface condensers ni:
Zina ngumu, zina bei chache, na zina ngumu kuanzisha na kutumia.
Zina rate ya heat transfer mdogo na pressure drop kubwa.
Zinanahitaji maji mengi ya baridi na system ya kutoa hewa tofauti.
Uchaguzi wa kondensaa ya anga kwa turubaini unategemea kwenye vitu kadhaa, kama vile: