Kondens Geri Kazanımı Boruları
Kondenstoplardan tahliye edilen kondens iki yoldan biriyle işlenir. Ya sistemden kanalizasyona boşaltılır, bu da ısı enerjisi ve suyun boşa harcanmasına neden olabilir ya da ideal olarak geri kazanım için başka bir yere taşınmak üzere borulara akar.
İki fazlı akış için boru tesisatı
Kondensi taşımak için kullanılan boru tesisatı tipik olarak “kondens geri kazanım boruları” veya “kondens dönüş boruları” olarak adlandırılır. Bu tür boruların tasarım boyutlandırması önemli bir uzmanlık gerektirir, çünkü buhar kapanlarından toplanan yoğuşma suyu geri kazanım boruları iki fazlı akış için tasarlanmalıdır. Tasarım, yalnızca su taşıyan borular için yapılan hesaplamalara dayanmamalıdır, çünkü bunlar iki fazlı akış için geçerli değildir.
İki fazlı akış, buhar gibi buharın (flaş buhar, canlı buhar veya her ikisinin karışımı) sıvı yoğuşma suyu ile birlikte borulardan aktığı akışı ifade eder. Birlikte akmasına rağmen, bu mutlaka sıvı ve buharın farklı ayrı katmanlar halinde aktığı anlamına gelmez. Aşağıdaki animasyonda gösterildiği gibi, boru tesisatı içindeki akış modeli de karıştırılabilir.
İki Fazlı Akışın Akış Modelleri için Boru Tesisatı Hususları |
|---|
|
| Yoğuşma suyu geri kazanım boruları içindeki akış modeli, boru boyutuna, akış hızlarına ve buhar/yoğuşma hacmi oranlarına göre büyük ölçüde değişir. |
Kondens Geri Kazanım Borularında Buhar Neden Bulunur?
Yoğuşma suyu geri kazanım borularını tasarlarken buhar buharını göz önünde bulundurmak ilk başta mantığa aykırı görünebilir, ancak aslında gereklidir.
Bunun nedeni, yüksek bir basınçta oluşan yüksek sıcaklıktaki yoğuşmanın, bir buhar kapanının çıkış tarafındaki bir yoğuşma geri kazanım hattı gibi düşük basınçlı bir sisteme aniden verilmesiyle meydana gelen ani buharlaşma olarak bilinen bir olgudur. Bir buhar kapanından boşaltıldıktan sonra, girişten gelen yüksek sıcaklıktaki kondens artık daha düşük bir basınca maruz kalır ve bu nedenle sıvı fazda kalamayacak kadar fazla ısı enerjisi içerir. Bu aşırı duyulur ısı, yoğuşmanın bir kısmının anında buharlaşmasına veya tekrar buhara “parlamasına” neden olur. “Flaş buhar” terimi basitçe buharın oluşturulma şeklini tanımlar; Aksi takdirde “canlı buhardan” farklı değildir.
Flaş buhar buharlaşması hakkında daha fazla bilgi için lütfen makaleyi okuyun:
Flaş Buhar Miktarı Boru Boyutunu Nasıl Etkiler? |
|---|
|
| Kondenstop üzerindeki diferansiyel basınç arttıkça, daha büyük bir kondens yüzdesi buhara dönüşür ve daha büyük boyutlu kondens dönüş hatlarının kullanılmasını gerektirir. |
Daha düşük geri kazanım hattı basınçlarında, doymuş buharın özgül hacmi, doymuş yoğuşmanın 1.000 katından fazla olabilir. Birçok durumda, bu hacimsel oran 90’a 1’den fazla olabilir. Bu nedenle, buharın yoğuşmaya hacimsel oranı, oluşturulan flaş buharı miktarına veya “yanıp sönme hızına” bağlı olarak değişecektir ve bu da boru boyutlandırma tasarım gereksinimlerini büyük ölçüde etkileyebilir.
Flaş buhar oluşmazsa, boru tasarım hızı ve basınç düşüşü hesaplamaları, tek fazlı su taşıma boruları için olanlara benzer olabilir. Bununla birlikte, “parlama yok” durumu yalnızca yoğuşma suyu, geri kazanım hattı basıncıyla ilişkili doymuş su sıcaklığından daha düşük bir sıcaklığa önemli ölçüde aşırı soğutulursa meydana gelebilir. Flaş buhar miktarı büyükse, gerekli boru boyutu buhar borularınınkiyle hemen hemen aynı olur. Bu nedenle, kondens geri kazanım borularının tasarlanması, öncelikle flaş buhar miktarının hesaplanmasını ve ardından borunun, ilgili gerekli hız ve basınç düşüşü tasarım parametreleriyle birlikte hem su hem de buhar akışı için belirli hacim oranlarını karşılayacak şekilde boyutlandırılmasını gerektirir.
Kondens Geri Kazanım Boruları Örneği |
|---|
|
| 1 MPaG [10 barg, 145 psig] giriş basıncı ve 0,2 MPaG [2 barg, 29 psig] çıkış basıncı için flaş buhar oranı (kütlece) kabaca %10 veya 1: 10, yoğuşmak için flaş buhardır. Bununla birlikte, belirli hacimler karşılaştırıldığında, hacim oranı yaklaşık 62: 1’dir. İşgal edilen alan açısından, yoğuşma dönüş hattının içi bu nedenle genellikle çoğunlukla flaş buharından oluşur. |
Bir flaş tankı kullanılarak geri kazanılan kondens örneği |
|---|
|
Flaş buharı geri kazanmak ve yeniden kullanmak için bir flaş tankı takılabilir. Flaş tankı, buhar ve kondensatın ayrılmasına izin verir ve daha sonra her biri ayrı borular kullanılarak taşınabilir. Böyle bir durumda, su dağıtım boruları için standartları kullanarak sıvı yoğuşma borularını tasarlayın. Bir flaş tankı kurmanın birçok faydası vardır. Flaş buhar, düşük basınçlı ekipman beslemek için kullanılabilir veya ön ısıtma için kullanılabilirken, sıcak, yanıp sönmeyen sıvı kondens, ısısının yeniden kullanıldığı kazana geri döndürülebilir ve bu da genel verimliliği artırır. |
Yüksek enerjili kondens, kazanda veya taşıma hattı boyunca başka bir noktada kullanılabilir. Flaş buhar enerjisi yerel olarak kullanılabiliyorsa, sistem tasarımcısı a) daha küçük boyutlu borular kullanarak ancak bir pompalama sistemi gerektiren yoğuşmayı kazana geri döndürmenin veya b) yoğuşmayı yerelleştirilmiş bir flaş sistemi olmadan geri döndürmek için daha büyük borular kullanmanın göreceli faydalarını tartabilir. Yanıp sönen yoğuşmanın uzun mesafelerde taşınması, su darbesinin girişini azaltmak için yerçekimi dönüşü için belirli tasarım kısıtlamaları gerektirir.
Daha fazla bilgi için şunu okuyun:
- Kondens taşıma borularında su darbesi
- Dikey yanıp sönen kondens taşıma borularında su darbesinin azaltılması
Kondens Geri Kazanım Boruları için Tasarım Yöntemleri
Daha önce belirtildiği gibi, TLV, kondens geri kazanım borularının, bir dönüş boru sisteminde bulunabilecek flaş buhar ve sıvı kondens miktarına göre boyutlandırılmasını önermektedir.
Belirli bir basınçta yoğuşma ve buhar hacim oranlarını belirlemek için her fazın belirli hacimlerini kullanmanızı ve ardından izin verilen maksimum akış hızını hesaplamanızı öneririz. Daha sonra boruları izin verilen hız ve basınç düşüşü parametrelerine göre boyutlandırmalısınız.
Kondens geri kazanım boruları boyutlandırılırken göz önünde bulundurulabilecek diğer faktörler şunlardır:
- Borularda sızıntılardan veya atlanan tuzaklardan kaynaklanan canlı buharın varlığı
- Sistemdeki korozyon veya çamurun uzun vadeli etkileri, muhtemelen iç kesit boru alanını azaltır
Bunların her ikisi de hızı, basınç düşüşünü ve sistem geri basıncını artırma etkisine sahip olabilir. Kondens geri kazanım borularının boyutlandırılması için yapılan hesaplamanın daha ayrıntılı bir açıklaması için okuyucular, TLV’nin “Kondens Tahliyesi ve Geri Kazanımı” ve “Proses Buharının Verimli Kullanımı” başlıklı teknik el kitaplarına başvurabilirler.
Orijinal Kaynak: https://www.tlv.com/en-de/steam-info/steam-theory
Buhar, su, hava ve gaz sistemleri için 50’den fazla hesaplama
