INHOUDSOPGAVE
DESUPERHEATER DEFINITIE
Desuperheater wordt gebruikt voor het uitvoeren van het desuperheating-proces dat is bedoeld om de temperatuur van de oververhitting te verlagen en de damp terug te brengen in een verzadigde toestand. Een desuperheater vervult de rol die tegengesteld is aan die van een oververhitter. Bij de meeste desuperheaters ligt de temperatuur van de uitlaatvloeistof binnen 3 graden van de verzadigingstemperatuur. Er zijn ook gevallen waarin de afvoertemperatuur meer dan 3 graden verzadigingstemperatuur is.
In elektriciteitscentrales is de rol van oververhitting aanzienlijk en daarom: oververhitters zijn sterk aanbevolen. Wanneer de temperatuur van de stoom hoger is dan de verzadigingstemperatuur, wordt de toestand van de stoom oververhit genoemd. In deze toestand zijn de vloeistof en de damp niet in evenwicht en kunnen ze worden geanalyseerd aan de hand van de evenwichtskaarten.
Oververhitte stoom heeft de voorkeur tijdens de overdracht van warmte van de ene bron naar de andere omdat het als een isolator werkt, terwijl verzadigde stoom nodig is voor warmteoverdrachtsprocessen. Bij energieopwekkingsprocessen is er behoefte aan zowel warmte-isolatie als warmteoverdracht, en dit wordt respectievelijk uitgevoerd met behulp van oververhittings- en desuperheating-procedures met behulp van oververhitters en desuperheaters.
De temperatuur van de oververhitte stoom wordt verlaagd met behulp van een warmtewisselaar die een koelmiddel gebruikt om de temperatuur van de oververhitte stoom te verlagen en wordt een desuperheater genoemd. In de meeste desuperheaters is de vloeistof die wordt gebruikt voor het verlagen van de temperatuur van de oververhitte stoom dezelfde als die van de damp. Water is de vloeistof die wordt gebruikt als koelmiddel in het geval van oververhitte stoom.
SOORTEN DESUPERVERHITTER
Desuperheaters zijn hoofdzakelijk van twee typen, namelijk een oververhitter met direct contact en een oververhitter met indirect contact, die hieronder in detail worden uitgelegd:
1. Indirect contact-stoomkoeler: Bij dit type desuperheater komt de koelvloeistof niet in direct contact met de oververhitte damp. Hier zal het gebruikte koelmiddel een vloeistof of een gas zijn dat men door de ene kant van de warmtewisselaar laat stromen terwijl de oververhitte stoom door de andere kant gaat. De warmte van de oververhitte stoom gaat via de warmtewisselaar in het koelmiddel.
Een voorbeeld van dit type proces is de warmte-uitwisseling tussen lucht die wordt gebruikt als koelmiddel en hete vloeistof die door de spiralen gaat waar de lucht niet in direct contact komt met de oververhitte vloeistof, maar de warmte wordt overgedragen van de vloeistof naar de lucht via indirect contact of convectiemodus van warmtewisseling.
In dit soort desuperheaters kan het debiet van het koelmiddel of de inlaatdruk van de oververhitte stoom worden gebruikt om de temperatuur van de desuperheated stoom te regelen. Het is niet haalbaar om de stroom van oververhitte stoom in dit soort processen te regelen.
2. direct contactkoeler: Bij dit type oververhitter komt de oververhitte stoom in direct contact met het koelmiddel. Gewoonlijk is het koelmiddel dat wordt gebruikt voor het verlagen van de temperatuur van de oververhitte stoom de vloeibare vorm van de damp. Water wordt in de meeste gevallen gebruikt als vloeibaar koelmiddel voor oververhitte stoom.
In een directe oververhitter wordt een afgemeten hoeveelheid koelmiddel aan de oververhitter toegevoegd met behulp van het mengproces waarbij het koelmiddel zich vermengt met de stoom. Zodra het door de desuperheater is gegaan, verlaat of verdampt het koelmiddel uit het mengsel door warmte van de oververhitte damp te absorberen. Op deze manier wordt de temperatuur van de oververhitte stoom verlaagd.
De hoeveelheid koelvloeistof die aan het proces moet worden toegevoegd, wordt berekend op basis van de stoomtemperatuur die uit de desuperheater stroomt. De stoomtemperatuur van de desuperheater zou boven 3 graden van de verzadigingstemperatuur worden ingesteld. In dergelijke gevallen is het essentieel om de oververhitte stoomdruk constant te houden.
DESUPERHEATER LEIDINGEN DIAGRAM | DESUPERHEATER-LEIDING
De leidingen van de desuperheater zijn complex. Tijdens de installatie van een desuperheater-leiding moeten de volgende voorzorgsmaatregelen worden gevolgd:
- Wanneer dezelfde verzamelleiding aanleiding geeft tot twee of meer regelkleppen, moet ervoor worden gezorgd dat er geen instabiliteit instroom is als gevolg van drukveranderingen.
- De leiding die stroomopwaarts van de regelklep wordt geïnstalleerd, moet recht zijn en een lengte hebben die 6 keer zo groot is als de inlaatdiameter van het leidinglichaam.
- Stroomafwaarts van de klep wordt aangeraden om de uitlijning van de leidingen niet te verhogen om de ophoping van condensaat te voorkomen.
- Verder is het ook aan te raden om de temperatuurvoeler te beschermen met isolatie waar balgen of kleppen aanwezig zijn.
DESUPERHEATER SPOELEN
Desuperheater-batterijen, vooral het packless-type, hebben een buis-naar-buis-ontwerp. In dit type ontwerp stroomt water door de binnenbuis die een dubbele wand heeft en het koelmiddel stroomt door de ring tussen de buis-naar-buis wanden. De ingewikkelde structuur van de binnenband bevordert een betere warmteoverdracht per lengte-eenheid en oppervlakte-eenheid. Verder bevorderen de windingen die door de spoelen worden geboden, turbulentie, wat ook bijdraagt aan de verhoogde thermische efficiëntie. De snelheid van warmteoverdracht wordt verbeterd met water en koelmiddel in een tegenstroomopstelling.
DESUPERHEATER BUFFERTANK
In residentiële appartementen of huizen is een desuperheater-buffertank een tank waarin het water uit de pijpleiding erin de boiler binnenkomt. Het water wordt voorverwarmd door de desuperheater die is aangesloten op de buffertank voordat het naar de boiler wordt gestuurd. Daardoor wordt de belasting van de boiler verminderd.
WERKINGSPRINCIPE VAN DESUPERHEATER
Desuperheater of Steam Desuperheater werkt volgens het principe van verdampingskoeling waarbij het vloeibare water dat op de oververhitte stoom wordt gesproeid zorgt voor afkoeling. Aan de andere kant helpt de warmte die wordt geabsorbeerd door het vloeibare koelmiddel het bij het verdampingsproces. De warmte wordt verkregen uit de oververhitte stoom via convectiewarmteoverdracht. Als gevolg van dit proces is de stoom die uit de desuperheater komt op een lagere temperatuur.
In een krachtcentrale met een desuperheater kan zich water ophopen nabij de zijkanten van de apparatuur vanwege de continue werking. Een heetwaterspray kan worden gebruikt om het opgehoopte water te verwijderen. De heetwaternevel wordt bij de uitgang van de apparatuur op een temperatuur gehouden die dicht bij de stoomverzadigingstemperatuur ligt.
STOOM DESUPERVERHITTER ONTWERP
Het ontwerp en de afmetingen van de stoomoververhitter zijn afhankelijk van verschillende vereisten, waarvan enkele minder streng zijn, terwijl andere een grotere invloed hebben op de goede werking van de desuperheater. Om ervoor te zorgen dat de desuperheater optimaal presteert, moeten de volgende factoren zorgvuldig worden aangepakt:
1. Zorg ervoor dat er voldoende koeling beschikbaar is, bijv. ΔTstoom
2. Meet de nauwkeurige stroom sproeiwater die nodig is (Fverstuiven/Fstoom )
3. Zorg voor het smalle verschil tussen de stoom- en verzadigingstemperatuur (Tstoom - Tverzadiging)
4. Vast bereik van oververhitte stoomstroomsnelheden
5. Vast bereik van koelvloeistof- of waternevelstroomsnelheden
6. Drukkop van de koelvloeistofspray
7. Factoren die de installatie van de desuperheater beïnvloeden
Aan deze vereisten wordt meestal voldaan bij toepassingen zoals een opwarmtemperator, een bypass-proces in turbines en bij het verwerken van stoom voor de export. Er moet een fysiek model zijn voor het sproei-, verdampings- en verstuivingsproces van desuperheating. De belangrijke regels die moeten worden gevolgd voor de dimensionering en selectie van desuperheater zijn als volgt:
1. Er moet voor worden gezorgd dat de druppelgrootte onder alle bedrijfsomstandigheden binnen 250 micron ligt.
2. De penetratie van de sproeidruppels moet tussen 15 en 85 procent van de buisdiameter liggen. Dit is om de mogelijke botsing te voorkomen. Het is een gevolg van koud water dat het oppervlak van hete lichamen of metalen of oppervlakken raakt.
DESUPERHEATER SPRAY NOZZLE ONTWERP
Een desuperheater-sproeikop helpt bij het beheersen van de oververhitting door het koelwater te regelen dat door de sproeiers in het ontwerp wordt gespoten. Het bestaat meestal uit een waterregelklep die helpt bij het bereiken van een gecontroleerde desuperheated aanvoertemperatuur en een verwaarloosbare drukval. de Kv / VSv waarde en het aantal mondstukken dat ongeveer 6 tot 9 is, wordt berekend volgens de procesomstandigheden.
DESUPERHEATER REGELKLEP
Desuperheater wordt gebruikt voor het uitvoeren van het desuperheating-proces dat is bedoeld om de temperatuur van de oververhitting te verlagen en de damp terug te brengen in een verzadigde toestand. Een desuperheater-regelklep helpt bij het regelen van de temperatuur en druk door de klepopeningen aan te passen aan de verzadigingstemperatuur.
DESUPERHEATER KOELING
In een koelsysteem wordt de energie van het condensatieproces van een koelsysteem overgelaten aan de omgeving of afgevoerd naar een koellichaam. Deze energie kan op een effectieve manier worden gebruikt voor waterverwarming of kamerverwarming. Om de restwarmte terug te winnen is de installatie van een desuperheater sterk aan te raden waardoor het afvalverlies geminimaliseerd kan worden.
De plaats van een desuperheater in een koelsysteem is tussen de compressor en condensor om gebruik te maken van de energie van het oververhitte koudemiddel. Voor het benutten van de restwarmte dient een aparte warmtewisselaar te worden geplaatst waarin water kan worden verwarmd met de energie uit het oververhitte gas.
Het temperatuurverschil tussen de afvoer van de compressor en de condensatietemperatuur van het koelmiddel geeft de beschikbare hoeveelheid overhitting. Als er geen warm water nodig is, kan dit systeem worden omzeild en moet de condensor het vereiste condensatievermogen of -vermogen hebben.
Aangezien water de gebruikelijke vloeistof is die in desuperheaters wordt gebruikt, is de kans groot dat er kalkaanslag optreedt, omdat naarmate de temperatuur stijgt, het moeilijk is om kalksteen of calciumcarbonaat, het hoofdbestanddeel van kalkaanslag, op te lossen. De toegestane temperatuur van water om kalkaanslag te beperken, ligt tussen 65-700C. Verder vergroot het gebruik van hard water ook de kans op kalkaanslag. In dergelijke gevallen wordt aanbevolen om gelijkstroom te gebruiken om risico's op hoge temperatuur te voorkomen.
DESUPERVERHITTER GEOTHERM | WATERFURNACE DESUPERHEATER
Een desuperheater die ook wel een desuperheater van een wateroven of een geothermische desuperheater wordt genoemd, helpt bij het verlagen van de kosten van waterverwarming en kamerverwarming. De overtollige warmte die in de zomer wordt opgenomen, wordt gebruikt voor het verwarmen van het water. In de winter is de warmte die beschikbaar is via een desuperheater veel goedkoper dan een standaard warmwaterboiler.
De warmte die wordt afgevoerd wordt gebruik gemaakt van een in desuperheater heetwateroververhitter. Het wordt aanbevolen om een buffertank of een voortank te hebben die zou helpen bij het voorverwarmen van het water.
DESUPERHEATER POMP
Bij het verwarmen van water voor woningen of huishoudelijk gebruik met desuperheaters wordt de warmte in de zomer gebruikt voor het verwarmen van het water. Het is essentieel om een desuperheaterpomp te hebben die helpt bij het pompen van het water naar de buffertanks voordat het beschikbaar is voor het desuperheatingproces. In de winter is de warmte die beschikbaar is via een desuperheater veel goedkoper dan een standaard warmwaterboiler.
Het is essentieel om te weten of de pompmaat geschikt is voor verwarmingsdoeleinden. De desuperheater gebruikt de warmte-energie die wordt afgevoerd, terwijl het hoofddoel is om de kamer te koelen.
DESUPERVERHITTER KOSTEN
De kosten van de desuperheater die voor residentiële doeleinden kunnen worden geïnstalleerd, zijn zeer betaalbaar en kosten ongeveer $ 1350. Voor het installeren van een desuperheater is het essentieel om een warmtepomp te hebben die is inbegrepen in de totale kosten die worden genoemd. EEN warmtepomp met een prestatiecoëfficiënt van waarde 4 zou helpen om 75% te besparen, wat een geweldige investering is als het gaat om de residentiële of huishoudelijke waterverwarmer.
DESUPERHEATER EN ATTEMPERATOR
Een desuperheater wordt gebruikt voor het verwijderen van de warmte die aanwezig is in de oververhitting, waardoor de temperatuur van de oververhitting dicht bij de verzadigingstemperatuur of lager wordt verlaagd. Een attemperator wordt gebruikt voor het regelen van de stoomtemperatuur van de ketel. Een desuperheater bevindt zich meestal stroomafwaarts van de ketel waar verzadigde stoom nuttig zou zijn. Terwijl een attemperator dicht bij de ketel is toegewezen, waar hoge temperaturen een impact kunnen hebben op de wanden of oppervlakken, wat op zijn beurt een impact zou hebben op de proceswerking.
VENTURI ONDERVERWARMER | VENTURI TYPE ONDERVERWARMER
Venturi-desuperheaters of jaarlijkse desuperheaters helpen bij het verlagen van de temperatuur van de oververhitte stoom door deze in direct contact met water te brengen. Hier vindt verdampingskoeling plaats. Ze kunnen in verschillende omgevingscondities worden gebruikt en kunnen verticaal of horizontaal worden geïnstalleerd. Wanneer ze verticaal worden geïnstalleerd, is er een aanzienlijke toename van de turndown-ratio.
Dit soort oververhitters voorkomt de ophoping van water, dat niet verdampt, wat een groot nadeel is bij de meeste desuperheaters. Hier worden de waterdruppels die niet verdampen teruggestuurd naar het hogetemperatuurgebied waar ze volledig zullen verdampen.
Het voordeel van het gebruik van Venturi-stoomkoelers is dat ze zowel verticaal als horizontaal kunnen worden geïnstalleerd. Verder zijn ze gemaakt van zware materialen en hebben ze geen bewegende delen die de goede werking ervan zouden kunnen belemmeren. Ze worden over het algemeen gebruikt bij het regelen van de temperatuur van vloeistof die naar de verdamper wordt gestuurd of in warmtewisselaars, vooral bij de ingang, om de afmetingen en kosten te verminderen.
LNG DESUPERVERHITTER
In een propaankoelsysteem wordt water gebruikt voor de condensatie van het propaan na de compressiefase. Het wordt aanbevolen om twee propaan-stoomkoelers te gebruiken die volgens hetzelfde principe werken, namelijk het verlagen van de temperatuur van de oververhitte stoom. Een dergelijk systeem moet ook worden uitgerust met 6 propaancondensors in parallelle oriëntatie. In dit type systeem worden meestal shell-and-tube warmtewisselaars gebruikt.
VEELGESTELDE INTERVIEW VRAGEN EN ANTWOORDEN
1. Hoe werkt een desuperheater in een boiler? | Functie van desuperheater in een boiler
Desuperheaters worden gebruikt in ketels om de temperatuur te verlagen van de oververhitte stoom die in de oververhitter wordt geproduceerd voor elektriciteitsopwekking. De desuperheater helpt bij het verlagen van de hoge temperatuur van de stoom tot lage temperaturen die zullen helpen bij het veilig uitvoeren van de andere procesbewerkingen. De temperatuur van de oververhitte stoom wordt geregeld door de stoom in direct of indirect contact te brengen met een koelmiddel. Het geïnjecteerde water laat men vervolgens verdampen.
De twee belangrijkste redenen voor het verlagen van de stoomtemperatuur zijn als volgt:
1. De stroomafwaartse apparatuur is ontworpen om lagere temperaturen aan te kunnen en daarom is het essentieel om de temperatuur van de stoom te verlagen.
2. Ervoor zorgen dat een gecontroleerde temperatuur wordt gehandhaafd voor processen die een specifieke temperatuur vereisen.
2. Waarom is a stoomdesuperheater geïnstalleerd na een turbine en wat is de functie van een oppervlaktecondensor die erna is geïnstalleerd?
Een stoomdesuperheater wordt gebruikt om de temperatuur van oververhitting te verlagen door de oververhitting in direct of indirect contact te brengen met een koelvloeistof.
De oververhitte stoom verliest een deel van zijn warmte in de turbine, maar niet alles. De overige overhitting die bij blootstelling aan een lagere druk resulteert in meegesleepte waterdruppels die in stoom flitsen, wat waterslag en andere omstandigheden veroorzaakt.
De klus wordt geklaard met behulp van de oppervlaktecondensor die alle stoom van het ingangspunt en onder de verzadiging verwijdert, zodat de stoom wordt gecondenseerd en voor andere doeleinden kan worden gebruikt, zoals recycling naar de ketel of andere belastingextractieprocessen.
3. Hoe wordt desuperheating van stoom in oververhitters en naverwarmers in een stoomkrachtcentrale beschouwd als een verliesinefficiëntie?
In een desuperheater wordt de warmte van de stoom niet gebruikt en draagt deze bij als restwarmte die via geïntegreerde systemen moet worden teruggewonnen. Verder is de stoomtemperatuur aan de uitlaat van de desuperheater lager dan voorheen. Dit resulteert dus in een verlies aan efficiëntie.
Voor systemen met naverwarming is de warmte die wordt verkregen uit steenkool of een andere brandstof altijd minder dan de warmte die beschikbaar is voor de stoom. Een naverwarmer kan nooit 100% rendement halen. Hierdoor wordt het beschikbare rendement vermenigvuldigd met het daadwerkelijke rendement en daalt de rendementswaarde.
4. Hoeveel water is er nodig om stoom te desuperheaten?
De hoeveelheid water die nodig is in een desuperheater hangt af van de hoeveelheid oververhitting of graden van temperatuur die moet worden verlaagd en is afhankelijk van de druk van de stoomkop. Het kan worden berekend met een enthalpiebalans waarbij de optelling van de enthalpie van stoom en water gelijk is aan de warmte die aanwezig is in de uitgangsstroom. Voor het uitvoeren van deze berekening zou een stoomgrafiek handig zijn.
Omdat de warmtecapaciteit van stoom en de warmte van verdamping blijkt respectievelijk 0.5 BTU/lbf en 1000 BTU/lbf te zijn, de hoeveelheid water die nodig is voor het desuperheaten zou minder zijn dan de hoeveelheid die men zou raden. Het water dat wordt gebruikt voor het desuperheater moet worden gedemineraliseerd om de ophoping van vaste stoffen in de desuperheater te voorkomen.
Kortom, de hoeveelheid water die nodig is voor het desuperheaten van oververhitte stoom hangt af van de temperatuur van de stoom en de te verlagen temperatuurgraden.
5. Hoe werkt een drukverlagend desuperheating-systeem in een thermische centrale?
In een drukverlagend desuperheating-systeem, ook wel PRDS-systeem genoemd, wordt de vereiste stoomkwaliteit van bepaalde hoeveelheid, temperatuur en druk vrijgegeven. De stoom die in dit systeem wordt gebruikt, is verse stoom of stoom die wordt afgevoerd. Bij dit proces wordt gebruik gemaakt van onthardend water dat wordt gewonnen uit het condenswater. De twee vloeistoffen worden met gecontroleerde maatregelen gemengd om de stoom bij een specifieke druk en temperatuur te verkrijgen.
6. Wat zorgt ervoor dat een oververhitter niet wordt beschadigd door hitte voordat een ketel stoom maakt?
De reden waarom de oververhitter niet wordt beïnvloed door de hitte, is dat de stoom die door de oververhitter stroomt, de metalen oppervlakken en andere onderdelen afkoelt, waardoor schade aan de oververhitter wordt verminderd.
7. Wat is de maximale snelheid van het water door de sproeikop van de desuperheater?
De maximale snelheid van water door het mondstuk is ongeveer 46 tot 76 meter per seconde. Er wordt opgemerkt dat de turbulentie laag is wanneer de minimumsnelheid van water laag is, zodat waterdruppels aan de stoom worden opgehangen en eruit vallen.
8. Desuperheater energiebalans
Het kan worden berekend met een enthalpiebalans waarbij de optelling van de enthalpie van stoom en water gelijk is aan de warmte die aanwezig is in de uitgangsstroom. Voor het uitvoeren van deze berekening zou een stoomgrafiek handig zijn.
Hstoom + Hwater = Qstroom verlaten
9. wat is het nut van een desuperheater in een oververhitter?
Desuperheaters worden gebruikt in ketels om de temperatuur te verlagen van de oververhitte stoom die in de oververhitter wordt geproduceerd voor elektriciteitsopwekking. De desuperheater helpt bij het verlagen van de hoge temperatuur van de stoom tot lage temperaturen die zullen helpen bij het veilig uitvoeren van de andere procesbewerkingen.
10. Zet desuperheater uit in de winter
Het wordt aanbevolen om de desuperheater in de winter uit te schakelen, omdat de kans bestaat dat warmte wordt geabsorbeerd van de pijpleiding die warm water vervoert, waardoor de efficiëntie van het systeem om het huis tijdens de winter te verwarmen vermindert.
Om desuperheaters beter te begrijpen, is het raadzaam om verder te lezen Superkachels
Ik ben Veena Parthan, heb mijn master Thermal Engineering afgerond. Ik werk als Solar Operation and Maintenance Engineer voor de Britse zonnesector. Ik heb ruim 5 jaar ervaring op het gebied van Energie en Utilities. Ik heb een diepgaande interesse in hernieuwbare energie en de optimalisatie ervan. Ik heb een artikel gepubliceerd in de AIP-conferentieverslagen dat is gebaseerd op Cummins Genset en de stroomoptimalisatie ervan.
Tijdens mijn vrije uren houd ik me bezig met freelance technisch schrijven en zou ik graag mijn expertise aanbieden op het LambdaGeeks-platform. Daarnaast breng ik mijn vrije uren door met lezen, sporten en proberen te evolueren naar een beter mens.
Ik kijk ernaar uit om u te verbinden via LinkedIn –
Hallo medelezer,
We zijn een klein team bij Techiescience, dat hard werkt tussen de grote spelers. Als je het leuk vindt wat je ziet, deel dan onze inhoud op sociale media. Uw steun maakt een groot verschil. Bedankt!