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Vapor flash Los beneficios de la recuperación de vapor flash, cómo se hace y cómo vapor flash se puede aplicar en otras partes de la planta para maximizar la eficiencia global. Utilice los enlaces rápidos a continuación que le llevará a las principales secciones de este tutorial:
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La formación del flash ha sido ya discutido en el Tutorial 2.2: ¿Qué es vapor de agua ', y una aplicación de vapor flash principal ha sido cubierto en el tutorial 3,13, "La recuperación de calor de purga de la caldera. Este tutorial proporciona un breve recordatorio de estos tutoriales anteriores, discutir cómo se forma vapor flash y centrarse en cómo el vapor flash se puede utilizar con eficacia para mejorar la eficiencia de vapor de la planta.
¿Qué es el vapor flash y por qué debe ser utilizada? 'Steam Flash' se libera de condensado caliente cuando su presión se reduce. Incluso el agua a una temperatura ambiente de 20 ° C herviría si su presión se reduce lo suficiente. Vale la pena señalar que el agua a 170 ° C, hierve a una presión por debajo de bar r 6.9. El vapor liberado por el proceso de parpadeo es tan útil como el vapor liberado de una caldera de vapor. Como ejemplo, cuando el vapor se toma de una caldera y las caídas de presión de la caldera, una parte del contenido de agua de la caldera de evaporación para complementar el ' vapor vivo "producido por el calor del combustible de la caldera. Debido a que ambos tipos de vapor se produce en la caldera, es imposible diferenciar entre ellos. Sólo cuando intermitente tiene lugar a una presión relativamente baja, tal como en el lado de descarga de las trampas de vapor, es el vapor flash término ampliamente utilizado. Desafortunadamente, este uso ha dado lugar a la conclusión errónea de que el vapor flash es de alguna manera menos valiosas que la llamada de vapor vivo. En cualquier sistema de vapor que busca maximizar la eficiencia, el vapor flash se separa del condensado, y se utiliza para complementar cualquier baja presión de aplicación de calefacción. Cada kilogramo de vapor flash utiliza de esta manera es un kilogramo de vapor que no tiene que ser suministrada por la caldera. Es también un kilogramo de vapor no ventilado a la atmósfera, desde donde de otro modo se perdería. Las razones de la recuperación de vapor flash son tan convincentes, tanto económica como ambientalmente, como las razones para la recuperación de condensado.
Revaporizado ¿Cuánto está disponible? Si el uso se hará de vapor flash, es útil saber qué cantidad de éste estará disponible. La cantidad se determina fácilmente por el cálculo, o se pueden leer desde simples tablas o gráficos.
Ejemplo 14.6.1 - Considerar el recipiente encamisado se muestra en la figura 14.6.1
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El condensado entra en la trampa de vapor como agua saturado, a una presión manométrica de 7 bar g, y una temperatura de 170 ° C. La cantidad específica de calor en el condensado a esta presión es 721 kJ / kg. Después de pasar a través de la trampa de vapor, la presión en la línea de retorno de condensado es 0 bar g. A esta presión, la máxima cantidad de calor cada kilogramo de condensado puede contener es 419 kJ y la temperatura máxima es de 100 ° C. Hay un exceso de 302 kJ de calor que evapora parte del condensado en vapor. La cantidad de vapor se calcula en el siguiente texto.
La figura. 14.6.1 El exceso de calor en el condensado produce vapor flash El calor necesario para producir 1 kg de vapor saturado de agua a la misma temperatura, a 0 bar manométricos, es 2257 kJ. Una cantidad de 302 kJ por lo tanto puede evaporarse:
De cada kilogramo de condensado en este ejemplo, la proporción de vapor de expansión generado por lo tanto es igual a 13,4% de la masa inicial de condensado. Si el equipo utilizando vapor de agua a 7 bar g fueron condensación 250 kg / h, entonces la cantidad de vapor de expansión liberada por el condensado en bar g 0 sería: 0,134 x 250 kg / h de condensado = 33,5 kg / h de vapor flash Alternativamente, el gráfico de la figura 14.6.2 se puede leer directamente de las presiones moderadas y bajas encontradas en muchas plantas. La ejemplo mostrado en la figura 14.6.1 se representa en la figura 14.6.2 y muestra que 0,134 kg de vapor de expansión se produce por kg de condensado que pasa a través de la trampa.
La figura. 14.6.2 flash gráfico vapor
Condensado subenfriado Si la trampa de vapor es de un tipo termostático, el condensado descargado es sub-enfriado por debajo de la temperatura de saturación. El calor en el refrigerador de condensado será ligeramente menor, y la cantidad de vapor de expansión producida sería menor. Si la trampa en el Ejemplo 14.6.1 descargada condensado a 15 ° C por debajo de la temperatura de saturación de vapor, entonces el calor disponible en el condensado haría ser menos.
Ejemplo 14.6.2 Considere la posibilidad de descargar el condensado en el bar g 7 y con 15 ° C de subenfriamiento
Por lo tanto, en este ejemplo, la descarga de condensado a una temperatura más baja que la temperatura de saturación ha reducido la proporción de vapor flash de 13,4% a 10,4%.
Condensado a presión Ejemplo 14.6.3 Considere el condensado en el Ejemplo 14.6.1 descarga a un recipiente de vaporización instantánea a presión en bar g 1 Si la línea de retorno se conecta a un recipiente a una presión de 1 bar g, entonces podría ser visto a partir de las tablas de vapor que el máximo calor en el condensado en la trampa de descarga sería 505 kJ / kg y la entalpía de evaporación en el bar g 1 sería 2201 kJ / kg. La proporción del condensado de vaporización instantánea en bar g 1 se puede calcular como sigue:
En este ejemplo, si el equipo que utiliza vapor de agua a 7 bar g fueron condensación 250 kg / h de vapor de agua, entonces la cantidad de vapor de expansión liberada por el condensado en el bar g 1 sería 0,098 x 250 kg / h = 24,5 kg / h de vapor flash. Por lo tanto, la cantidad de vapor de expansión producida puede depender del tipo de trampa de vapor utilizado, la presión del vapor antes de la trampa, y la presión de condensación después de la trampa.
El vapor flash de recuperación recipiente (vaso flash) Vasos Flash se utiliza para separar revaporizado del condensado. La figura 14.6.3 muestra un recipiente de vaporización típico construida de conformidad con la Directiva 97/23/CE Presión Europea de Equipos. Después de condensado de vapor y flash entrar en el recipiente de vaporización instantánea, las caídas de condensado por gravedad hacia la base del recipiente, desde donde se drenado, a través de una trampa de flotador, por lo general a un receptor ventilado desde donde puede ser bombeada. El vapor de expansión en el recipiente se canaliza desde la parte superior del recipiente a cualquier equipo adecuado de vapor de baja presión.
La figura. 14.6.3 un recipiente de vaporización típico construido a las normas europeas
Dimensionamiento de los buques de vapor de recuperación de flash Para dimensionar un recipiente de vaporización instantánea, la información se requiere: La presión del vapor antes de la trampa de vapor (s) que suministra el vaso. El caudal total de condensado en el recipiente de flash. La presión de vapor de expansión en el recipiente de flash. Usando esta información, junto con un recipiente de flash gráfico de tamaño (véase la figura 14.6.4), el tamaño del vaso se puede determinar. Ejemplo 14.6.4 demuestra destello recipiente calibrado, utilizando un gráfico.
Ejemplo 14.6.4 Determinar el tamaño de un recipiente de vaporización instantánea para satisfacer las siguientes condiciones: La presión sobre las trampas de vapor es 12 g bar con un caudal de condensado total de 2500 kg / h. El vapor flash de la embarcación se entregará a los equipos que utilizan vapor a baja presión en bar g 1.
Método: 1. Desde la "presión sobre las trampas de vapor 'eje a 12 g barra, mover horizontalmente hasta la curva 1 bar r presión de vapor flash en el punto A . 2. Déjate caer verticalmente hasta el nivel de caudal de condensado de 2500 kg / h, punto B , y sigue la línea curva al punto C . 3. Mover a la derecha del punto C para cumplir con la barra de 1 g de evaporación rápida en el punto D . 4. Mover hacia arriba para el tamaño del vaso flash y seleccionar el buque. Para este ejemplo, un recipiente de flash FV8 sería seleccionado.
La figura. 14.6.4 flash buque tabla de tallas
Requisitos para el éxito de las aplicaciones de flash de vapor Si el uso completo se debe hacer de vapor flash, algunos requisitos básicos deben ser satisfechas: Es esencial contar con un suministro continuo de suficiente condensado de aplicaciones que operan a altas presiones, para asegurar que suficiente vapor flash se puede liberar para la recuperación económica. Las trampas de vapor y el equipo que se drenaje debe ser capaz de funcionar de manera satisfactoria contra la contrapresión aplicada por el sistema flash. Se debe tener cuidado cuando se trata de la recuperación de vapor flash con el condensado de temperatura del equipo controlado. En menos de plena carga, la presión en el espacio de vapor se reduce por la acción de cierre de la válvula de control de vapor. Si la presión de vapor en el equipo se acerca o se cae por debajo de la presión de vapor flash especificado, la cantidad total de revaporizado formado será marginal, y hay que preguntarse si la recuperación es que vale la pena en este caso. Es importante que haya una demanda de vapor de baja presión de flash que sea igual o superior al vapor de expansión que se produce. Cualquier déficit de vapor flash se puede hacer por vapor vivo a partir de una válvula reductora de presión. Si el suministro de vapor de expansión superior a su demanda, la presión sobrante se creará en el sistema de distribución de vapor flash, que luego tendrá que ser ventilado a través de una válvula perder surplussing. Es posible utilizar flash desde el vapor condensado en una instalación de calefacción - pero el ahorro sólo se logrará durante la temporada de calefacción. Cuando no se requiere calefacción, el sistema de recuperación se vuelve ineficaz. Siempre que sea posible, el mejor arreglo es utilizar vapor flash de condensado de proceso para suministrar cargas de proceso - y el vapor condensado flash de calentamiento para suministrar cargas de calefacción. La oferta y la demanda son entonces más probabilidades de permanecer en etapas. Es preferible utilizar realmente el cierre de vapor de flash a la fuente de presión alta condensado. Tuberías de diámetro relativamente grande se utilizan para vapor a baja presión, para reducir la
pérdida de presión y la velocidad, que puede significar instalación costosa si el vapor flash tiene que ser conducido de cualquier distancia.
Control de la presión de vapor flash Otra consideración es un método para controlar la presión del vapor flash. En algunos casos, la presión flash se encuentre su propio nivel y no necesita nada más por hacer. Cuando la oferta y demanda están siempre en-paso, y en particular si el vapor de baja presión se utiliza en el mismo equipo produce la presión del condensado de alto, es sólo neccessary a la tubería del vapor flash a la planta baja presión sin ningún otro control. Figura 14,6 .5 muestra la aplicación de recuperación de vapor flash para una batería calefactora de múltiples bancos de aire, que suministra aire a alta temperatura para un proceso. El condensado de las secciones de alta presión se lleva al recipiente de vaporización instantánea, desde donde el vapor flash de baja presión se utiliza, para precalentar el aire frío que entra en la batería a través de la bobina helada (precalentador). El área de superficie de la sección del precalentador, y la temperatura relativamente baja del aire de entrada, significa que la presión de vapor de inflamación bajo se condensa fácilmente.
La figura. 14.6.5 flash de recuperación de vapor en una batería de calefacción de aire multi-banco Dependiendo de las temperaturas de funcionamiento, el vapor flash se condensará a alguna presión baja, tal vez incluso sub-atmosférica. Si las condiciones del sitio y los permisos de distribución, el buque flash y el purgador de drenaje del precalentador debe estar ubicado lo suficientemente lejos debajo de la salida del precalentador de condensado para dar presión hidrostática suficiente para empujar el condensado a través de la trampa. Si esto no es posible, las trampas de bombeo se puede utilizar para drenar tanto la bobina precalentador y el recipiente de vaporización instantánea. condensación de vapor en el precalentador a presión sub-atmosférica generalmente significa que un interruptor de vacío se requiere en el suministro de vapor flash para el precalentador. Esto evitará que la presión en la batería cada subatmosférica, ayudando así a flujo de condensado a la trampa. El drenaje de la trampa precalentador es inducida por flujo de gravedad. figura 14.6.6 muestra una aplicación donde se mantiene el sistema de vapor flash a una presión constante especificada por el vapor alimentado desde una válvula reductora. Esto asegura una fuente fiable de vapor al sistema de baja presión si hay una falta de vapor de expansión para satisfacer la carga.
Las aplicaciones típicas de vapor flash Flash de suministro de vapor y la demanda en pasos Esto da la máxima utilización del vapor flash disponible. La batería calentador de aire discutido en la figura 14.6.5 es uno de tales sistemas, pero las disposiciones son similares práctica con muchas otras aplicaciones tales como instalaciones de calefacción de espacio utilizando ya sea paneles radiantes o calentadores unitarios. Figura 14.6.6 representa un sistema en el que un número de calentadores se suministran con vapor de alta presión. El condensado de aproximadamente el 90% de los calentadores se
recoge y se llevaron a un recipiente de recuperación flash. Esto suministra vapor a baja presión para el restante 10% de los calentadores. Con este sistema, la salida de calor total del sistema se redujo marginalmente, como 10% de los calentadores están operando a una presión de vapor más baja. Sin embargo, es raro encontrar una instalación que no tenga un margen suficiente de salida por encima de la carga normal para aceptar esta pequeña reducción. veces surge un problema cuando el uso de vapor de agua disponible del flash puede requerir más de un calentador pero menos de dos. Sería mejor en este caso para conectar dos calentadores para el suministro de vapor flash, en lugar de ventilar el vapor flash exceso de residuos. Dos calentadores juntos por lo general se tire de la presión de flash a un nivel más bajo, incluso a niveles sub-atmosféricas. Para hacer frente a esto, el suministro de vapor flash puede ser suplementado con vapor vivo de una válvula reductora de presión.
La figura. 14.6.6 flash de suministro de vapor y la demanda en el paso Otro ejemplo en el que la oferta y la demanda están 'en el paso "es el vapor caliente acumulador de almacenamiento de agua caliente. Algunos de estos incorporan una segunda bobina, provisto cerca de la parte inferior del recipiente adyacente a donde el agua de alimentación fría entra. vapor condensado y el flash de la trampa en la bobina primaria se pasa directamente a la bobina secundaria. Aquí, cualquier vapor de expansión producida por la caída de presión a través de la trampa se condensa, mientras que renunciar a su calor al agua de alimentación. Una disposición típica se muestra en la figura 14.6.7.
La figura. 14.6.7 destello Secundaria serpentín de vapor en una acumulador de almacenamiento Otro ejemplo de esta idea se muestra en la figura 14.6.8. Aquí, una normal de vapor-agua acumulador descarga vapor condensado a través de una trampa de flotador a un intercambiador de calor más
pequeño de carcasa y tubo (llamado condensador de flash), en el que se condensa el vapor flash para condensado subenfriado. El aparato está equipado de tal manera que la tubería de flujo secundaria está en serie con tanto acumulador y condensador. Esto permite que el agua de retorno secundario para ser precalentado por el condensador, reduciendo así la demanda de vapor vivo en la primera instancia. Si el condensado en el condensador del flash es probable que sea inferior a la atmosférica, una bomba mecánica se requiere para levantar el condensado cualquier retorno superior de línea. El vapor motriz agotador de la bomba en sí es condensada en el condensador flash. El bombeo del condensado se consigue entonces prácticamente sin costo. Hay que prestar atención a la cabeza de la bomba de llenado en que tiene que ser mayor que la caída de presión en los tubos del condensador flash bajo condiciones de carga completa. Una altura mínima de 600 mm por lo general lograr esto.
La figura. 14.6.8 Unidades acumulador y el flash condensador
Flash de suministro de vapor y la demanda no en-paso La disposición de la figura 14.6.9 es un ejemplo de recuperación de vapor flash en la que la oferta y la demanda no son siempre "en-paso '. condensado de tres moldes encamisados y un bolsillo de drenaje liberaciones de vapor flash, pero sólo puede ser usado para aumentar la suministro de vapor a la instalación de calefacción. Esto es muy satisfactoria durante la temporada de calefacción, siempre y cuando la carga de calentamiento excede la disponibilidad de vapor flash. Durante la temporada de verano, el equipo de calefacción no esté en uso, e incluso durante la primavera y el otoño la carga de calentamiento puede no ser capaz de utilizar todo el vapor flash disponible. El arreglo no es ideal, aunque es muy posible que el ahorro de vapor realizadas durante el invierno para justificar el costo de los equipos de recuperación de vapor flash. Algunas veces, el vapor excedente flash debe ser ventilado a la atmósfera, y, como se indicó, es una válvula de surplussing más adecuado para este propósito que una válvula de seguridad, que por lo general tiene un "pop" o "on / off" acción y una disposición de asiento diseñado para un funcionamiento poco frecuente. La válvula surplussing se establece de modo que empieza a abrirse ligeramente por encima de la presión normal en el sistema. Cuando la carga de calefacción y cae la presión en el sistema comienza a aumentar, la válvula reductora de presión suministrar el vapor de maquillaje se cierra. Un aumento adicional de la presión, tal vez de 0,15 a 0,2 bar, se deja entonces antes de la válvula surplussing comienza a abrir para liberar el exceso de vapor flash. Una válvula de seguridad puede ser necesaria si la válvula surplussing falla. Se debe configurar para abrir a una presión entre la presión de ajuste de la válvula surplussing y la presión de diseño del sistema. Generalmente es conveniente para encajar la válvula de seguridad en el recipiente de vaporización instantánea. Ocasionalmente, durante condiciones de verano, puede ser preferible para evitar el sistema de flash con una válvula manual (no mostrado en la figura 14.6.9). El condensado y su vapor flash asociada entonces pasará directamente a un receptor de condensado, donde el vapor flash se ventila a la atmósfera.
La figura. 14.6.9 flash de suministro de vapor y la demanda no en etapas
Aplicaciones de purga de la caldera de recuperación de calor Purga continua de agua de la caldera es necesario controlar el nivel de TDS (sólidos disueltos totales) dentro de la caldera. De purga continua se presta a la recuperación del contenido de calor del agua de purga y puede permitir un ahorro considerable a realizar. purga de la caldera contiene cantidades masivas de calor, que puede ser fácilmente recuperado como vapor flash. Después de que pasa a través de la válvula de control de purga, el agua de baja presión fluye a un recipiente de vaporización instantánea. En este punto, el vapor de expansión está libre de contaminación y se separa del condensado, y se puede utilizar para calentar el tanque de alimentación de la caldera (véase la Figura 14/06/10). El condensado residual de drenaje del recipiente de flash se puede pasar a través de un calor de placas intercambiador con el fin de recuperar el calor tanto como sea posible antes de que se vierten a los residuos. Hasta el 80% del calor total contenido en purga de caldera continua se puede recuperar de esta manera.
La figura. 06/14/10 recuperación de calor típico de purga de la caldera
Spray de condensación Por último, la consideración se debe dar a los casos en que inevitablemente genera vapor flash a baja presión, pero donde no hay carga adecuado disponible que puede hacer uso de ella. lugar de simplemente descargar el vapor flash que perder, la disposición de la figura 14.6.11 a menudo puede ser adoptado. Esta disposición puede ser útil cuando el respiradero de condensado no se pueden verter al exterior, y donde la presencia de vapor de expansión sería perjudicial si se dejan de cumplir en una habitación de la planta. Una cámara de peso ligero de acero inoxidable está montado en el receptor de ventilación del tanque. Se pulveriza agua fría en la cámara en cantidades suficientes para condensar sólo el vapor flash. El flujo de agua de refrigeración es controlada por un control simple de la temperatura de acción automática, ajusta de manera que una cantidad mínima de vapor flash aparecen a partir de la rejilla de ventilación. El proceso se usan aproximadamente 6 kilogramos de agua de refrigeración por kilogramo de vapor flash condensada. Si el agua de refrigeración es de calidad alimentación de la caldera, a continuación, el agua calentada se añade a la de condensado en el receptor y volver a usar. Esto continuará para hacer un ahorro de agua durante todo el año. Si el agua de refrigeración no es adecuada para la recuperación, la tubería de pulverización pueden ser instalados como se muestra por la disposición de puntos. El agua de refrigeración y el flash condensada entonces caerán a los residuos.
Fig. 6.14.11 flash condensación de vapor y ahorro de agua por aspersión
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