Spirax Sarco Tour 2019 Kvalita a parametry páry pod kontrolou Regulace tlaku a teploty páry
Regulace tlaku a teploty páry
Regulace/redukce tlaku páry Proč redukujeme tlak páry? Požadavek technologického zařízení na jmenovitý tlak resp. teplotu páry. Distribuce páry o vyšším tlaku z důvodu efektivity. Co je redukce tlaku páry? Z pohledu termodynamiky se jedná o nevratný adiabatický děj neboli škrcení. Škrcením se tlak i teplota páry snižuje, měrný objem zvyšuje a entalpie před i za redukcí zůstává konstantní.
Škrcení páry Škrcení přehřáté páry Škrcení mokré páry Škrcení syté páry
Regulace/redukce tlaku páry zadání Základní požadavky: Redukované médium (pára sytá / mokrá / přehřátá / jiné )? Vstupní provozní tlak a teplota? Maximální a minimální provozní tlak a teplota? Maximální, minimální a nominální požadovaný průtok? Další požadavky Požadavek na přesnost řízení výstupního tlaku? Požadavek na jiný návrhový tlak a teplotu? Specifický požadavek na materiálové provedení? Specifický požadavek na povrchovou úpravu (nátěr, leštění )? Umístění prvku ve specifickém prostředí (vlhko, Atex, déšť,.)? Hlukové omezení?
Regulace/redukce tlaku páry sestava redukční stanice Redukční ventil
Redukce / regulace tlaku páry Redukce / regulace tlaku páry Přímočinná redukce bez pomocné energie S pomocnou energií elektrický nebo pneumatický pohon
Princip přímočinného redukčního ventilu Vstup páry Výstup páry
Typická výkonová charakteristika přímočinného redukčního ventilu
Přímočinné redukční ventily Ventily s vnějším snímáním tlaku (impulsní potrubí) Ventily s integrovaným snímáním tlaku (kompaktní) Ventily s pilotním řízením
Ventily s vnějším snímáním tlaku Výhody vysoké průtoky stabilita odolnost vůči mechanickým nečistotám robustní konstrukce proti vodním rázům dimenze až do DN100 (někteří výrobci i větší) Nevýhody větší zastavěný prostor vliv průtoku na pokles tlaku vyšší pořizovací náklady Typové označení: DRV4, DRV7 SRV66 SRV461, SRV463
Ventily s vnějším snímáním tlaku
Ventily s integrovaným snímáním tlaku (kompaktní) Výhody kompaktní provedení s malým zastavěným prostorem jednoduchá montáž nízké pořizovací náklady Nevýhody větší citlivost na nečistoty a vodní ráz vliv průtoku na pokles tlaku konstrukce pro nízké průtoky Typové označení: BRV2S SRV2S SRV71, SRV73 LRV2
Ventily s integrovaným snímáním tlaku (kompaktní)
Ventily s pilotním řízením Výhody variantně s/bez externího impulsního potrubí jednoduchá montáž stabilita a přesnost malý vliv průtoku na pokles tlaku Nastavovací pružina Pilotní membrána Pilotní ventil Nevýhody velká citlivost na nečistoty a vodní ráz Hlavní ventil Typové označení: DP27 DP143 DP163 Hlavní membrána
Ventily s pilotním řízením
Přímočinné redukční ventily srovnání typů tlak (barg) Přímočinné redukční ventily - srovnání typů (např. DN25) 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 Redukční ventil s externím snímáním tlaku Kompaktní přímočinné ventily Redukční ventil s pilotním řízením Regulační ventil s pohonem a regulátorem 2,00 0,00 200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00 1200,00 1400,00 1600,00 průtok (kg/h) 1800,00
Výběr redukčního ventilu
Redukční/Regulační ventily s pomocnou energií Regulační ventil s celopneumatickou regulační smyčkou (ovládací vzduch/vzduch) Regulační ventil s pneupohonem (ovl. vzduch + el. řídící signál) Regulační ventil s elektropohonem (el. napájení + el. řídící signál)
Celopneumatická regulační smyčka základní schéma zapojení Regulační ventil s celopneumatickou regulační smyčkou (ovládací vzduch/vzduch) Regulační ventil s pneupohonem Pneumatický pozicionéry (pneu-pneu) Pneumatický PI regulátor Přímý odběr tlaku
Regulační ventil s pneupohonem základní schéma zapojení Ventily s pneupohonem (ovl. vzduch + el. řídící signál) Regulační ventil s pneupohonem Elektro-pneumatický pozicionér PID elektronický regulátor Snímač tlaku s převodníkem
Regulační ventil s elektropohonem základní schéma zapojení Ventily s elektropohonem (el. napájení + el. řídící signál) Regulační ventil s elektropohonem (El. Pozicionér) PID elektronický regulátor Snímač tlaku s převodníkem
Výběr regulačního ventilu http://www.spiraxsarco.com/global/cz/resources/pages/home.aspx
Chlazení páry
Regulace teploty páry - chlazení Co je chlazení páry? Chlazení je proces snižování teploty přehřáté páry. Výstupem může být buď přehřátá pára o nižší teplotě nebo pára na mezi sytosti. Proč chladíme páru? Nižší teplota páry = vyšší účinnost přestupu tepla. Nižší teplota páry = menší teplosměnná plocha při stejném výkonu. Nižší teplota páry = nižší nároky na materiálové provedení a teplotní odolnost potrubí, armatur a spotřebičů, tj. nižší pořizovací náklady Nižší teplota páry = čistě technologický požadavek výroby. Např: přehřátá pára 10 barg/220 C (184 C + 36 C) 3% Energie
Chlazení páry
Chlazení páry zadání: Základní požadavky: Vstupní provozní tlak a teplota? Maximální a minimální provozní tlak a teplota? Maximální, minimální a nominální požadovaný průtok páry? Požadovaná výstupní teplota? Čím chladíme? Další požadavky Požadavek na přesnost řízení výstupní teploty? Požadavek na jiný návrhový tlak a teplotu? Specifický požadavek na materiálové provedení? Specifický požadavek na povrchovou úpravu (nátěr, leštění )? Umístění prvku ve specifickém prostředí (vlhko, Atex, déšť,.)?
Princip chlazení páry
Typy chladičů Spray Type Desuperheater Spray Nozzle Desuperheater STD SND VTD SAD Venturi Type Desuperheater Steam Atomizing Desuperheater
Spray Nozzle Desuperheater - SND
Spray Nozzle Desuperheater - SND Výhody Nevýhody Jednoduchý provoz Žádné pohyblivé části Žádná tlaková ztráta Nejnižší pořizovací náklady Jednoduchá náhrada za stávající chladič Nízký rozsah průtoku (3:1) Minimální teplotní diference při chlazení na mez sytosti páry (T sat + 5 o C)
Spray Type Desuperheater - STD
Spray Type Desuperheater - STD Výhody Jednoduchý provoz Žádné pohyblivé části Žádná tlaková ztráta Nízké pořizovací náklady Nevýhody Nízký rozsah průtoku (3:1) Minimální teplotní diference při chlazení na mez sytosti páry (T sat + 5 o C)
Venturi Type Desuperheater - VTD
Venturi Type Desuperheater - VTD Výhody Jednoduchý provoz Žádné pohyblivé části Přesná regulace teploty až na 3 o C zbytkového přehřátí Velký rozsah průtoku VTD obecně pracují při nižším tlaku chladící vody než SND a STD Podstatně nižší eroze potrubí za chladičem v porovnání s SND a STD Nevýhody Pracují s tlakovou ztrátou Vyšší pořizovací náklady než u STD a SND
Steam Atomising Desuperheater - SAD
Steam Atomising Desuperheater - SAD Výhody Jednoduchý provoz Žádné pohyblivé části Přesná regulace teploty až na 3 o C zbytkového přehřátí Vysoký rozsah průtoku Zanedbatelná tlaková ztráta Proces atomizace je účinný při všech provozních stavech průtoku páry Stabilní provoz je možný i při velmi nízkých průtocích chladicí vody Podstatně nižší eroze potrubí za chladičem v porovnání s SND a STD Tlak chladící vody nemusí být nutně vyšší než tlak páry Nevýhody Nutnost použít vysokotlakou atomizační páru není problém, pokud je před chladičem redukční ventil (můžeme použít páru před redukcí) Vyšší pořizovací náklady díky složitosti systému
Další typy chladičů Vstřik pod vodní hladinu Kombinace RV a chladiče S proměnným průtočným průřezem Chladící prstenec Nepřímé chlazení
Porovnání jednotlivých typů chlazení volba typu chladiče
Shrnutí
Tam, kde je otázkou pára, odpovědí je