Parni kondenzator
Kondenzator pare ili parni kondenzator je izraz kojim se naziva vodom ili zrakom hlađeni izmjenjivač topline ugrađen na povratnoj cijevi pare iz uređaja koji je koriste. On služi da pari odvede toplinu i da je kondenzira, tj da je pretvori u tekuće stanje. Možemo reći da je kondenzator pare uređaj koji je namjenjen da plinovitim tvarima mjenja agregatno stanje iz plina u tekućinu, a njemu suprotnu ulogu ima isparivač ili evaporator.
Postoje dvije vrste kondenzatora pare i to:
- kondenzator vodene pare
- kondenzator rashladnih para koji se upotrebljava u rashladnim uređajima
Sadržaj |
Kondenzator vodene pare [uredi]
Kondenzator vodene pare se ugrađuje na izlazu parne turbine, parnog stapnog stroja ili na povratu sa grijača. Oni pretvaraju vodenu paru iz parnog stanja u tekućinu, tj. vodu. Mogu raditi na atmosferskom tlaku, a uobičajeno rade na malom podtlaku ili vakuumu. Uglavnom se hlade vodom, bilo slatkom ili morskom, a rijeđe se hlade zrakom, zbog veće cijene uređaja i nemogućnosti postizanja dovoljno niskih tlakova na izlazu turbine.
Namjena [uredi]
Kondenzatori vodene pare se većinom upotrebljavaju kod parnih postrojenja da kondenziraju vodenu paru na izlazu iz uređaja koji je koristi. To mogu biti kod termocentrala parne turbine, kod raznih postrojenja grijači ili čak i parni stapni stroj. Kod njih se kondenzatori vodene pare upotrebljavaju da ukape ostatke pare i da tu vodu (kondenzat) pripreme za ponovno zagrijavanje u generatoru pare ili kotlu.
Osim ove namjene postoji i dodatna svrha kondenzatora, a to je da postizanjem vakuuma produžuju ekspanziju u parnim turbinama i time povećavaju stupanj iskorištenja parno- turbinskog postrojenja.
Zašto se upotrebljava vakuum ? [uredi]
Vakuumski kondenzatori se najčešće upotrebljavaju kod sustava parne turbine. Parna turbina je uređaj koji pretvara toplinu pare u mehanički rad vratila. Razlika u količini topline pare na ulazu i pare na izlazu predstavlja količinu topline koja se pretvorila u mehanički rad ( tu su još i gubici).
Kako je vidljivo da je rad proporcionalan smanjenju toplinske energije pare, što je veći pad topline pare to će biti i veći dobiveni rad, a time i stupanj iskorištenja postrojenja. Kondenzacijom pare koja izlazi iz turbine na tlaku manjem od atmosferskog, tj. s podtlakom, porasti će razlika tlaka pare na ulazu i na izlazu iz turbine. S većim padom tlaka povećava se količina topline koja se može pretvoriti u mehanički rad.
Kondenzacijom oslobođena toplina u većini slučajeva se predaje okolini, putem rashladne vode ili zraka, te je ne koristimo.
Izgled vodom hlađenog cijevnog kondenzatora [uredi]
Dijagram prikazuje tipičan primjer vodom hlađenog cijevnog kondenzatora, koji se široko primjenjuje, (npr. kod termocentrala) da bi pretvorio paru u kondenzat (vodu).
Kao što se vidi, to je izvedba vodom hlađenog cijevnog izmjenjivača topline.Veličina i stvarna izvedba ovisi o potrebama pogona i o proizvođaču.
Kroz kondenzator protječe voda i hladi paru koja ulazi u njega. Para se kondenzira i pretvara u kondenzat. Kondenzat iz kondenzatora ide u tank kondenzata ili mlaki zdenac- eng. hotwell, odakle se napojnom sisaljkom šalje u parni kotao ili generator pare.
Kod većine kondenzatora parna strana kondenzatora je pod stalnim podtlakom tijekom normalnog rada.
Vakuumski sustav [uredi]
Održavanje vakuuma unutar plašta kondenzatora postiže se ugradnjom dodatnog uređaja. Taj uređaj može biti posebna klipna sisaljka ili parom pokretan ejektor tj. mlazna pumpa.
Klipna sisaljka u sustavu može biti pokretana raznim vrstama motora (električni, benzinski, diesel ili parni) a ejektor kao pogonski medij koristi paru iz parnog sustava.
Venturijev efekt, posebna vrsta Bernulijevog principa je primjenjena pri izvedbi ejektora.
Cijevni snop [uredi]
Na svakom kraju plašta nalazi se cijevna ploča, debela ploča napravljena najčešće od nehrđajućeg čelika. Na cijevnoj ploči nalaze se rupe u koje su uvučene i razvrnute cijevi, pod kutom koji usmjerava vodu. To smanjuje eroziju ulaza cijevi i smanjuje otpor kretanja vode. Neki proizvođači ugrađuju plastične umetke na počecima cijevi i time dodatno štite cijevi od erozije. Da bi se omogučili pomaci (dilatacije) cijevi upotrebljavaju se razna rješenja, kao što su spajanje cijevi i cijevne ploče maticama, ugradnjom slobodno krečuće cijevne ploče na jednom kraju koja ima brtvu prema plaštu, ili da je cijevna ploča fiksno spojena na oba kraja plašta, a plašt ima spoj za dilataciju (kao na gornjoj slici).
Cijevi [uredi]
Cijevi se izrađuju od nehrđajućeg čelika, bakrenih slitina, ili od titana, što ovisi o nekoliko čimbenika. upotreba bakrenih slitina kao što su mjed ili smjesa bakra i nikla je rijetka u novijim postrojenjima, zbog utjecaja na okoliš bakrenih spojeva. Također zbog dodataka vodi u parnom sustavu, može se dogoditi reakcijaizmeđu kemikalija i bakrenih slitina. Titanijske cijevi kondenzatora su danas najbolje rješenje za izradu cijevi, ali zbog vrlo velike cijene njihova upotreba je vrlo rijetka. Veličuna i duljina cijevi ovise o veličini sustava, a kreću se do 17 m duljine i 1,5 in debljine.
Poklopci kondenzatora [uredi]
Cijevni snop i cijevna ploča su smješteni u plašt, a na svakom kraju su zatvoreni unutra sa poklopcima kondenzatora, koji ima na sebi prirubnice koje se spajaju na prirubnice na plaštu i/ili na cijevnu ploču. Poklopci na sebi imaju otvore za pregled i čišćenje koji su često izvedeni s šarkama.
Poklopci također imaju spojeve za ulaz i izlaz vode, spojeve za ispust taloga, za ugradnju ventila za odzračivanje, spojeve za termometre i manometre. Zavisno o izvedbi kondenzatori mogu imati i poklopce na kojima se ugrađuju anodne zaštite u vidu Zn-protektora.
Korozija ili hrđa [uredi]
Cijevi,cijevna ploča,poklopci i plašt kondenzatora izrađeni su od raznih materijala koji mogu biti različitog sastava, a u stalnom su dodiru s vodom u pokretu. Time su oni izvrgnuti pojavi elektrolize, gdje će voda, ovisno o dodacima, u njoj biti elektrolit, a dijelovi kondenzatora kao polovi. Korozija uzrokovana galvanskim strujama će se javiti u kondenzatoru i razarati će dio s najnižim električnim potencijalom, koji će imati ulogu anode.
Kondenzatori koji koriste morsku vodu za hlađenje će biti najgore zahvaćeni ovom pojavom zbog soli i onečišćenja u morskoj vodi, a ni riječna voda nije dobra po tom pogledu.
Kako se često puta moraju upotrijebiti resursi na raspolaganju, razvijeni su sustavi koji štite kondenzator od galvanskih struja. Cijevni snop kao jezgra kondenzatora je ujedno i najteži dio za popravak, te se štiti ugradnjom cijevi bolje kvalitete u pogledu otpornosti na koroziju. Najčešće se cijeli sustav štiti pločama od cinka, materijala koji ima najniži električni potencijal u cijelom sustavu, i koji se raspada uslijed galvanskih struja, štiteći time ostale dijelove kondenzatora. Zbog raspadanja, cinkove ploče treba redovito kontrolirati i mijenjati. Ovim se uz relativno male troškove i malo vrijeme popravka štiti kondenzator od većih kvarova i velikih zastoja koji bi se javili u slučaju otkazivanja njegovih dijelova.
Ponekad se dijelovi kondenzatora (poklopci najčešće) plastificiraju, čime se potpuno ukida utjecaj galvanskih struja na te dijelove, ali još uvijek ostaje problem drugih dijelova izrađenih od metala.
