Onderkoeling bij tracing

 

1 20 640,19 20 417, 44 2674,95 417, 44 0,0986 voor na w ns E E m h m h x x =  =   =  +  − =

Dit is hetzelfde als 9,86 % damp.

Door dit naverdampen is per 20 kg condensaat aan damp, stoom, ontwikkeld:

0,0986 20 1,97 kg damp =

Dit komt overeen met: 1,97

100% 9,85%

20 ^{ =}

Conclusie:

Deze hoeveelheid stoom met een verdampingswarmte van:

2674,95 417, 44 2257,51− = kJ kg/ had in de fabriek nog

1,97 2257,51 4447,29 kJ = energie kunnen afgeven. In het algemeen

kan gezegd worden, hoe hoger de druk voor de condenspot, hoe hoger het expansieverlies.

10.2.3 Onderkoeling bij tracing

In de voorgaande paragraaf is aangetoond, dat door naverdampen een energieverlies optreedt. Dit verlies is te beperken door het condensaat uit de tracing te onderkoelen. Een rekenvoorbeeld zal dit

verduidelijken. Gegeven:

- Druk voor de condenspot bedraagt 5 bar met een temperatuur

van 120 °C. hw1 = 504,0 kJ/kg.

- Er wordt 20 kg condensaat afgevoerd.

- Voor de condenspot is het condensaat dus onderkoeld want de

kooktemperatuur bedraagt 151 °C.

- Na de condenspot bedraagt de druk 1 bar.

- hd2 = 2674,95 kJ/kg hw2 = 417,44 kJ/kg

Gevraagd:

Het verlies in procenten en kg bij de condensaatafvoer. Oplossing:

Kies de systeemgrens rond de condenspot:

s ns

m h

1

s

m h

Afbeelding 4. Condenspot met systeemgrens.

De energie (E) in de stoom voor en na de condenspot zijn gelijk, er wordt geen warmte met de omgeving gewisseld en er wordt geen arbeid geleverd. Er geldt dan:

( )

 

1 20 504,00 20 417, 44 2674,95 417, 44 0,03834 voor na w ns E E m h m h x x =  =   =  +  − =

Dit is hetzelfde als 3,83 % damp.

Door dit naverdampen is per 20 kg condensaat aan stoom ontwikkeld: 0,76 kg of circa 3,8%.

Deze hoeveelheid stoom met een verdampingswarmte van 2257,21

kJ/kg had in de fabriek nog: 0,76 2257,21 1715, 48 kJ = energie

kunnen afgeven. Conclusie:

Onderkoelen is zinvol! 10.3 Condenspotten

Condenspotten of condenswater afvoertoestellen moeten gevormd condensaat uit apparaten of leidingen afvoeren. Bij deze waterafvoer mag geen stoom meegaan, aangezien dit een energieverlies zou betekenen. Dit mag ook niet gebeuren bij wisselende stoom- en tegendrukken.

Condenspotten moeten bovendien aan de volgende eisen voldoen:

- Voldoende capaciteit bezitten om de grote hoeveelheid

condensaat tijdens het voorwarmen van leidingen etc. te kunnen verwerken.

- De condenspot moet zodanig zijn ingericht (instelbaar), dat het

condensaat vastgehouden wordt tot de gewenste onderkoeling is bereikt. Let wel hier is grote voorzichtigheid mee geboden. Beter is om dit in de fabriek af te laten stellen, omdat hier speciale meetapparatuur voor nodig is.

- De condenspot moet onderhoudsarm zijn.

- De constructie moet zodanig zijn, dat waterslag geen schade

kan veroorzaken.

- De constructie moet zodanig zijn, dat naverdampen geen

schade kan veroorzaken.

- In de condensaatleiding van een warmtewisselaar mag door

drukdaling geen stoomslot ontstaan.

Door deze vele eisen zal het in de praktijk nodig zijn per situatie een juiste keuze van de condenspot te maken.

Uit het voorgaande rekenvoorbeeld 10.2.3 blijkt, dat het

energiebesparend werkt wanneer de condensaattemperatuur laag is. Energiebesparend Omdat de condenspot energiebesparend werkt, moet dit belangrijk

onderdeel met zorg worden gekozen en onderhouden.

Voor het goed functioneren van de condenspot is kennis van de werking van belang.

Wanneer een condenspot niet goed functioneert, kan dit veroorzaakt worden door:

- keuze van de verkeerde plaats

We onderscheiden:

- mechanische condenspotten:

gesloten vlotter type open vlotter type

- handmatig gestuurde condenspotten

- thermische condenspotten

membraan gestuurd bimetaal gestuurd

- thermodynamische condenspotten

- alternatieve condensaatafvoersystemen

Condenspotten zijn zeer gevoelig voor verontreinigingen, daarom moet steeds een zeef of vuilvanger voor de condenspot aangebracht worden. Diverse uitvoeringen van condenspotten worden toegepast.

We onderscheiden open en gesloten condenspotten.

Bij de gesloten condenspotten wordt het condensaat door een vlotter, expansielichaam of een geregeld sluitorgaan afgevoerd. De bewegende onderdelen vergen onderhoud.

Schade kan veroorzaakt worden door vorst en waterslag. 10.3.1 Mechanische condenspotten

Dichtheid De werking berust op basis van verandering van de dichtheid.

Het voordeel van deze apparaten is dat hoge drukverschillen mogelijk zijn. Bovendien passen ze zich goed aan, aan de druk- en

massawisselingen.

Bij de eenvoudig gesloten vlottercondenspot, zie afbeelding 5, wordt de klep door de vlotterhefboom geregeld. De condensaatafvoer is continu.

Afbeelding 5. Vlottercondenspot met handmatige ontluchting.(Bron Spirax Sarco)

Afbeelding 6. Vlottercondenspot met automatische thermodynamische ontluchting.(Bron Spirax Sarco)

De ingebouwde automatische ontluchter zorgt voor het tijdig afvoeren van de lucht. Is er geen condenswater meer af te voeren en bereikt de stoom de condenspot, dan is de ontluchter gesloten en wordt

stoomverlies langs de hoofdklep voorkomen door het achterblijvende waterslot.

Vlottercondenspotten moeten bij voorkeur niet geplaatst worden, daar waar ernstige waterslag kan optreden.

Vlottercondenspotten hebben een beperkt drukbereik, ondanks het feit dat er uitvoeringen zijn tot PN160.

Dit heeft te maken met de afmetingen van de klep. De vlotter, dus ook de stand van de hefboom met klep, wordt door het waterpeil

beïnvloed. Bij een grote klepdiameter is het denkbaar, dat de

opwaartse kracht op de vlotter onvoldoende is om de klep te openen. Gesloten vlottercondenspotten:

voordelen:

- continue condensaatafvoer

- ongevoelig voor tegendruk en drukschommelingen

- geen stoomverlies door waterslot

- automatische ontluchting

nadelen:

- niet toe te passen bij gevaar voor waterslag en trillingen

- isolatie noodzakelijk bij de buitenluchtopstelling

Bij de open vlottercondenspotten is de condensaatafvoer

intermitterend, dit wil zeggen met tussenpozen. Als de condenspot stoom toegevoerd krijgt, sluit de condenspot de condensaatafvoer. Klokvlotter We kennen onder andere de omgekeerde emmerconstructie of de

klokvlotterconstructie, deze is afgebeeld op afbeelding 7.

Door het gewicht van emmer of klok en het gevormde condensaat wordt de afvoeropening geopend.

Afbeelding 7. Omgekeerde emmercondenspot.(Bron Spirax Sarco)

Bij voldoende aanvoer van condensaat blijft de emmer of klok in de laagste stand staan, dit is stand 1, waardoor het condensaat kan doorstromen. Wanneer er stoom wordt meegevoerd, zal deze in de emmer of klok worden opgevangen, waardoor het water verdrongen wordt en de druk toeneemt, dit is weergegeven door stand 2. Hierdoor gaat de emmer of klok omhoog en sluit de afvoeropening. Als er weer condensaat aangevoerd wordt lekken lucht en stoom via de ontluchting weg en zakt de klok weer, dit is weergegeven met stand 3.

Een juiste montage van de vlotter en van een omloopleiding is noodzakelijk om te voorkomen dat het waterslot verloren gaat. Open vlottercondenspotten:

voordelen:

- betrouwbare eenvoudige constructie

- condensaatafvoer is intermitterend bij stoomtemperatuur

- weinig gevoelig voor vuil door de hoog geplaatste afvoer

- het emmertype is beter bestand tegen waterslag dan het

kloktype

- niet gevoelig voor hogere stoomtemperaturen.

nadelen:

- de ontluchting is slecht

- gevoelig voor snelle drukvariaties

- isolatie bij buitenlucht opstelling is noodzakelijk

- niet bestand tegen trillingen

Ontluchting Ontluchting Ontluchting Orifice Omgekeerde emmer Inlaat 1 Uitlaat Inlaat 2 ^Inlaat 3 Orifice

gesloten ^Orifice geopend

Lucht en stoom lekken weg via de ontluchting

In document Stoomtechniek en Toepassingen (pagina 103-108)