CS254777B1

CS254777B1 - A method for controlling the withdrawal of non-condensing gases from air cooled condensers and apparatus for performing the method

Info

Publication number: CS254777B1
Application number: CS855692A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Sinecky; Josef Mika
Original assignee: Jaroslav Sinecky; Josef Mika
Priority date: 1985-08-05
Filing date: 1985-08-05
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS569285A1

Abstract

Řešení umožňuje účinnou regulaci kondenzačního výkonu kondenzátorů sestavených z jednoduchých trubkových svazků vypínáním jednotlivých ventilátorů. Periodickým uzavíráním odtahu nekondenzujících plynů se snižuje odtah nekondenzujících plynů z částí teplosměnných ploch kondenzátorů, u kterých jsou ventilátory odstaveny nebo mají snížené otáčky. Periodický odtah nekondenzujících plynů je řízen podle teploty odcházejícíhb kondenzátu a teploty odtahových nekondenzujících plynů z příslušné části kondenzátoru. Řešení se dá využít u všech kondenzátorů par s odtahem nekondenzujících plynů s více ventilátory a s paralelním řazením částí teplosměnných ploch ofukovaných jednotlivými ventilátory.The solution enables efficient regulation of the condensing capacity of condensers assembled from simple tube bundles by switching off individual fans. By periodically closing the non-condensing gas exhaust, the exhaust of non-condensing gases from parts of the condenser heat exchange surfaces where the fans are switched off or have reduced speed is reduced. The periodic exhaust of non-condensing gases is controlled according to the temperature of the outgoing condensate and the temperature of the exhaust non-condensing gases from the relevant part of the condenser. The solution can be used in all steam condensers with exhaust of non-condensing gases with multiple fans and with parallel arrangement of parts of the heat exchange surfaces blown by individual fans.

Description

Vynález se týká způspbu řízení odtahu nekondenzujících plynů ze vzduchem chlazených kondenzátorů, zejména z kondenzátorů. vodní páry na výstupu z turbin a zařízení k provádění tohoto způsobu.The invention relates to a method for controlling the withdrawal of non-condensing gases from air-cooled condensers, in particular condensers. water vapor at the outlet of the turbines and an apparatus for carrying out the method.

Při použití vzduchem chlazených kondenzátorů pro kondenzaci par s obsahem nekondenzujících plynů je použití nejlevnějšího způsobu regulace tepelného výkonu, tj. regulace vypínáním a stupňovitou změnou otáček jednotlivých ventilátorů, problematické. Důvod je ten, že každá kondenzátorová jednotka, neboli část výměnné plochy ofukovaná samostatně ventilátorem, je schopná zkondenzovat jen určité množství páry odpovídající množství vzduchu dodávaného příslušným ventilátorem, avšak tlakový rozdíl mezi společným vstupem páry a společným místem odtahu nekondenzujících plynů je pro všechny jednotky stejný. Proto prochází nezkondenzovaná pára přes méně zatížené jednotky do výstupu nekondenzujících plynů a naopak odtah nekondenzujících plynů z více zatížených jednotek je nedostatečný.When using air-cooled condensers for the condensation of vapors containing non-condensing gases, the use of the cheapest method of heat output control, ie shut-off regulation and stepwise speed change of individual fans, is problematic. The reason is that each condenser unit, or part of the exchange surface blown separately by the fan, is able to condense only a certain amount of steam corresponding to the amount of air supplied by the respective fan, but the pressure difference between the common steam inlet and the common outlet point of noncondensing gases is the same. Therefore, the non-condensed steam passes through the less loaded units into the outlet of the non-condensing gases and, conversely, the withdrawal of the non-condensing gases from the more loaded units is insufficient.

U vakuových kondenzátorů vodní páry z turbin je tento nedostatek umocněn neekonomickým provozem vývěvy odsávající nekondenzující plyny a v zimě možností zamrznutí podchlazeného kondenzátu v jednot“ kách s nedostatečným odtahem nekondenzujících plynů. Hromadění nekondenzujících plynů v nejvíce zatížených jednotkách navíc způsobuje pozvolný pokles tepelného výkonu a ruší tak zamýšlený regulační *In the case of turbine water vapor condensers, this drawback is exacerbated by the uneconomical operation of the vacuum pump extracting non-condensing gases and in winter by the possibility of freezing the subcooled condensate in units with insufficient non-condensing gas exhaust. In addition, the accumulation of non-condensing gases in the heaviest loaded units causes a gradual decrease in heat output and thus abolishes the intended control *

úč inek.effect.

Při najíždění turbiny v zimním období vzniká velká disproporce mezi potřebou páry pro bezpečný náběh turbiny a pro bezpečný provoz kondenzátorů. V extrémních mrazových oblastech je proto nutné používat velká parní šoupátka na přívodním potrubí páry pro postupné zapojování částí výměnné plochy do provozu. Avšak i při ustáleném provozním režimu může, při snáze zachovat rovnoměrné tepelné zatížení všech jednotek shodným Chodem všech ventilátorů» dojít ke zmíněné nerovnováze v odtahu nekondenzujících plynů, např. nuceným odstavením některého ventilátoru.When starting the turbine in winter, there is a large disproportion between the steam demand for safe start-up of the turbine and for safe operation of the capacitors. In extreme frost areas, it is therefore necessary to use large steam sliders on the steam supply line to gradually connect parts of the exchange surface into operation. However, even at a steady-state operating mode, it may be easier to maintain a uniform thermal load on all units by the same operation of all fans »the mentioned imbalance in the exhaust of non-condensing gases, for example by forced shutdown of a fan.

254 777254 777

U některých systémů kondenzátorů je regulace vypínáním a změnou otáček ventilátorů umožněna zapojením částí výměnné plochy kondenzátoru za sebou ve směru toku páry. Pak mohou být regulovány otáčky ventilátorů jednotlivých za sebou zapojených stupňů, ovšem vždy tak, že v každém stupni se požaduje shodný chod ventilátorů. Tím je ale snížen celkový počet regulačních stupňů a omezena pružnost regulace.In some condenser systems, shutdown and fan speed control is enabled by connecting parts of the condenser exchange surface in series in the steam flow direction. Then the fan speed can be regulated for each of the connected stages, but always so that the fan operation is required in each stage. However, this reduces the total number of control stages and reduces the flexibility of the control.

U jiných systémů je regulace umožněna vyrovnáním tlaku na výstupu jednotek snížením třecího hydraulického odporu toku proudící páry vůči přírůstku tlaku změnou hybnosti proudícího toku radikální změnou poměru délky a průměru teplosměnné trubky kondenzátoru. Vznikají tak ovšem trubkové svazky speciální náročné konstrukce, podstatně se lišící od jednoduchých svazků běžných vzduchem chlazených výměníků.In other systems, regulation is made possible by equalizing the outlet pressure of the units by reducing the frictional hydraulic resistance of the flowing steam flow to the pressure increment by changing the momentum of the flowing flow by radically changing the length and diameter ratio of the condenser heat transfer tube. However, this results in tube bundles of special, demanding design, which differ substantially from simple bundles of conventional air-cooled heat exchangers.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje způsob řízení odtahu nekondenzujících plynů podle vynálezu, ó©hož podstatou je, že při regulaci, kondenzačního výkonu vypínáním ventilátorů nebo stupňovitou změnou jejich otáček v jednotlivých kondenzátorových jednotkách se nekondenzující plyny z více kondenzačně zatížených jednotek odsávají kontinuálně a z kondenzátorových jednotek méně kondenzačně zatížených periodicky.The aforementioned disadvantages are eliminated by the method for controlling the extraction of non-condensing gases according to the invention, which is because, in regulation, the condensation capacity by switching off the fans or by stepwise changing their speeds in the individual condenser units. loaded periodically.

Podstatou zařízení k provádění tohoto způsobu řízení odtahu nekondenzujících plynů je, že každá kondenzátorová jednotka je v potrubí odtahu nekondenzujících plynů opatřena ventilem spojeným s teplotními čidly umístěnými na trubkových svazcích v místech měřitelných teplotních změn, závislých na zaplňování kondenzátorové jednotky, nekondenzujícími plyn,> .The essence of the apparatus for carrying out this method of controlling non-condensation gas exhaust is that each condenser unit in the non-condensation gas exhaust conduit is provided with a valve connected to temperature sensors located on the tube bundles at measurable temperature changes depending on the non-condensation gas condenser filling.

Přínosem vynálezu je umožnění účinné re*gulace vypínáním ventilátorů u nejjednodušších kondenzátorových sestav (tj. trubkové svazky v paralelním zapojení), dále omezení možnosti zamrzání kondenzátu v trubkách více zatížených jednotek kondenzátoru, přičemž je možné zvládnout i stavy při případné havárii ventilátoru. Navržený způsob umožňuje najíždění při extrémních mrazových podmínkách bez nutnosti používat v oarních rozvodech velká parní šoupátka.The benefit of the invention is to enable efficient shutdown of fans in the simplest condenser assemblies (i.e., tubular bundles in parallel), as well as to reduce the possibility of condensate freezing in the tubes of multiple loaded capacitor units, while also managing the event of fan failure. The proposed method allows starting under extreme freezing conditions without having to use large steam spools in the irrigation systems.

Na obrázku je znázorněna nejjednoduší možná sestava kondenzátoru se dvěma kondenzátorovými jednotkami a příslušným technologickým propojením.The figure shows the simplest possible condenser assembly with two capacitor units and the associated technology wiring.

254 777254 777

Kondenzátorové jednotky 1 δ 2 se sestávají z trubkových svazků 2 s defjegmátorem 4 umístěným v horní části trubkového svazku a ventilátorů 12 a 13. Konkrétní uspořádání trubkového svazku 2 může být i jiné než je znázorněno na obrázku a závisí na zvyklostech a zkušenostech výrobce nebo projektanta kondenzátoru.The condenser units 1 δ 2 consist of tube bundles 2 with a defjegmator 4 located at the top of the tube bundle and fans 12 and 13. The particular arrangement of the tube bundle 2 may be different from that shown and depends on the conventions of the manufacturer or designer of the condenser .

Každá z jednotek kondenzátoru 1 a 2 na potrubí 2 odtahu nekondenzujících plynů opatřena automaticky ©vládaným ventilem 6 a 2 s polohou zavřeno a otevřeno. Více zatížená kondenzátorová jednotka 2 má plynulý odtah nekondenzujících plynů vývěvou 15. Méně zatížená neb© dokonce zcela odstavená kondenzátorová jednotka 1 (přenos tepla pouze přirozenou konvekcí pri zavřených žaluziích) má odtah nekendezujících plynů do sběrného potrubí vývěvy uzavřen a odsávání nekondenzujících plynů se děje při jednorázovém periodickém otevření ventilu 6. Otevíráni a zavírání ventilu 2 je automaticky řízeno teplotními čidly 8, £.Each of the condenser units 1 and 2 on the non-condensing gas outlet pipe 2 is provided with an automatically controlled valve 6 and 2 with the positions closed and open. A more loaded condenser unit 2 has a continuous evacuation of non-condensing gases by a vacuum pump 15. A less loaded or even completely shut down condenser unit 1 (heat transfer only by natural convection when the shutters are closed) has a non-condensing gas evacuation to the pump manifold. the opening and closing of the valve 2 is automatically controlled by the temperature sensors 8, 8.

Při zastavení ventilátoru 12 nebo snížení jeho otáček při stupňovité regulaci otáček nebo poruše a pri uzavření ventilu 6 na odtahu nekondenzujících plynů z kondenzátorové jednotky 1 probíhá dále kondenzace se sníženou intenzitou, tvořící se kondenzát odtéká přes vodní uzávěr 14 a v jednotce dochází k hromadění nekondenzujících plynů provázené poklesem teploty kondenzace a teploty odtékajícího kondenzátu. Na tento pokles reaguje teplotní čidlo £ a prostřed nictvím regulátoru dojde k otevření ventilu 6. Nekondenzující plyny se odtahují, zvyšuje se teplota kondenzace i teplota kondenzátu, do odtahu nekondenzujících plynů proniká pára a teplotní čidlo 8 ventil uzavírá. Uzavření ventilu 6, trvá, dokud se znovu nezačnou projevovat měřitelné příznaky hromadění nekondenzujících plynů v příslušné kondenzátorové jednotce 1. Ventil 2 ^na odtahu nekondenzujících plynů plně zatížené kondenzátorové jednotky 2. zůstává trvale otevřen. Při omezování výkonu v jednotce 2_ se situace zrcadlově.tmění a automatickou regulaci ventilu 2 provádějí čidla 10, 11.'When the fan 12 is stopped or its speed is reduced by stepwise speed control or failure, and the valve 6 on the non-condensation gas outlet from the condenser unit 1 is closed, condensation continues at reduced intensity. accompanied by a drop in condensation temperature and condensate flow temperature. The temperature sensor 8 responds to this drop and the valve 6 is opened via the regulator. The closing of the valve 6 continues until measurable signs of non-condensation gas accumulation in the respective condenser unit 1 start to appear again. The valve 2 ^for withdrawing the non-condensation gases of the fully loaded condenser unit 2 remains permanently open. In limiting the power in the unit 2, the situation is mirrored and the automatic control of the valve 2 is carried out by sensors 10, 11. '

254 777254 777

Čidla 8 a 10 reagující na pronikání čerstvé péry de odtahu plynů a uzavírající ventily 6 a 2 jsou ^v konkrétním případě dle obrázku umístěna na výstupu plynů z deflegmátoru £. Čidla 9 a 11 reagující na pokles kondenzační teploty a otevírající ventily 6 a 2. jsou ^v případě dle obrázku na výstupu kondenzátoru z první nejvíce chlazené řady trubek.The sensors 8 and 10 responsive to the penetration of the fresh feather de-gas and the shut-off valves 6 and 2 are ^{in the} specific case as shown in the figure at the gas outlet of the deflegmator. The condensation temperature sensors 9 and 11 and the opening valves 6 and 2 are ^{in the} case of the condenser outlet from the first most cooled row of tubes, as shown.

Výše popsaný kondenzátor s regulací umožňuje vlastně úplné odpojení jednotlivých kondenzátorových jednotek z provozu podobně jako odpojení parními šoupátky na přívodním potrubí s tím rozdílem, že jednotka je párou trvale udržována na provozní teplotě a zavzdušnění brání automatické periodické otevíraní odvzdušňovacíh© ventilu 6 nebo 7.The above-described condenser with regulation actually allows the complete disconnection of the individual condenser units from operation, similar to the disconnection of steam valves on the supply line, with the difference that the unit is permanently kept at operating temperature by steam and ventilation prevents automatic periodic opening of the vent valve 6 or 7.

Vynález je možné využít u všech vzduchem chLazených kondenzátorů par s odtahem nekondenzujících plynů včetně kondenzátorů již provozovaných.The invention is applicable to all air-cooled vapor condensers with non-condensation gas exhaust, including those already in operation.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Method for controlling the withdrawal of non-condensing gases from air-cooled condensers with multiple condenser units, characterized in that the non-condensation gases are caused by regulating the condensation output by switching off the fans (12, 13) or by varying their speed in individual condenser units (1,2). it extracts continuously from several condensation loaded units and from condenser units less condensation loaded periodically.

Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that each condenser unit (1, 2) consisting of tube bundles (3) is provided with a valve (6, 7) connected to the temperature sensors (8) in the non-condensation gas discharge line. 9,10,11) placed on the tube bundles (3) in areas measurable temperature changes, depending on the filling of the capacitor unit _t nekondenzujícími gases.