Die Berechnungsformel lautet wie folgt:

Wo:
D - Rohrleitungsdurchmesser, mm

Q – Durchflussrate, m3/h

v - zulässige Strömungsgeschwindigkeit in m/s

Das spezifische Volumen von Sattdampf bei einem Druck von 10 bar beträgt 0,194 m3/kg, was bedeutet, dass der Volumenstrom von 1000 kg/h Sattdampf bei 10 bar 1000x0,194=194 m3/h beträgt. Das spezifische Volumen von überhitztem Dampf bei 10 bar und einer Temperatur von 300 °C beträgt 0,2579 m3/kg, und der Volumenstrom beträgt bei gleicher Dampfmenge bereits 258 m3/h. Somit kann argumentiert werden, dass dieselbe Rohrleitung nicht für den Transport von gesättigtem und überhitztem Dampf geeignet ist.

Hier sind einige Beispiele für Pipeline-Berechnungen für verschiedene Umgebungen:

1. Medium - Wasser. Berechnen wir bei einem Volumenstrom von 120 m3/h und einer Strömungsgeschwindigkeit v=2 m/s.
D= =146 mm.
Das heißt, es ist eine Rohrleitung mit der Nennweite DN 150 erforderlich.

2. Mittel – gesättigter Dampf. Lassen Sie uns eine Berechnung für die folgenden Parameter durchführen: Volumenstrom – 2000 kg/h, Druck – 10 bar bei einer Strömungsgeschwindigkeit – 15 m/s. Entsprechend beträgt die spezifische Sattdampfmenge bei einem Druck von 10 bar 0,194 m3/h.
D= = 96 mm.
Das heißt, es ist eine Rohrleitung mit der Nennweite DN 100 erforderlich.

3. Medium – überhitzter Dampf. Lassen Sie uns eine Berechnung für die folgenden Parameter durchführen: Volumenstrom – 2000 kg/h, Druck – 10 bar bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 15 m/s. Das spezifische Volumen von überhitztem Dampf beträgt bei einem gegebenen Druck und einer gegebenen Temperatur, beispielsweise 250 °C, 0,2326 m3/h.
D= =105 mm.
Das heißt, es ist eine Rohrleitung mit der Nennweite DN 125 erforderlich.

4. Medium – Kondensat. In diesem Fall weist die Berechnung des Durchmessers der Rohrleitung (Kondensatleitung) eine Besonderheit auf, die bei der Berechnung berücksichtigt werden muss, nämlich: Es ist notwendig, den Dampfanteil aus der Entladung zu berücksichtigen. Das Kondensat, das durch die Kondensatfalle gelangt und in die Kondensatleitung gelangt, wird darin entladen (d. h. kondensiert).
Der Dampfanteil aus der Entladung wird nach folgender Formel ermittelt:
Dampfanteil aus der Entladung = , Wo

h1 ist die Kondensatenthalpie vor dem Kondensatableiter;
h2 ist die Kondensatenthalpie im Kondensatnetzwerk beim entsprechenden Druck;
r ist die Verdampfungswärme beim entsprechenden Druck im Kondensatnetz.
Mit einer vereinfachten Formel wird der Dampfanteil aus der Entladung als Temperaturdifferenz vor und nach der Kondensatfalle x 0,2 ermittelt.

Die Formel zur Berechnung des Durchmessers der Kondensatleitung sieht folgendermaßen aus:

D= , Wo
DR – Anteil der Kondensatableitung
Q – Kondensatmenge, kg/h
v“ – spezifisches Volumen, m3/kg
Berechnen wir die Kondensatleitung für folgende Ausgangswerte: Dampfdurchfluss - 2000 kg/h mit Druck - 12 bar (Enthalpie h'=798 kJ/kg), entlastet auf einen Druck von 6 bar (Enthalpie h'=670 kJ/ kg, spezifisches Volumen v" =0,316 m3/kg und Kondensationswärme r=2085 kJ/kg), Strömungsgeschwindigkeit 10 m/s.

Dampfanteil aus der Entladung = = 6,14 %
Die entladene Dampfmenge beträgt: 2000 x 0,0614 = 123 kg/h oder
123x0,316= 39 m3/h

D= = 37 mm.
Das heißt, es ist eine Rohrleitung mit der Nennweite DN 40 erforderlich.

ZULÄSSIGE DURCHFLUSSRATE

Der Strömungsgeschwindigkeitsindikator ist ein ebenso wichtiger Indikator bei der Berechnung von Rohrleitungen. Bei der Bestimmung der Durchflussmenge müssen folgende Faktoren berücksichtigt werden:

Druckverlust. Bei hohen Durchflussraten können kleinere Rohrdurchmesser gewählt werden, allerdings führt dies zu einem erheblichen Druckverlust.

Pipelinekosten. Niedrige Durchflussraten führen dazu, dass größere Rohrdurchmesser gewählt werden müssen.

Lärm. Eine hohe Strömungsgeschwindigkeit geht mit einer erhöhten Geräuschwirkung einher.

Tragen. Hohe Durchflussmengen (insbesondere bei Kondensat) führen zur Erosion von Rohrleitungen.

Die Hauptursache für Probleme bei der Kondensatableitung sind in der Regel gerade der zu geringe Durchmesser der Rohrleitungen und die falsche Auswahl der Kondensatableiter.

Nach dem Kondensatablauf erreichen die Kondensatpartikel, die sich mit der Geschwindigkeit des Dampfes beim Entladen durch die Rohrleitung bewegen, den Bogen, treffen auf die Wand des Drehauslasses und sammeln sich am Bogen an. Anschließend werden sie mit hoher Geschwindigkeit durch die Rohrleitungen geschoben, was zu deren Erosion führt. Erfahrungsgemäß entstehen 75 % der Undichtigkeiten in Kondensatleitungen in Rohrbögen.

Um das wahrscheinliche Auftreten von Erosion und deren negative Auswirkungen zu reduzieren, muss für die Berechnungen für Systeme mit Schwimmer-Kondensatableitern eine Strömungsgeschwindigkeit von etwa 10 m/s und für Systeme mit anderen Arten von Kondensatableitern eine Strömungsgeschwindigkeit von 6-8 m/s angenommen werden . Bei der Berechnung von Kondensatleitungen, in denen kein Dampf aus der Entladung vorhanden ist, ist es sehr wichtig, Berechnungen wie bei Wasserleitungen mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,5 - 2 m/s durchzuführen und im Übrigen den Anteil des Dampfs aus der Entladung zu berücksichtigen.

Die folgende Tabelle zeigt die Durchflussraten für einige Medien:

Mittwoch	Optionen	Strömungsgeschwindigkeit m/s
Dampf	bis 3 bar	10-15
	3 -10 bar	15-20
	10 - 40 bar	20-40
Kondensat	Rohrleitung mit Kondensat gefüllt
	Kondensat-Dampfmischung	6-10
Speisewasser	Saugleitung	0,5-1
	Versorgungsrohr

Übersetzung eines in der Zeitschrift Armstrong International veröffentlichten Artikels.

Auswahl eines besseren Kondensatableiters/ Armstrong International, Inc. //
Trap Magazin, 1993. – Bd. 61, Nr. 1.- S. 14-16.

Der Artikel „Auswahl des am besten geeigneten Kondensatableiters“ wurde in der Unternehmenszeitschrift „ICI Engineer“ veröffentlicht, die einem der weltweit größten Chemiekonzerne, ICI PLC London, England, gehört. Die Gruppe erwirtschaftet einen Jahresumsatz von 22,5 Milliarden US-Dollar und beschäftigt mehr als 128.000 Mitarbeiter, von denen etwa 25 % in amerikanischen Werken arbeiten. Die restlichen Niederlassungen befinden sich in 35 Ländern und mehr als 600 Städten.

Der Artikel wurde von Armstrong Intl mit Genehmigung der Herausgeber des Magazins nachgedruckt.

Der Höhepunkt von sieben Jahren der Überwachung und Prüfung der Kondensatableiter zweier Hersteller von Kondensatableitern in ihren Werken in Huddersfield und Grangemouth, kombiniert mit Leistungs- und Durchflussdampfverlusttests in den Labors, hat zum überarbeiteten ICI Design Guide „Selection of Steam“ geführt Fallen“ (EDG PIP. 30.01A).

Anmerkung des Herausgebers des Trap Magazine
Ingenieure in zwei ICI-Feinchemiewerken im Vereinigten Königreich führten sieben Jahre lang Beobachtungen der Leistung verschiedener Arten von Kondensatableitern durch, deren Ergebnisse in diesem Artikel beschrieben werden. Da Armstrong empfiehlt, bei der Auswahl von Kondensatableitern auf praktischen Erfahrungen zu basieren – eigenen Erfahrungen von Armstrong, denen von Armstrongs Vertretern und anderen, die diese bei der Entwässerung ähnlicher Geräte gesammelt haben –, wird dieser Artikel erneut veröffentlicht, damit alle interessierten Parteien von den Erfahrungen von ICI profitieren können. .

Die alten Standards für die Auswahl von Kondensatableitern hatten viele Mängel. Der größte Nachteil bestand darin, dass sie weder die Art der zu entleerenden Ausrüstung noch die Art der Entwässerung berücksichtigten. Auf diese Weise ausgewählte Kondensatableiter wurden häufig unter Bedingungen eingesetzt, für die sie nicht ausgelegt waren. Dies gilt insbesondere für thermodynamische Kondensatableiter, auf denen die meisten Normen überwiegend basierten und die auf Werksebene als „Kondensatableiter für alle Fälle“ galten.
Die Leistungsüberwachung von Kondensatableitern begann 1980 im Werk Grangemouths und zwei Jahre später im Werk Huddersfield, nachdem sich Wartungsarbeiter über die kurze Lebensdauer von Dampfverteilungsabflüssen beschwert hatten.

Um die Typen der im Einsatz befindlichen Kondensatableiter zu ermitteln und zu überprüfen, wie sie für bestimmte Bedingungen ausgewählt wurden, wurden Untersuchungen einschließlich Testprogrammen durchgeführt. Schon die ersten Ergebnisse machten einen deprimierenden Eindruck.
Eine Untersuchung von 415 Kondensatableitern in einer Anlage ergab, dass 19 % fehlerhaft waren und 63 % sich für bestimmte Bedingungen als ungeeignet erwiesen.

Bei einer Untersuchung von 132 Kondensatableitern an Dampfverteilungsleitungen waren 42 % fehlerhaft.
Auch die Überwachung der Lebensdauer von Kondensatableitern begann im Jahr 1980 und dauert bis heute an.

Die tatsächliche durchschnittliche Lebensdauer verschiedener Arten von Kondensatableitern ist in Tabelle 1 angegeben.
Tisch 1. Durchschnittliche Lebensdauer verschiedener Arten von Kondensatableitern

Art der Kondensatableiter Lebensdauer in Anlagen mit unterschiedlichen Dampfdrücken
Hoch 45 kg/cm2 Mittel 14 kg/cm2 Niedrig 2,1 kg/cm2
1. Thermodynamisch 10-12 m-tsev 12 m-tsev 5-7 Jahre
2. Schwimmerventile mit Thermostat *) entfällt. 1–6 Schüler, 9 Schüler – 4 Jahre
3. Mit umgestürztem Glas 18 m-tsev 5 - 7 Jahre alt 12 - 15 Jahre alt
4. Thermostatisch entladen, nicht anwendbar. 6 Monate - 5 - 7 Jahre alt
5. Thermobimetall *) 3 - 12 Monate 2 - 3 Jahre 7 - 10 Jahre

*) - je nach Modell und Hersteller.

Um die energiesparenden Eigenschaften verschiedener Arten von Kondensatableitern zu ermitteln, wurden Dampfleckagetests auf Prüfständen in den Laboren zweier Hersteller durchgeführt. Die Tests wurden unter Laborbedingungen durchgeführt: in einem Raum mit einer Lufttemperatur von 20 °C. Der Wärmeverlust des Kondensatableiterkörpers wurde nicht gemessen. Die Testkondensatbelastung betrug 10 - 20 kg/Stunde, was nahe an den charakteristischen Belastungen von Dampfrohrleitungen liegt.

Das interessanteste Ergebnis war, dass thermodynamische Kondensatableiter (die am weitesten verbreiteten Allzweck-Kondensatableiter) hinsichtlich der Energieeffizienz am schlechtesten sind und im Vergleich zu Kondensatableitern mit umgekehrtem Behälter eine viel kürzere Lebensdauer haben.

Bei diesen Tests wurde außerdem festgestellt, dass mechanische Kondensatableiter (d. h. umgekehrte Trommel und Schwimmer) sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Kondensatdurchflussraten eine vollständige Entfernung des Kondensats aus den Dampfhohlräumen ermöglichen, während thermostatische Kondensatableiter dazu neigen, sich mit zunehmender Belastung in diesen Hohlräumen Kondensat anzusammeln . Darüber hinaus neigen Thermobimetall-Kondensatableiter dazu, unregelmäßig zu funktionieren. Daher enthält der überarbeitete Leitfaden zur Auswahl von Kondensatableitern eine aktualisierte Tabelle zur Auswahl von Kondensatableitern.

Kondensatableiter mit umgekehrtem Glas
Verwendung als Haupttyp für die Entwässerung von Prozessanlagen und Dampfleitungen, d. h. in allen Fällen, in denen es zu keiner Kondensation im Dampfhohlraum kommen soll.

Schwimmer-Kondensatableiter mit Entlüftungsthermostat
Verwendung für Prozessgeräte, insbesondere zur Temperaturregelung, in Systemen mit Dampfdrücken unter 3,5 kg/cm2 oder wenn der Einsatz von Schwimmerableitern die Freisetzung erheblicher Luftmengen nicht zulässt.
Thermostatische, unbelastete Kondensatableiter
Einsatz auf unkritischen Dampfsatelliten und Heizsystemen.

Thermostatische Bimetall-Kondensatableiter
Einsatz bei niedrigen Temperaturen oder als Abtauschutz an Dampfsatelliten oder Heizsystemen. Empfohlene Modelle müssen angepasst werden, um die Nutzung der Kondensatwärme zu maximieren oder eine Überhitzung des erhitzten Produkts zu verhindern. Karosserieteile müssen vollständig aus Edelstahl bestehen.

Thermodynamische Kondensatableiter
Die begrenzte Verwendung ist für die Entwässerung von Hauptdampfleitungen und Dampfsatelliten bei Dampfdrücken bis zu 17 kg/cm2 als erzwungene Alternative zu Kondensatableitern mit umgekehrtem Schwimmer sowie für den sofortigen Austausch bei Reparaturen bei höheren Drücken zulässig, wenn entsprechende Erfahrungen vorliegen Ihr Einsatz unter diesen Bedingungen hat gezeigt, dass sie zufriedenstellend funktionieren können. Aufgrund ihrer schlechten Energiespareigenschaften und relativ kurzen Lebensdauer ist ihr Einsatz nicht zu empfehlen. (In den Werken Huddersfield und Grangemouth nicht erlaubt.)

Kondensatableiter-Turnier im Shell-Werk – Kanada
Man könnte es ein großes internationales Ausscheidungsrennen, die Dampffallenolympiade oder ein Energiesparturnier nennen. Der Wettbewerb umfasste fast die ganze Welt und dauerte 10 Jahre. Der Gewinner war das Shell-Werk in Kanada im Raum Montreal. Der Preis beträgt 1 Million US-Dollar an Dampfenergieeinsparungen pro Jahr.

Der Wettbewerb begann Mitte der 70er Jahre, kurz nach der Verkündung des Ölembargos. Die Kosten für die Dampfproduktion im Shell-Werk schwankten zu Beginn dieses Jahrzehnts zwischen 40 und 50 Cent pro 1.000 Pfund Dampf (0,9 bis 1,1 US-Dollar pro Tonne). Nachdem sich die Kosten für Dampf innerhalb eines Jahres verdoppelt hatten, wurde klar, dass etwas getan werden musste.

Die Shell-Raffinerie im Raum Montreal ist die größte der fünf Shell-Raffinerien in Kanada. Die Anlage betrieb mehr als ein Dutzend Dampfkessel mit einer Kapazität von 60 bis 190.000 Pfund Dampf pro Stunde (27 bis 86 Tonnen/Stunde). Mehr als 4.000 Kondensatableiter wurden in Dampf- und Kondensatanlagen eingebaut. Dieser Hintergrund ist wichtig, da die Werksleitung 1975 beschloss, den Energieverbrauch unter dem Gesichtspunkt der Kostensenkung zu betrachten. Im Rahmen eines umfassenden Programms gehörte auch die Reduzierung des Dampfverbrauchs dazu, das Ziel zu erreichen, den Energieverbrauch des Werks bis Ende 1985 um 30 % zu senken.
Im Juli 1975 wurde eine Untersuchung aller in dieser Raffinerie installierten Kondensatableiter durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass es sich überwiegend um Bimetall-Kondensatableiter handelte, und die Buchhaltungsdaten zeigten, dass zwischen 1973 und 1975 durchschnittlich 1.500 neue Kondensatableiter pro Jahr angeschafft wurden.

Erste Etappe des Ausscheidungsrennens
Es wurde beschlossen, umfangreiche Tests verschiedener Arten von Kondensatableitern unter ähnlichen Bedingungen durchzuführen. Zum Zeitpunkt der Untersuchung betrug die Anzahl der Armstrong-Kondensatableiter im Werk weniger als 2 %, und es waren etwa ein Dutzend Typen und Modelle im Einsatz.

Das Shell-Werk testete etwa 900 Kondensatableiter, jeweils 100 von 9 Modellen, die von 6 verschiedenen Unternehmen hergestellt wurden. Zu den getesteten Typen gehörten Umkehrschwimmerableiter, thermodynamische Ableiter, Bimetallableiter und andere thermostatische Ableiter, die in den USA, Kanada und auf der anderen Seite des Großen Teichs hergestellt wurden.

Diese Kondensatableiter wurden in verschiedenen Dampfdruck- und Niederdruckdampfsystemen mit 14 und 7 kg/cm2 installiert und genau überwacht. Die Kriterien für die Bewertung von Kondensatableitern waren vorübergehender Dampfverlust und Ausfallrate.

Manche Kondensatableiter versagten bereits nach wenigen Monaten, andere hielten länger.

Aufgrund eines Ausfalls entfernte Kondensatableiter wurden gruppiert und erneut getestet, um für jedes Modell einen Wert für die Zeit bis zum Ausfall zu erhalten.

Basierend auf den Ergebnissen dieser zweijährigen Tests wurde festgestellt, dass einer der thermodynamischen Kondensatableiter und die umgekehrten Ableiter aus Edelstahl Armstrong Modell 1811 das größte Potenzial aufwiesen.

Shell-Lösung – gehen Sie mit dem Gewinner
In den 60er Jahren wurden thermobimetallische Kondensatableiter als Standard für das Shell-Werk übernommen, es stellte sich jedoch heraus, dass ihre Ausfallrate 20 ... 27 % pro Jahr betrug. Nach der ersten Testphase änderte Shell seinen Standard zugunsten der beiden Arten von Kondensatableitern, die in der ersten Phase des „Knockout-Rennens“ als Sieger hervorgingen.

1977 beschloss die Shell-Werksverwaltung gemeinsam mit der Arbeitsgruppe Energie, den technischen Stand des gesamten Dampf-Kondensat-Systems zu verbessern und 4.200 Kondensatableiter zu ersetzen. Die Hälfte der neu installierten Kondensatableiter waren Kondensatableiter des Modells 1811 von Armstrong, die andere Hälfte waren thermodynamische Kondensatableiter eines anderen Unternehmens. Shell behielt nur diese beiden Typen als Standard bei und entfernte alle anderen Kondensatableiter aus den kundenspezifischen Spezifikationen und dem Lagerbestand. Das Wartungspersonal konnte defekte Kondensatableiter nur durch einen dieser beiden als Reserve verfügbaren Typen ersetzen.

Es wurde erneut eine umfassende Überwachung der Funktionsfähigkeit jedes Modells organisiert.

Die Zahl der Ablehnungen sank auf 3...5 %. Die Ausfallrate von 2.100 Kondensatableitern mit umgestürztem Glas von Armstrong lag in den letzten 6 Jahren bei etwa 1,8 %. Damit lag die Ausfallrate des Konkurrenzmodells – thermodynamische Kondensatableiter – deutlich über dem Durchschnittswert von 3 – 5 % (ca. 6,2 %).

Die nächste Entscheidung der Verwaltung im Jahr 1984 war die Entscheidung, standardmäßig nur Kondensatableiter mit umgekehrtem Becher zu verwenden.

Ausschlaggebend für die Entscheidung war die lange Lebensdauer dieses Kondensatableitertyps sowie ein neues Feature in Form eines universellen Anschlussadapters beim Modell 2011, der den Einbau des Kondensatableiters in jedem Winkel relativ zu ermöglicht die Achse der Rohrleitung. Wenn die verbleibenden thermodynamischen Kondensatableiter ausfallen, wird Shell sie durch Kondensatableiter mit umgekehrtem Behälter ersetzen. Diese Modelle sind mit fast allen Dampfsatelliten sowie anderen Geräten von Dampfsystemen ausgestattet, die sowohl mit Niederdruckdampf als auch mit Dampf von 14 kg/cm2 betrieben werden.

Der Aufwand zahlt sich aus
Roy Gunnes, Leiter des Energieteams der Shell-Raffinerie in Montreal, berichtet, dass die Ergebnisse den Aufwand mehr als gerechtfertigt hätten. Er sagte: „In den letzten sieben Jahren ist der Dampfverbrauch von 24 Millionen Pfund pro Tag auf 15 Millionen Pfund gesunken“ (von 15.900 t/d auf 6.800 t/d).

Das von Shell für einen Zeitraum von 10 Jahren (1975 – 1985) festgelegte Ziel bestand darin, den Energieverbrauch auf 30 % zu senken. Die tatsächliche Reduzierung des Dampfverbrauchs für 1984 übertraf das gesetzte Ziel und betrug 35,2 % gegenüber dem Basisjahr 1972.

Durch Maßnahmen zur Reduzierung des Dampfverbrauchs konnte die Raffinerie von 1978 bis 1984 mehr als 20 Millionen US-Dollar einsparen. Einsparungen wurden sowohl durch die Modernisierung und Automatisierung der Technik als auch durch das verabschiedete Programm für Kondensatableiter erzielt. Seit Beginn der Arbeiten an Kondensatableitern sind die Kosten für Dampf um das 13-fache gestiegen. Gleichzeitig stieg auch das Produktionsvolumen im Werk.

Roy Gunnes berichtet, dass diese Maßnahmen die Stilllegung von 8 kleinen Dampfkesseln mit einer Kapazität von jeweils 60.000 Pfund Dampf pro Stunde (ca. 27 t/Stunde) ermöglichten. Er gab außerdem an, dass die Rotationsantriebe einiger Geräte aufgrund der steigenden Kosten für Dampf durch Elektroantriebe ersetzt worden seien. „Bei den Kondensatableitern wurden die meisten Einsparungen durch ständige Überwachung erzielt“, sagte R. Gannes.
Diese Raffinerie verwendet eine Grenzkraftstoffkostenformel, die alle Arten von Energie in eine Standardform bringen kann.

Dies ist als Liquid Fuel Equivalent Barrel Formula bekannt.

Die durch das Kondensatableiterprogramm eingesparte Energie beläuft sich auf etwa 1 Million US-Dollar pro Jahr.

Nach abschließender Berücksichtigung der Kosten für neue Kondensatableiter und der Kosten für deren Installation im Rahmen des gesamten Programms stellte sich heraus, dass die Amortisationszeit für das ausgegebene Geld fast 6 Monate betrug. Mit anderen Worten: Das Arbeitsprogramm zum Austausch und zur Standardisierung von Kondensatableitern sorgte dafür, dass sich die dafür aufgewendeten Mittel in weniger als sechs Monaten amortisierten.

Effektive Aktivitäten der Energiespargruppe
Die Verantwortung für die mindestens zweimal jährliche Überprüfung aller Kondensatableiter liegt bei zwei leitenden technischen Spezialisten der Energieeinsparungsgruppe.

Defekte Kondensatabscheider werden mit einem Etikett versehen und eine Meldung darüber an den Versanddienst gesendet. Reparaturbetriebe erhalten von ihr zusammen mit einem Arbeitsauftrag den genauen Standort dieser Kondensatableiter.
Jeder demontierte Kondensatableiter wird mit Angabe des Grundes protokolliert.

Fällt ein Kondensatableiter innerhalb der 3-jährigen Garantiezeit aus, wird er zur Untersuchung und gegebenenfalls Erstattung an den Hersteller zurückgesandt.

ZU Kondensatableiter sind in den Lagerbeständen auf dem Vormarsch
Shell ist in der Lage, die durchschnittliche Anzahl von Ausfällen empirisch zu ermitteln und den Bestand an Kondensatableitern auf dem erforderlichen Niveau zu halten. In der Vergangenheit kaufte Shell monatlich Kondensatableiter. Jetzt weiß Shell aus Erfahrung, wie viele Ausfälle es gibt, prognostiziert den jährlichen Bedarf im Voraus und tätigt einmal im Jahr Einkäufe. Shell stellt außerdem sicher, dass der erforderliche Bestand aufrechterhalten wird. Da die Raffinerie ständig an neuen Projekten arbeitet, werden bei Bedarf Kondensatableiter für diese Projekte direkt aus dem Lager entnommen. R. Gannes berichtet, dass das Werk günstigere Rabatte genießen kann, da es eine beträchtliche Anzahl von Kondensatableitern auf einmal kauft und seine eigenen Lagerbestände reguliert.
Anschließend schätzte er, dass die Kosten für Kondensatableiter mit den Arbeitskosten für deren Installation und Wartung im System vergleichbar seien. Die Bezahlung von Arbeitskräften ist teuer. Möglicherweise habe sich das Werk deshalb für das Modell 2011 von Armstrong entschieden, sagt R. Gannes. Aufgrund ihrer langen Lebensdauer müssen sie nicht mehr so ​​oft ausgetauscht werden wie zuvor.

Trainiere, um zu gewinnen
Erfahrung und Ausbildung sind für die Mitglieder der Arbeitsgruppe Energieeinsparung von entscheidender Bedeutung. Leitende Techniker wie Alain Laplante und Yvon Cyr arbeiten seit vielen Jahren im Shell-Werk. Es ist klar geworden, dass der Mensch der Schlüssel zur Gewährleistung eines wirksamen Energiesparprogramms ist. Diese leitenden Techniker kennen die Anlage und alle, die dort arbeiten.

Beides ist für den Erfolg des Programms von entscheidender Bedeutung. Alle Teammitglieder haben an den Energiesparseminaren von Armstrong teilgenommen und nutzen jede zusätzliche Gelegenheit, ihr Wissen über Kondensatableiter und Kondensatableiter zu erweitern.
Das Shell-Werk verfügt über ein Rotationsprogramm, sodass die Mitglieder des Energiesparteams lange genug im Team bleiben, um Einfluss zu gewinnen, aber nicht so lange, dass Selbstgefälligkeit entsteht. Diese Rotation erleichtert das Eindringen neuer Ideen in das Energiesparprogramm. In der Zeit, die seit der Erstellung dieses Artikels vergangen ist, wurde J. Beauchamp zum Leiter der Arbeitsgruppe Energieeinsparung ernannt und ersetzte R. Gannes.

Ansehen gewinnt man durch Erfolg
Im Gunnes-Bericht heißt es, dass das Energiesparprogramm gut sichtbar ist und das Ansehen der Teammitglieder auf allen Ebenen der Organisation hoch ist. Zweimal im Jahr erstellt die Gruppe einen Bericht über die Ergebnisse des Programms und Vorschläge für neue Projekte und legt ihn der Verwaltung vor.

Ratschläge von Profis
Auf die Frage, welchen Rat man anderen Unternehmen geben kann, die über die Einführung eines Energiesparprogramms nachdenken, antwortet R. Gannes:
„Holen Sie sich Unterstützung vom Management. Ohne dies verlieren alle geplanten Maßnahmen ihren verbindlichen Charakter. Das Management erwartet Ergebnisse, und wenn Investitionen in Dampfeinsparungsmaßnahmen zu erheblichen Einsparungen führen, werden viele Menschen Ihre Unterstützer werden.

Es ist sehr wichtig, dass geeignete Personen ausgewählt werden, die die Arbeit des Programms organisieren. Diese Menschen sollten nicht nur vom Management, sondern auch von Bedienern, Vorarbeitern und Reparaturarbeitern respektiert werden.“
Gunnes kommt zu dem Schluss, dass es ohne das Engagement des Shell-Werksmanagements und die Unterstützung seiner Mitarbeiter nicht möglich gewesen wäre, alle genannten Tests durchzuführen, mehr als 4.000 Kondensatableiter zu ersetzen und mehr als 1 Million US-Dollar pro Jahr an Mitteln für die Dampfproduktion einzusparen .

REFERENZ
(über die Shell-Ölraffinerie – Montreal East).
Die im Raum Montreal gelegene Shell-Raffinerie wurde 1932 gegründet und 1933 mit einer Kapazität von etwa 5.000 Barrel Rohöl pro Tag (ca. 800 m3/Tag) in Produktion genommen.

Die Mitarbeiterzahl betrug damals 75 Personen. Im Jahr 1985 beschäftigte das Werk etwa 700 Mitarbeiter und die Produktionskapazität war auf 120.000 Barrel pro Tag (19.080 m3/Tag) gestiegen.
In den letzten Jahrzehnten wurde das Werk kontinuierlich erweitert. Zu den Produkten dieser modernen Anlage gehören Benzin, Schmieröle und eine breite Palette anderer raffinierter Erdölprodukte. Diese Anlage ist die größte der fünf Shell-Raffinerien in Kanada und eine der größten Raffinerien im Osten Kanadas.

Wasser für die Dampferzeugung wird dem Sankt-Lorenz-Strom entnommen. Die Dampferzeugung macht 30 bis 35 % der gesamten Energiekosten aus. Während der Wintermonate beträgt der Dampfverbrauch 740.000 lb/h (335,7 t/h) und sinkt in den Sommermonaten auf 560.000 lb/h (253,7 t/h). Die Hauptdampfmenge wird von vier Hochdruckkesseln (600 psi = 42 kg/cm2) und einem Abhitzekessel (200 psi = 14 kg/cm2) erzeugt. Es gibt auch mehrere kleine Abhitzekessel. Täglich werden durchschnittlich 15,2 Millionen Pfund Dampf (ca. 6.900 Tonnen/Tag) produziert, was deutlich weniger ist als die 24 Millionen Pfund (ca. 10.890 Tonnen/Tag) im Jahr 1977.

Die Zellstoff- und Papierfabrik Weyerheuser erwirtschaftet durch ihr Dampfenergiemanagementprogramm jährlich fast 1 Million US-Dollar. Der globale Wettbewerb erfordert eine sorgfältige Planung und Steuerung der Produktion, doch davon sind die Mitarbeiter der Weyerheuser-Zellstoff- und Papierfabrik in Plymouth, North Carolina, nicht überzeugt. Durch die Untersuchung aller Aspekte des Betriebs ihrer Anlage konnten sie die Kosten durch die Implementierung eines umfassenden Dampfenergiemanagementprogramms um fast 1 Million US-Dollar pro Jahr senken.

Die riesige Anlage, die seit den frühen 1930er Jahren in Betrieb war, wurde 1960 von der Firma Weyerheuser gekauft. Obwohl das Endprodukt – Papier – im Laufe der Jahre keine grundlegenden Veränderungen erfahren hat, wurde seine Produktionstechnologie erheblich modernisiert.
Das Werk in Plymouth produziert Feinpapier sowie mittelschweres Papier, Flauschpapier und Linerboard. Derzeit sorgen 5 Papiermaschinen und 5 Zellstoffproduktionshallen für eine durchschnittliche Produktion von 2.300 Tonnen Produkten pro Arbeitstag.

Im Durchschnitt produziert die Anlage 1,95 Millionen Pfund Dampf pro Stunde (884,5 Tonnen pro Stunde), wovon 90 % in der Technologie verwendet werden. Da die Dampfproduktion so groß ist, können selbst relativ kleine Fehler, wie beispielsweise ein an einer Hochdruckdampfleitung installierter Kondensatableiter, die Verluste schnell erhöhen.

Autarkes Energieversorgungssystem
Die Anlage produziert selbstständig Dampf und Strom für Technik und Heizung. Ungenutzte Energie aus der Anlage wird an das örtliche Energieversorgungsunternehmen geliefert.

Die Anlage betreibt 4 Dampfkessel. Dampf wird von zwei Holzabfallkesseln erzeugt (Druck 1.275 psi = 90 kg/cm2); ein Mischbrennstoffkessel (Druck 650 psi = 45 kg/cm2) und ein Abhitzekessel (Druck 875 psi = 62 kg/cm2). Diese Kessel verbrennen Kohle, Holzabfälle und Schwarzlauge, ein Nebenprodukt der Zellstoffproduktion. Der maximale Dampfverbrauch tritt im Winter auf, wenn 2,3 Millionen Pfund Dampf pro Stunde (1.043 Tonnen pro Stunde) produziert werden.
Das Werk in Plymouth betreibt etwa 1.250 Kondensatableiter. Kondensatableiter des Modells 411G von Armstrong werden zur Entwässerung der Hauptdampfleitungen (Druck 650 psi = 45 kg/cm2) und zur Entwässerung von Dampfleitungen mit niedrigerem Druck (150 psi = 10,5 kg/cm2) verwendet, die Papiertrockner und andere Prozessgeräte mit Dampf versorgen . Ausrüstung - verschiedene Modelle von Kondensatabscheidern der Armstrong 800-Serie.

Das Dampfkondensatsystem des Unternehmens hatte für das Wartungspersonal mehrere Jahre lang keine Priorität. Mangelndes Bewusstsein für das Einsparpotenzial eines ordnungsgemäß verwalteten Systems, gepaart mit einer starken Volkswirtschaft, lenkte die Aufmerksamkeit auf andere Bedürfnisse.

„Allerdings“, erklärt Billy Kasper, Weyerheuser Equipment Operations Supervisor, „änderte sich das alles Anfang der 1980er Jahre, als unser Unternehmen mit der Hilfe von Armstrong begann, nach Möglichkeiten zu suchen, die Managementeffizienz des Dampf-Kondensat-Systems zu verbessern.“

Durch die Identifizierung von Verlustquellen können neue Chancen gefunden werden
„Obwohl das Energiemanagement ein wichtiger Teil des Betriebs sein sollte, kam die Idee, auf Energieeinsparung umzusteigen, die als Ergebnis des Kondensatableiter-Wartungsprogramms entstand, vor etwa sechs Jahren auf“, sagt B. Kasper.

Parallel dazu wurde ein internes Energieaudit durchgeführt. „Als dieser Bericht unserem Betriebsleiter vorgelegt wurde, stellte er fest, dass unsere Energiekosten pro Tonne deutlich verbessert werden könnten“, fährt Kasper fort.

Eine der im Bericht identifizierten Möglichkeiten zur Kostensenkung bezog sich auf den Verlust von Flugdampf. Ein Energieaudit ergab, dass etwa 60 % der 1.000 in der Anlage installierten thermodynamischen Kondensatableiter undicht waren oder einen ungehinderten Dampffluss ermöglichten. Da an Hochdruckdampfleitungen eine große Zahl von Ausfällen von Kondensatableitern beobachtet wurde, waren die Energieverluste deutlich spürbar.

Um die durch Lecks und Dampflecks verursachten Probleme zu beseitigen, entschied sich Weyerheuser dafür, die störungsanfälligen thermodynamischen Kondensatableiter durch Armstrong-Kondensatableiter mit umgekehrtem Schwimmer zu ersetzen. Diese Armstrong-Kondensatableiter waren ideal für die rauen Betriebsbedingungen in der Anlage, bei denen sich Verunreinigungen und andere Verunreinigungen schnell in den Dampfleitungen ansammelten. „Wir haben bestätigt, dass die Konstruktion der Armstrong-Kondensatableiter mit umgekehrtem Schwimmer eine gute Wartbarkeit und hohe Zuverlässigkeit bietet“, bemerkt B. Kasper.

Wissen ist der Schlüssel
Schon früh wurde erkannt, dass das für die Gerätewartung verantwortliche Personal einer Schulung bedarf. Darüber hinaus hielt es B. Kasper für logisch, eine Person zu benennen, die für die Umsetzung des Wartungs- und Reparaturprogramms für Kondensatableiter verantwortlich ist. Er erklärte, dass die Wahl nicht schwer zu treffen sei.

„Randy Hardison, ein Spezialist mit 23 Jahren Erfahrung bei Weyerheuser, hatte die nötige Energie und Begeisterung für diese Art von Arbeit. Darüber hinaus ist er tatsächlich reif für diese Aufgabe. Tatsächlich ist ein großer Teil des Erfolgs, den wir im Rahmen unseres Kondensatableiterprogramms erzielt haben, auf Randys Initiative zurückzuführen.“
Während der kürzlich beförderte Kondensatableitermechaniker R. Hardison an einem Armstrong-Seminar zum Thema Dampfenergieeinsparung teilnahm, veranstaltete ein lokaler Armstrong-Vertreter ein zweiwöchiges Schulungsprogramm für etwa ein Viertel der 460 Mitarbeiter der Wartungsabteilung in Plymouth.

Die Wartungs- und Reparaturabteilung gilt, wie B. Kasper erklärt, als äußerst wichtige Abteilung des Werks. „Aufgrund der kontinuierlichen Produktion in unserem Werk sind Wartung und Reparaturen von entscheidender Bedeutung, um einen profitablen Betrieb sicherzustellen. Wir haben gespürt, wie wichtig es ist, dass sich möglichst viele unserer Mitarbeiter beim Kondensatableiter-Seminar das nötige Wissen aneignen.“
Mittlerweile haben die Teilnehmer der Vertreterseminare zum Thema Dampfenergiemanagement dieses Wissen aktiv aufgegriffen. „Die Seminarteilnehmer wissen, dass jeder von ihnen vor der Aufgabe steht, zum Sparen beizutragen, und hier haben wir das Einsparpotenzial unserer eigenen Dampf- und Kondensatanlage erkannt“, bemerkt B. Kasper.

Mit neuen Erkenntnissen über die Funktionsweise der Kondensatableiter ihrer Anlage stellten sie als Erstes fest, dass viele der installierten Kondensatableiter falsch dimensioniert waren. Die Kondensatrückführungsrohre hatten einen zu kleinen Durchmesser, was zu einem hohen Aufwand für deren Austausch führte. Viele Kondensatableiter wurden an schwer zugänglichen Stellen installiert. „Ich denke“, bemerkt R. Hardison, „sie sollten zugänglich sein, damit jeder sowohl die Fallen als auch das gesamte System überprüfen und testen kann.“

Eine Verbesserung der Buchhaltung hilft, Informationen zu sparen.
Als im März 1987 das große Inspektions- und Reparaturprogramm für Kondensatableiter begann, wurde das alte Korrektursystem für Wartungsaufzeichnungen auf ein Computersystem umgestellt. Die führende Rolle bei der Umgestaltung des Systems übernahm R. Hardison, dem die Verantwortung für dessen Modernisierung übertragen wurde.

„Die große Anzahl an Kondensatableitern in unserer Anlage brachte uns auf die Idee, diese Informationen zur Vereinfachung der Buchhaltung in den Computer einzugeben. Darüber hinaus waren wir von der Wirksamkeit und Einfachheit des vorbeugenden Wartungsprogramms von Armstrong beeindruckt“, bemerkt R. Hardison.

Als Fortschrittsberichte zum Weyerhaeuser-Kondensatableiterprogramm auftauchten, zeichneten sich erste Kosteneinsparungen ab. „Wir haben festgestellt, dass sich unser Kondensatableiterprogramm amortisiert“, erklärt R. Hardison. „Die Kondensatrückführung stieg von 50 auf 63 %. Wir arbeiten jetzt mit 4 Dampfkesseln statt wie noch vor drei Jahren mit 11. Außerdem erhalten wir jetzt 3 % mehr Kondensat aus dem gesamten Anlagensystem als zuvor.“
Um Zeit zu sparen und die Produktivität zu steigern, baute Randy Hardison einen normalen Fabriklastwagen in ein spezielles Wartungs- und Reparaturfahrzeug für Kondensatableiter um.

„Energiebändiger“ sind wichtige Verbündete.
Am Dampfenergiemanagement sind nicht nur Wartungsmitarbeiter beteiligt. Durch das Aufkommen von „Energiebändigern“ sind auch andere Arbeitnehmer auf die Bedeutung des Energiesparens aufmerksam geworden. „Immer wenn jemand ein Dampfleck bemerkt, kontaktiert er mich und wir stellen ein Komitee aus Energiebändigern zusammen“, erklärt R. Hardison. „Die Bewegung der „Energiebändiger“ entstand vor einigen Jahren in einem anderen Weyerheuser-Werk, wurde hier aber bereits aufgegriffen. Bei diesen Treffen werde ich normalerweise über die Funktionsweise des Dampf-/Kondensatsystems und die Prüfung von Kondensatableitern sprechen und dem Ausschuss bei der Lösung von Problemen im Zusammenhang mit Dampflecks helfen.“

Zusätzlich zur Leitung der Sitzungen des Energy Tamer-Komitees organisierte Hardison eine Reihe seiner eigenen Seminare mit dem Titel „Let's Talk Steam Traps“. Alle paar Monate treffen sich etwa 25 bis 35 Arbeiter zu seinen einstündigen Schulungsseminaren in der Mittagspause. Bei diesen Lunch-and-Lunch-Seminaren, die für alle Anlagenmitarbeiter obligatorisch sind, gibt Hardison einen Überblick über die Funktionsweise von Kondensatableitern. Alle Seminarteilnehmer erhalten eine spezielle Teilnehmerkappe sowie eine Kopie der Originalkomödie von R. Hardison, die für eine angenehme Überraschung sorgt.

Die vorrangige Aufmerksamkeit spiegelt sich in den Finanzergebnissen wider.
Inspektor der Wartungs- und Reparaturabteilung B. Kasper glaubt:
„Ich kann jedem, der sich mit der Bewirtschaftung von Dampf-Kondensat-Anlagen beschäftigt, Folgendes raten:

Übertragen Sie zunächst einer Person die vollständige Verantwortung für die Wartung und Reparatur des Kondensatableiters und stellen Sie sicher, dass diese Verantwortung für sie oberste Priorität hat.
- Zweitens: Stellen Sie der Person die entsprechende Schulung, Werkzeuge und Ausrüstung zur Verfügung.
In unserem Fall werden diese Regeln eingehalten und wir erzielen dank einer erneuerten Einstellung zum Dampfenergiemanagement eine Steigerung des Jahresgewinns des Unternehmens. „Natürlich“, fügt B. Kasper gleich hinzu, „ist Wissen der Schlüsselfaktor für die Gewinnsteigerung.“ Wenn Sie wissen, wo Ihr Dampf- und Kondensatsystem möglicherweise Geld verliert, können Sie die verschiedenen Möglichkeiten verstehen, wie Sie Dampfsparprogramme implementieren können. Und Armstrong hat bewiesen, dass es ein zuverlässiger Partner ist, der die Produkte und das Wissen liefert, die wir brauchen.“

Http://www.energycontrol.spb.ru/Appek.nsf/(sitetree)/DEEA11C767B81A7EC325708B004A90E9?OpenDocument

Eine der Hauptaufgaben bei der Auslegung von Dampf-Kondensat-Systemen ist die korrekte Organisation der Kondensatableitung. Das Vorhandensein von Kondensat in Dampfsystemen führt zu Wasserschlägen, einem Rückgang der Wärmeleistung und einer Verschlechterung der Qualität des den Verbrauchern zugeführten Dampfes. Darüber hinaus führt Nassdampf zu vorzeitiger Korrosion von Rohrleitungen und zum Ausfall von Regel- und Absperrventilen. Um Kondensat aus Dampfleitungen zu entfernen, werden spezielle Geräte genannt Kondensatableiter. Es gibt verschiedene Arten von Kondensatableitern, deren Auswahl von den individuellen Eigenschaften des Abschnitts der Dampfleitung oder der Art der Wärmetauscherausrüstung abhängt, auf der sie installiert sind. Der Kondensatabscheider muss den Durchtritt des Kondensats ermöglichen und gleichzeitig verhindern, dass durchströmender Dampf in die Kondensatrücklaufleitung gelangt.

Kondensatableiter können in drei Gruppen eingeteilt werden: mechanisch, thermostatisch und thermodynamisch.

Mechanische Kondensatableiter Das Funktionsprinzip solcher Kondensatfallen basiert auf dem Dichteunterschied von Flüssigkeit (Kondensat) und Gas (in diesem Fall Dampf). Hier sind die folgenden zwei Arten von mechanischen Kondensatableitern:

Schwimmer-Kondensatableiter mit Kugelschwimmer. Der gebräuchlichste Typ mechanischer Kondensatableiter ist der Schwimmertyp mit kugelförmigem Schwimmer. Dieser Kondensatabscheider verfügt über eine hohe Durchsatzleistung. Entfernt Kondenswasser sofort nach der Bildung. Enthält ein eingebautes Bimetall-Entlüftungsventil. Innenteile bestehen aus Edelstahl. Ist kein Kondensat vorhanden, wird der Schwimmer abgesenkt und das Ventil geschlossen. Wenn Kondensat in die Schwimmerkammer gelangt, beginnt der Schwimmer zu schwimmen und öffnet das Ventil, das das Kondensat ablässt. Wenn Dampf eindringt, sinkt der Kondensatspiegel und der Schwimmer bewegt sich nach unten, wodurch das Auslassventil geschlossen wird. Diese Art von Kondensatableiter wird zum Entfernen von Kondensat aus Heizungen, Wärmetauschern, Trocknern, Fermentern und anderen Geräten in beheizten Räumen empfohlen. Anfällig für Frost.

Schwimmer-Kondensatableiter mit umgestürztem Glas. Dieser Kondensatableiter arbeitet zyklisch. Für den normalen Betrieb muss die Wassersperre gefüllt sein. Ist kein Kondensat vorhanden, wird der Schwimmer abgesenkt und das Ventil geöffnet. In das Gehäuse eintretendes Kondensat tritt über das Auslassventil in die Kondensatleitung aus. Wenn Dampf in den Raum unter dem Schwimmer eindringt, schwimmt der Schwimmer und schließt das Auslassventil. Nachdem der Dampf kondensiert ist, senkt sich der Schwimmer und öffnet das Auslassventil. Anfällig für Frost.

Thermostatische Kondensatableiter Das Funktionsprinzip dieser Kondensatableiter basiert auf der Temperaturdifferenz zwischen Dampf und Kondensat. Hier sind die folgenden zwei Arten von thermostatischen Kondensatableitern:

Kapsel-Kondensatableiter. Als Absperrventil dient eine Thermostatkapsel. Dieser Kondensatableiter lässt Kondensat und Luft durch und verhindert so den Durchtritt von Dampf. Kann als automatischer Entlüfter in Dampfsystemen verwendet werden. Durch den Einsatz unterschiedlicher Thermostattypen ist es möglich, einen Kondensatableiter so zu wählen, dass das Kondensat gekühlt abgeführt wird. Empfohlen zum Entleeren von Dampfleitungen in beheizten Räumen sowie für Kocher, Sterilisatoren und andere Wärmetauschergeräte.

Bimetall-Kondensatableiter. Als Absperrorgan dient ein Bimetallventil. Dieser Kondensatabscheider ermöglicht wie der Kapselabscheider den Durchtritt von Kondensat und Luft und verhindert so den Durchtritt von Dampf. Kann als automatischer Entlüfter in Dampfsystemen verwendet werden. Beständig gegen Minustemperaturen und Wasserschläge. Empfohlen zum Entleeren von Dampfleitungen im Freien sowie für Kocher, Sterilisatoren und andere Wärmetauschergeräte. Thermodynamische Kondensatableiter Das Funktionsprinzip dieser Kondensatableiter basiert auf der unterschiedlichen Geschwindigkeit des Dampf- und Kondensatdurchgangs im Spalt zwischen der Scheibe und dem Sitz. Beim Durchtritt von Kondensat ist die Geschwindigkeit niedrig und die Scheibe befindet sich in der oberen Position. Wenn Dampf in die Falle eintritt, erhöht sich die Geschwindigkeit, der statische Druck unter der Scheibe sinkt und die Scheibe fällt auf den Sitz. Der Dampf über der Scheibe hält die Scheibe dank der größeren Kontaktfläche in der geschlossenen Position. Wenn der Dampf kondensiert, nimmt der Druck über der Scheibe ab und die Scheibe steigt wieder an, wodurch das Kondensat hindurchströmen kann. Der thermodynamische Kondensatableiter ist von allen aufgeführten Typen der am wenigsten effiziente. Kann zum Entleeren von Dampfleitungen im Freien verwendet werden, wenn das Kondensat nicht zurückgeführt wird.

Auswahl eines Kondensatableiters Bei der Auswahl eines Kondensatableiters müssen folgende Faktoren berücksichtigt werden: - Es ist notwendig, sich zu entscheiden Art des Kondensatableiters. Die Wahl des Typs hängt vom Einbauort und der Art des Verbrauchers ab, hinter dem der Kondensatabscheider installiert wird. Die Wahl des Kondensatableitertyps wird von Dampfparametern und Systemmerkmalen beeinflusst: Laständerungen, zyklische Betriebsarten, Wasserschläge usw. - Der nächste Schritt ist Größenbestimmung. Der Durchmesser des Kondensatableiters wird auf der Grundlage des Durchsatzes des Kondensatableiters und des Druckabfalls darüber ausgewählt. In der Regel ergeben sich Schwierigkeiten bei der Bestimmung des Druckabfalls, da in der Regel keine Manometer an der Kondensatrücklaufleitung installiert sind. Daher ist es üblich, bei der Berechnung des Durchsatzes Sicherheitsfaktoren zu verwenden. Tabelle 1. Empfehlungen zur Auswahl von Kondensatableitern.

T. Gutsulyak, A. Kirilyuk

Aufgrund der stetig steigenden Kosten für Energieressourcen sind alle Industriezweige damit beschäftigt, nach alternativen Quellen zur Steigerung der Energieeffizienz zu suchen. Wasserdampf als Mittel zur Übertragung thermischer Energie erfreut sich immer größerer Beliebtheit

Neben Wärmetauschern spielen Kondensatfallen eine wichtige Rolle bei der effektiven Wärmegewinnung aus Dampf. Ihre Hauptaufgabe – dem Wasserdampf möglichst viel Wärme zu entziehen – ist recht schwierig und hängt nicht nur vom Vorhandensein der Kondensatfallen selbst im System ab, sondern auch davon, wie richtig sie ausgewählt sind. Um den richtigen Kondensatableiter für einen bestimmten Produktionsprozess auszuwählen, sind gute Kenntnisse und ein Verständnis der Funktionsprinzipien sowie der Besonderheiten der Verwendung von Dampf in diesem Prozess erforderlich.

Zweck von Kondensatableitern

Der Kondensatabscheider muss verhindern, dass der Wärmeübergangskoeffizient sinkt. Der Rückgang erfolgt durch Kondensatbildung am Dampfverbraucher oder in der Dampfleitung. Die Aufgabe dieser Ausrüstung besteht darin, Kondensat zu entfernen und gleichzeitig den „Flug“ und die Freisetzung von Dampf zu verhindern.

Dampf verliert die für Wärmeaustauschprozesse notwendige Wärme, gibt sie an die Wände der Rohrleitung ab und verwandelt sich in Kondensat. Wird er nicht umgeleitet, verschlechtert sich die „Qualität“ des Dampfes, es kommt zu Kavitation und Wasserschlägen. Die beste Option ist, wenn der Kondensatableiter in der Lage ist, Kondensat sowie Luft und andere nicht kondensierte Gase zu entfernen.

Es gibt keinen Einheitskondensatableiter, der für alle Anwendungen und Anwendungen geeignet ist. Alle Arten von Kondensatfallen unterscheiden sich in ihrem Funktionsprinzip, haben aber ihre eigenen Nachteile und Vorteile. Für eine bestimmte Dampf- und Kondensatanwendung gibt es immer eine bessere Lösung. Die Wahl des Kondensatableiters hängt davon ab
Temperatur, Druck und Menge des gebildeten Kondensats.

Reis. 1. Haupttypen:
a) - mechanisch (Schwimmer); b) - thermodynamisch; c) - thermostatisch

Es gibt drei grundsätzlich verschiedene Typen: mechanische, thermostatische und thermodynamische.

Funktionsprinzip mechanisch basierend auf dem Dichteunterschied zwischen Dampf und Kondensat. Das Ventil wird durch einen Kugelschwimmer oder einen umgekehrten Glasschwimmer betätigt. Mechanische Kondensatableiter sorgen für eine kontinuierliche Kondensatableitung bei Dampftemperatur, daher eignet sich dieser Gerätetyp gut für Wärmetauscher mit großen Wärmetauscherflächen und intensiver Bildung großer Kondensatmengen.

Thermostatische Kondensatableiter Bestimmen Sie den Temperaturunterschied zwischen Dampf und Kondensat. Das empfindliche Element und Stellglied ist in diesem Fall ein Thermostat. Bevor das Kondensat entfernt wird, muss es auf eine Temperatur unterhalb der Trockensattdampftemperatur abgekühlt werden.

Basierend auf dem Funktionsprinzip thermodynamischer Kondensatableiter liegt im Unterschied in der Geschwindigkeit des Dampf- und Kondensatdurchgangs im Spalt zwischen Scheibe und Sitz. Beim Durchtritt von Kondensat hebt sich aufgrund der geringen Geschwindigkeit die Scheibe und lässt das Kondensat durch. Wenn Dampf in den thermodynamischen Kondensatableiter eintritt, erhöht sich die Geschwindigkeit, wodurch der statische Druck abfällt und die Scheibe auf den Sitz abgesenkt wird. Der Dampf über der Scheibe hält die Scheibe aufgrund ihrer größeren Kontaktfläche in der geschlossenen Position. Wenn der Dampf kondensiert, sinkt der Druck über der Scheibe und die Scheibe beginnt wieder zu steigen, wodurch das Kondensat hindurchströmen kann.

Tabelle 1. Arten von Kondensatableitern

Tabelle 2. Vergleich von Kondensatableitern und ihren Typen

Auswahl eines Kondensatableiters

So wählen Sie den Nenndurchmesser des Kondensatableiters richtig aus Zuerst müssen Sie den Eingangsdruck ermitteln, siehe Abb. 3.

Wenn der Kondensatableiter nach einer dampfverbrauchenden Anlage installiert wird, ist der Eingangsdruck 15 % niedriger als der Druck am Eingang der Anlage.

Für eine ungefähre Berechnung des Gegendrucks gehen wir davon aus, dass jeder Meter Rohrleitungsanstieg einem Gegendruck von 0,11 bar entspricht.

Druckabfall = Eingangsdruck – Gegendruck.

Die Kondensatmenge kann anhand der technischen Dokumentation des Herstellers von Dampfverbrauchsgeräten unter Berücksichtigung des Sicherheitsfaktors für den Kondensatverbrauch berechnet werden. An den Frischdampfleitungen, in Wärmetauschern und ähnlichen Anlagen sollte die Durchsatzreserve auf das 2,5- bis 3-fache des berechneten Wertes eingestellt werden. In anderen Fällen ist die Reserve 1,5- bis 2-mal größer.

Nach der Berechnung des Sicherheitsfaktors für den Kondensatabfluss wird der Durchmesser der Kondensatfalle gemäß Diagramm ausgewählt
Durchsatz (siehe Abb. 2), der von der Herstelleranlage bereitgestellt wird.

Nachfolgend finden Sie als Beispiel die Durchsatzdiagramme des AYVAZ SK-51 (Daten und Empfehlungen von AIVAZ UKRAINE).

Reis. 2. Kapazitätsdiagramm von SK-51 (1/2"-3/4"-1")

Beispiel für die Verwendung eines Diagramms (siehe Abb. 2): Der Kondensatdurchsatz für den Kondensatablauf ist auf 180 kg/Stunde eingestellt.

Das Kondensat wird mit einem Druck von 6 bar und einem Gegendruck von 0,2 bar aus dem Wärmetauscher abgeführt. Druckabfall 6 - 0,2 = 5,8 bar.
Kondensatdurchfluss 180 x 3 = 540 kg/Stunde.
Sicherheitsfaktor: 3.

Um 540 kg/Stunde Kondensat bei einem Druckabfall von 5,8 bar abzuleiten, wählen wir entlang der mit der Zahl 10 gekennzeichneten blauen Linie im Diagramm (der Durchsatz beträgt in diesem Fall 700 kg/Stunde) einen Kondensatableiter mit einem Durchmesser von 1 ” (DN25). Die Zahl 10 gibt die Größe der Auslassventilöffnung an. Wie aus dem Diagramm (Abb. 2) ersichtlich ist, können Kondensatfallen mit einem Durchmesser von 1/2“ und 3/4“ in diesem Fall nicht gewählt werden, weil ihre Kondensatkapazität ist geringer als erforderlich.

Nutzung von Entspannungsdampfenergie

Wenn Wasser bei konstantem Druck erhitzt wird, erhöhen sich seine Temperatur und sein Wärmeinhalt. Dies wird so lange fortgesetzt, bis das Wasser kocht. Nach Erreichen des Siedepunkts ändert sich die Temperatur des Wassers nicht, bis das Wasser vollständig in Dampf übergeht. Und da es darauf ankommt, die thermische Energie des Dampfes maximal zu nutzen, kommen Kondensatableiter zum Einsatz, siehe Abb. 3.

Reis. 3. Nutzung von Kondensat und Entspannungsdampf zum Wärmeaustausch

Kondensat hat bei einem bestimmten Druck die gleiche Temperatur wie Dampf. Wenn das Kondensat nach dem Kondensatableiter in die Atmosphärendruckzone gelangt, siedet es sofort und ein Teil davon verdampft, weil Die Temperatur des Kondensats liegt über dem Siedepunkt von Wasser bei Atmosphärendruck.

Der Dampf, der beim Sieden des Kondensats entsteht, wird Sekundärsiededampf genannt.

Diese. Hierbei handelt es sich um Dampf, der entsteht, wenn Kondensat mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur in die Atmosphäre oder Umgebung gelangt.

Berechnung der Entspannungsdampfmenge:

Wo:
Ek : Enthalpie des Kondensats, das bei einem bestimmten Druck in den Kondensatableiter eintritt (kJ/kg).
Ev : Enthalpie des Kondensats nach dem Kondensatableiter bei Atmosphärendruck oder beim aktuellen Druck in der Kondensatleitung (kJ/kg).
St : Die latente Verdampfungswärme bei Atmosphärendruck bzw. dem aktuellen Druck in der Kondensatleitung (kJ/kg) der Rohrleitung beträgt 0,11 bar Gegendruck.

Wie man sieht, ist die erzeugte Entspannungsdampfmenge umso größer, je größer der Druckunterschied ist. Auch die Art des verwendeten Kondensatableiters beeinflusst die Menge des anfallenden Kondensats. Mechanisch entfernen Kondensat bei einer Temperatur nahe der Dampfsättigungstemperatur. Während thermostatische Systeme Kondensat mit einer Temperatur deutlich unter der Sättigungstemperatur entfernen, nimmt die Menge an Entspannungsdampf ab.

Bei der Auswahl von Entspannungsdampf ist Folgendes zu berücksichtigen:

1. Um auch nur eine kleine Menge Entspannungsdampf zu erhalten, ist eine große Menge Kondensat erforderlich. Besonderes Augenmerk muss auf den Durchsatz der Kondensatfalle gelegt werden. Sie müssen auch berücksichtigen, dass der Druck hinter den Steuerventilen normalerweise niedrig ist.
2. Der Anwendungsbereich muss dem für den Einsatz von Entspannungsdampf entsprechen. Die Entspannungsdampfmenge sollte gleich oder geringfügig größer sein als die zur Gewährleistung des technischen Prozesses erforderliche Menge.
3. Der Bereich, in dem Entspannungsdampf verwendet wird, sollte nicht weit von den Geräten entfernt sein, aus denen Hochtemperaturkondensat entfernt wird.

Ein Beispiel für die Berechnung der Entspannungsdampfmenge in einem System, in dem Kondensat unmittelbar nach seiner Bildung entfernt wird, finden Sie unten.

Nehmen wir die Daten aus der Sattdampftabelle: Bei einem Druck von 8 bar, 170,5 °C, Kondensatenthalpie = 720,94 kJ/kg. Bei atmosphärischem Druck und 100 °C beträgt die Kondensatenthalpie 419,00 kJ/kg. Die Enthalpiedifferenz beträgt 301,94 kJ/kg. Latente Verdampfungswärme bei Atmosphärendruck = 2.258 kJ/kg. Dann beträgt die Menge an sekundärem Siededampf:

Wenn also der Dampfverbrauch im System 1000 kg beträgt, beträgt die Entspannungsdampfmenge 134 kg.

Merkmale der Installation von Kondensatfallen

Achten Sie beim Einbau eines Kondensatableiters darauf, dass der Pfeil auf dessen Gehäuse der Fließrichtung entspricht, siehe Abb. 4, a).

Schwimmer-Kondensatableiter müssen streng horizontal eingebaut werden. Einige, in Sonderausführungen, können vertikal installiert werden. Der Dampfeintritt in solche Kondensatfallen sollte auf der Unterseite erfolgen, siehe Abb. 4, b).

Unterhalb der Dampfleitungsverbindung zum Gerät sollten sich Kondensatableiter befinden. Andernfalls kann es zu Überschwemmungen des Geräts kommen. In Fällen, in denen die Installation von Kondensatableitern auf diese Weise nicht möglich ist, muss eine Zwangsableitung des Kondensats organisiert werden, siehe Abb. 4, c).

Thermodynamische Kondensatableiter funktionieren in jeder Lage. Für den Einbau ist jedoch eine horizontale Lage vorzuziehen, siehe Abb. 4, d).

Reis. 4. Korrekte Installation des Kondensatableiters

Auf keinen Fall dürfen Kondensatableiter hintereinander eingebaut werden. Andernfalls erzeugt der zweite Druck, der sich negativ auf die Funktion des bereits installierten ersten auswirkt, siehe Abb. 5, a).

Vor Kondensatableitern installierte Filter müssen nach links oder rechts ausgerichtet sein. Andernfalls sammelt sich am Boden des Filters Kondenswasser an, das zu Wasserschlägen führen kann, siehe Abb. 5 B).

Reis. 5. Einbau einer Kondensatfalle in die Anlage

Die richtige Auswahl und Verwendung von Geräten des Herstellers AYVAZ ist eine wirksame Möglichkeit, die Energieeinsparung in Dampfsystemen zu erhöhen.

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Bei der Dampfnutzung und Kondensatableitung sind zwei Bereiche zu unterscheiden:

a) Hauptdampfleitungen und;

Der grundlegende Unterschied besteht darin, dass im Bereich a) transiente Prozesse durch erhebliche Schwankungen des Dampfverbrauchs gekennzeichnet sind. Im erhitzten Zustand ist der Dampfverbrauch, insbesondere bei Satelliten, äußerst gering. Im Bereich b) kann die zum Aufwärmen der Ausrüstung erforderliche Wärme mit der zum Erhitzen des Produkts benötigten Wärme vergleichbar sein.

Deshalb in den Bereichen:

a) Kondensatableiter müssen unterschiedlichsten Belastungen standhalten,

Kondensatableiter stellen besondere Anforderungen an Kondensatableiter:

Im Falle einer „Störung“ muss der Kondensatableiter geöffnet bleiben;

Der Kondensatableiter muss eine regelmäßige Spülung der gekühlten Kondensatableiter ermöglichen.

Bei der Auswahl eines Gerätes kommt es vor allem darauf an, den zu erwartenden Kondensatverbrauch zuverlässig abschätzen zu können.

Ein Kondensatabscheider gehört zur Klasse der Ventile; seine Durchflusskapazität hängt vom Durchmesser des Sitzes und dem Druckabfall über dem Sitz ab, d. h. die Differenz zwischen dem Dampfdruck am Einlass und dem Kondensatgegendruck am Auslass.

Die folgenden Schätzungen können für verschiedene Kondensatablaufbereiche nützlich sein.

NEIN	Name	Kondensatdurchfluss (kg/h)	Sicherheitsfaktor
1	Autobahn	B x L x 0,48 x Δ t x 60 / R x Stunde	2-3
2	Kollektor	0,1 x QKessel max	1.5
3	Heizung	V x ρ x Csp x Δ t / R	2-3
4	Wärmetauscher	V x ρ x Csp x Δ t / R	2-3
5	Trocknertrommel	p x D x L x K	3-4
6	Dampfsatellit	< 1 кг/ч*м x М	1
7	Autoklav	k x F x Δ t / R	3


Hier

W – lineares Gewicht der Rohrleitung (kg/m)

L – Länge der Dampfleitung (m)

R – latente Verdampfungswärme (kJ/kg)

Qboiler – Produktivität des Dampfkessels (kg/h)

Csp – spezifische Wärmekapazität (kJ/kg x °C) (Stahl = 0,48)

V - Volumenstrom des erhitzten Mediums (m 3 / h)

ρ - Dichte des erhitzten Mediums (kg/m 3)

D - Trommeldurchmesser (m)

K – Intensität der Kondenswasserbildung (40 kg/h x m2)

M - Satellitenlänge (m)

k – Wärmeübergangskoeffizient (kJ/m2 x h x °C)

F – Oberfläche des Dampfmantels (m2)

Der Kondensatgegendruck wird durch den Druck in der Kondensatleitung und die Höhe des Kondensatanstiegs bestimmt N, d.h. R Gegendruck = R Kondensatleitung + N.

Wenn die Typenschildleistung eines thermischen Objekts (Wärmetauscher, Autoklav usw.) bekannt ist, wird der Kondensatdurchfluss geschätzt, indem die Typenschilddatenwerte direkt in den Kondensatdurchfluss (kW in kg/h) umgerechnet werden Berücksichtigen Sie mögliche Wärmeverluste.

Es ist zu beachten, dass ein Kondensatabscheider mit umgekehrtem Glas geschlossen wird, wenn der Druckabfall den zulässigen Auslegungswert überschreitet. Dieses Konstruktionsmerkmal der Geräte dient dazu, die automatische Entleerung von Wärmetauschern bei Lastabfall über eine zusätzliche Kondensatfalle zu organisieren, wenn der Dampfdruck abfällt und eine Förderung des Kondensats in die Kondensatleitung nicht möglich ist. In diesem Fall arbeitet ein Kondensatableiter im Betriebszustand, wenn der Ableiter geschlossen ist, und wenn die Last abfällt, öffnet sich der Ableiter.

Vergleichende Bewertung der Leistungsmerkmale verschiedener Arten von Kondensatableitern

Name der Leistungsmerkmale	Arten von Kondensatableitern und ihre Symbole
Reaktionscharakter	periodisch	kontinuierlich (1)	periodisch	kontinuierlich	kontinuierlich	kontinuierlich
Lebensdauer	Exkl.	Chor.	Erfolglos	Befriedigt	Exkl.	Befriedigt
Verschleißfestigkeit	Exkl.	Chor.	Erfolglos	Befriedigt	Exkl.	Befriedigt
Korrosionsbeständigkeit	Exkl.	Chor.	Exkl.	Chor.	Exkl.	Befriedigt
Beständigkeit gegen Wasserschläge	Exkl.	Erfolglos	Exkl.	Erfolglos	Exkl.	Exkl.
Luft- und CO2-Ausstoß bei Dampftemperatur	Essen	Nein	Nein	Nein	Essen	Nein
Luftabsaugung bei sehr niedrigem Druck (0,2 barg)	Erfolglos	Exkl.	(2)	Chor.	Exkl.	Chor.
Möglichkeit, den anfänglichen Luftstrom zu entfernen	Befriedigt	Exkl.	Erfolglos	Exkl.	Exkl.	Exkl.
Leistung unter Gegendruck	Exkl.	Exkl.	Erfolglos	Exkl.	Exkl.	Chor.
Frostbeständigkeit	Chor. (3)	Erfolglos	Chor.	Chor.	Chor.	Chor.
Möglichkeit der Systembereinigung	Exkl.	Befriedigt	Exkl.	Chor.	Exkl.	Chor.
Leistung zu sehr geringen Kosten	Exkl.	Exkl.	Erfolglos	Exkl.	Exkl.	Chor.
Wird ausgelöst, wenn Kondensat in einem Stoß eindringt	Sofort	Sofort	Verzögert	Verzögert	Sofort	Verzögert
Fleckenbeständigkeit	Exkl.	Erfolglos	Erfolglos	Befriedigt	Exkl.	Erfolglos
Vergleichsgrößen	Groß (4)	Groß	Klein	Klein	Groß	Groß
Leistung bei der Bildung von siedendem Dampf	Befriedigt	Erfolglos	Erfolglos	Erfolglos	Exkl.	Erfolglos
Zustand des mechanischen Versagens (offen – geschlossen)	Offen	Geschlossen	Offen (5)	(6)	Offen	Offen

Anmerkungen:

1. Bei geringen Durchflussraten ist ein periodischer Betrieb möglich.
2. Nicht für niedrige Drücke empfohlen. Der Eingangsdruck muss mindestens das Zweifache des Gegendrucks betragen.
3. Verwenden Sie keinen Kondensatableiter aus Gusseisen.
4. Bei vollständig geschweißten Edelstahlkonstruktionen sind die Größen durchschnittlich.
5. Bei Verschmutzung kann es in der geschlossenen Position bleiben.
6. Je nach Ausführung der Balganordnung kann diese entweder offen oder geschlossen sein.

Für den Betrieb bei Minustemperaturen sollten geeignete Gehäusematerialien ausgewählt werden. Es ist zu berücksichtigen, dass thermostatische Kondensatableiter einen großen Betriebslastbereich haben, im stationären Zustand jedoch im „überfluteten“ Zustand arbeiten. Daher besteht unter den klimatischen Bedingungen Russlands bei Installation im Freien immer die Gefahr des Auftauens.

Kondensatfallen mit umgekehrtem Edelstahlglas von Armstrong berücksichtigen die Besonderheiten des Betriebs bei Minustemperaturen – sie sind mit zusätzlichen Ventilen zum Schutz vor Abtauung (öffnen sich automatisch, wenn der Druck im Gehäuseboden sinkt) und einer abnehmbaren Gehäuseisolierung ausgestattet . Im Falle eines „Ausfalls“ bleibt eine solche Kondensatfalle immer geöffnet, was für Satelliten, die Produktleitungen im Freien beheizen, unerlässlich ist.

Der universelle Anschlusskopf ermöglicht den Anschluss des Gerätes an die Rohrleitung in jedem beliebigen Winkel, was auch bei Satelliten beim Anschluss an einen Kondensatsammler wichtig ist.