YARWAY NARVIK MODEL 38/48 SCHŁADZACZ PARY WYKONANIE STANDARDOWE

Transkrypt

1 Yarway oferuje szeroką gamę schładzaczy, siłowników pneumatycznych i filtrów o różnych rozmiarach, wykonanych z różnych gatunków materiałów, przeznaczone dla przemysłu energetycznego, chemicznego, celulozowo-papierniczego oraz do instalacji gazów technicznych CHARAKTERYSTYKA Konstrukcja prefabrykowana Komora dławika o wysokiej jakości, niezawierająca azbestu Dysze o zmiennej wydajności Szeroki zakres regulacyjności C v (K v ) Dostępne specjalne wykonania głowic o różnych kombinacjach dysz Trzpień o konstrukcji nieodciążonej lub pół-odciążonej celem ekonomicznego doboru siłownika Dostępne siłowniki pneumatyczne Yarway Klasy ciśnienia i połączenia kołnierzowe: - ASME/ ANSI B16.34, klasy EN , klasy PN Przyłącza spawane zgodne z normą ANSI B16.25 lub DIN 2559 Materiały - ASTM SA 105 / SA 106 Gr.B lub SA 182 F11 / SA 335 P11 - P250GH / P235GH TC2 lub Inne materiały dostępne na żądanie ZASTOSOWANIA OGÓLNE Schładzanie pary lub gazu technologicznego Przegrzewacz w kotłach energetycznych, Przegrzewacze wtórne w kotłach energetycznych, Para upustowa z turbin Stacje redukcyjno-schładzające DANE TECHNICZNE Wymiary przyłączy: Para NPS 3 (DN 80) Woda NPS 1-1½ (DN 25-40) Para NPS 4 (DN 100) Woda NPS 1½ (DN ) Emerson Ltd. All Rights Reserved. VCTDS PL 16/12

2 RYSUNEK 1 Przyłącze uniwersalne pasuje do różnych typów siłowników. Komora dławikowa nie zawiera komponentów azbestowych. Możliwość zabudowy różnych typów jarzm umożliwia zastosowanie różnych napędów. Szczegółowe rysunki dostępne na życzenie. Dostępne kołnierze wlotu wody zgodne z różnymi normami Model 38: NPS 1-1½ (DN 25-40) Model 48: NPS 1½ (DN ) Trzpień walcowany, utwardzany i szlifowany celem optymalnego dopasowania do grafitowego uszczelnienia. Tabliczka znamionowa ze stali nierdzewnej. Dostępne kołnierze przyłączeniowe króćca rurociągu parowego zgodne z różnymi normami Model 38: NPS 3 (DN 80) Model 48: NPS 4 (DN 100) Segmentowy korpus schładzacza może być wykonany z różnych materiałów. Budowa zgodna z normami ANSI B16.34 i EN Oznaczenie CE zgodnie z wymogami. Rura dolnego korpusu dostępna w różnych długościach w zależności od wymogów instalacyjnych. Zawory o długości dolnego korpusu ponad 40 (1 m) wyposażone są w dodatkowe żebra usztywniające. Budowa tłoka: Model 38: Nieodciążony Model 48: Częściowo odciążony Gniazdo wykonane w całości ze stellitu. Gniazdo po procesie spawania poddawane jest obróbce maszynowej w celu uzyskania współosiowości i zachowania właściwych kątów. Wysokosprawne dysze zapewniają optymalne rozpylenie - atomizację wtryskiwanej wody. 2

3 Schładzacz pary w wykonaniu standardowym przeznaczony jest do instalacji średnioi niskociśnieniowych. Segmentowa budowa ułatwia dostosowanie schładzacza do różnej specyfiki kotłów i wymagań materiałowych. Schładzacz może również pełnić rolę wtryskiwacza płynu do gazu, w którym to przypadku, jako materiał konstrukcyjny przeważnie stosowany jest stop wysokogatunkowy np. stal nierdzewna. Istotne wewnętrzne elementy urządzenia są takie same, jak stosowane w schładzaczu pary w wykonaniu na wysokie parametry (Heavy Duty). Aktualnie eksploatowanych jest ponad 3800 schładzaczy w wykonaniu standardowym i wysokoparametrowym. Trzpień zaworu jest walcowany w celu uzyskania powierzchni Ra < 0.1 µ. Powierzchnia jest następnie azotowana w celu nadania twardości > 1000 w skali Vickersa. Połączenie tych procesów przyczynia się do uzyskania szczelności, a jednocześnie zmniejsza tarcie uszczelnienia. Pierścienie tłokowe są specjalnie utwardzane, azotowane i wykonywany jest w nich specjalny gazoszczelny zamek. Pierścienie charakteryzują się doskonałymi własnościami i pozwalają uzyskać regulacyjność od wartości C v (K v ) na poziomie zaledwie (0.0043). PORÓWNANIE SYSTEMÓW Konwencjonalny Konwencjonalne systemy wtrysku wody składają się z następujących elementów: Stała dysza rozpylająca Zawór regulacyjny Odcinek rury parowej Ilość wtryskiwanej wody regulowana jest przez zewnętrzny zawór regulacyjny. W rezultacie dławienia przepływu, ciśnienie wody P2 po stronie wylotowej zmniejsza się w zależności od pozycji trzpienia zaworu regulacyjnego. Przy obniżonej przepustowości, zawór sterujący zaczyna dławić przepływ, zmniejszając P2, a więc dostępną różnicę ciśnienia pomiędzy wodą i parą, co skutkuje zwiększeniem rozmiarów kropelek i osłabieniem atomizacji. Prędkość parowania wody zmniejsza się, a regulacja temperatury pary staje się nieefektywna. Ten problem występujący w typowym systemie pogłębia fakt, że dysze i zawory są zazwyczaj dobrane dla wydajności projektowej, lecz pracują normalnie znacznie poniżej warunków projektowych. To przewymiarowanie powoduje, że zawór sterujący pozostaje tylko częściowo otwarty nawet w normalnych warunkach pracy. Po zmniejszeniu obciążenia, ciśnienie wody P2 po stronie wylotowej zmniejsza się gwałtownie, co prowadzi do wzrostu rozmiarów kropelek. Oznacza to, że systemy konwencjonalne sprawują się zadowalająco tylko w relatywnie stabilnych warunkach obciążenia. Poprawę ich sprawności można uzyskać, stosując na odcinkach rur zwężki Venturiego. Firma Yarway oferuje dla takich przypadków schładzacz z dyszą Venturiego. Dodatkowe informacje przedstawiono w oddzielnej broszurze. Schładzacz pary typu A.T.-Temp Tłok schładzacza reguluje ilość wtryskiwanej wody, otwierając sekwencyjnie kolejne dysze wtryskowe. Umożliwia to utrzymanie stałego ciśnienia wody niezależnie od liczby pracujących dysz jednocześnie zapewniając doskonałe i niemal jednorodne rozpylanie w całym zakresie pracy. Sterowanie otwarciem dysz odbywa się poprzez zmianę położenia tłoka napędzanego przez siłownik zamontowany bezpośrednio na zaworze wtryskowym. Taka konstrukcja eliminuje potrzebę zabudowy odrębnego zewnętrznego zaworu regulacyjnego wody. ZASTOSOWANIA Schładzacze pary Yarway stosowane są do regulacji temperatury: Przegrzewaczy kotłowych Przegrzewaczy wtórnych w kotłach Pary upustowej z turbin Pary wypływającej z zaworu redukcyjnego Pary technologicznej Gazów technologicznych RYSUNEK 2 RYSUNEK 3 P1 P2 3

4 DOSKONAŁA DYSZA ROZPYLAJĄCA Yarway stosuje dysze rozpylające o najnowocześniejszej konstrukcji. Wysoka jakość wykończenia powierzchni ogranicza do minimum straty w wyniku tarcia, zapewniając dostępność całej różnicy ciśnienia pomiędzy parą i wodą do atomizacji wody (patrz: Rysunek 4). Dysza zbudowana jest z dwóch elementów: kryzy zawirowującej (A) i korpusu dyszy (B). Każdą z dysz zasilają indywidualne otwory wykonane w ściance głowicy. Woda napływa poprzez otwory do komory znajdującej się za kryzą zawirowującą. Stosunkowo duża objętość tej komory zapewnia równy rozdział wody pomiędzy komorami. Różnica ciśnień powstająca na tym elemencie powoduje wzrost prędkości przepływu wody. Woda jest wirowana w komorze dyszy, a następnie wtryskiwana jest przez centralny otwór dyszy. Wzrostu prędkości przepływu wody chłodzącej i efekt zawirowania strugi zapewnia wtryskiwanie wody w formie symetrycznego, pustego stożka. Dysze montowane są do głowicy a następnie lutowane lutem twardym w piecu próżniowym. Proces ten zapewnia utrzymanie integralności komponentów nawet w najtrudniejszych warunkach pracy. Dobór materiałów głowicy, tłoka i pierścieni tłokowych został sprawdzony w warunkach wysokich i niskich temperatur występujących w schładzaczach pary i zapewnia długookresową niezawodną pracę. Powierzchnie poddawane są precyzyjnej obróbce skrawaniem w celu zmniejszenia strat tarcia, a profile wewnętrzne optymalizują zawirowywanie wody w celu zapewnienia jednolitego kształtu kropel. Minimalna różnica Δp pomiędzy ciśnieniem na kołnierzu wlotu schładzacza i ciśnieniem pary musi być następująca: Dysze od A do Dx: 1 bar Dysze od E do K: 2 bar PRZEPISY I NORMY Schładzacze są projektowane i wytwarzane pod kątem spełnienia wymogów różnych uregulowań prawnych i norm międzynarodowych. Poświadczone dokumenty odbiorcze są dostępne na życzenie. Jeśli wymagane jest dostosowanie wyrobu do szczególnych lokalnych uregulowań lub norm, pozostajemy gotowi do podjęcia współpracy w tym zakresie. RYSUNEK 4 A B A B GŁOWICE WIELODYSZOWE Schładzacz może zostać wyposażony w różne głowice rozpylające. Identyczne gwinty korpusu pozwalają montować głowice o szerokim zakresie wartości C v (K v ). Standardowe konfiguracje obejmują 6 lub 9 dysz rozpylających o identycznych rozmiarach, lecz dostępne są również wersje o różnych kombinacjach dysz. Powyższa cecha umożliwia przystosowanie schładzacza do wymagań konkretnej instalacji. Szczegółowe informacje dostępne są w Yarway i u jej miejscowych przedstawicieli. 4

5 Rozmiar Zakres wydajności schładzacza standardowego Definicja 16 6A C v = K v = A C v = K v = B C v = K v = B C v = K v = C C v = K v = C C v = K v = D C v = K v = D C v = K v = Dx C v = K v = Dx C v = K v = E C v = K v = E C v = K v = F C v = K v = F C v = K v = G C v = K v = G C v = K v = H C v = K v = H C v = K v = K C v = K v = K C v = K v = Q = m 3 /h S.G. = kg/dm 3 ΔP = bar Przepustowość: - Model 38 z maksymalna przepustowość wody 25 m 3 /h w trybie pracy ciągłej. - Model 48 z maksymalna przepustowość wody 50 m 3 /h w trybie pracy ciągłej. H W G W RYSUNEK 5 H 1 G ST H 2 G ST + G W WYLICZENIE ROZMIARU Każde stanowisko schładzania jest punktem mieszania substancji o pewnym bilansie ciepła i masy. Oto wzór ogólny: G W = G ST ( H 1 -H 2 ) : ( H 2 -H W ) Gdzie: G W = Masa wtryskiwanej wody G ST = Masa doprowadzanej pary H 1 = Zawartość ciepła w strumieniu wlotowym H 2 = Zawartość ciepła w strumieniu wylotowym H W = Zawartość ciepła we wtryskiwanej wodzie Wzór ten umożliwia wyliczenie ilości wody potrzebnej do obniżenia temperatury pary wlotowej do docelowej temperatury na wylocie. WAŻNE PARAMETRY SYSTEMU Niezależnie od jakości rozpylania wody przez atomizer (atomizacja pierwotna), na sprawność stacji schładzacza wpływają też inne parametry systemu, a w tym: Prędkość przepływu pary Para o dużej prędkości rozbija z łatwością kropelki wody. Zjawisko to przyczynia się do poprawy ogólnego rozproszenia (atomizacja wtórna). Minimalna dopuszczalna prędkość pary jest funkcją rozmiaru dyszy i średnicy rury. W razie wątpliwości prosimy o skonsultowanie się z Yarway. Stosunek wody do pary Stosunek ten wyliczany jest poprzez podzielenie G W przez G ST. W przypadku ciśnień pary niższych niż 15 bar, stosunek ten nie powinien przekraczać 10% w normalnych warunkach eksploatacji. W systemach pracujących pod ciśnieniem bar stosunek ten wynosić może nawet 15%. Jeśli wymagane jest wyższe ciśnienie, prosimy o skonsultowanie się z Yarway. Odległość do czujnika Odległość pomiędzy punktem wtrysku i czujnikiem temperatury wynosić powinna metrów. Systemy pracujące pod ciśnieniem przekraczającym 25 bar odległość do czujnika może być znacznie mniejsza. Prosimy o skonsultowanie się z Yarway. Wymagany prosty odcinek rury Odległość od punktu wtrysku do pierwszego wygięcia rury jest również funkcją ciśnienia pary, temperatury i rozmiaru dyszy. Praktyka wskazuje, że w instalacjach o ciśnieniu do 25 bar wystarcza prosty odcinek o długości 4-6 m. 5

6 NAPĘDY Przepona pneumatyczna Napędy pneumatyczne firmy Yarway konstruowane są specjalnie dla schładzaczy pary własnej produkcji nisko, średnio i wysoko ciśnieniowych. Modele siłowników o skoku 55 mm i modele o skoku 90 mm przewidziane są do pracy w trudnych warunkach (np. niska lub wysoka temperatura lub wilgotność). W razie odcięcia dopływu powietrza sterującego siłownik zamyka zawór. Na zamówienie dostępne są również inne siłowniki, w tym wyposażone w różne zabezpieczenia. Napędy zaworów dostępne są w wersji pneumatycznej lub elektropneumatycznej. Dodatkowe wyposażenie obejmuje na przykład nadajniki położenia i wyłączniki krańcowe. RYSUNEK 6 RYSUNEK 7 Siłowniki elektryczne Schładzacz może być wyposażony w siłownik elektryczny stosunkowo niskich mocach. RYSUNEK 8 RYSUNEK 9 Funkcjonowanie każdego zestawu siłownik-zawór testowany jest fabrycznie. Do każdego zaworu dołączane jest świadectwo badań. Układy sterowania Regulacja ilości wtryskiwanej wody sterowana jest od temperatury strumienia wylotowego. Siłowniki schładzacza współpracują z konwencjonalnymi systemami sterowania przyjmującymi dane pomiarowe z przetworników temperatury, czujników temperatury i nastawników. Dostępne są rozwiązania w pełni pneumatyczne, w pełni elektryczne, a także kombinowane. Szczegółowe wymagania należy określić w punkcie niniejszej ulotki dotyczącej danych do doboru. RYSUNEK 10 6

7 SIŁY NA TRZPIENIU SIŁOWNIKA Siły występujące na trzpieniu standardowego schładzacza wylicza się następująco: Model 38: P wody x = Newtony (P wody w bar) Maksymalna siła na trzpieniu musi być ograniczona do 15 kn. Model 48: P wody x = Newtony (P wody w bar) Maksymalna siła na trzpieniu musi być ograniczona do 50 kn. Należy zwrócić szczególną uwagę na start siłowników elektrycznych. Z powodu momentów bezwładności siłowniki te mogą wytwarzać na trzpieniu chwilowe siły przekraczające nastawioną siłę nominalną. Do takich zastosowań firma Yarway oferuje specjalne sprzęgło z funkcją amortyzacji. Wyliczenie rozmiaru siłownika Jednostki: D Gniazdo cm d Trzpień cm D Wyważenie cm P Woda bar RYSUNEK 11 D Wyważenie F siłownika F1 D d F3 F2 F1 = π / 4 ( D gniazdo 2 - d trzpień 2 ) x P wody F2 = π / 4 ( D [wyważenie] 2 - d trzpień 2 ) x P wody F3 = P wody x F tarcie ( + lub - ). P wody DANE DO ZAMÓWIEŃ / DOBORU SCHŁADZACZA Schładzacze pary dobierane są na podstawie parametrów docelowej instalacji. W celu zapewnienia optymalnego doboru, w każdym przypadku przedstawić należy dane wyszczególnione poniżej. Parametry pary Ciśnienie na wlocie bar Temperatura na wlocie C Temperatura na wylocie C Maks. przepływ pary t / h Normalny przepływ pary t / h Min. przepływ pary t / h Parametry wody Ciśnienie wody bar Temperatura wody C Informacje ogólne Średnica rurociągu parowego mm Schemat rurociągu Wymagane położenie kołnierza przyłącza wody (9) (12) (3) (6) Bardzo ważnym jest, by nie podać - jeśli nie jest uzasadnione wymogami instalacji - zbyt dużego zakresu regulacyjności tj.: Maks. przepływ pary Min. przepływ pary W przypadku wymogu dużego stopnia regulacyjności konieczne będzie dobranie głowic dyszowych w wykonaniu specjalnym. Standardowa głowica posiada 6-9 dysz atomizujących o identycznym rozmiarze, zapewniających współczynnik regulacyjności przepływu wody w zakresie od 18:1 do 27:1. Doświadczenie wskazuje, że większość zastosowań mieści się w tym zakresie. RYSUNEK 12 Położenie kołnierzy linii wody Para linia Przepływ pary FP9 FP12 FP3 FP6 Woda musi być wtryskiwana w kierunku przepływu pary. Głowice wtryskowe zainstalować można w 4 kierunkach względem kołnierza przyłącza wody. Kierunek głowicy wtryskowej względem kołnierza przyłącza wody musi zostać wskazany w zamówieniu. Yarway zaleca zainstalowanie w każdym przypadku filtra szczelinowego o gęstości zbliżonej do 100 µ (400 µ na żądanie) na linii zasilania wodą. Filtr chroni schładzacz przed twardymi zanieczyszczeniami mogącymi występować w wodzie chłodzącej. 7

8 TABELA 1 - STANDARDOWE MATERIAŁY L.p. Nazwa Materiał Odpowiednik 1+ 2 Zespół dysz wtryskowych AISI Pierścień tłokowy AISI 431 * * 4 Tłok AISI Pierścień mocujący SA182 F Gniazdo Stelit 6 Stelit 6 7 Trzpień AISI 431 * * 8 Obudowa gniazda SA105 P250GH SA182 F Rura korpusu SA106 Gr. B P235GH TC2 SA335 P Kołnierz linii wody SA105 P250GH SA182 F Adapter SA105 P250GH SA182 F Dystans AISI 431 * * 13 Komora dławikowa SA105 P250GH SA182 F Nakrętka A194 4H Uszczelnienie Grafit Grafit 16 Kołek gwintowany A193 B Dławik AISI 431 * * 18 Płyta dławika AISI Tabliczka znamionowa SN SN 20 Nakrętka (FAG) Stal węglowa Stal węglowa 21 Złącze (ocynkowane) Stal węglowa Stal węglowa 23 Podkładka ustalająca Stal Stal 24 Kołnierz korpusu SA105 P250GH SA182 F RYSUNEK UWAGA * Azotowana Na zamówienie dostępne są inne materiały. 24 Certyfikacja: Schładzacze uzyskały odpowiednie świadectwa zgodności z normami ANSI B16.34 i EN Zastrzegamy prawo do modyfikacji danych. Materiały i charakterystyka dostarczonych zespołów mogą odbiegać od wskazanych w niniejszej ulotce. W razie wątpliwości należy zapoznać się ze szczegółową dokumentacją zamówienia. 7 9 Szczegół A Szczegół A Zalecane części zamienne 8

9 TABELA 2 - WYMIARY (mm) Standardowa długość dla rurociągu parowego o średnicy do 12 (DN 300) Model 38 Model 48 Qmax = 25 m 3 / h A od A do Dx od E do K 399 B od A do Dx od E do K 476 Qmax = 50 m 3 / h RYSUNEK 14 Zawór otwarty Zawór zamknięty Skok G F Opcja: standardowa długość dla rurociągu parowego o średnicy 14 (DN 350) i większej A od A do Dx od E do K 599 B od A do Dx od E do K 676 C D E F G M12 x 1.75 M16 x 2.00 W M70 x 2.00 M90 x 2.00 K / / -0.2 N W zależności od rozmiaru i klasy min. 150 W zależności od rozmiaru i klasy min. 200 M min N 60.3 x x 14.0 P Kołnierz linii wody Tabela 3 K H E D UWAGA Wymiary mogą zostać zmienione bez powiadomienia. Yarway dostarczy poświadczony rysunek wymiarowy na żądanie. TABELA 3 - POŁĄCZENIA KOŁNIERZOWE Model 38 Model 48 Qmax = 25 m 3 / h Qmax = 50 m 3 / h Kołnierz linii pary NPS 3 klasy 150 NPS 4 klasy 150 klasy 300 klasy 300 klasy 600 klasy 600 klasy 900 klasy 900 klasy 1500 klasy 1500 DN 80 Nr kat. 25/40 DN 100 Nr kat. 25/40 Nr kat. 64 Nr kat. 64 Nr kat. 100 Nr kat. 100 Nr kat. 160 Nr kat. 160 Nr kat. 250 Nr kat. 250 Kołnierz linii wody NPS 1-1½ NPS 1½ DN DN Klasy ciśnienia zgodnie z param. wody Klasy ciśnienia zgodnie z param. wody Kołnierz linii pary Tabela 3 L M N C A B SKOK - Dysze A - B - C - D - Dx: 55 mm Średnica rurociągu parowego min. 6 - Dysze E - F - G - H - K: 90 mm Średnica rurociągu parowego min. 8 Spoina sczepna P Dysze W przypadku innej średnicy rurociągu parowego prosimy o skonsultowanie się z Yarway. 9

10