1 de dic desobrecalentadores en la industria.pptx

ATEMPERADORES

1. Desobrecalentamiento Modulo 15.3 Otros tipos de desobrecalentadores

2. Venturi type desuperheaters

3. Desobrecalentadores tipo Venturi El desobrecalentador tipo venturi emplea una restricción en la tuberia de vapor sobrecalentado para crear una región de alta velocidad y turbulencia en la cual se inyecta el agua de enfriamiento . Esto ayuda a lograr un contacto íntimo entre el vapor y el agua de enfriamiento , mejorando la eficiencia del proceso de desobrecalentamiento . Fig. 15.3.1 Desobrecalentador tipo venturi

4. Venturi type desuperheaters El proceso de desobrecalentamiento se lleva a cabo en dos fases separadas :

5. Desobrecalentadores tipoVenturi El proceso de desobrecalentamiento se lleva a cabo en dos fases separadas : La primera etapa de desobrecalentamiento ocurre en el difusor interno . Una porción de vapor es acelerada en la tobera interna y la velocidad se emplea para atomizar el agua entrante . El agua de enfriamiento es inyectada dentro del difusor a través de pequeños chorros , los cuales ayudan para una buena atomización del agua . En la segunda etapa de desobrecalentamiento , una niebla emerge desde el difusor externo dentro del difusor principal donde se mezcla con el vapor remanente .

6. Desobrecalentadores tipo venturi El proceso de desobrecalentamiento se lleva a cabo en dos fases separadas : La primer etapa de desobrecalentamiento ocurre en el difusor interno.Una porción de vapor es acelerada en el interior del difusor . acelerado en la tobera interna ,y la velocidad se emplea para atomizar el agua entrante . El agua de enfriamiento se inyecta en el difusor a través de un número de pequeños jets , los que ayudan a una mejor atomización del agua . En la segunda etapa de desobrecalentamiento , una niebla o neblina emerge desde el difusor externo dentro del difusor principal donde se mezcla con el vapor remanente .

7. Desobrecalentadores tipo venturi El mismo inyector crea una restricción para que el vapor para que el vapor aumente su velocidad en esta zona . Entonces hay , hay una región de turbulencia en la cual se logra el desobrecalentamiento . Este mecanismo minimiza el contacto con el agua de enfriamiento de un lado de las paredes lográndose máxima efectividad de sobrecalentamiento con un mínimo de desgaste de la tubería

8. Desobrecalentadores tipo Venturi El difusor principal en si mismo crea una restricción en el vapor restante por lo que aumenta su velocidad en esta region.Por ello , hay una región de turbulencia donde ocurre la segunda etapa de desobrecalentamiento . Este mecanismo minimiza el contacto con el agua de enfriamiento con las paredes , combinando un efectivo desobrecalentamiento con un mínimo desgaste de la tubería . El rango varía dependiendo de las aplicaciones . < típico 4:1. En aplicaciones antes de una estación reguladora de presión aguas arriba del desobrecalentador , el rango puede aumentarse a 5:1 .

9. Desobrecalentadores tipo venturi El rango de del desobrecalentador varia dependiendo de las condiciones reales . Es típico un rango de 4: en aplicaciones en donde hay una estación reductora de presión aguas arriba del desobrecalentador el rango puede puede ser mejorado mas que 5: 1. El agua de enfriamiento generalmente tiene un rango de 20:1 para la mayoria de las aplicaciones , dependiendo de las condiciones reales . La colocacion de una bomba también mejora el comportamiento

10. Desobrecalentadores tipo venturi Los desobrecalentadores tipo venturi pueden instalarse horizontalmente , verticallmente con la entrada de vapor de arriba . Cuando se instalan verticalmente se logra una mezcla mejor la cual resulta en una mejora del rango de hasta 5:1 El problema principal es que debe asegurarse suficiente espacio vertical para instalar el desobrecalentador , que puede ser de varios metros de largo.

11. Desobrecalentadores tipo venturi Los desobrecalentadores tipo venturi pueden instalarse verticalmente o horizontalmente vertically con el flujo de vapor hacia arriba . Cuando se instalan verticalmente , se logra un mejor mezclado immejorando el rango mas allá de 5:1 . El principal problema es asegurar suficiente espacio vertical para instalar el desobrecalentador ya que tiene varios metros. Una modificación al desobrecalentador estandar tipo venturi es el desobrecalentador atemperador .Este utiliza elmismo método de inyecciíón de agua de enfriamiento coolant en el vapor sobrecalentado , pero no usa el venturi con forma . Los atemperadores desobrecalentadores se emplean en lugar del tipo venturi donde hay suficiente espacio disponible donde hay espacio suficiente para instalar un largo tubo de absorción , especialmente donde se requiere un turndown mayor, pero donde un costo adicional del tipo atomización no puede justificarse .

12. Desobrecalentadores tipo venturi Los desobrecalentadores tipo venturi pueden instalarse ya sea horizontalmente o o verticalmente con el flujo de vapor hacia arriba . Cuando se instalan verticalmente better hay una mejor mezcla lo que resulta result en un rango mayor a 5:1 . El principal problema con esto es asegurar que haya suficiente espacio vertical para instalar el desobrecalentador que puede ser de varios metros de largo . Una modificacion al desobrecalentador tipo venturi estandar venturi type es el atemperador . Este usa el mismo método de inyección de de agua de enfriamiento del vapor sobrecalentado , pero no utiliza the venturi shaped mixing section. Los desobrecalentadores atemperadores se usan en lugar del tipo venturi donde hay suficiente espacio para instalar una larga tuberia de absorcion , especialmente donde se requiere un rango ligeramente mayor, but where the additional cost of a steam atomising type cannot be justified. El término atemperador tambien es empleado generalmente para referirse a un desobrecalentador que se instala después de una caldera o sobrecalentador para obtener un control de temperatura mas exacto sobre la temperaturea y la presión .

13. Venturi type desuperheaters Advantages: Steam turndown ratios of up to 5:1 and cooling water turndowns of over 20:1. Simple operating principle (although more complex than the spray type). No moving parts. Accurate control of desuperheated steam temperature; typically within 3°C of the saturation temperature. Suitable for operation under steady or variable steam conditions. There is reduced wear in the downstream pipework compared to a spray type desuperheater, as the cooling water emerges as a mist rather than as a spray.

14. Desobrecalentadores tipo venturi Desventajas : Tienen caida de presión aunque es generalmente pequeña y estando dentro de los límites aceptables . El largo de absorción es todavia mas largo que los de tipo atomización de vapor ; por lo que requiere mayor espacio de instalación . Se requiere un caudal mínimo de agua para desobrecalentamiento

15. Desobrecalentadores tipo venturi Aplicaciones : Adecuado para la mayoría de las aplicaciones de una planta , excepto donde se requiere caudal de vapor variable. .

16. Desobrecalentadores por inyección de vapor

17. Desobrecalentadores por inyección de vapor Fig. 15.3.2 Desobrecalentador por inyección de vapor Desobrecalentadores por inyección de vapor empleando suministro de alta presión Atomizando el agua de enfriamiento

18. Desobrecalentadores por inyección de vapor El proceso de desobrecalentamiento se hace en dos etapas :

19. Desobrecalentadores por inyección de vapor El desobrecalentamiento se realiza en dos etapas : La primer etapa ocurre en el difusor donde el agua de enfriamiento es atomizada por la alta velocidad del vapor . La presión de vapor auxiliar debe ser 1.5 veces la presión de entrada al desobrecalentador . El caudal de vapor de atomización es normalmente entre 2%y 5% del caudal de la línea principal. El uso del vapor de atomización significa que el agua de enfriamiento puede introducirse en el difusor a bajas presiones . En general, el único requerimiento es que la presión debe ser mayor que la del vapor sobrecalentado

20. Desobrecalentadores por presión de vapor El proceso de desobrecalentamiento se verifica en dos etapas : La primer etapa tiene lugar en el difusor donde el agua de enfriamiento es atomizada por la alta velocidad del vapor de atomatización por lla alta velocidad del vapor de atomización . La presión de vapor auxiliar de entrada necesita ser como mínimo 1,5 veces la presión de entrada al desobrecalentador , tipicalmente con una presión mínima de 4 bar a. El caudal de atomatisacion de vapor es normalmente entre 2 % y 5 % del caudal de la línea principal. El uso de vapor de atomatización significa thaque el agua de enfriamiento puede ser introducido dentro de un difusor a presiones mas bajas . Generalmente , el único requerimiento es que la presión debe ser mayor que la del vapor sobrecalentado . En la segunda etapa , emerge una neblina del difusor wher donde se mezcla con la linea principal de vapor . La evaporación se realiza en la tuberia inmediatamente aguas abaj del desobrecalentador donde las gotas de agua remanentes permnecen suspendidas en el vapor y gradualmente evaporan .

21. Desobrecalentadores por inyección de vapor El proceso de desobrecalentamiento se verifica en dos etapas : La primer etapa se verifica en el difusor , donde las gotsas de agua son atomizadas por la alta velocidad del vapor . La presión de vapor auxiliar necesita ser al menos 1,5 veces la presión de entrada al desobrecalentador tipicamente con un mínimo de 4 bar absolutos . El vapor de atomización normalmente está entre 2 % y 5 % que el caudal de la línea de atomatización . El uso de vapor de atomización significa que el agua de enfriamiento puede introducirse dentro del difusor a presiones menores . Generalmente , el único requerimiento es que la presión debe ser mayor que la del vapor sobrecalentado . En la segunda etapa , una mezcla humeda que sale del difusor donde se mezcla con el vapor de la linea de vapor . La evaporación se verifica inmediatamente en la tuberia aguas abajo del desobrecalentador las gotas de agua remanentes permanecen suspendidas en el vapor y gradualmente se evaporan . Usando vapor para atomizar el agua de enfriamiento finamente atomizada en partículas de agua , las cuales aseguran transmision de calor eficiente y evaporacion .

22. Desobrecalentadore s por atomización Este arreglo permite rangos alto;de hasta 50:1. De todas maneras debe tenerse en cuenta que rangos mayores que 20:1 , los bajos caudales pueden resultar en arrastre de agua , causado por la disminución del momento de las gotas de agua . En este casos se requiere un drenaje , y se requiere modificar el arreglo ( ver Figure 15.3.3). Si no puede usarse un reciclado , el arreglo no puede realizarse , el rango puede reducirse .

23. SteaDesobrecalentadores por atomatización de vapor The typical installation of a steam atomising desuperheater is illustrated in Figure 15.3.3.

24. Desobrecalentadores de vapor por atomización Instalación típica de un desobrecalentador de vapor por atomización ilustrado e n la Fig.15.3.3 . Fig. 15.3.3 Tipico steam atomising type desuperheater installation

25. Desobrecalentador de vapor por atomización Ventajas : Buen rango - de hasta 50:1 e s posible , pero la operación y control eficiente es un rango de alrededor de 20:1 . Muy compacto – Corto with con un cort largo de absorcion en relación a otros sistemas . Pressure drop is negligible. El agua de enfriamiento puede ser fria be, ya que atomisando la precalentara . Se aproxima ta la temperatura de saturación - tipicamente dentro de 6°C de la curva de saturación .

26. Desobrecalentadores de vapor por atomización Desventajas : Se requiere vapor de alta presión . La cantidad de elementos requeridos y la tuberia adicional es relativamente costosa .

27. Steam atomising desuperheaters Applications: Suitable for applications where the steam flowrates will vary widely, for example in combined pressure reducing and desuperheating stations.

28. Desobrecalentadores de area variable El desobrecalentador de orificio variable controla el caudal de agua de enfriamiento dentro mediante un flotante colocado en el flujo . Fig. 15.3.4 Sobrecalentador de agua variable

29. Desobrecalentadores de area variable El desobrecalentador de orificio variable consiste en un obturador que se mueve hacia arriba y hacia abajo dentro de una jaula . Este movimiento es ta incorporado en la parte superior de la jaula . (cage). Su posición dentro del soporte depende de la jaula .

30. Desobrecalentadores de orificio variable El desobrecalentador de orificio variable consiste en en obturador que se mueve hacia arriba y hacia abajo de la El desobrecalentador de orificio variable consiste de un plug ( obturador ) plug that moves up and down in a cage. Este movimiento esta limitado por un tope incorporated into the top of the cage. Su posicion dentro de la jaula depende del caudal de of superheated steam in the mainline. Under no-flow conditions, the plug rests on a seat ring, surrounded by an annulus of cooling water. When superheated steam starts to flow through the desuperheater , the plug is forced off the seat by the steam pressure. As the flow increases, the plug is lifted further away from the seat, thereby creating a variable orifice between the plug and the seat. The increase in velocity between the plug and the seat creates a pressure drop across the annulus, drawing water into the superheated steam flow.

31. Variable orifice desuperheaters The low pressure drawing the water into the pipeline also helps to atomise the water into a fine mist. The turbulence associated with the change in velocity and direction of the steam assists in mixing the coolant and the steam. Vortices created immediately upstream of the plug ensure that the coolant is completely mixed with the steam.

32. Desobrecalentadores de orificio variable The low pressure drawing the water into the pipeline also helps to atomise the water into a fine mist. The turbulence associated with the change in velocity and direction of the steam assists in mixing the coolant and the steam. Vortices created immediately upstream of the plug ensure that the coolant is completely mixed with the steam. The efficient mixing of the coolant and the superheated steam within the desuperheater body means that the absorption length is relatively short, and the temperature sensing element may be installed within 4 or 5 metres of the desuperheater body.

33. Desobrecalentadores de orificio variable Fig. 15.3.5 Operacion del desobrecalentador de orificio

34. Desobrecalentadores de area variable La velocidad a la cual entra el agua varia por un anillo se varia mediante una válvula de control que es regulada mediante una funcion de la temperatura aguas abajo .

35. Desobrecalentadores de orificio variable La velocidad a la que entra el agua en un anillo varia con una válvula de control que es regulada como una funcion de la temperatura aguas abajo . El obturador generalmente se coloca con un resorte y un obturador el cual aumenta la fricción entre el obturador y la jaula , effectively damping the plug's movement. A una caida de presión dada a traves de la válvula , esta efectivamente permite la cantidad de agua de enfriamiento para que s ea variada cuando se mezcla con el caudal de vapor sobrecalentado .

36. Desobrecalentadores de agua variable La velocidad a la cual entra el agua de enfriamiento por un anillo variable por una válvula de control que e s regulada en función de la temperatura aguas abajo . El obturador es colocado típicamente y un plug con resorte , el cual aumenta la fricción entre increases the friction between the plug and the cage, effectively damping the plug's movement. Given a fixed pressure drop across the valve this effectively enables the amount of cooling water to be varied when mixing with the flow of superheated steam. El plug tambien provee estabilidad bajo condiciones de muy baja carga

37. Desobrecalentadores de orificio variable La velocidad a la cual ingresa el agua por un anillo varia mediante una válvula de control. La válvula es regulada en función de la temperatura aguas abajo . Tipcamente es un resorte cargado y un obturador , el cual aumenta la friccion entre el obturador y la jaula , moviendo la posicion del obturador.Dado una caida de presión fija , la caida de presión a traves de la válvula permite la entrada de una cantidad de agua de enfriamiento varie cuando se mezcla el agua y el vapor sobrecalentado . El obturador suministra estabilidad bajo condiciones de baja carga . El hecho que el agua ingrese al desobrecalentador el agua en el cuerpo desobrecalentando el vapor en el cuerpo del dispositivo , sin desgastar las tuberias involucradass ni el desobrecalentador .

38. Variable orifice desuperheaters A typical installation of a variable orifice desuperheater is illustrated in Figure 15.3.6 Fig. 15.3.6 Typical variable orifice type desuperheater installation

39. Desobrecalentadores de orificio variable Ventajas : El rango solo esta limitado por el agua de control Valvula , and steam turndown ratios of up to 100:1 can be readily achieved. Low approach to saturation temperature - typically to within 2.5°C of saturation temperature. Short absorption length. La presion del agua de enfriamiento solo debe ser 0.4 bar superior a la del vapor sobrecalentado . Las velocidades del vapor sobrecalentado pueden ser muy bajas .

40. Desobrecalentadores de orificio variable Desventajas : Significante caida de presion en el desobrecalentador . Relativo alto costo . El desobrecalentador tiene que ser instalado verticalmente . Si se coloca una curva a la salida del desobrecalentador , debe ser de radio largo.

41. Variable orifice desuperheaters Applications: Suitable for applications where the steam flowrate will vary widely and a relatively high pressure drop is not critical. Where the steam velocity is likely to be very low. Top

42. Combined pressure control and desuperheater

43. Combined pressure control and desuperheater In some instances, it is convenient to integrate the pressure control valve and the desuperheater into one unit.

44. Combined pressure control and desuperheater In some instances, it is convenient to integrate the pressure control valve and the desuperheater into one unit. Fig. 15.3.7 Combined pressure control valve and desuperheater (cut section)

45. Combined pressure control and desuperheater The pressure reducing aspect is similar to a standard pressure reducing valve. Although a number of different designs of pressure reducing valve could be used, angle or globe configurations are most commonly used. In addition, the valve is typically of the balanced type (with either a balancing plug or a balanced bellows arrangement) to reduce the required actuator force. As accurate pressure control is usually important in desuperheater applications, pneumatic actuation of the valve is virtually universal, and so is the use of positioners. In addition, because quite substantial pressure drops may be involved, the manufacturer will often offer a noise reduction trim for the pressure control valve (see Figure 15.3.8). Fig. 15.3.8 Typical valve noise reduction trim

46. Combined pressure control and desuperheater The desuperheating aspect will also vary depending on the application, but it is common for a multiple point radial injection type to be used. The mixing of the coolant and the steam is improved due to the high velocity of the superheated steam after the pressure-reducing valve. Radial injection type desuperheaters have the advantage that they can be easily combined with the pressure reducing valve to produce a single unit.

47. Combined pressure control and desuperheater The desuperheating aspect will also vary depending on the application, but it is common for a multiple point radial injection type to be used. The mixing of the coolant and the steam is improved due to the high velocity of the superheated steam after the pressure-reducing valve. Radial injection type desuperheaters have the advantage that they can be easily combined with the pressure reducing valve to produce a single unit. In some combined pressure control and desuperheating stations, there are a number of baffle plates installed immediately after the desuperheating station. These plates induce further pressure drop and improve mixing of the steam and coolant.

48. Combined pressure control and desuperheater The desuperheating aspect will also vary depending on the application, but it is common for a multiple point radial injection type to be used. The mixing of the coolant and the steam is improved due to the high velocity of the superheated steam after the pressure-reducing valve. Radial injection type desuperheaters have the advantage that they can be easily combined with the pressure reducing valve to produce a single unit. In some combined pressure control and desuperheating stations, there are a number of baffle plates installed immediately after the desuperheating station. These plates induce further pressure drop and improve mixing of the steam and coolant. Combined pressure control valve and desuperheating stations are commonly used in turbine bypasses, where the valve dumps the flow directly to the condenser or to 'cold reheat'.

49. Comparing desuperheaters Table 15.3.1 compares the typical performance and installation characteristics of the different desuperheater types. It should be noted that these properties may vary between different manufacturers, and indeed, they may depend on the particular operating conditions of the system.

50. Comparing desuperheaters Table 15.3.1 Comparison of desuperheater types

51. Comparing desuperheaters Table 15.3.1 Comparison of desuperheater types