GB150/ASME /API/JIS Proyecto de refinería de petróleo y gas / Alimentación licitación la calidad de sonido asequible para la protección de calderas industriales /Desgasificador/ depósito de presión

  DEAERATORS presurizado La necesidad de eliminar los gases de agua de caldera y el funcionamiento de un desgasificador bajo presión, además de los cálculos. ¿Por qué es necesario eliminar los gases de agua de caldera? El oxígeno es la principal causa de la corrosión en los tanques, feedlines hotwell, feedpumps y calderas. Si el dióxido de carbono también está presente, a continuación, el pH será baja el agua tienden a ser ácida, y la velocidad de corrosión aumenta. Normalmente, la corrosión es del tipo de picaduras en donde, aunque la pérdida de metal no puede ser genial, una profunda penetración y perforación puede ocurrir en un corto período. La eliminación de la del oxígeno disuelto puede conseguirse por métodos químicos o físicos, pero más generalmente por una combinación de ambos. Los requisitos esenciales para reducir la corrosión para mantener el agua en una fase de no menos de 8, 5 a 9, el nivel más bajo en la que el dióxido de carbono está ausente, y para eliminar todo rastro de oxígeno. El retorno de condensado de la planta tendrá un impacto significativo en el tratamiento de agua de caldera de condensación - ya está caliente y tratados químicamente, por lo tanto más como el condensado se devuelven, a menos de agua se requiere tratamiento. El agua expuesta al aire puede saturarse con oxígeno, y la concentración variará con la temperatura: A mayor temperatura, menor es el contenido de oxígeno. El primer paso en el tratamiento de agua a calentar el agua para extraer el oxígeno. Normalmente una caldera feedtank debería funcionar a 85°C a 90°C. Esto deja a un contenido de oxígeno de alrededor de 2 mg/l (ppm). Funcionamiento a temperaturas más altas que en la presión atmosférica puede ser difícil debido a la proximidad de la temperatura de saturación y la probabilidad de la cavitación en el feedpump feedtank, a menos que se instala en un nivel muy alto por encima de la caldera feedpump. La adición de una compactación de oxígeno químico (sulfito de sodio, la hidracina o tanino) retire el resto de oxígeno y evitar la corrosión. Este es el tratamiento normal para la planta de calderas industriales en el Reino Unido. Sin embargo, existen plantas que, debido a su tamaño, una aplicación especial o las normas locales, será necesario reducir o aumentar la cantidad de productos químicos utilizados. Para las plantas que necesitan reducir la cantidad de tratamiento químico, es práctica común utilizar un  Desgasificador presurizado.   Los principios de funcionamiento de un desgasificador presurizado Si un líquido se encuentra en su temperatura de saturación, la solubilidad del gas es cero, a pesar de que el líquido debe ser fuertemente agitada o hervida para asegurarse de que es completamente deaerated. Esto se logra en la sección head de un desgasificador rompiendo el agua en la mayor cantidad de pequeñas gotas de lo posible, y que rodea a estas gotas con una atmósfera de vapor. Esto da una gran superficie a la relación de masa y permite la rápida transferencia de calor del vapor del agua, que rápidamente alcanza la saturación de vapor de la temperatura. Esto libera la de los gases disueltos, que luego se realiza con el exceso de vapor se evacua a la atmósfera. (Esta mezcla de gases y vapor se encuentra en una menor temperatura de saturación y la ventilación funcionará). Termostato El agua entonces deaerated cae en la sección de almacenamiento del buque. Una manta de vapor se mantenga por encima del agua almacenada para asegurarse de que los gases no son  Reabsorbido. La distribución de agua La entrada de agua debe dividirse en pequeñas gotas para maximizar la superficie del agua zona de relación de masa. Esto es esencial para elevar la temperatura del agua, y la liberación de los gases durante el período de residencia muy corto en el desgasificador dome (o la cabeza). Rompiendo el agua en pequeñas gotas puede realizarse mediante uno de los métodos empleados dentro del domo de vapor del  Medio ambiente. Por supuesto, hay ventajas y desventajas asociadas con cada tipo de distribución de agua, además de costo. 3.21.1 Tabla compara y resume algunos de los  Factores más importantes:     Los sistemas de control El  Control del agua Una válvula de control de modulación Se utiliza para mantener el nivel de agua en la sección de almacenamiento del buque. La modulación de control es necesario dar las condiciones de funcionamiento estable, como la súbita irrupción de agua relativamente fresco con un control de encendido/apagado del sistema de control de agua podría tener un profundo impacto en el control de presión, también la posibilidad de que el desgasificador para responder rápidamente a cambios en la  Demanda. Desde la modulación de control es necesario, una sonda de nivel tipo de capacitancia puede proporcionar la señal analógica de  Nivel de agua.   Control de vapor Una válvula de control de modulación regula el suministro de vapor. Esta válvula es modulada a través de un controlador de presión para mantener una presión en el vaso. Control de la presión exacta es muy importante, ya que es la base para el control de temperatura en el desgasificador, por lo tanto una acción rápida, la válvula de control de accionamiento neumático. Nota: Un piloto acciona la válvula de control de presión pueden ser utilizados en aplicaciones más pequeñas, y un auto-actuando diafragma acciona la válvula de control puede ser utilizado cuando la carga está garantizado a ser bastante  Constante. La inyección de vapor puede ocurrir en la base de la cabeza, y fluyen en dirección opuesta al flujo de agua (contador), o de los lados, cruzando el flujo de agua (caudal de la cruz). Sea cual sea el sentido que el vapor, el objetivo es proporcionar el máximo de la agitación y el contacto entre el vapor y las corrientes de agua para elevar el agua a la  Temperatura requerida. El vapor se inyecta a través de un difusor para proporcionar una buena distribución del vapor en el desgasificador  Domo. La entrada de vapor también  Ofrece: Un medio de transporte de los gases del aireador. Una manta de vapor de agua requerida por encima de la guarda deaerated agua.   La capacidad de ventilación de aire desgasificador En módulos anteriores, típica de agua de las temperaturas han sido citado en torno a 85°C, que es un práctico el máximo valor para un Ventilado feedtank caldera operando a la presión atmosférica. También es conocido que el agua a 85°C contiene alrededor de 3, 5 gramos de oxígeno por 1 000 kg de agua, y que es el oxígeno que provoca que el mayor daño en los sistemas de vapor por dos razones principales. En primer lugar, que atribuye a sí mismo en el interior de tubos y aparatos, formando óxidos, herrumbre, y la escala; En segundo lugar, se combina con el dióxido de carbono para producir ácido carbónico, que tiene una afinidad natural para corroer el metal y disolver el hierro. Por ello, es útil para eliminar el oxígeno del agua de caldera antes de entrar en la caldera. La presión baja y media de la planta de la presión suministrada con vapor saturado a partir de una caldera de tipo shell funcionará muy feliz con un diseñado cuidadosamente feedtank incorporar un desgasificador atmosférica (conocido como un semi-desgasificador). El resto de las trazas de oxígeno son eliminados por medios químicos, y esto suele ser económico para este tipo de planta de vapor. Sin embargo, para la alta presión del tubo de agua y vapor de manipulación de la planta de calderas de vapor sobrecalentado, es vital que el nivel de oxígeno en la caldera, el agua se mantiene mucho menor (normalmente menos de siete partes por billón - 7 ppb), porque la tasa de ataque debido a los gases disueltos aumenta rápidamente con altas temperaturas. Para lograr tales niveles bajos de oxígeno presurizado deaerators, puede ser utilizado. Si se calienta agua a la temperatura de saturación de los 100°C en un feedtank atmosférica, la cantidad de oxígeno en el agua sería teóricamente cero; Aunque en la práctica, es probable que las pequeñas cantidades de oxígeno seguirá siendo. También es el caso de que la pérdida de vapor de una ventila feedtank sería bastante alta y económicamente inaceptable, y esta es la principal razón por la presión deaerators son los preferidos para una mayor presión planta operando normalmente por encima de 20 bar. G. Un desgasificador presurizado a menudo está diseñado para operar en la barra de 0, 2 g, equivalente a una temperatura de saturación de los 105°C y, aunque una cierta cantidad de vapor de agua seguirá siendo perdido a la atmósfera a través de un respiradero estrangulada, la pérdida será mucho menor que a partir de una ventila feedtank. No es sólo el oxígeno que necesita ser equilibrados; Otros gases no condensables será rechazada, al mismo tiempo. El desgasificador, por tanto, otros componentes de ventilación de aire, principalmente nitrógeno, junto con una cierta cantidad de vapor. Por lo tanto, el índice de rechazo de aire desde el agua tiene que ser algo superior a 3, 5 gramos de oxígeno por 1 000 kg de agua. De hecho, la cantidad de aire en agua a 80°C bajo las condiciones atmosféricas es de 5, 9 gramos por 1 000 kg de agua. Por lo tanto, un rechazo de 5, 9 gramos de aire por 1 000 kg de agua es necesaria para asegurar que la cantidad necesaria de 3, 5 gramos de oxígeno es de ser liberado. Como este aire se mezcla con el vapor de agua en el espacio por encima de la superficie del agua, la única manera que puede ser rechazado desde el desgasificador es por la liberación simultánea de vapor. La cantidad de mezcla aire/vapor que necesita ser liberado puede ser estimado por considerar los efectos de la Ley de Dalton de las presiones parciales y la Ley de Henry. Considerar la posibilidad de instalar un desgasificador. Antes de la instalación, la planta de caldera se alimenta de agua de una ventila feedtank operando a 80°C. Esto significa que cada 1 000 kg de agua contiene 5, 9 gramos de aire. La propuesta de desaireador operará a una presión de 0, 2 bar g, que corresponde a una temperatura de saturación de 105°C. Asumir, por lo tanto, que todo el aire se impulsa desde el agua en el desgasificador. De ahí que la ventilación debe rechazar 5, 9 gramos de aire por 1 000 kg de capacidad de agua. Considere la posibilidad de que el aire de ser liberado desde el agua se mezcla con el vapor de agua por encima de la superficie del agua. Aunque el desgasificador la presión de funcionamiento es de 0, 2 bar g (1, 2 bar a), la temperatura de la mezcla de aire/vapor sólo podría ser de  100°C. Por lo tanto, a partir de la Ley de Dalton: - Si el vapor de espacio en el desgasificador fueron llenados con puro vapor, la presión de vapor sería de 1, 2 bares. Como la fase de vapor tiene una temperatura de 100°C, la presión parcial causada por el vapor es de sólo 1.013 de 25 bar. La presión parcial causada por la falta de gases condensables (aire), por tanto, la diferencia entre estas dos figuras = 1, 2 - 25 = 0.186 1.013 75  Bar  . Sin embargo: Porque no hay manera fácil de medir con precisión la temperatura de descarga. Porque no es sólo una pequeña diferencia de presión entre el desgasificador y presión atmosférica. Debido a que la tasa de ventilación son tan pequeñas, ...Un mecanismo de ventilación automática es rara vez se encuentra en el desgasificador tubos de ventilación, la tarea suele ser realizada por una ajustar manualmente la válvula de bola, válvula de aguja, o la placa de orificio. También es importante recordar que el objetivo principal de el desgasificador es eliminar los gases. Es de vital importancia, por lo tanto, que una vez separados, estos gases se purgan tan rápidamente como sea posible, y antes de que existe alguna posibilidad de  Re-entrenamiento. Aunque la teoría sugiere que el 22, 4 gramos de mezcla aire/vapor de la tonelada de capacidad desgasificador es necesaria, en la práctica, esto es imposible de controlar o regular  Correctamente. Por lo tanto, basado en la experiencia práctica, desaireador fabricantes tienden a recomendar una tasa de ventilación de entre 0, 5 y 2 kg de mezcla aire/vapor por 1 000 kg/h de desaireador para estar en la capacidad de seguro. Se sugiere que el desgasificador consejos del fabricante en este  Tema. Una típica forma de controlar la tasa de ventilación es utilizar un DN20 deber vapor válvula de bola de una adecuada presión de tarado, que puede obtenerse en un circuito abierto  .   Los parámetros de funcionamiento típico de un  Desgasificador presurizado La siguiente información es típico y de cualquier instalación puede variar desde el siguiente en una serie de formas para satisfacer las necesidades individuales de esa  Planta. La presión de funcionamiento suele ser aproximadamente de 0, 2 bares (3 psi), que da una temperatura de saturación de los 105°C (221°F). El buque contendrá entre 10 y 20 minutos para el almacenamiento de agua de caldera en plena carga. El suministro de agua a presión el desgasificador debería ser al menos 2 bares para asegurar una buena distribución en la boquilla. Esto implica una contrapresión en el vapor trampas en la planta o la necesidad de que se bombea de retorno de condensado. La presión de suministro de vapor a la presión de la válvula de control estará en el rango de 5 a 10 bar. Apertura de cama en el desgasificador máximo será de aproximadamente 5: 1. En caudales por debajo de este en el proceso, puede haber presión insuficiente para dar una buena pulverización con agua tipo spray de boquilla o distribuidores. Esto puede ser superada por tener más de un domo de la unidad. La capacidad total de thedomes sería igual a la caldera de clasificación, pero uno o varios de los domos puede ser interrumpido en los momentos de baja demanda. El Calentamiento puede ser requerida en el área de almacenamiento del buque para el arranque; Esto puede ser por la bobina o inyección directa. Sin embargo, el tipo de planta con más probabilidades de estar equipado con un desgasificador presurizado estará en funcionamiento continuo y el operador puede tener en cuenta el bajo rendimiento durante el arranque en frío ocasional es aceptable. El buque diseño, materiales, fabricación, construcción y la certificación estará en el cumplimiento de un estándar reconocido, por ejemplo: En el Reino Unido el estándar es PD  5500. El balance térmico en el desgasificador normalmente (pero no siempre) se han calculado en un aumento de 20°C en la entrada de la  Temperatura del agua. Es normal que el agua a 85°C para ser suministrada a el desgasificador. Si la temperatura del agua entrante es significativamente superior, entonces la cantidad de vapor necesarias para alcanzar la presión será menor. Esto significa que la válvula de vapor se desacelere y el caudal de vapor puede ser insuficiente para garantizar la adecuada dispersión en la  Boquilla de vapor. Esto puede sugerir que, con un porcentaje muy alto de condensado de ser devueltos, algunas medidas alternativas pueden ser necesarias para que  Se produzca la ventilación adecuada. En este caso, el desgasificador balance térmico puede calcularse utilizando diferentes parámetros, o el desgasificador pueden operar a una mayor  Presión. El costo y justificación. El costo No hay costos adicionales de energía asociados con el funcionamiento de un desgasificador, y la máxima cantidad de vapor exportado a la planta es la misma con o sin el desgasificador, porque el vapor utilizado para aumentar la temperatura del agua proviene de la  Salida de caldera superior. Sin embargo: Habrá algunas pérdidas de calor desde el desgasificador (minimizado por el aislamiento adecuado). No es el costo adicional de la ejecución de la bomba de transferencia entre el feedtank y el desgasificador. Se pierde algo de vapor con la ventilación de gases no condensables. Justificación El principio de las razones para seleccionar un desgasificador presurizados  Son: Para reducir al mínimo los niveles de oxígeno (< 20 partes por billón) sin el uso de sustancias químicas. Esto elimina la corrosión en el sistema de alimentación de caldera. Un ahorro de costes puede ser lograda con respecto a productos químicos, este argumento es cada vez más válida en grandes Calderas de agua tipo de tubo donde caudales son de alta y baja los niveles de TDS (< 1 000 ppm) deben mantenerse en el agua de caldera. Añade sustancias químicas para controlar el contenido de oxígeno de la caldera de agua se requiere en sí. Soplado Por lo tanto reduciendo/eliminación de la adición de productos químicos, la tasa podrá reducirse blowdown asociada con el ahorro de costes. Para evitar la contaminación, donde el vapor está en contacto directo con el producto, por ejemplo: Los alimentos o para fines de esterilización. Desgasificador balance térmico Para permitir el correcto diseño del sistema y para el suministro de vapor de tamaño de válvula, es importante saber la cantidad de vapor es necesaria para calentar el desgasificador. Este vapor se utiliza para calentar el agua de alimentación de la temperatura habitual experimentado antes de la instalación del desaireador a la temperatura necesaria para reducir el oxígeno disuelto  En  El    Nivel requerido. El caudal de vapor es calculado por medio de una masa/balance térmico. La masa/balance térmico funciona en el principio de que la cantidad inicial de calor en el agua de alimentación, además del calor añadido por la masa de inyectar vapor debe ser igual al importe final de calor en el agua de alimentación, además de la masa de vapor  Condensado  Durante  El  Proceso. Ecuación 2.11.3 es la masa/balance térmico ecuación  Utilizada  Para  Este  Propósito. Una planta de caldera se alimenta con agua a una temperatura de 85°C. Debido al aumento del costo del tratamiento químico, se propone que un desgasificador instalarse bajo presión, que opera en la barra de 0, 2 g de agua para elevar la temperatura a 105°C, la reducción de la solubilidad del oxígeno a las cantidades normalmente medido en partes por billón. El vapor producido en la caldera a 10 bar g, es para ser utilizado como agente de la calefacción. Si el 'y' en la valoración de la planta de caldera es de 10 t/h, determinar el caudal de vapor de agua necesaria  Para  Calentar  El  Desgasificador. Antes de que los cálculos pueden hacerse para estimar el tamaño del desgasificador, es importante saber el máximo posible de agua de requisito. Esto se determina calculando la caldera(s) la tasa de cocción útil máxima, que a su vez, depende de la temperatura de agua inicial. La máxima velocidad de cocción es encontrado por la determinación de la    Evaporación de la caldera de  Factor.   Por lo tanto, la válvula de control tiene que ser capaz de abastecer a 334 kg/h de vapor con una presión de alimentación de 10 bar g, y con una sonda de presión de 0, 2 bar. G. Ejemplo 3.21.2 El dimensionamiento y selección de un sistema de control de presión un desgasificador Las selecciones en este ejemplo no son las únicas soluciones, y el diseñador deberá considerar las demandas de un sitio con respecto a la disponibilidad de servicios de eléctricas y neumáticas. El objetivo de esta sección es la selección de válvulas de control y sistemas. Accesorios de tuberías, como los tamices y se han omitido las válvulas de parada para mayor claridad, que son, sin embargo, de vital importancia para el buen funcionamiento y operación de un desgasificador presurizado. Los datos Como se muestra en la figura 3.21.4 además de la salida real se muestra a continuación: Caldera: -Presión de funcionamiento (P1) = 10 bar g -'Y a la calificación" = 10 000 kg/h -Salida real = 9 311 kg/h con una temperatura de agua de 85°C Desgasificador: -Presión de funcionamiento (P2) = 0, 2 bar g (temperatura de saturación de 105 °C). La válvula de control de vapor Tamaño de una válvula de control para el servicio de vapor saturado puede determinarse mediante la Ecuación 3.21.2.   Sin embargo, desde P2 (1, 2 bar a) es inferior a 58% de P1 (11 bar a) el flujo de vapor es sometido a crítica la caída de presión, por lo que Kv se puede calcular de la ecuación más sencilla ecuación (6.4.3) se utiliza  Para      Las condiciones de flujo crítico.   La válvula de control debería tener un Kvs de más de 2.53, y que normalmente sería proporcionada por una válvula de DN15 con un estándar de Kvs de 4, e igual porcentaje guarnecido.     La selección de equipos de control de vapor Este control deberá responder rápidamente a los cambios de presión en el desgasificador, y a mantener la presión de precisión; Una válvula con un actuador neumático operaría en la forma. Las funciones de control y detección de presión puede ser suministrado por neumáticas o equipo electrónico y la salida de señal de control (0, 2 a 1 bar o de 4 - 20 mA) deben ir  A  Un    Posicionador. El equipo  Necesario Un DN15 de la válvula de dos puertos con el estándar igual porcentaje trim (Kvs = 4). Un actuador neumático capaz de cerrar un DN15 válvula contra una presión de 10 bar. Un neumático-neumática con posicionador kit de montaje (alternativamente un posicionador electroneumático con kit de montaje). Un controlador neumático con un intervalo de 0 a 7 bar (alternativamente un controlador electrónico y el sensor con un rango apropiado). Como se mencionó anteriormente, un piloto acciona la auto-control de presión de actuar puede ser aceptable. Un pulmón de la acción directa que acciona la auto-control de presión de actuar, sin embargo, debe ser evitado si el desgasificador carga cambia considerablemente, como la gran P banda asociado con tales válvulas no podrá dar suficientemente precisos de control de presión  Sobre  El    Rango de carga. Control para el    Sistema de agua  (nivel  Control).   Suministro de agua: La bomba de transferencia de la presión de descarga = 2 bar  G Feedtank temperatura =  85°C Caudal de vapor para el desgasificador (m_dot - cuerpo de texto. Jpg) ya se ha calculado en 334  Kg/h. En este ejemplo el máximo caudal de agua (la capacidad de "real" de la caldera) para el desgasificador es de 9 311 kg/h. Las válvulas de agua tienen un tamaño en el volumen de caudales, así que es necesario convertir el flujo de masa de 9 311 kg/h de  Caudal volumétrico  En  M3/  H. La presión de descarga de la bomba en la válvula de control es de 2 bar. G. A partir de las tablas de vapor, el volumen de agua a 2 bar g y 85°C es de  0.001  032  M3/  Kg. Es importante para determinar la presión necesaria detrás de la boquilla de la distribución de agua para dar una adecuada distribución; La selección de la válvula de control debe tener en cuenta. En este ejemplo, se supone que una presión de 1, 8 bar se requiere en la entrada    Del  Distribuidor la  Boquilla. El tamaño de los parámetros para la      Válvula de control de agua  Son: V = 9 311 kg/h x 0, 001  M3/kg 032  =  9, 6  M3/h P1  =  2  Bar  G P2  =  1, 8  Bar  G Tamaño de una válvula de control para el servicio de líquido puede ser determinado por el cálculo de los  Kv,   Ver la  Ecuación  3.21.3.     Selección de equipos de control de agua Debido a la gran masa de agua que se celebró en el desgasificador, la velocidad de respuesta de la señal de control no suele ser un problema, y un control de accionamiento eléctrico puede proporcionar  Una    Solución adecuada. Sin embargo, un control de accionamiento neumático ofrecerá igualmente    Una buena  Solución. El Equipo  Necesario: Un DN40 dos puertos de la válvula con embellecedor estándar (Kvs = 25). Un actuador eléctrico que cerrará un DN40 en contra de la válvula de presión de la bomba de transferencia máxima. Un potenciómetro de realimentación será necesario con el actuador. Una sonda de nivel de la capacitancia de longitud apropiada con un preamplificador. Un controlador de nivel a aceptar la señal de la sonda de capacitancia, y luego pasar una señal moduladora de la válvula actuador. Tenga en cuenta que esto sólo da el control de nivel de agua más alto o bajo la alarma. Si las alarmas de alta o baja adicional necesario, las  Opciones  Son  : Una sonda de nivel de la capacitancia con controlador de nivel, que puede proporcionar dos nivel adicional de alarmas. Cuatro de la sonda de nivel de conductividad de la punta, con un controlador de nivel, que puede proporcionar hasta cuatro alarmas de nivel. O         3. Una sola punta alta integridad, la sonda de nivel de autocontrol y controlador de nivel asociado, que proporcionará un    Nivel alto o bajo la  Alarma. El cuadro 3.21.2 identifica las principales dificultades que pueden encontrarse con un desgasificador presurizado, y  Sus  Posibles  Causas.