А11. Процесс образования конденсата из газа в технологической установки

Процесс образования конденсата из газа в рассматриваемой установке технологически не может происходить без:

1. подачи газа от сепаратора;
   
2. охлаждения газа подводимой жидкостью;
   
3. работы специальных устройств – конденсаторов. В первом конденсаторе подаваемый газ отрабатывается лишь частично, остаток переходит во второй пропановый конденсатор для завершения конденсации;
   
4. сбора конденсата в отдельный резервуар;
   

Для проверки системы на устойчивость её основополагающие элементы должны быть подвергнуты испытаниям. В нашем случае представляет интерес реакция на возмущения со стороны подсистем охлаждения, подачи газа и получения конденсата.

Факторами, регулирующими уровень возмущений, в исследуемом процессе являются:

1. чистота трубок конденсатора:
   
2. Скорость охлаждающей воды в трубках;
   
3. Температура охлаждающей жидкости;
   
4. Расположение охлаждающих трубок конденсаторов;
   
5. Парциальное давление воздуха в конденсаторе;
   

Рассмотрим подсистемы установки конденсирования с точки зрения воздействия на них приведённых выше факторов.

pipeToRolling(pipeToRolling1, pipeToRolling2) – трубы, через которые к конденсатору подводится циркуляционная жидкость.

1.Передача теплоты газа воде происходит обычно тем лучше, чем выше скорость протекания ее в трубах; при проектировании конденсатора предел скорости устанавливается соображениями экономического характера, так как повышение скорости требует повышения мощности насоса выше известных границ становится невыгодным. Кроме того, при высоких скоростях воды появляется опасность разрушения трубок от так называемой «струйной коррозии».

2. При очень холодной охлаждающей воде основная масса газа может конденсироваться при соприкосновении с верхними трубками конденсатора. Тогда конденсат дополнительно охлаждается, стекая по нижним трубкам. Кроме того, в нижней части конденсатора может происходить понижение парциального давления газа, то есть охлаждение газовоздушной смеси и, следовательно, конденсата. Как следствие, низкая температура циркуляционной воды приводит к снижению к.п.д. установки из-за переохлаждения конденсата. В установках без регенерации переохлаждение конденсата на 7,5^оС вызывает примерно 1% перерасхода топлива. В лучших системах конденсаторов при хорошей плотности их и хорошей работе воздушных насосов заметного переохлаждения конденсата не должно быть вообще.

Потеря тепла с циркуляционной водой является не единственным отрицательным следствием переохлаждения конденсата. Переохлаждение конденсата сопровождается поглощением кислорода конденсатом. Присутствие кислорода в газе и питательной воде (конденсате) вредно отражается на металле, вызывая интенсивное ржавление (коррозию) его. Каждой определенной температуре воды при данном давлении соответствует известное максимальное содержание кислорода, которое может быть ею поглощено.

pipeToKonder (pipeToKonder1, pipeToKonder2) – подсистема трубок, подающих газ в конденсаторы

1. При слишком тесном расположении трубок давление газа при входе в конденсатор может быть значительно больше давления в нижней части конденсатора вследствие большого газового сопротивления трубной системы. В этом случае также имеет место переохлаждение конденсата по сравнению с температурой газа, замеренной в горловине конденсатора.
   
2. Передача теплоты газа охлаждающей воде в высокой степени зависит от чистоты трубок конденсатора как с внешней, так и с внутренней стороны их. Загрязнение внешней (газовой) стороны трубок у конденсаторов газовых турбин — явление довольно редкое, и влияние его сравнительно невелико, если отработавший газ не содержит масла или других примесей; внутренняя же сторона подвергается постоянному загрязнению осадками, выпадающими из циркуляционной воды и серьезно ухудшающими теплопередачу через трубки. Конкретным показателем степени загрязнения трубок при неизменной воздушной плотности конденсатора и нормальной работе воздухоудаляющих устройств служит увеличение разности между температурой газа перед конденсатором и температурой уходящей охлаждающей воды «теплового напора»;
   
3. Из-за наличия парциального давления воздуха в конденсаторе увеличивается переохлаждение конденсатора. Наличие воздуха в газе сильно затрудняет передачу теплоты газа охлаждающей воде, что вызывает повышение парциального давление газа в конденсаторе. Кроме того, присутствие воздуха в конденсаторе вызывает повышение давления в конденсаторе за счет парциального давления воздуха. Например, если давление газа в конденсаторе равно 0,02 ата и давление воздуха 0,01 ата, то общее давление в конденсаторе будет равно 0,03 ата.
   

Мероприятия по усилению устойчивости системы.

1. Необходимо контролировать предел скорости циркуляционной воды в подсистеме охлаждения в границах от 1,4 до 2,2 м/сек, иначе может произойти труб вследствие «струйной коррозии».
   
2. Необходимо следить за температурой циркуляционной воды, чтобы не возникал эффект переохлаждения конденсата, в результате ведущих к низкому к.п.д. установки и интенсивной коррозии металла.
   
3. Добиться достаточной глубины вакуума в конденсаторах, чтобы свести к минимуму поглощение конденсатом кислорода и защитить металл от коррозии. При вакууме содержание кислорода в воде уменьшается, причем оно делается равным нулю, когда температура конденсата равна температуре насыщенного газа, то есть если не имеется переохлаждения конденсата. Каждый градус переохлаждения конденсата ориентировочно дает возможное увеличение кислородо содержания на 0,02-0,14 мг/л.
   
4. Необходимо обеспечить оптимальную отдачу газом тепла охлаждающей воде, чтобы образовалось максимум конденсата и оставалось минимум газа. Для этого потребуется защита трубок конденсатора от загрязнения хлорированием охлаждающей воды и периодическими чистками. Ещё надо сократить парциональное давление воздуха в системе, улучшив изоляцию конденсатора.