nga och Kondensat

UTGVA 3 2012HANDBOK

m ch pris.

FOR EVERY PROBLEM THERE IS A POSSIBLE SOLUTION. OUR MISSION

IS TO FIND THAT SOLUTION.

Boken innehller kortfattad teoretisk information om nga och kondensat samt ger rd och belyser problem som man stlls infr vid val av armatur samt vid dimensionering och uppbyggnad av ett ng- och kondensatsystem. Handboken behandlar i frsta hand anvndning av processnga upp till PN 40 i konventionella industrianlggningar. Nytt i handboken r ett avsnitt om normer, vilket har ftt kad aktualitet i samband med Sveriges EU-intrde. Pannarmatur och ngmtning r nya avsnitt. Installationsexemplen har omarbetats med kad lsbarhet.

Artikelnummer som terfinns i bl a installations-exemplen kan skas p vr hemsida armatec.sefr fullstndig artikelbeskrivning, eller kontakta oss.

Handboken r avsedd att anvndas som hjlp vid dimensionering och uppbyggnad av ett ng- och kondensatsystem, men kan ocks anvndas i samband med utbildning av personer med en teknisk bakgrund.

Denna handbok utgr en bearbetning av tidigare utgvor och behandlar anvndning av nga och terledning av kondensat i industriella anlggningar.

Produkt- och Marknadsansvarig

3

0.1 6Definitioner, enheter och sortomvandling 0.2 7Normer

1.1 9Allmnt 1.2 10Vrmeinnehll1.3 11Tryck-Temperatur-Volym-Densitet1.4 11ngbildningskurvan1.5 12ngtabellen1.6 12Mttad nga

2.1 14Allmnt 2.2 15Funktion

1.7 13verhettad nga1.8 13Inverkan p luft och gaser

5.1 20Allmnt 5.2 20Val av ngtryck5.3 20Temperaturreglerad ngtillfrsel5.4 21Vibrationer5.5 21Dimensionering av ngledningar

4.1 18Allmnt 4.2 18Funktion

NGSYSTEMET

NGPANNAN

NG/KONDENSATSYSTEM

ALLMNT

NGA

Avsnitt Sida

Avsnitt Sida

Avsnitt Sida

Avsnitt Sida

Avsnitt Sida

3.1 16Allmnt

VATTEN I ENERGISYSTEMAvsnitt Sida

4 INNEHLLSFRTECKNING

6.1 22Kondensering allmnt 6.2 22Utnyttjande av kondensatets vrmeinnehll 6.3 23Kondensatavledningen6.4 34nglsning6.5 35Underkylning av kondensat6.6 35Vattenslag6.7 37Korrosivt kondensat6.8 37terledning av kondensat

KONDENSATSYSTEM

6.9 39tervinning av expansionskrl6.10 40Dimensionering av kondensatledning

7.1 42Allmnt 7.2 42Avstngningsventiler 7.3 44Nl och manometerventiler7.4 44Backventiler7.5 45Smutsfilter7.6 46Reglerventiler7.7 49Vaccumventiler7.8 49Vtskestndsstll7.9 50Bottenblsningsventiler7.10 50Avsaltningsventiler7.11 51Skerhetsventiler7.12 53ngmtning

8.1 54Allmnt 8.2 56Utomhusinstallationer - frysrisk8.3 56Placering av avluftare

9.0 72ng/vattentabell

KONDENSATSYSTEM

ARMATUR

INSTALLATION

NGA/VATTENTABELL

Avsnitt Sida

Avsnitt Sida

Avsnitt Sida

Avsnitt Sida

INNEHLLSFRTECKNING 5

Ett ng- och kondensatsystem mste konstrueras s att systemen motsvarar brukarens funktions- och skerhetskrav.

0.1 Denitioner, enheter och sortomvandling

DEFINITIONER

Mttad nga

verhettad nga

Torr nga

Entalpi

Vtskevrme

ngbildningsvrme

verhettningsvrme

Ekonomiser

verhettare

nga nr den vergr frn vatten till nga

nga som upphettats ver mttningstemperaturen

nga som inte innehller vatten

ngans eller vattnets vrmeinnehll, kJ/kg

Vattnets vrmeinnehll, kJ/kg

Vrmemngden (kJ/kg) som krvs fr att verfra kokande vatten till nga

Vrmemngden (kJ/kg) som krvs fr att verfra mttad nga till verhettad nga

Vrmevxlare fr frvrmning av matarvatten

Vrmevxlare fr upphettning av mttad nga

Tryck

Temperatur

Volymitet, vatten

Volymitet, nga

Densitet, vatten

Densitet, nga

Samlad densitet/volym:

Effekt

Erforderlig ngmngd i kg/h erhlls genom

bar (a),

vertryck bar (e),

absoluttryck bar (a) = bar (e) +1

C

v' m3/kg

v" m3/kg

U' kg/m3U" kg/m3U'=1

U"=1

kJ/h, kW, MW, Mcal/h, kcal/h

1 MW = 3 600 000 kJ/h

1 kW = 3 600 kJ/h

Mcal/h = 4 187 kJ/h

kcal/h =4,19 kJ/h

ngmngd (kg/h) = Effekt (kJ/h) ngbildningsvrme (kJ/kg)

v'

v''

ENHETER OCH SORTOMVANDLING

6 ALLMNT

0.2 Normer

Nya normer som berr nganlggningar och drmed skerhetsutrustning har nyligen publicerats som svensk standard.

Del 1:

Del 2:

Del 3:

Del 4:

Del 5:

Del 6:

Del 7:

Del 8:

Del 9:

Del 10:

Del 11:

Del 12:

Del 13:

Del 14:

Del 15:

Del 16:

AllmntMaterial och pannors tryckbrande delar och tillbehrKonstruktion och berkning av tryckbrande delarBerkningar av terstende livslngdTillverkning av pannans tryckbrande delarTillverkningskontroll, dokumentering och mrkning av pannans tryckbrande delarKrav p pannans utrustningKrav p eldningssystem fr flytande och gasformiga brnslenKrav p eldningssystem fr pulveriserat fast brnsleKrav p skyddsanordningar mot skadligt tryckKrav p utrustning fr vakter och skerhetssystem fr pannor och tillbehrKrav p matarvatten och pannvattenkvalitetKrav p rkgasreningssystemKrav p DENOX-system fr trycksatt ammoniak i vtskefas samt ammoniak lst i vattenPrestandaprovKrav p roster och p flytande bdd eldningssystem fr fasta brnslen

VATTENRRSPANNOR OCH HJLPINSTALLATION BEHANDLAS I SS-EN 12952 OCH UTGR 16 DELAR

Del 1:

Del 2:

Del 3:

Del 4:

Del 5:

Del 6:

Del 7:

Del 8:

Del 9:

Del 10:

Del 11:

Del 12:

Del 13:

Allmnt

Material fr pannors tryckbrande delar och tillbehr

Konstruktion och berkning av tryckbrande delar

Tillverkning av pannans tryckbrande delar

Tillverkningskontroll, dokumentering och mrkning av pannans tryckbrande delar

Krav p pannans utrustning

Krav p eldningssystem fr flytande och gasformiga brnslen

Krav p skyddsanordningar mot skadligt tryck

Krav p vakter och skerhetssystem fr pannor och tillbehr

Krav p matarvatten och pannvattenkvalitet

Prestandaprov

Krav p eldningssystem fr fasta brnslen

Driftinstruktioner

FR ELDRRSPANNOR GLLER SS-EN 12953 MED 13 DELAR

Dessa standarder r p engelska och harmoniserade mot AFS 1999:4, Tryckkrlsdirektivet, vilket innebr en tvingande status.

7ALLMNT

Tryckkrlsdirektivet, AFS 1999:4, anger att fr ngpanna, om volymen r strre n 2 liter, kommer pannan att klassas i ngon av kategorierna I-IV. Frskran om verensstmmelse skall utfrdas av tillverkaren. Utrustningen skall CE-mrkas.

Skerhetsutrustning fr pannor i kategorierna I-IV skall normalt klassas i kategori IV. Detta gller specifikt fr skerhetsventiler och annan utrustning som enbart har en skerhetsrelaterad funktion.

Anvndning av pannanlggning regleras i AFS 2002:1 och gller fr nganlggningar >5 kW.

Freskriften AFS 2002:1 omfattar krav p riskbe-dmning, program fr fortlpande tillsyn och ver-vakning av pannanlggning. Alla nganlggningar >5 kW skall vara frsedda med katastrofskydd och besksfrekvensen vid periodisk vervakning beror p typ av katastrofskydd.

III

IV

II

I8

10

00 1 2 10

Volym V (liter)

100

Tryc

k PS

(bar

)

0,5

1

32

100

1000

1000 10000

Kategorier fr utrustning, som vrms med direkt lga eller p annat stt, som medfr risk fr verhettning, och r avsedd fr produktion av nga.

Katastrofskydd* Hetvatten-anlggningar

Varmvatten-anlggningar

Vanligt 2 gng per/dygn1 gng per/dygn 1 gng per/dygn

Intervall 48 timmar,under helger 72timmar.

Efter bedmning av AKO 1 gng/dygn, under helger tillts intervallet 72 timmar.

Skall vervakas i denomfattning som behvs fr att skerheten inteskall ventyras.

ngpanneanlggningar ochfastbrnsleanlggningar

< 1,5 MW > 1,5 MW

Sjlvvervakande

Tabell besksfrekvens med periodisk vervakning

*) Alla slutna pannanlggningar mste vara frsedda med katastrofskydd, oavsett om de str under stndig vervakning eller inte.

0 Allmnt

8 ALLMNT

1.1 nga allmnt

I alla industriella anlggningar krvs energi fr att driva processer av olika slag. Energin som anvnds kan vara i form av elektricitet, nga, tryckluft, hyd-raulik, etc. Energin kan verfras frn den ena formen till den andra. Bl.a r det vanligt att nga anvnds fr att gra elkraft (ngturbiner kopplade till generator) eller att el anvndes fr att driva kompressorer fr tryckluft eller hydraulmotorer. Vilken energiform som skall anvndas fr bedmas frn fall till fall.

nga r en utmrkt energibrare bde frn eko-nomisk och teknisk synpunkt. Vatten r billigt och det finns verallt i stora mngder. ngan r effektiv nr det gller att verfra stora mngder energi. Alla vet vad som hnder nr vatten i en kastrull brjar koka - nga bildas.

Vad r det egentligen som hnder i kastrullen frn det att man hller i kallt vatten till dess nga brjar bildas?

Nr kastrullen med det kalla vattnet placerats p kokplattan eller lgan brjar vrmeenergi trans-porteras genom krlets botten till vattnet. Den kon-tinuerliga energitillfrseln vrmer upp vattnet tills det slutligen brjar koka.

Den energi som nd tillfrs gr t till att koka bort vattnet som omvandlas till nga.

nga bildas alltid vid vtskeytan, men vid kokning ven som blsor inuti vtskan.

ngan anvnds mycket fr industriellt bruk. Exem-pel r uppvrmning av lokaler, uppvrmning i industriprocesser, drivning av pumpar och turbiner fr olika ndaml.

Man kan anvnda olika vrmekllor (olja, gas, el, kol, krnkraft, etc.). ngan r ltt att kontrollera och distribuera i ett rrledningssystem.

Den energi som nd tillfrs gr t till att ko

"Nr vattnet brjar koka har det ntt det tillstnd 100 C dr det inte kan ka sin temperatur oavsett hur lnge man vrmer"

Vid atmosfrs tryck gller:

9NGA

1.2 Vrmeinnehll

ngans totala vrmeinnehll (entalpi) kan delas upp i tre olika delar:

Vtskevrme r vattnets vrmeinnehll upp till kokpunkten. Vid atmosfrstryck kokar vattnet vid 100 C och d r vattnets vtskevrme 417 kJ/kg.

ngbildningsvrme r den energi som tgr fr att ombilda vatten till nga (mttad nga) och som sedan tervinnes nr ngan kondenserar.

Fr att omvandla 1 kg vatten (1 liter) med tem-peratur 100 C vid atmosfrstryck till nga med

samma temperatur och tryck tgr 2258 kJ/kg (0,6 kWh).

verhettningsvrme r den energi som tillfrs den mttade ngan och hjer temperaturen ver 100 C. verhettningen brjar nr allt vatten i ngan har blivit nga, s k torr nga. verhettning sker i s k verhettare som r helt skilda frn vattnet i ng-pannan. I annat fall kommer energin att tg fr att frnga mer vatten.

Vtskevrme ngbildningsvrme verhettningsvrme

ngbildnings-vrme

2047 kJ

ngbildnings-vrme

2258 kJ ngans totalavrmeinnehll

2675 kJ

ngans totalavrmeinnehll

2768 kJ

1 bar (a) 8 bar (a)

Vattnets vrmeinnehll

417 kJ

Vattnets vrmeinnehll

712 kJ

Figur 1 Vrmeinnehll per kg

10 NGA

Nr trycket stiger kokar vattnet inte lngre vid 100 C utan vid en hgre temperatur. Exempelvis r vattnets kokpunkt 170,5 C vid 8 bar (a). Det erfordras d en strre vrmemngd fr att f vattnet till kok-punkten men en mindre vrmemngd fr att f det att koka.

Vid trycket 221,2 bar (a) r ngbildningsvrmet = 0, dvs. vattnet vergr okontrollerat till nga utan att vrme tillfres.

1.3 Tryck-Temperatur-Volym-Densitet

- ngans volym ndras med trycket. Om 1 kg vatten omvandlas till nga fr vi 1 kg nga.

Figur 2 Exempel tryck-volym

1 bar (a)

1,694 m3

10 bar (a)

0,194 m3

Vtskevrmet kar med kande tryck.

ngbildningsvrmet minskar med kande tryck.

ngbildningskurvan visar frhllandet mellan den mttade ngans tryck och temperatur, dvs vid vilken temperatur ngan kokar vid olika tryck. ngbildningskurvan visar mttningstemperaturen vid varje tryck. Ytan ver kurvan innebr ver-hettad nga och ytan under visar vattenfas.

ngbildningskurva

1 5 10Tryck bar (a)

Temp C

15 20

240220200180160140120100

80604020

1.4 ngbildningskurvan

Vi har hittills talat om frhllandena vid atmosfrstryck. Nr trycket kar ndras frutsttningarna enligt fljande.

Detta kallas det kritiska trycket.

Volymen hos 1 kg nga vid atmosfrstryck r 1.694 m3. Vid trycket 10 bar (a) upptar samma mngd nga endast 0,194 m3.Densiteten erhlls genom att invertera volymiteten. Densiteten fr nga vid atmosfrstryck r 0,5904 kg/m3 och vid 10 bar (a) 5,147 kg/m3.9

9

11NGA

1.5 ngtabellen, Molliers h,s diagram

TempoC

VolymVatten

m3

Volymngam3

EntalpiVattenkJ/kg

EntropiVatten

kJ/kg, oC

Entropinga

kJ/kg, oC

ngbildningsEntalpikJ/kgbar

EntalpingakJ/kg

38 247,31 0,001245 0,05246 1072,78 1728,95 2801,74 2,7690 6,0909

p

Figur 4 redovisar ngtabell fr mttad nga vid 38 bar (a)ngtabell fr temp. 0-374,15 0C, ternns p sid. 72-73

1.6 Mttad ngaNr det rder jmvikt mellan ngan och vattenytan, dvs. nr lika mnga molekyler avdunstar frn vattenytan som under samma tid kondenserar tillbaka och blir vatten, r ngan mttad. Det d rdande trycket kallas mttningstrycket eller maximitrycket.

ngtabellen visar att mot ett visst tryck svarar alltid en viss temperatur, ngans mttningstemperatur.Omvnt gller att en viss temperatur svarar mot ett visst tryck.

Denna information erhlles ur ngtabeller eller Mollier h,s diagram.

Mttad nga har genererats i kontakt med vatten, dvs. ngan har samma tryck och temperatur som det kokande vattnet.

ngtabeller r i regel baserade p torr mttad nga dvs. nga som inte innehller ngra fria vattenpartiklar.

Detta r nga som man knappast finner i praktiken. Tabellernas uppgifter r dock tillrckligt noggranna fr vra berkningar.

Fr att kunna utfra berkningar och dimensioneringar av ng-systemet krvs information och data om ngan vid olika tillstnd.

12 NGA

1.7 verhettad nga

Luft har en mycket ogynnsam inverkan p ett ng-system. Till luft rknas hr ocks andra icke kon-denserbara gaser ssom fritt syre och koldioxid. De strsta problemen r:

Ngra praktiska exempel p inverkan av luft i ngsystem:

Nrvaro av luft i en kokgryta inom livsmedelsindustrin kade koktiden frn 12,5 till 20 minuter.

En lufthalt p 6% i ngan till en varm-vattenberedare reducerar effekten med ca 30%.

Inom sjukvrden kan luft i steriliserings-autoklav frhindra sterilisering.

Luften i ett ngsystem tas bort med hjlp av automatiska termostatiska avluftare. Man utnyttjar d det faktum att nga och luft har olika temperaturer. Luften r alltid kallare n ngan. Manuella ventiler fr avluftning r ocks vanligt frekommande.

verhettad nga bildas nr den torra mttade ngan tillfres ytterligare vrme.

I motsats till mttad nga finns det inget enkelt samband mellan den verhettade ngans tryck och temperatur.

verhettad nga anvnds i huvudsak vid tryck ver 30 bar och oftast i samband med kraftproduktion (ngturbiner), torkning samt vid transport av nga i lnga ledningar.

verhettning kar den termiska verkningsgraden

1.8 Inverkan av luft och gaser

samt frhindrar kondensering i ledningar och maskiner. Hrigenom minskar risken fr korrosion.

Eftersom verhettad nga r torr uppfr den sig i det nrmaste som andra gaser och avger sitt verhettningsvrme lngsamt. Den kan inte brja kondensera och avge sitt stora ngbildningsvrme frrn verhettningen r borta och temperaturen har snkts till mttningstemperaturen. Eftersom den verhettade ngans temperatur inte str i bestmd relation till trycket r det svrare att reg-lera temperaturen i en process dr man arbetar med verhettad nga.

Frsmrad vrmeverfring

Minskning av distribuerad ngmngd

Den allvarligaste inverkan av luft r frsmrad vr-meverfring. Luft r ju en extremt dlig vrme-ledare vilket utnyttjas vid isolering.

Kalla zoner kan bildas p vrmeytorna

Korrosion

9

9

9

999

9

13NGA

2.1 Allmnt

Ett ng- och kondensatsystem r i princip ett slutet system dr vatten upphettas till nga i ngpannan och kondenseras i de olika frbrukarna eller i en kondensor. Detta kretslopp fortstter kontinuerligt styrt av ett reglersystem.

nga kan lcka ut eller tappas ur systemet av olika anledningar men erstts d med motsvarande mngd i matarvattentanken.

Principschemat p nsta sida visar det slutna krets-loppet nga - kondensat. Varje system r givetvis berknat och konstruerat efter sina speciella krav

Armatur ritas normalt med symboler som harmonierar med DIN2481

Trycket angivs oftast i bar som vertryck bar (e). I det fall att tryck anges i absoluttryck, bar (a) gller: bar (a) = bar (e)+1

och frutsttningar men huvudfldet r i princip detsamma.

I principschemat r inte ekonomiser (matarvatten-frvrmning) eller verhettare fr nga medtaget. Dessa funktioner finns beskrivna i kapitel 4 ng-pannan. Fr mera detaljerad information, se installationsexempel sidan 57-72

KOMPLETTREDUCERSTATION

SEPARATOR

AVSTNGNINGSVENTIL

BACKVENTIL

SIL

NGFLLA

AVLUFTARE

SKERHETSVENTIL

MANUELL STRYPVENTIL

VENTIL MED DON

VENTIL MED ELEKTRISKT DON

VENTIL MED PNEUMATISKT DON

14 NGA/KONDENSATSYSTEM

Drn. av rrledn

Huvudreducerstation

Drn. av lgpunkt

Drn. av lgpunkt

Drn. och avluftningav slutnda

Alla nguttag uppt

Alla kondensatanslutningar till stam

ansluts uppifrn

Tracing

VulkformReducerstation

Rrslinga i tank

Roterande vals

Autoklav

Etagepress

Drn. av separator

Drn. av nglda

nglda

Frvrmn. av olja

Varmvattenberedare

vrmevxlare

Kondensattank

Matarvattentank

Bottenblsningsventil

Tillavspnnings-krl

AvsaltningsventilPanna

Slingor i oljetank

Aerotemprar

ngavspnningskrl

Kokgryta

Matarvattenbehandling

Till slamtank

Figur 5 ng/kondensatsystem, principschema

2.2 Funktion

15NGA/KONDENSATSYSTEM

Vatten har olika egenskaper vid olika tryck och temperatur. Dess innehll av partiklar, joner och freningar kommer att pverka vattnets egenskaper ytterligare i olika faser. Det r drfr mycket viktigt att anvnda vatten av hg kvalitet i ett energisystem.

Froreningar i form av salter, joner, hrdhetsbildare, koldioxid och humus etc., kan orsaka belggning p tuber, korrosion, skumbildning, pannsten eller andra materialskador som i sin tur minskar pannans effekt och livslngd av systemet. Spd-vatten erstter frluster i energisystemet och dess kvalitet r av stor betydelse.

RiktlinjerSS-EN 12952 och SS-EN 12953 r harmoniserade standarder fr att skerstlla en sker tillverkning av vattenrrspannor och eldrrspannor samt att minimera riskerna vid idrifttagande och fortsatt underhll av pannan. Dessa standarder gller fr hetvatten- och ngpannor. I del 12 av SS-EN 12952 terfinns Krav p matarvatten och pannvattenkvalitet. SIS som str bakom den svenska standarden menar att standarden skall betraktas som en rekommendation.

Reducering och doseringI de fall sj- och lvvatten anvnds som rvatten kan halten humus och andra organsiska freningar vara hg. Flockning reducerar humus, lerpartiklar andra organiska freningar och r viktigt d dessa freoreningar kan ge upphov till skumbildning i pannan och senare frorenad nga.

Fr att undvika utfllning som pannsten, andra avlagringar och belggningar br hrd-hetsbildarna, salter samt andra mnen som kisel-freningar, jrn och mangan reduceras eller avlgsnas. Pannsten ger upphov till belggningar som hindrar vrmeverfring frn tuberna.Avhrdat vatten innebr att hrdhetsbildare, kalcium och magnesium, tagits bort, vattnet r dock inte fritt frn salt. Avsaltat vatten har inga hrdhetsbildare och bde katjoner och anjoner har reducerats mycket kraftigt. Det finns olika grader av avsaltat vatten, beroende p metoden och typ av filter som anvnds.

ngan som lmnar pannan innehller inga salter. Eftersom ngan r saltfri blir kondensatet ocks saltfritt. Dremot kan flyktiga froreningar som kolsyra och andra flyktiga organiska syror, flja med ngan frn pannan. Nr ngan kondenserar kan syrorna ge upphov till lgt pH-vrde, kondensatet kan drmed bli korrosivt och frorsaka materialskador. Generellt r kondensatet renare n spdvattnet men i vissa fall kan det vara ndvndigt att rena eller avlgsna frorenat kondensat innan det gr tillbaka till matarvattentanken.

3.1 Vatten i energisystem

16 VATTEN

Genom avgasning minskas halten syre, koldioxid och kolsyra i spdvattnet detta fr att minska risken fr korrosion. Punktvis frtning kallas pitting. Pitting syns ofta som en upphjning frn insidan pannan och kan orsakas av fr hga halter alkali och froreningar som slam.

Nr ngan lmnar pannan kar koncentrationen av salter och slam i pannvattnet. Detta kar risken fr utfllning och korrosion. Fr att frhindra alltfr hg koncentration gr bottenblsning av pannan. Utblsning grs olika frekvent beroende p vattnets kvalitet. Ett totalavsaltat spdvatten innebr mindre antal bottenblsningar. Detta r nskvrt eftersom bottenblsning r kostsamt, d vrmefrlusterna r stora samt att behandlat vatten dumpas.

Reducering och eliminering av froreningar, salter och gaser kompletteras ocks med dosering av kemikalier fr att uppn nskade frhllanden i energisystemet. Dosering av t.ex. ammoniak kan gras fr att hja pH och drmed minska risken fr korrosion.

Betydelse av vattenkvalitet.Vattnet som anvnds i pannor br behandlas, genom att avlgsna mnen, partiklar, joner och genom dosering av kemikalier som ndrar vattnets egenskaper. Dagens energianlggningar spdmatas i allt strre grad med vatten av hgre kvalitet, dvs. avsaltat istllet fr avhrdat spdvatten. Det r vanligare att ven mindre anlggningar anvnder avsaltat spdvatten d investeringskostnaderna fr avsaltningsanlggningar blivit lgre. Avsaltat spdvatten rekommenderas i princip fr alla ngproducerande energianlggningar. Driftsekonomin blir bttre med avsaltat spdvatten jmfrt med avhrdat spdvatten.

Behovet av bottenblsning minskar.

Minskad risk fr korrosion.

Belggningsgraden p panntuberna minskar.

Mngden doseringskemikalier blir mindre.

Allmnna underhllet p pannan blir lgre.

99999

17VATTEN

4.1 Allmnt

En ngpanna bestr av fljande huvuddelar: Tryck-krlsdel fr vatten och nga, Eldstaden dr fr-brnningen sker samt Gasrummet som omger eldstaden och pannans gasfrande delar. Gasrum-met r anslutet till rkupptaget.

nga framstlls genom att vatten upphettats till kok-punkten och drefter tillfrs ytterligare vrme. Vattnet frngas d och bildar mttad nga.

nga bildas frn vattenytan men vid kokning ocks som blsor inne i vtskan.

Brnslet till ngpannan kan vara fast, flytande eller i gasform.

Det finns ett antal olika konstruktioner av ng-pannor, men den som beskrivs hr nedan r en av de vanligaste typerna.

Fr att frbttra ngpannans verkningsgrad nyttjas rkgasernas vrmeinnehll. Ofta installeras en sk ekonomiser fr att frvrma det inkommande matar-vattnet.

Man kan ocks anvnda luftfrvrmare fr att vrma den frbrnningsluft som tillfres pannan.

I vissa sammanhang - speciellt vid stora effekter och tryck ver 30 bar och i samband med turbindrift - anvnds verhettad nga. Den mttade ngan till-frs d ytterligare vrme i en sk verhettare.

ngpannan r frsedd med en mngd olika armatur fr reglering, skerhet, drift och provtagning.

De tv huvudtyper av ngpannor som behandlas hr r vattenrrspannan och eldrrspannan.Krav p skerhetsutrustning fr de tv panntyperna skiljer sig t, se kapitel 0.2 Normer.

4.2 Funktion4.2.1 Vattenrrspannangdomen, som r nivreglerad via matarvatten-ledningen, frser eldstaden med vatten. Vattnet fyller frdelningsldan via fallrren.

Vattnet fyller ven stigarrren och samlingsldan. Vid kokning frigrs ngblsor inne i stigarrren. ngblsorna stiger upp till samlingsldan och dri-frn leds de via frbindelserren till ngdomen. ngan slpps ut i ntet via pdragsventilen och ng-ledningen. En vattenrrspanna skall utfras enligt SS-EN 12952.

4.2.2 EldrrspannaFunktionen r likartad som fr en vattenrrspanna dock med den vsentliga skillnaden att frbrnningen sker i rren som r omgivna av vatten. En eldrrs-panna skall utfras enligt SS- EN 12953.

18 NGPANNAN

ngdom

Rkgaser

Eldstad

Stigarrr

Samlingslda

Avstngnings-ventil

Fallrr

Pdragsventil

BackventilFrdelningslda

verhettarensinlopps -ochutloppslda

verhettarensinlopps -ochutloppslda

Vtskestnds-stll

verhettare

Bottenblsnings-ventil

Skerhetsventil Skerhetsventil

Ekonomiser

Till frbrukare

Matarvatten

Avspnningskrl

Figur 6 Vattenrrspanna, principschema

19NGPANNAN

5.1 Allmnt

5.2 Val av ngtryckMed hnsyn till vrmefrlusterna och kapitalin-satserna fr rrledningarna r det i regel fr-delaktigt att anvnda s hgt tryck som mjligt i distributionsntet. Pannans skerhetsventiler br ha ett ppningstryck motsvarande pannans hgsta tilltna tryck. Lmpligt driftstryck i ngsystemet blir d ca 85 % av skerhetsventilens ppningstryck.

Vid frbrukningsstllet br sedan ngans tryck reduceras till lgsta mjliga tryck som kan ge till-rckligt vrmeutbyte i processen under nskad tid. Man mste dock ha tillrckligt tryck fr att bli av med kondensatet.

Vid dimensionering av ngledningar skall man ta hnsyn till att nghastigheten inte blir s stor att den medfr oljud. Hastigheten br inte verstiga 30 m/sek.

5.3 Temperaturregleradngtillfrsel

I en varmvattenberedare vrms vattnet med en ngslinga. ngan kondenserar i slingan och avger sitt ngbildningsvrme, som leds genom rrvggen och vrmer vattnet. Eventuellt brjar vattnet koka.

Vrmeverfringen r direkt beroende av temperaturskillnaden mellan vattnet i beredaren och ngan i ngslingan. Fr att hindra vattnet att koka mste vrmeverfringen minskas.

Enklaste sttet att stadkomma detta r att snka ngans temperatur. Detta minskar temperaturskillnaden mellan ngan och vattnet och minskar drigenom ocks vrmeverfringen.

Detta kapitel behandlar den delen av systemet som distribuerar ngan frn ngpannans pdragsventil till de olika frbrukarna (turbiner, uppvrmning, processer etc.).

Fr att ett ngsystem skall fungera som det r tnkt, mste temperaturen i systemet kunna regleras kontinuerligt. Enligt kapitel 1.6 finns ett bestmt samband mellan den mttade ngans temperatur och tryck. Genom att reglera trycket kan man allts reglera temperaturen. Trycket regleras med en reglerventil. Lt oss ta ett exempel:

Den enda mjlighet vi har att snka ngans tem-peratur r att snka dess tryck, eftersom tryck och temperatur alltid str i en bestmd relation. Vi placerar sledes en reglerventil i ngledningen och stryper gradvis ned trycket, och drmed temperaturen, tills ett nskat jmviktslge i processen intrder.

I praktiken sker denna reglering automatiskt. Installationsexempel 08 visar ett sdant arrange-mang.Eftersom reglerventilen gradvis hjer respektive snker ngtrycket i slingan frn ett maximum till ett minimum, t o m vakuum frekommer, mste kondensatavledaren arbeta inom ett stort tryck-omrde. Avledaren skall kunna drnera vid alla frekommande tryck. Det r allts viktigt att vlja rtt ngflla. Se kapitel 6.3.

9

9

9

20 NGSYSTEMET

5.4 Vibrationer

I allmnhet r inte nganlggningar utsatta fr vibrationer i ngon strre omfattning. Det finns dock anlggningar dr man mste ta hnsyn till vibrationer, ssom system med ngdrivna kolv-pumpar, hammare etc.

Andra exempel r installationer ombord p fartyg dr yttre krafter frn propellrar och vgor kan verfra kraftiga vibrationer till ngsystemet.Man br i sdana fall vlja armatur med s f rrliga delar som mjligt och som tl att arbeta i en vib-rerande milj. Elastisk montering av vibrations-kllor br ocks beaktas.

Mttad nga 25-30m/s verhettad nga 40 bar (e) 30-60 m/sverhettad nga 80 bar (e) 16-22 m/s verhettad nga 100 bar (e) 15-20 m/s

Nr det gller mttad nga kan man ocks anvnda sig av nedanstende tabell fr enklare verslagsberkningar.

bar (a)

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

15

25

40

50

65

75

90

100

110

125

135

150

160

20

45

70

90

115

140

160

180

200

220

240

260

280

25

80

120

155

190

230

270

305

340

370

410

440

480

ngtryck DNngtryck

32

130

190

250

315

375

440

490

550

610

670

720

790

40

175

260

340

420

500

580

660

740

810

890

970

1050

50

290

420

550

690

820

950

1070

1200

1330

1460

1580

1720

65

470

690

910

1120

1340

1550

1750

1950

2150

2350

2550

2800

80

650

950

1250

1550

1840

2120

2400

2700

3000

3250

3500

3800

100

1100

1610

2120

2620

3110

3600

4050

4500

5000

5500

6000

6500

125

1670

2430

3200

3950

4700

5400

6150

6900

6600

8300

9050

9800

150

2440

3570

4700

5800

6850

7950

9000

10100

11100

12200

13300

14300

Figur 7 Tabell fr verslagsberkningar av rrdiameter. Kapacitetangiven i kg/h vid en strmningshastighet p ca 30 m/s.

Exempel: Det mttade ngdet r 5000 kg/h, trycket 10 bar (a). Rrdiametern blir 100 mm

5.5 Dimensionering av ngledningar

Det r av stor vikt att rrledningarna dimensioneras rtt dels med tanke p skerheten och dels med tanke p systemets funktion och driftsekonomi.

Alltfr sm ledningar ger stora tryckfall med fljd att vi fr fr lgt ngtryck vid frbrukaren. Vidare kan vibrationer och strande ljud frekomma. Fr stora ledningar ger hgre installationskostnader. Man fr ocks rkna med ondigt stora vrmefr-luster genom rr och isolering.

Dimensionering av ngledningar sker enklast genom att anvnda datoranpassade berkningsprogram fr rrdimensionering. Vid dimensionering baserad p tryckfall summeras engngsfrlusten p.g.a. rakrr, rrbjar och ventiler. Resultatet blir ett tryckfall som inte br verstiga 1 bar. verskrids tryckfallet 1 bar rekommenderas strre rrdimensioner.Dimensionering efter hastighet br frmst anvndas fr kortare rrledningar och baseras p rekom-menderade strmningshastigheter.

21NGSYSTEMET

6.1 Inverkan av luft och gaser

Nr mttad nga kommer i kontakt med en yta med lgre temperatur n sin egen brjar den omedelbart att vrma upp ytan genom att avge sitt vrme. Detta sker vid konstant tryck och temperatur. ngan avger kontinuerligt sitt ngbildningsvrme och omvandlas till vatten, kondensat, med bibehllet tryck och temperatur. Detta innebr att ngan kondenserar. Eftersom vattenfasen endast innehller vtske-vrme mste den avgivna vrmemngden utgras av ngbildningsvrme.

Sammanfattningsvis innebr detta att ngbildnings-vrmet utfr arbetet.

6.2 Kondensatets vrmeinnehll hur kan det utnyttjas?

Vattnet har vid kondensering lika hg temperatur som ngan och kan tyckas vara ett lika gott upp-vrmningsmedia som ngan. S r dock inte fallet.

Nr kondensat avger sitt vtskevrme sjunker dess temperatur till skillnad frn ngans temperatur, som hela tiden frblir konstant.

ngbildningsvrmet r dessutom tre till fem gnger strre n vtskevrmet. Tidigare har vi fastslagit att det r ngbildningsvrmet som utfr arbetet. Avgrande r det drfr att ngan fr tilltrde till hela den yta som skall uppvrmas. Detta kan endast ske om kondensatet inte helt eller delvis tcker den yta som skall uppvrmas. Drfr r det en frutsttning att kondensatet drneras s snart det

bildas och d fristller den yta som skall uppvrmas fr maximal tillgng av ngan.

Vtskevrmet r p intet stt frlorad vrme utan kan anvndas bttre p annat hll i anlggningen. Det bsta sttet r att terleda det till pannan och dr teranvnda det som matarvatten vid ngproduktion. Se avsnitt 5.8 terledning av kondensat.

Produkt fr kokning

nga

Kondensat

C

D

ngtryck 3,0 barMttningstemperatur 133 CProduktens temperatur 65 C

Figur 8

999

Lt oss se p ett exempel med svl ngan som kondensatets inverkan vid uppvrmning av en process:

Figuren visar en schematisk bild av en kokgryta och vi tnker oss fljande situation:

22 KONDENSATSYSTEM

Anlggningen r kall nr ngan slpps p till ng-manteln. ngan avger sitt ngbildningsvrme frst till manteln och drefter till produkten och brjar att kondensera. Det heta kondensatet rinner lngs manteln och till dess lgsta punkt. Om det fr fort-stta att samlas dr finner vi att nivn kommer att stiga och uppta allt strre del av mantelns ngrum. Drmed blir tillgnglig vrmeverfringsyta succesivt mindre. Hur detta kan se ut framgr av illustrationen.

Varje kilo mttad nga, som kondenserar avger 2163 kJ. Kondensatet som bildas r ocks 133 oC men kondensatets totala vtskevrme r endast 562 kJ. Se ocks frhllandena beskrivna i avsnitt 1.2 Vrmeinnehll.

Vid C r kondensatets temperatur 133 oC men vid D endast, lt oss anta 105 oC. Detta beror p att kondensatet har avgivit en del av sitt vtskevrme och detta medfr omedelbart en temperatursnkning.

Temperaturskillnaden mellan ngan och produkten r 68 oC men mellan kondensatet vid D och pro-dukten r den endast 40 oC. Vrmefldet frn kon- densatet till grytans kokrum r drfr avsevrt mycket lgre jmfrt nga.

Sammanfattningsvis kan vi allts konstatera att kon-densatansamlingen i ngrummets botten minskar kokgrytans effektivtet.

6.3 Kondensatavledning6.3.1 AllmntNr ngan avgivit sitt ngbildningsvrme och omvandlats till hett kondensat mste detta, p ett kontrollerat stt, drneras frn ngrummet utan att nga fljer med. Hur nga och kondensat separeras och kondensatet drneras r av stor betydelse fr hur man uppnr hg effektivitet och verkningsgrad i nga/kondensatanlggningar.

De flesta ngfrbrukande apparater och maskiner levereras enbart med en drneringsstuts fr kon-densatavledning. Det r sedan brukaren av anlgg-ningen som arrangerar anslutning till befintligt kon-densatsystem med ngflla och vriga erfoderliga ventiler.

En ngflla r en automatisk ventilfunktion, som ppnar fr och slpper igenom kondensat, luft och andra ej kondenserbara gaser, men stnger av fr nga. ngfllan r drmed lsetmellan ng-systemet och kondensatsystemet i svl rr-ledningsntet som ngfrbrukande processapparater.

verallt dr nga frekommer bildas kondensat. D anlggningar och installationer varierar mycket finns inte en universell typ av ngflla, som klarar alla driftfall. Vid val av ngflla br man g systematiskt och noggrant till vga fr optimal lsning.

Processtiden frlngs och ngfrbrukningen kar om kondensat fr samlas i ngrummet.

23KONDENSATSYSTEM

Fljande krav stller man alltid p ngfllor

Drtill finns beroende p anlggningsfrhllande och ngfllans placering vissa krav av teknisk, prak-tisk och ekonomisk art. Ex ngfllans kapacitet, anlggningens standard, livslngd, pris och installationskostnad.

Utbudet av olika tekniska lsningar hos ngfllor r relativt brett med flera tekniska variationer. Val av ngflla kan drmed bli ngot komplicerat Fr att frska underltta detta i vra installations-exempel har vi begrnsat totala antalet varianter, vl medvetna om att det kan finnas enstaka installationer som kan krva andra typer.

Frekommande installationer r mycket varierande men kan delas in i fljande huvudgrupper:

6.3.3 Termiska ngfllor Dessa ngfllor bygger p principen att en funktions-del pverkas av temperaturvariationer.Drmed uppstr en rrelse som pverkar en ventil, som ppnar eller stnger. Funktionsdelen kan vara vtskefylld, som hos kapselfllor eller ha bimetall-paket som hos bimetallfllan.

6.3.2 Olika typer av ngfllor

Termiska: Arbetar p skillnaden i temperatur mellan mttad nga och till viss grad underkylt kondensat.

Varianter: Kapselflla och bimetallflla

Mekaniska: Arbetar p skillnaden i densitet mellan nga och kondensat.

Variant: Flottrflla

24 KONDENSATSYSTEM

6.3.3.1 Kapselflla

Funktionsdelen r en vtskefylld kapsel. Vtskan har lgre kokpunkt n vatten. Denna temperaturskillnad redovisas som underkylning.

Vid start r fllan helt ppen och avleder luft/gaser och kallvatten. Strax innan ngan nr fllan frngas kapselns vtska, kapseln expanderar och den tidigare omtalade rrelsen stnger fllan. Nr sedan kondensatets temperatur sjunker kondenserar kapselns nga. Rrelsen uppstr i motsatt riktning och ventilen ppnar. Det uppdmda, underkylda kondensatet kan nu strmma ut genom ngfllan.

Tack vare den lilla mngden fyllning i kapseln pverkas denna mycket snabbt av temperatur-variationer.

Kapselfllan knnetecknas drmed av snabbt arbets-stt och fljer vl den mttade ngans temperatur/tryckkurva.

Kapselfllans positiva egenskaper och begrnsningar kan sammanfattas med fljande:

Lmpliga installationer

Vissa tankar, autoklaver, i vissa fall till pressar, torkar och ngstrykning, vulkaniseringsformar och ngstamsdrnering.

Figur 9

Positiva egenskaperSnabb reaktion p temperaturfrndringarBra fr varierande belastningGod avluftningsfrmgaOknslig fr mottryckFryssker vid sjlvdrnerande installationInvndig backventilfunktionUtvndigt snedstllt smutslter

9999999

BegrnsningarViss uppdmning av kondensat pga.stor underkylningEj lmplig fr verhettad nga

9

9

AT4420

25KONDENSATSYSTEM

6.3.3.2 Bimetallflla

Funktionsdelen r bimetallenhet som dimen-sionerats fr att ge tillrckling funktionell kraft inom hela tryck/temperaturomrdet s att svl stngning och ppning sker med hnsyn till underkylning.

Vid start r fllan helt ppen och avleder luft/gaser och kallvatten. Med stigande temperatur efterstrvar bimetallenheten att ge ventilen en stngande rrelse. Helt stngd r fllan nr temperaturen r den redovisade underkylningen lgre n mttningstemperaturen. Nr kondensatet svalnar under underkylningen efterstrvar bimetallenheten att ge ventilen en ppnande rrelse och kondensatet slpps igenom.

Arbetssttet har en viss trghet och fr att eliminera nglckage ger man bimetallfllor en relativt kraftig underkylning. Ca 30oC r vanligt frekommande underkylning.

Figur 10

Utnyttjar kondensatets energinnehllLmplig fr verhettad ngaBra vid varierande belastning God avluftningsfrmgaRelativt oknslig fr mottryckOknslig fr vattenslagFryssker vid sjlvdrnerande installationInget nglckage pga 30 oC underkylningStort tryckomrdeInvndig backventilfunktionUtvndigt snedstllt smutslter

9999999

BegrnsningarViss uppdmning av kondensat pga.stor underkylningOlmplig vid krav p snabbt arbetsstt

9

999

Positiva egenskaper

9

Bimetallfllans positiva egenskaper och begrnsningar kan sammanfattas med fljande:

Lmpliga installationer

Fljeledningar (tracing), vissa tankar, och behllare utan reglering, installationer dr tryckslag kan fre-komma och dr underkylning efterstrvas ur energisparsynpunkt.

9

AT4442

26 KONDENSATSYSTEM

6.3.4 Mekaniska fllorFlottrflla

Figur 11

Som beteckningen antyder arbetar dessa fllor mekaniskt genom att utnyttja skillnaden i densitet mellan nga, som r gasform och kondensat, som r vtska.

Denna ngflla har tv separata funktionsdelar, dels en avluftningsventil fr avledning av luft/gaser. Avluftningsventilen arbetar kontinuerligt, allts svl under uppstart nr ngsystemet r kallt som nr det r uppvrmt till mttningstemperatur.

Flottren lyfts av kondensat som slpps ut s snart det bildas. Nr ngan kommer in i fllan orkar den pga sin lga densitet inte hlla upp flottren som stnger och frhindrar att nga avleds.

Kondensatets niv r ngot hgre n ventil-mekanismen och fungerar drmed som vattenls, vilket frhindrar nglckage.

Avleder kondensat vid mttnings-temperaturen drmed ingen uppdmning av kondensatLmplig fr varierande tryck och belastning

God avluftningsfrmga

Hg kallvattenkapacitet

Bsta val vid temperaturreglerandeinstallationer

9999

BegrnsningarKan skadas av tryckslagKrver separat backventilKrver separat smutslterEj lmplig vid minustemperaturerSpeciell modell fr vertikalt montage

9

9Positiva egenskaper

999

Lmpliga installationer

Vid stora kondensatmngder, varierande tryck samt alltid i samband med temperaturreglerande frbrukningsstllen. Exempelvis:

Vrmevxlare

Varmvattenberedare

Oljefrvrmare

Lgpunkter

Sepatarorer

Kokgrytor

Flottrfllans positiva egenskaper och begrnsningar kan sammanfattas med fljande:

9

AT4494

27KONDENSATSYSTEM

6.3.5 Lckage hos ngfllor

Driftsfrhllanden som ger mekaniskt slitage och korrosion leder till att den nskade funktionen inte kan upprtthllas utan lckage uppstr. Detta medfr att nga lcker in till kondensatsystemet. nga har ett pris och mste drmed anvndas optimalt. Drmed krvs att ngfllorna periodvis kontrolleras och underhlles. Sker inte detta intrffar fljande:

En ngflla lcker 10 kg/h nga vid kontinuerlig drift. P en mnad blir detta ca 7000 kg. Om vi stter priset p ngan till 300kr/ton kostar ngfrlusten 2100:-/mnad. I anlggningar med stora antal ngfllor, dr en andel av dessa lcker blir kostnaderna avsevrda.

Exempel:

Som hjlpmedel vid dessa utredningar kan det vara lmpligt att anvnda installationsexemplen 01-14 i senare delen av denna handbok.

6.3.6 Checklista fr optimalt val av ngflla

999

99999999

28 KONDENSATSYSTEM

6.3.7 Tryck- och temperaturfrhllanden

1 Tryckdifferensen ver fllan r vad som avlses p tryckmtare fre resp. efter fllan. Trycket fre fllan mste alltid vara hgre n efter fllan. Detta redovisas i leverantrernas dokumentation som p och ligger till grund fr fllans kapacitet. Detta innebr att tryckdifferensen r det enda tillgngliga som fr kondensatet att passera genom fllan.

Vid drnering till atmosfren uppstr praktiskt taget inget mottryck. Vanligast r dock att kondensatledningen str under visst tryck. Detta mottryck minskar fllans kapacitet eftersom tryckdifferensen minskar. Vid lyftning av kondensatet uppstr kande mottryck och den statiska

ngfllans kapacitet r beroende av fljande frhllanden:

Tryckdifferensen ver fllanStesdiametern hos fllanKondensatets temperaturFllans konstruktion

Ngra kommentarer till ovanstende:

2 Stesdiametern r av avgrande betydelse fr fllans kapacitet. Detta optimeras s att fllan ocks skall kunna stnga vilket allts begrnsar mjlig-heterna att vlja allt fr stora stesdiametrar. Resultatet av nskan att arbeta med stora stesdiametrar kan man se p fllor med stora DN d dessa blir mycket omfattande i mtt och vikt.

3 Nr kondensatet strmmar genom fllans ste uppstr en hastig trycksnkning. D bildas en viss mngd expansionsnga. Denna har mngdubbelt strre volym n kondensatet och kommer drmed att ta en stor del av stesdiametern i ansprk. Tem-peraturens inverkan framgr av leverantrernas dokumentation dr kapaciteter redovisas fr svl hett kondensat som kallvatten. Skillnaden kan vara 2-4 ggr strre fr kallvatten.

4 Konstruktionen hos olika fllor ger skillnader i kapaciteter och r bl a ett resultat av underkylnings-graden, dr strre underkylning ger hgre kapacitet.

9999

lyfthjden mste man ta hnsyn till vid berkning av tryckdifferens och tillhrande kapacitet fr fllan.

29KONDENSATSYSTEM

6.3.8 Kondensatmngden

Nr man valt lmplig typ av ngflla fr den aktuella installationen skall fllan berknas kapacitetsmssigt. Fr att kunna gra detta behvs fljande uppgifter:

Tryckdifferensen ver fllan, se ven avsnitt 5.3.7-Tryck-och temperaturfrhllanden. Kondensatmngden som skall avledas.Anvnd maximala kondensatbildningen per timma och dimensionera fllan med 30% tillgg.

Berkna lgsta frekommande tryckdifferens ver fllan p fljande stt:Tryckdifferensen = tillgngligt ngtryck fre ng-fllan reducerat med:

Tryckfall ver ev. ventiler fre ngfrbrukarenTryckfall ver ngfrbrukarenTryckfall ver ev. ventiler efter fllanMottryck efter fllan inkl. ev. lyfthjd till nrmaste uppsamlingstank

Eftersom det kan vara svrt att i bland f tillfrlitlig uppgift om kondensatmngd kan det d vara lm-pligt att anvnda ngon av fljande huvudregler:

Vid sk instrumenttracing, se installationsexempel 03, r kondensatmngden ganska blygsam och ver-stiger sllan 20 kg/h. Hr r det tillrckligt med en flla DN10 eller DN 15.

Vid fljeledningar (line tracing) se installations-exempel 03 och figur 12, frutsatt vlisolerad led-ning och att riktlinjerna i ritningen fljs r det oftast tillrckligt med flla DN 15. Kapacitetsbehovet verstiger sllan 50 kg/h fr varje flla.

Vid drnering av isolerad huvudngledning anvndes formeln:

6.3.9 Berkning av kondensatmngd vid olika installationer

Kondensatmngden (kg/h) = 3,14 x D (mm) x L (m)

1000D = ngledningens diameter (DN)L = avstnd mellan drneringspunkter med avledare

30 KONDENSATSYSTEM

AT4420AT4442

AT3547HTAT1028

Figur 12

ngledning Drnledning

DN

400

DN

15

20

25

20 bar

100 m

80 m

50 m

Tabellen nedan, baserad p erfarenhetsvrden kan ocks anvndas.

Vid turbiner r alltid ngan verhettad och dr-med frekommer teoretiskt inte ngon konden-sering. ngfllan vljes efter arbetstryck och ver-hettningsgrad och fungerar endast som en sker-hetsutrustning.

Saknas helt uppgifter fr en installation kan en approximativ berkning gras av ngmngden enligt formeln:

Q = C x 3600 x A

v,,

Q = ngmngd kg/h

C = strmningshastighet m/s

A = rrarean m2

v,,=spec volym m3/kg

Som vid alla approximativa berkningar br denna metod tillmpas med viss frsiktighet.

Frbrukare som matas frn ngledning DN40.

ngtryck 4 bar (e).

Frst mste vi uppskatta en rimlig ochmjlig deshastighet i ledningen. Normaltverstiger den inte 30 m/s.

Exempel

Q = 30 x 3600 x 0,0015 = 423 kg/h

0,375

C = 30 m/s

A = 0,0015 m2 (fr ngtub ansl. 40)

v,,=0,375 m3/kg (enligt ngtabell)

0,375

31KONDENSATSYSTEM

Variationer i kondensatmngden

Vid uppstart av anlggning r temperaturdifferensen som strst mellan ngan och den del som skall vrmas. Drmed r ocks ngfrbrukning och kondensering d som strst. Detta frhllande passar vl tillsammans med ngfllans egenskaper, som innebr att ju kallare kondensat desto strre kapacitet. I takt med att uppvrmningen sker minskar kondenseringen. Vid full drift r kondenseringen oftast som lgst. Under normal drift kan kondenseringen ocks variera ex beroende p belastningen av frbrukningsstllet.

32 KONDENSATSYSTEM

Med begreppet gruppdrnering avses anlggningar dr ett antal ngfrbrukare r anslutna till och skall betjnas av en enda ngflla, som ex seriekopplade kokgrytor eller parallellkopplade pressar.

Av vad som senare framgr r det inte en frga om gruppdrnering eller individuell drnering utan gruppdrnering skall alltid undvikas. Fljande kan annars intrffa som framgr av nedanstende exempel:

Fyra kokgrytor r anslutna till en gemensam ngflla p en samlingsledning. ven om alla kokgrytorna r anslutna till samma ngtryck blir inte ngfr-brukning och tryckfall samma ver tv till synes lika kokgrytor. T ex startas inte alla samtidigt och mngden produkt i kokgrytorna kan ocks variera. Vad blir d fljden?

nga

A B C D

ngflla

Fr att undvika ovanstende problem ansluts varje kokgryta till sin egen ngflla med sin egen avsevrt lgre kapacitet jmfrt gruppdrneringen. De kommer d att fungera oavsett sina inbrdes frhllanden. Samtliga fllor drnerar till gemensam kondensatledning.

Figur 14

Figur 15

A B C D

ngflla

Grytorna B, C och D har varit i drift ett tag och ngfrbrukningen fr dessa r lg och trycket i drneringspunkten relativt hg. Grytan A startas nu upp och eftersom den r kall fr den en kraftig kondensering och ett lgre tryck. Drmed hlls kondensatet tillbaka av det hgre trycket i samlings-ledningen och grytan A fylls successivt med kon-densat. Uppvrmningstiden kar eftersom ngut-rymmet i allt fr hg grad r fyllt med kondensat.

Nr ngon av grytorna r helt tmd frn kon-densat och arbetar som illustrationen visar fr gryta D i exemplet kommer ngan att flda ut i samlingsledningen och stnga ngfllan helt och frhindrar vidare kondesatdrnering.

6.3.10 Gruppdrnering eller individuell drnering

33KONDENSATSYSTEM

6.4 nglsning

Med nglsning avses den situation dr nga av ngon anledning nr fram till ngfllan, som dr-med stngs trots att kondensering pgr i ng-rummet. Tre ex visas och vissa frslag p lsning av problemet.

Figur 16 visar en anlggning dr kondensatdrnering sker genom sifonrr. Nr denna anlggning startas nr ngan s smningom via sifonrret fram till ngfllan, som d stnger. nga i sifonrret mste drefter kondensera innan nytt kondensat kan tryckas fram till fllan. Eftersom sifonrret i denna anlggning gr igenom ngrummet och r omslutet av ngan kan det inte kylas och kondenseringen tar onskat lng tid. Detta leder till alltfr lng processtid.

En lsning r s som installationsexempel 11 visar. Hr har man dragit en frbigngsledning runt ng-fllan och p denna placerat en nlventil, som stndigt r ppen till viss del och drmed har litet

Ett annat stt att lsa problemet r att modifiera ngfllan s att den stndigt har ett mindre lckage, vilket ger samma resultat som ovan.

Figur 17 visar en anlggning dr ngfllan av ngon anledning placerats hgre upp n frbrukaren. ngan bubblar frbi kondensatet, stiger upp tillfllan och stnger denna. Om det r uteslutet att placera fllan lgre n frbrukaren, vilket alltid r att fredra, s kan man arrangera anlggningen ssom i installationsexempel 09.

ngls

nga

AckumuleratKondensat

Frbrukare

nga

Figur 16

Figur 17

kvs-vrde. P detta stt arrangeras ett stndigt mindre nglckage och ngls frhindras.

I frbrukningsstllets lgsta del utfres kondensat-ledningen som ett vattenls och kondensatets stigande ledning med minsta mjliga diameter fr att underltta lyftningen av kondensatet. ven hr kan man arrangera, som alternativ, ngfllan med visst lckage, ssom tidigare beskrivits.

34 KONDENSATSYSTEM

6.5 Kondensatets underkylning

Underkylningen varierar fr de tre dominerande typerna av ngfllor. Detta kan samlat redovisas enligt fljande.

Ur valsynpunkt ger detta vissa mjligheter men samtidigt begrnsningar. Se ven avsnitt 6.3.4-6.3.6. En enkel metod att frhindra onskad terfrngning r att avleda kondensat frst nr det ntt avsevrd underkylning under mttnings-temperaturen.

En sdan ngflla har emellertid en begrnsning s till vida att den dmmer upp kondensat, som ju har lgre vrmeinnehll jmfrt med nga. Vrmeverfringen sker lngsammare och dessutom

termisk

termisk

mekanisk

kapsel

bimetall

flottr

ca 10 oC standard, alternativ kan finnas fr mindre och strre

ca 30 oC standard, alternativ kan finnas fr mindre och strre

ingen

ngfllans grundtyp ngfllans konstruktion Underkylning grad. oC

blockerar kondensatet vissa ytor som borde utsttas fr ngans hgre vrmeinnehll. Processtider frlngs och verkningsgrad med tillhrande driftsekonomi frsmras genom den strre underkylningen. Hr krvs drfr en flla utan eller med begrnsad underkylning.

Vid drnering dr underkylning kan tilltas ja kanske tom efterstrvas, t ex vid tracing kan man med frdel anvnda termiska avledare med betydande underkylning ssom bimetalltyp.

6.6 Vattenslag i ngledningarnga r som bekant vatten i gasform och drmed r det kompressibelt. Som vtska r dremot vatten inte kompressibelt. Detta kan vid sammanblandning vara en av grunderna till att vattenslag kan uppst i ngsystem. Det kan beskrivas med fljande exempel:

Normal vattenhastighet i rrledningar r endast ngra meter/s. Fr nga r motsvarande hastighet oftast 30-40 m/s. Genom trnga passager i t ex ventiler kan hastigheten fr nga flerfaldigas.

Om kondensat samlas i en ficka, lgpunkt eller lik-nande och inte avlgsnas genom drnering, sbildas s smningom en vattenpropp. Detta r speciellt fallet vid igngkrning av anlggningar d kondensatbildningen r som strst. Vattenproppen kommer att skjutas framfr ngan med dess hga hastighet som en projektil i rrledningen. Vid frsta befintliga hinder kan ett vattenslag uppst. Det kan vara s kraftigt att rrledningen, ventiler eller ng-frbrukaren skadas och blir obrukbara.

35KONDENSATSYSTEM

9Av detta exempel kan man dra slutsatsen att man br strva efter att eliminera vattenslag i ngsystem. Fljande frslag kan d vgleda:

Har ngpdragningsventiler fr korta manvertider? Se ven kapitel 6, avstngningsventiler.

r alla tnkbara lgpunkter i ngledningarna drnerade?

r ngfllorna av lmplig typ, rtt dimensionerade och monterade och fungerar de p tillfredstllande stt?

Finns backventiler monterade dr s erfordras? Som exempel fordrar flottrfllor en backventil d kondensat skall lyftas eller drneras mot mottryck,

Kan kondensatfickor uppst i ngfrbrukaren? Om exempelvis ngrummet har lnga slingor eller kanaler mste fall rda mot drneringspunkten.

r drnering arrangerad med sk vattenls d kondensat skall tryckas upp till hrge belgen flla?

r det faststllt att vattenslagen verkligen kommer frn ngntet eller kommer de frn kondensatntet?

Finns kontinuerligt tillrckligt tryck fre avledaren fr att drnering skall kunna ske?

Har kondensatledningen tillrcklig dimension fr att kunna drnera max. kondensatmngd, expansionsnga och luft/gaser?

99

9

9

999

9

Den vanligaste anledningarna till vattenslag i kondensatledningar uppstr av fljande orsak:

Kondensatledningar

Kondensat med relativt hg temperatur frn ex vis drnering av processfrbrukare eller ngledning leds in i en nrbelgen kondensatledning med avsevrt lgre temperatur. De ngblsor som bildas pga trycksnkningen kollapsar s hastigt i det kallare kondensatet att vattenslag uppstr, s k implosion.

En lsning kan vara att installera en bimetallflla med underkylning 30 oC och placera denna p ett

kylben (oisolerad rrstrcka), ca 1,5-2,5 m frn drneringspunkten. Kondensatet kommer d att kylas ned och vara bttre anpassat att ledas in i kondensatledningen med den lgre temperaturen.

Istllet fr denna lsning kan man leda kondensatet med den hgre temperaturen till ett ventilerat uppsamlingskrl och drifrn pumpa det vidare till kondensatledningen.

36 KONDENSATSYSTEM

6.7 Korrosivt kondensat

Kondensatet blir alltid mer korrosivt n ngan frn vilket det kondenserar. Fr att detta skall kunna hllas inom rimliga grnser frutstts korrekt matarvattenbehandling med rtt dosering av rtt kemikalier.

I processer dr ren nga krvs, br samtliga rr och komponenter utfras i rostfritt stl. Filter och anordningar fr renspolning av systemet skall installeras.

Ytterligare orsaker n fel hos matarvatten kan vara att ngan kommer i direkt kontakt med processen. S r fallet med vissa vulkaniseringsmaskiner eller autoklaver, eller frn vtska i korrosiva bad nr vakuum uppst vid kondensering. Om ngot lckage d finns i en rrskarv kan vtskan sugas in i ngsystemet.

I nga/kondensatsystem r ngan det primra genom sitt ngbildningsvrme och kondensatet skulle kunna betecknas som restprodukt. Genom de insatser som gjorts fr produktion av nga har emellertid kondensatet ett hgst ptagligt vrde.

Detta framgr av fljande exempel: nga, som genererats vid t ex 7 bar vertryck frn vatten + 10 oC har ftt en vrmetillfrsel av ca 2727 kJ/kg nga. ngan avger vid kondenseringen sitt ngbildningsvrme som r 2047 kJ. Kondensatet som terstr innehller fortfarande ca 25 % av den energi som tillfrdes i ngpannan. Detta kondensat har vidare behandlats med vissa kemikalier fr att vara dugligt som matarvatten. Det r drfr en sjlv-klarhet att det som vi nyss betecknade som rest-produkt, skall omhndertas och ledas tillbaka till kondensattanken s lngt det r praktiskt mjligt. Vrdet av detta kan kanske bedmas om man betnker att man spar ca 1% av brnslekostnaden vid uppvrmningen fr var 5:e grads hjning av matarvattentemperaturen.

Vid vissa driftfrhllanden fr kondensatet relativ hg temperatur. Detta kan utnyttjas genom att utvinna expansionsnga eller leda kondensatet genom en vrmevxlare fr t ex beredning av frbrukningsvatten. Detta behandlas vidare i avsnitt 6.9 tervinning av expansionsnga. Kondensatet fr drmed en lgre temperatur och r, vid ter-anvndning som matarvatten, bttre avpassat fr ekonomiserfunktionen p ngpannan.

6.8 terledning av kondensat

Fall av kondensatledningen hela strckan frn ngfllan till kondensattanken

Pumpning av kondensatet hela strckan till kondensattanken

Uppsamling av kondensatet i lgt belgen tank med pumpning till kondensattanken

Lyftning av kondensatet med ngtrycket till hgre belgen kondensatledning med fall till kondensattanken

Lyftning av kondensatet med en pump till hgre belgen kondensatledning, med fall till kondensattanken

99

9

99

Transport av kondensatKondensatet terfres till ngcentralen genom ngon av fljande metoder eller en kombination av dessa:

37KONDENSATSYSTEM

Kondensattank

Fall

Kondensat

nga

ngflla

ngflla

Metod 1 gur19 r den enklaste och br anvndas nr det r mjligt.

Figur 19

Metod 2 i gur 20 r ofta frekommande.

ngtrycket fre fllan utnyttjas till att lyfta kondensatet. Backventiler, integrerade i ngfllorna eller separata mste installeras efter ngfllorna fre stigarledning.

Betnk hr att kondensat i teorin kan lyftas 10 m/bar ngtryck. I praktiken br man dock inte rkna med mer n 4 m/bar ngtryck pga friktionsfrluster. Eftersom differenstrycket ver fllan minskar reduceras dess kapacitet. Man mste ocks frskra sig om att erforderligt ngtryck fre fllan r tillrckligt.

I temperaturreglerade installationer frekommer att trycken r lga. Se installationsexempel 08.

Kondensattank

Kondensat

Backventil

nga

Figur 20

38 KONDENSATSYSTEM

Nr kondensat avleds frn ett ngsystem med hgre tryck till kondensatsystem med lgre tryck omvandlas en del av kondensatet till nga. Denna nga kallas expansionsnga och har ng-bildningsvrme precis som frsknga och r drmed p samma stt anvndbar. Andelen expansionsnga som bildas beror p kondensatets temperatur men relativt vanligt r att 10-15% av kondensatet terfrngas vid trycksnkning.

Om inte expansionsngan utnyttjas kan den leda till problem som hgt mottryck i kondensatsystemet och hg temperatur i kondensattanken. Detta med-fr vrmefrluster och kande driftkostnader.

Hur utvinner man expansionsngan frn kondensat?

Expansionsngan bildas dr trycksnkningen sker, allts direkt efter ngfllan. Fr att klara att avleda svl kondensat som expansionsngan mste kon-densatledningen vara dimensionerad fr detta behov. Underdimensionering av kondensatledningen leder till kande mottryck, reducerad kapacitet fr ngfllan och minskande mngd utvinnbar expansionsnga.

Expansionsngan utvinnes enkelt i ett avspnnings-krl, som visas i figur 21. Framgr ocks av installationexempel 07 (tervinning av expansions-nga).

6.9 tervinning av expansionsnga

Kondensat och expansions-nga

Skerhetsventil

Tryckmtarsats

Expansionsnga

Kondensat

Smutsfilter ngflla

Figur 21

Kondensat och expansionsnga strmmar in p kr-lets vnstra sida. Pga krlets storlek snkes hastigheten avsevrt, vilket leder till att kondensatet faller till krlets botten och expansionsngan stiger mot krlets topp och ut genom utloppet.

Kondensatet i botten drneras genom ngfllan, som br vara av ottrtyp. Avspnningskrlets hjd och inloppets placering r avgrande fr ngans kvalitet. Krlet mste vara s hgt och inloppet s placerat att risken inte nns att vattendroppar dras med ngan ut i utloppet.

39KONDENSATSYSTEM

6.10 Dimensionering av kondensatledningar

Kondensatledningar kan inte dimensioneras p samma vis som en ledning fr kallt eller varmt vatten. I kondensatledningen strmmar en bland-ning av vatten och expansionsnga med en volym mycket strre n vad kondensatet har fre avledare.

1 kg kondensat vid 10 bar (e) expanderar frn 1 dm3 till ca 272 dm3 vid snkning av trycket till atmosfrtryck. Av dessa 272 dm3 r 0,84 dm3 i vtskefas, se figur 23.

Detta mste beaktas vid dimensionering. En fr klen ledning ger hga hastigheter samt ett hgt mottryck efter avledaren. Detta i sin tur frorsakar dels str-ningar i processen, dels kraftigt slitage av ledning-arna. Fr enkel dimensionering hnvisas till figur 22.

15

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

75

150

300

500

900

1500

2500

5000

9000

16000

25000

Kapacitet kg/hTryck fre avledaren bar (e)

Rrdim. DN 0-2 2-5 5-8 8-1550

100

200

300

600

1000

1600

3000

6500

9000

14000

35

75

150

250

350

750

1200

2000

4000

7000

10000

30

50

125

200

300

500

1000

1700

3000

6000

9000

Figur 22 Tabell fr dimensionering av kondensatledning

Tabellen r uppgjord efter fljande frutsttningar:

Ledningen har en lutning i desritningen av ca 1% fr att vervinna friktionsfrlusterna. Mindre lutning minskar kapaciteten med 25-35%.

Mottryck i kondensatledningen tillts vara 0,5-1,0 bar (e). Lgre mottryck krver strre ledningsdimension.

Tabellen innehller 4 olika tryckomrden och angivna vrden r baserade p den varierande mngd expansionsnga som bildas vid olika ngtryck.

40 KONDENSATSYSTEM

Dimensionering enligt gur 22

0.02

2

4

6

0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

kg expansionsnga per kilo kondensat

Expansionsngas tryck bar(a)

Tryc

k f

re a

vleda

ren

bar(a

)

8

10

12

14

16

4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0

150kg/h

400kg/h

850kg/h

650kg/h

ngtryck 5 bar (a)

ngtryck 7 bar (a) ngtryck 7 bar (a)

Mottryck 2 bar (a)

ngtryck 5 bar (a)

HG

D

E

C

BA

F

A-E vljs DN 25

B-F vljs DN 40

C-E vljs DN 65

D-G vljs DN 50

G-H vljs DN 80

Figur 23

41KONDENSATSYSTEM

7.1 Allmnt

Fr att ett ng- och kondensatsystem skall fungera som avsett med avseende p skerhet, vervakning, systemreglering, drift och service krvs ett antal ventilfunktioner. Fr anlggningens totala funktion r det viktigt att ventilerna vljes mycket noggrant med avseende p:

Vtskestndsstll

Bottenblsninsventiler

Avsaltningsventiler

Skerhetsventiler

ngmtning

Nivgivare

Det r ett klokt val att ocks lgga till de tidigare erfarenheter som ev. kan finnas inom omrdet ventiler.

Hr beskriver vi de vanligaste ventilfunktionerna som frekommer i nga/kondensatanlggningar. Tabellerna har begrnsats till PN 40 eftersom processngan till vervgande del finns inom detta tryckomrde.Funktion

Tryck

Temperatur

Medium

Kapaciteter

Material

Manvrering

Normer

Avstngningsventiler

Nl-och manometerventiler

Backventiler

Smutslter

Reglerventiler

Vacuumventiler7.2 Avstngningsventiler

Kgelventil

Kgelventil

Blgventil

Blgventil

Blgventil

Kilslidventil

Kulventil

Kulventil

flns/svets

flns

flns

flns/svets

flns/svets

flns/svets

svets/gnga/flns

svets/gnga/flns

40

40

25

40

40

16/40

25

25

kolstl

rostfritt

segjrn

kolstl

rostfritt

kolstl

kolstl

rostfritt

400

400

300

400

400

400

200

200

15-100

15-100

15-100

15-100

15-100

50-500

10-50

10-50

Grundtyp PN DN Material AnslutningsformTemperaturgrad oC, max.

Denna ventilfunktion r den mest frekventa i nga-kondensatanlggningar. Dessa ventiler r avsedda fr ppen/stngd funktion och ej fr strypning av flden. Tre grundtyper finns. Dessa r kgel(veck)-blgventil, kilslidventil och kulventil. Anvndningsomrden r enligt fljande:

ngfllor har tidigare behandlats under avsnitt 6.3.2-6.3.8

42 ARMATUR

I valsituation br man tnka p de kritiska fr-hllanden som gller fr avstngningsventiler och s lngt mjligt f dessa tckta med lmplig typ. Ngra av de kritiska frhllanden kan vara:

Tt avstngningTt mot atmosfr-tt packboxAvpassad manvertidTryckfall

9999

Hela meningen med att installera en avstngnings-ventil r att kunna stnga av ett flde i anlggningen. D r det sjlvklart s att avstngningen skall kunna gras s tt som mjligt. Kgel-, blg- och kil-slidventiler har metalliska ttningar. I nyskick har de god tthet med lckageomfattningen enligt svensk standard SS ISO 5208-klass 1.

Vljer man en kulventil fr man en hgre tthet med lckageklass 3. Valet r emellertid inte alltid s enkelt eftersom kulventilen har begrnsat tryck-temperaturomrde samt br begrnsas till ca DN 50.

Den snabba manvreringen med endast 90 gradig vridning kan ocks i vissa installationer bidra till uppkomsten av tryckslag. Denna risk r avsevrt mindre hos kgel- blg- och kilslidventil, som genom flervarvsmanvreringen fr avsevrt lngre manvrertid.

Veckblgventilen r helt klart ttast mot atmos-fren eftersom media r separerat frn packboxen. Detta eliminerar helt packboxlckage och packbox-underhll.

Tryckfall r energifrluster och br drmed undvikas. Kulventil och kilslidventil har frmn-ligare tryckfall n kgel- och blgventiler. Kgel-ventil av snedstesutfrande r frdelaktig ur tryckfallshnseende.

Veckblgventil AT1028, AT1050 Kilslidventil AT2419, AT2429, AT2444 Kulventil AT3542HT, AT3547HT

43ARMATUR

7.3 Nl- och manometerventiler

Nlventilen r i princip en kgelventil fr svl avstngning som reglering. Den tillverkas i DN 6-25 och med sm kvs-vrden. Den r drmed avsedd fr sm flden. Ventilen finns ocks i utfrande som svl manometer som kontrollmanometerventil och anvndes i samband

kPabar

Nlventil AT1890 Kontrollmanometerventil AT1894 Komplett tryckmtarsats AT1804, AT18057.4 Backventiler

Ringbackventil

Ringbackventil

Spjllbackventil

Klaffbackventil

mellan flnsar

mellan flnsar

mellan flnsar

gngor

16

40

25

16

brons

rostfritt

rostfritt

rostfritt

225

400

400

180

15-100

15-100

100-250

15-50

Grundtyp PN DN Material AnslutningsformTemperaturgrad oC, max.

Ringbackventilen r den mest frekventa backventilen i mindre DN i nga/kondensatanlggningar. Den har flera frdelar ssom god tthet, litet tryckfall, universellt montagelge och sm byggmtt. Anvndes mycket tillsammans med flottrfllor. Spjllbackventilen kompletterar ringbackventilen i strre DN. Har i stort sett samma frdelar som ringbackventilen. Klaffbackventilen anvndes nr gngad anslutningsform nskas. Genom sin konstruktion kan den dock i vissa installationer bidra till uppkomsten av tryckslag.

Ringbackventil AT1170, AT1174 Spjllbackventil AT2646 Klaffbackventil AT1149

Dessa ventiler installeras fr att frhindra terstrm-ning av nga och kondensat. terstrmning sker vid tryckfrndringar ex vid sammankopplingar av delsystem med olika tryck. Backventiler fr-kommer i flera olika utfranden och hr terges de mest frekventa som anvndes i nga/konden-satanlggningar.

med installationer av tryck- och temperaturmtare enligt svensk standard. Ventilerna ingr ocks tillsammans med ett antal ytterligare artiklar i en komplett sk tryckmtarsats.Ventilserien tillverkas av rostfritt stl i PN 400 och kopparlegering PN 100.

44 ARMATUR

7.5 Smutslter

finns egentligen endast en risk att de skadas och kan haverera. Risken r froreningar. Dessa kan hos ny anlggning finnas kvar sedan installationen gjordes om inte renspolning skett innan driftstart. Under drift tillkommer dessvrre ocks froreningar. Skyddet mot detta r att installera smutsfilter fre knslig utrustning. Ex p detta r ngfllor, ventiler, pumpar och processutrustning.

rtt valda

rtt installerade

rtt underhllna

999

Om alla ventiler r: Nr DN, PN och material fastlagts br fljande frgor besvaras fr val av lmpligt smutslter:

Avpassad maskvidd

Acceptabelt tryckfall

Ev. renblsning under drift

999

Lmpliga material fr smutsfilter i dessa anlggningar r segjrn eller kolstl. Vid korrosivt kondensat ven rostfritt stl.

Flnsat utfrande AT4029, AT4042 Svetsnde utfrande AT4044 Gngat utfrande AT4003

45ARMATUR

7.6 Reglerventiler

7.6.1 AllmntValet av reglerventiler r viktigt eftersom dessa styr ng/kondensatsystemet med avseende p funktion och driftekonomi. Reglerventilen skall upprtthlla rtt driftfrhllanden, det instllda brvrdet, ven om systemet utstts fr strningar.

De olika frbrukarna i en anlggning har som regel inte samma konstruktionstryck. Drfr krvs ofta en individuell reducering/reglering av ngtrycket fre varje frbrukare.

Definition: En reglerventilenhet bestr av sjlva reglerventilen, givaren som knner av tillstndet, regulatorn som ger styrsignal, samt manverdonet som verkstller regleringen.

7.6.2 ReglerventilValet av reglerventil kan gras efter konstruktion (kgelventiler, kulventiler och vridspjllventiler) eller efter sttet typ av manverdon) p vilka den regleras (elektriskt, pneumatiskt eller sjlvverkande).

7.6.3 VentiltypKgelventilen

6.6.4 RegleromrdetFljande teoretiska vrden gller fr

regleromrdet (bar)

Frdelar:

r srskilt frdelaktig vid sm desmngder, stora differenstryck samt dr man stller stora krav p noggrannhet i regleringen.

Ltt utbytbara innerdelar. Kvs-vrde och karaktristik kan bytas vid behov.

Enkel att montera in i speciell utrustning fr reducering av ljudnivn exempelvis hlkgla.

Kan frses med veckblg

Reglerfrhllande, stor noggrannhet

Lg risk fr kavitation

Nackdel:

Krver stora stllkrafter

Hlkgla

Kulsektorventil 1-40 1-100

Stesventiler 1-50 1-100 Ventilslag

kv100

kv0

kv100

kv0

0 1

Linjr karakteristik

Ventilslag0

Logaritmisk karakteristik

1

Karaktristik, kvs-kurva anger frhllandet kapacitet/slaglngd

46 ARMATUR

Frdelar: stora stllkrafter, god precision, korta svars-tider, lmplig i omrden med explosionsrisk. Vid luft/spnningsbortfall ppnas/stngs ventilen med fjder.

7.6.5 Stlldon

Pneumatiska manverdon

Pneumatiskt manverdon

Frdelar: ondligt antal fasta lgen, billig paket-lsning.

Elektriska manverdon

Elektriskt manverdon

7.6.6 Sjlvverkande ventilerSjlvverkande tryck- och temperaturventiler arbetar utan ngon extern energiklla fr att reglera efter enkel instllning av brvrdet.

Temperaturventilen reglerar genom mediets expansion i kapillarrret vid uppvrmning. Dessa kan fs med funktion som bde ppnande eller stngande ventil vid stigande temperatur.

Tryckventilerna stlls in genom att frspnna en fjder manuellt. Ventilen reglerar proportionellt genom en tryckledning till stlldonet nr trycket frndras. Sjlvverkande ventiler kan fs som bde reducering, verstrmning eller differenstryckventil. Sjlvverkande reducerventil AT 4265

47ARMATUR

4926

AT3547HT

AT4029

AT1174 AT4494

AT1028 AT1028AT1028 AT4265

AT1320V

Kondensatkrl

AT4550-

AT1804-10-16

AT3547HT

Tv typer av reglering r de vanligast frekommande: Temperaturreglering och tryckreglering.

7.6.8 ChecklistaInnan man vljer ventil mste man definiera ett antal parametrar och frutsttningar som skall glla fr systemet. Vidstende checklista kan tjnstgra som vgledning:

9 FluidTemperatur

Densitet

Fldesmngd, min-, normal- och maxde br anges.

Primrtryck, sekundrtryck. Lmpligt tryck-fall ver ventilen.

999

97.6.9 InstallationFr att ventilen skall fungera p bsta stt r det viktigt att man har en rak rrstrcka fre och efter ventilen.

Nr ingen ngfrbrukning sker r reducer/reglerventilen stngd och ngan kondenserar d fre ventilen. Drfr r det viktigt att ett kondensatavledarpaket installeras. I annat fall kan kondensat orsaka skador p ventilste och kgla samt ge vattenslag i systemet. Ett smutsfilter br ocks installeras fre ventilen.

Fr att undvika driftavbrott i processen om ventilen mste tas ur drift p.g.a. service br man installera en by-passventil.

Rak rrstrcka fre och efter ventil

ngreducerstationSolutions for...

7.6.7 Reglermetoder

48 ARMATUR

Nr nga kondenserar kan vakuum uppst. Detta kan leda till att komponenter i anlggningen kan skadas. Fr att frhindra detta installerar man en vakuumventil. Denna ventil ppnar nr vakuum uppstr och slpper in luft och atmosfrstrycket terupprttas.

Den lmpligaste vakuumventilen r en omvnd ringbackventil. Denna ventil har mycket lgt ppningstryck och vljes lmpligen av rostfritt stl eller brons.

7.8.1 VtskestndsstllFr mtning/kontroll av niv i ngpanna rekom-menderas utrustning bestende av flottr av rostfritt rr som magnetiskt pverkar en avlsningsskena. Frgomslag indikerar visuellt gllande niv. Densitet, temperatur, tryck och centrumavstnd mellan nivstllets anslutningar erfordras fr val av artikel.

7.8.2 NivgivareNivmtning av nga, kondensat och hetvatten upp till PN40. Nivn bestms genom vikten av givaren som r placerad i fluiden. Vikten av givaren bestms genom den statiska brkraften. Densitet och temperatur av fluiden r viktig att knna till fr att kunna kalibrera givaren.

Nivgivare

AT1170, AT1174

AT4950

Nivgivare

7.7 Vakuumventiler

49ARMATUR

7.9 Bottenblsningsventil

Matarvattnet till pannan kan beroende p kvalitet frorsaka avlagringar och slagg. Fr att bortfra dessa sediment anvnds en bottenblsningsventil. Bottenblsningen sker intermittent efter ett faststllt program och kan ske med handmanvrerad ventil, som stnger automatiskt d handkraften bortfaller, eller med en pneumatiskt manvrerad ventil med handspak.

Bottenblsningsventil

7.10 AvsaltningsventilDenna typ av ventil anvnds fr att ta bort salter nra pannvattnets yta. Nr pannvattnets konduktivitet verskrider faststlld grns ppnar ventilen och blser kontinuerligt tills konduktiviteten r justerad till rtt vrde. Denna typ av ventil r normalt frsedd med elektriskt manverdon. Utfrande finns ven med provtagningsventil fr enkel analys av konduktivitetsvrden. Det avblsta vattnet kan med frdel ledas till avspnningskrl fr energitervinning. En avsaltningsventil dimensioneras normal att blsa 10% av pannans ngkapacitet..Avsa

ltningsventil

BottenblsningsventilBottenblsningsventil

50 ARMATUR

7.11.1 AllmntVarje ngpanna och varje avstngbar utrustning, t ex verhettare, ekonomiser, skall frses med tminstone en (1) skerhetsventil. Den totala kapaciteten av samtliga p anlggningen monterade skerhetsventiler skall minst motsvara maximalt kontinuerligt nguttag. Hgst 10 % tryckstegring tillts.

D skerhetsventiler r viktiga komponenter ur skerhetssynpunkt styrs deras konstruktion och berkningar av internationella regler. Ett exempel r ISO 4126.

Fr mera information samt berkning av skerhetsventiler, se Armatecs Handbok Sker-hetsventiler.

Skerhetsventiler skall placeras s att de r lttill-gngliga fr test och underhll.

Skerhetsventiler anvnds fr att skydda pannan och systemet frn skador p.g.a. fr hgt tryck samt fr att undvika olyckor.

7.11 Skerhetsventiler

7.11.2 DenitionerSkerhetsventil: Ventil som automatiskt, utan hjlp av ngon annan energi n den frn mediet, avblser en viss mngd av mediet fr att frhindra att ett frutbestmt hgsta tilltna tryck verskrids. Ventilen r konstruerad att stnga och frhindra ytterligare flde sedan normala driftfrhllanden terstllts.

Ventilen fr dessutom pverkas av en energiklla oberoende av mediets energi.

Direktbelastad skerhetsventilTrycket frn mediet balanseras av en mekanisk last ssom fjder eller hvarm med vikt.

Tillsatsbelastad skerhetsventilEn tillsatsbelastad skerhetsventil bestr av en fjderbelastad skerhetsventil med ett pneumatiskt don, impulsledningar och styrskp. En tillsats-belastad skerhetsventil ger frdelen av mycket liten tryckstegring och lg nedblsning.

Skerhetsventiler skall placeras s att de r lttill-gngliga fr test och underhll.

Skerhetsventil med veckblgDirektbelastad ventil i vilken rrliga delar skyddas frn mediet genom en veckblg.

Denna konstruktion medger ocks ett mottryck i utloppsledningen upp till ca 35 % av ppnings-trycket, dock pverkas skerhetsventilens kapacitet.

Vad gller funktionen kan man skilja mellan fljande karaktristik:

StandardventilMed en tryckkning av max 10 % uppnr ventilen det lyft som erfordras fr att avleda avsedd mngd. Inga krav stlls p ppningskaraktristiken.

Man skiljer p ett antal olika typer av ventiler vad gller konstruktionen enligt fljande:

51ARMATUR

7.11.3 TilloppsledningTryckfallet i tilloppsledningen eller mellan den skyddade utrustningen och skerhetsventilen fr inte verstiga 3 % av ppningstrycket eller en tredjedel av den maximalt tilltna nedblsningen, beroende p vilken som r lgst vid verkligt flde.

Ledning eller krl p vilka skerhetsventilen r monterad, skall vara s stagad att vibrationer inte verfrs till ventilen.

Hglyftande skerhetsventilVentilen ppnar snabbt till det lyft som ventilen r konstruerad fr. Anvnds i regel fr kompressibla medier p g a den mjliga snabba tryckstegringen jmfrt med inkompressibla medier och nr stora flden mste avledas. Fullt lyft erhlls vid en tryckstegring av hgst 5%

Hglyftande ventil, AT4550 skall anvndas fr nga.

Proportionell skerhetsventilppnar nstan konstant i frhllande till tryck-kningen vid en tryckkning av 10 %. Anvnds fr vtskor och varm/hetvattenpannor. I pumpsystem anvnds ventilen som verstrmningsventil (by-pass) och fungerar d som reglerorgan.

7.11.4 UtloppsledningTvrsnittsarean p utloppsledningen fr inte vara mindre n arean p skerhetsventilens utlopp. Dr skerhetsventiler blser av till ett frgreningsrr skall rrets tvrsnitt berknas s att det kan ta emot avblsningen frn alla de skerhetsventiler som kan blsa av samtidigt till frgreningsrret.

Mottryck (dynamiskt och/eller statiskt) p en skerhetsventils utloppssida och som pverkar ppningstrycket och/eller massfldet skall beaktas.

Tryckfallet i utloppsledningen fr vara hgst 15% av ppningstrycket. D mottryckskompenserad veckblg anvnds gller hgst 35%.

Proportionell skerhetsventil skall anvndas fr alla hetvattenpannor eller varmvattenpannor >2 MW. AT 4537 r lmplig proportionell skerhets-

Hglyftande skerhetsventil AT4550

52 ARMATUR

Fr mtning av ngmngd anvnds i frsta hand metoder baserade p differenstrycksmtning.

7.12 ngmtning

Med ett s k Pitot-rr erhlls bsta val av mt-instrument. Utrustningen bestr av ett rr (Pitot-rret), som frs in i rrledningen med en temperaturgivare, ventilblock, differens-tryckstransmitter och instrument fr registrering/avlsning.

Fr mtning av mttad nga erfordras endast tryck- eller temperaturgivare.

Fr mtning av verhettad nga krvs bde tryck- och temperaturgivare.

PI

Ip

TI

Sensor

RegulatorTransmitterVentilblock

Kondensatkrl

TemperaturgivareTryckgivare

+ -

ITABAR Sensor Mtflns

53ARMATUR

I rrledningarna pgr en stndig kondensering av ngan beroende p vrmefrluster. Det r drfr ndvndigt att avlgsna kondensatet frn systemet.

8.1 Allmnt

Dr s r mjligt skall rrledningar dras med minst 0,5% fall i ngans strmningsriktning. D kommer kondensat och nga att strmma i samma riktning. Rrledningarna utrustas med drneringspunkter dr kondensatet samlas fr att drneras bort.

Beroende p tryck och lednings DN arrangeras drneringspunkter med vissa intervaller. Man br ocks drnera alla lgpunkter och fre alla stigningar i ledningsdragningen. Se ocks installationsexempel 01. Vid lnga ledningar, som i figur 24, eller dr t ex marknivn hjer sig kan man med frdel frlgga ledningen med trappvis stigning.

Vissa anlggningar har sdana frhllanden att det r omjligt att undvika stigande ledningar. Kondensatet kommer d att rinna motsatt ngans strmningsriktning. D blir det ndvndigt att snka ngans hastighet till ca 15m/s eller lgre s att den inte kan tvinga kondensatet uppt. Detta uppns genom kning av rrledningens dimension och med flera drneringspunkter fr att uppsamlingen av kondensat skall bli effektivare.

Drneringspunkternas utformning p horisontell rrledning r viktig. Hur detta skall ske framgr av installationsexempel 01. Placera dem ocks hellre fre n efter en kgelventil.

Figur 24

54 INSTALLATION

Expansionslyror skall monteras liggande i horisontella rrledningar fr att inte kondensat skall kvarst i lgpunkten.

Vid nguttag frn huvudngledning till en frbrukare skall man efterstrva att grenuttaget gres p toppen av huvudledningen. Se figur 25. Hrigenom undviker man att kondensat rinner ner i grenledning och in i frbrukaren.

Kondensat

nga

ngfrbrukare

Figur 25

Figur 26

Figur 27 Figur 28

Installera alltid smutslter med smutsckan 90o t sidan, annars kan silarean bli fr liten och lter-insatsen utsttes fr kavitation och erosion pga av hastighetskning genom silen. Se gur 27 och 28.

Gr alltid excentriskanerkoningar i rrsystemet

55INSTALLATION

Enklaste sttet att undvika detta problem r att anvnda ngfllor i sk frostskert utfrande.Dessa r de termiska avledarna av bimetall- och kapseltyp och om de installeras p s stt att de r sjlvdrnerande s blir de frostfria.

8.2 Installationer utomhus - frysrisk

Figur 29 visar principen fr avluftning av en ng-ledning. Avluftningsventilen placeras lmpligen i slutet av rrledningen dit luften frs av den instrmmande ngan. Se ven installationsritning 02 (Drnering av slutnda). Figur 30 visar hur avluftningsventilen placeras i toppen av ett process-krl som frses underifrn med direkt inblst nga. Lmplig avluftningsventil r ngflla av kapseltyp.

8.3 Placering av avluftnings-ventiler

Luft

nga

Luftavledare

Kondensatavledare

Kondensat

Luft

ngtillfrselKondensat-avledning

Figur 29

Figur 30

56 INSTALLATION

Hittills har handboken till vervgande del varit teoretisk. Hur teorierna skulle kunna omsttas i praktiken framgr av efterfljande installationsexempel. Ofta kan anlggningsfr-hllandena i utgngslget avvika frn exemplen. Detta kan d pverka hur installationen slutgiltigt utfres och vilka komponenter som vljes. Hr kan ibland kontakt med Armatec vara lmpligt.

Artikelnummer Ventiltyp PN DN Anslutningsform

AT1028

AT1050

AT1170

AT1174

AT1320V

AT1344V

AT1804-05

AT1890

AT3542HT

AT3547HT

AT4029

AT4042

AT4265

AT4280-7111

AT4420..G

AT4420..F

AT4442..G

AT4442..F

AT4494..G

AT4494..F

AT4550-3

AT4641

AT4801-, AT3806-, AT3806-116

AT4801-, AT3800-, AT4880

AT4883

AT4885-1

AT4892-24

AT4898-1R

AT8470-

AT8520-

AT8520TS

Blgventil

Blgventil

Backventil

Backventil

Strypventil

Strypventil

Tryckmtarsats

Nlventil

Kulventil

Kulventil

Smutsfilter

Smutsfilter

Reducerventil

Temperaturventil

ngflla, kapseltyp

ngflla, kapseltyp

ngflla, bimetalltyp

ngflla, bimetalltyp

ngflla, flottrtyp

ngflla, flottrtyp

Skerhetsventil

Skerhetsventil

Reglerventil, el

Reglerventil, pneum.

Tryckgivare

Temperaturgivare

Regulatorskp

Temperaturvakt

Vrmevxlare

Ackumulatortank

Termostat

25

40

16

40

25

40

400

25

25

25

40

40

16 och 40

40

40

40

40

40

40

40

16

25

25

15-150

15-150

15-100

15-100

15-150

15-150

10

8-25

10-50

10-50

25-300

15-200

15-100

15-100

15-25

15-25

15-50

15-50

15-50

15-50

15-150

15-25

15-150

15-150

Flnsar

Flnsar

Mellan flnspar

Mellan flnspar

Flnsar

Svetsndar

Svets/gnga

Gngor

Svetsndar

Gngor

Flnsar

Flnsar

Flnsar

Flnsar

Gngor

Flnsar

Gngor

Flnsar

Gngor

Flnsar

Flnsar

Gngor

Flnsar

Flnsar

I installationsexemplen finns rekommenderande artikelnummer frn Armatec. Som kompletterande information till artiklarna finns ocks i nedan-stende tabell uppgifter om ventiltyp, PN, DN och anslutningsform.

57INSTALLATION

Drnering av ngledningar och lgpunkter

ngledningar skall ha ett fall i strmningsriktningen av ca 0,5-1% (o,5-1 m fall per 100 m rrledning).

Uppsamling av kondensat skall ske i drneringsfickor tillverkade av T-rr. Drneringsfickorna skall vara vl tilltagna i storlek enligt rekommendationerna i ritningen. Avstnden mellan drneringsfickorna framgr ocks av ritningen. Drneringsfickorna frses i botten med avtappningsventil.

ngfllor placeras p drneringsfickorna enligt ritningen s att froreningar samlas upp dels i filtret fre ngfllan eller drneras bort genom avtappningsventilen. Lmplig ngflla r flottrflla som arbetar utan underkylning och kontinuerligt drnerar kondensat s snart det bildas. Drmed befrias rrledningen frn kondensat. Som andra val kan kapselflla anvndas. D bortfaller separat smutsfilter och backventil eftersom dessa funktioner finns integrerade i kapselfllan.

Vid driftstart och kalla rrsystem kommer ev. inte ngfllorna att tillrckligt snabbt kunna drnera ngsystemet p de stora mngderna av luft/gaser och kondensat utan det kan behvas ytterligare drneringar. Det kan d vara lmpligt att ocks ppna de manuella avtappningsventilerna i drneringsfickans botten och/eller ev andra lmpligt placerade drneringsventiler.

Under normaldrift och frutsatt vlisolerad ngledning, bildas relativt lite kondensat.

Drnering av lgpunkter p rrledning:

Hr gller i stort samma som ovan. Sker inte denna drnering finns risk fr ngslag nr varm nga mter kvarstende kondensat. Se ven avsnitt 6.6 Vattenslag.

ngledning Arbetstryck

Avstnd mellan drneringspunkter

ngledningar

100

200

-300

100

200

-300

Lgpunkt

D

d

D

d

< 250 50 m 80 m 100 m250-400 40 m 60 m 80 m

< 400 30 m 40 m 50 m

DN < 6 bar 6-20 bar < 20 bar

AT1028AT1050

AT3542HT

AT1174 AT4420AT4494

AT1028AT1050

AT3542HT

AT1174 AT4420AT4494

AT4029AT4042

AT1028AT1050

AT3542HT

AT1056AT3542HT

AT1056AT3542HT

D d 80 = D

100 - 250 = D minus en dim.

AT4029AT4042

AT1028AT1050

AT3542HT

AT1056AT3542HT

AT1056AT3542HT

Installationsexempel 01 12-02-20Datum

Drnering av ngledningutan separator. Solutions for...

58 INSTALLATION

Drnering av slutnda och frdelningslda

Drnering av slutnda p rrledning.

Hr gller i stort samma som p fregende uppslag avseende Drnering av ngledningar och lgpunkter. Dock mste slutndan utfras med T-stycke dr hgsta punkten utrustas med en automatisk avluftningsventil fr evakuering av luft/gaser i rrledningen. Denna