Kondenzátní hospodářství
Kondenzát vzniká všude tam, kde je odevzdáváno teplo z parního systému. Sytá pára odevzdává teplo přechodem mezi skupenstvími z plynného do kapalného tak, že kondenzuje.
Kondenzátní hospodářství - více informací
Vznikající kondenzát se přitom vyskytuje na teplotě varu (např. u odvodnění parních potrubí) nebo podchlazený (např. u tepelných výměníků).
U tepelných výměníků je podchlazení závislé na způsobu regulace tepelných výměníků, často se však pohybuje v rozsahu 10 ... 30 K.
Téměř ve všech případech je smysluplné a ekonomické kondenzát vznikající u kotle, nebo tepelných spotřebičů sbírat a odvádět zpět do okruhu nebo jej jinak využívat.
Úspory nákladů vznikají díky tepelnému obsahu, který je ještě v kondenzátu k dispozici, nižším potřebným množstvím čerstvé vody a tím také nižším ztrátám odluhem a odkalem.
Při dimenzování velikosti sběrné nádrže kondenzátu a příslušných čerpadel kondenzátu musí být zohledněna maximální množství kondenzátu z parních spotřebičů. Stejně tak je třeba zohlednit, že kondenzát odtéká do zásobníku kondenzátu s časovou prodlevou. Velikost sběrné nádrže na kondenzát by měla být dimenzována minimálně tak, aby bylo možno v něm meziskladovat vzniklý kondenzát mezi nejnižším a nejvyšším stavem vody po dobu zhruba půl hodiny. Dopravní množství čerpadel na kondenzát by přitom mělo odpovídat 3 násobku hodinového množství kondenzátu za normálního provozu. Zvláštní pozornost je třeba zaměřit také na najížděcí provoz tepelných spotřebičů, neboť zde mohou vznikat díky procesu nahřívání největší množství kondenzátu.
Dle úrovně tlaku a teploty má kondenzát při běžných teplotách ve výši 80 ... 140 °C ještě značný obsah tepla v porovnání s většinou studenou přídavnou vodou o teplotě zhruba 15 °C. Díky odvádění kondenzátu zpět do zásobníku napájecí vody je možné ušetřit ohřev čerstvé vody. Kromě toho nemusí být kondenzát chemicky upravován, nýbrž může být odveden přímo zpět do zásobníku napájecí vody.
Schematické znázornění otevřeného systému kondenzátu
|
|
Modul úpravy vody |
|
Parní kotel UL-S |
|
Spotřebič |
||
|
|
Modul úpravy vody WSM-V |
|
Kondenzační tepelný výměník |
|
Kondenzátní modul CSM |
||
|
|
Ekonomizér ECO |
|
Teplovodní kotel UT-L |
|
Komín |
||
|
|
Parní kotel UL-S |
|
Parní rozdělovač |
|
Čerstvá (surová) voda |
Expandovaná pára
Pokud se kondenzát sbírá v beztlakém zásobníku, mluvíme o otevřeném zařízení na kondenzát. Teplotní úroveň kondenzátu leží pak vždy < 100 °C a může docházet k přijímání kyslíku kondenzátem. Čerpadlo na kondenzát dopravuje kondenzát při příslušné potřebě vody v závislosti na hladině zpět do zařízení na odplyňování napájecí vody.
Protože se kondenzát shromažďuje většinou z více parních spotřebičů s různými teplotními a tlakovými úrovněmi, stává se, že je i kondenzát s teplotní hladinou > 100 °C odváděn do otevřené sběrné nádoby kondenzátu. Přitom vzniká expandovaná pára, která je přes potrubí brýdových par odváděna do volného prostoru a představuje tepelnou ztrátu. Tyto brýdové páry mohou být modulem podobným modulu brýdy získávány v zásobníku napájecí vody zpět a dávány k dispozici nízkoteplotnímu spotřebiči, jako např. topnému zařízení nebo zařízení na tepelnou úpravu vody.
Vysokotlaká nádoba na kondenzát
Pokud je více parních spotřebičů s teplosměnnými plochami dimenzováno přibližně na stejný tlak páry v rozsahu vyššího tlaku (> 1,5 barg), může být kondenzát všech tepelných spotřebičů odváděn do společného vysokotlakého zařízení na kondenzát.
Kondenzátní hospodářství - více informací
Nedochází pak k žádným ztrátám expandované páry, neboť se pracuje s uzavřeným systémem. Protože se zde v normálním provozu nedostane žádný kyslík do kondenzátu, odvádí se kondenzát zpět do kotle nebo ekonomizéru. Tím se snižuje i množství čerstvé (surové) vody a chemické dávkování. S tímto systémem je možno dosáhnout oproti otevřeným systémům kondenzátu se stejnou strukturou spotřebičů podstatně vyšších úspor.
Uzavřeným vysokotlakým systémem kondenzátu je možno dosáhnout až 12 % úspory paliva. Musí být doplňováno pouze málo čerstvé vody a vzniká menší potřeba tepla k nahřívání a odplyňování. Navíc se redukují díky minimálním obsahům solí ve vysokotlakém kondenzátu množství odluhu a odkalu. Další výhodou uzavřených vysokotlakých systémů kondenzátu je snížená koroze v systému kondenzátu.
Vysokotlaké systémy kondenzátu by měly být používány vždy tehdy, když by z důvodu vysokých teplot kondenzátu při odvádění do sběrné nádoby kondenzátu nebo napájecího zásobníku vznikaly velké ztráty expandované páry. Typické oblasti použití jsou pivovary, papírny a kartonážky – ale i mnoho různých jiných oblastí.
Je však třeba zohlednit, že se vyššími teplotami kondenzátu může zvýšit teplota spalin.
