Handbok_Ånga_Kondensat.pdf

HANDBOKUTGVA 2 2004

nga och Kondensat

Kunskap och nytnkande inom vrme, kyla och process.

Grafisk utformning/produktion: Peter Lundberg

Frord

Denna handbok utgr en bearbetning av tidigare ut-

gvor och behandlar anvndning av nga och ter-

ledning av kondensat i industriella anlggningar.

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 in-

dustrianlggningar.

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 ls-

barhet.

Artikelnummer som terfinns i bl a installations-

exemplen skall t ex skas p Internet fr fullstndig

artikelbeskrivning, se www.armatec.com eller kon-

takta Armatec.

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 bak-

grund.

Bo Seborn, Teknisk chef

Innehllsfrteckning

3 ngpannan

4 ngsystemet

0.1 Definitioner, enheter och sortomvandling

0.2 Normer

2.1 Allmnt 2.2 Vrmeinnehll

3.1 Allmnt 3.2 Funktion

1.1 Allmnt 1.2 Vrmeinnehll1.3 Tryck-temperatur-volym1.4 ngbildningskurvan

1.5 ngtabellen1.6 Mttad nga1.7 verhettad nga1.8 Inverkan p luft och gaser

4.1 Allmnt4.2 Val av ngtryck4.3 Temperaturreglerad ngtillfrsel

4.4 Vibrationer 4.5 Dimensionering av ngledningar

nga1

Allmnt0

2 ng/kondensatsystem

Innehllsfrteckning

5 Kondensatsystemet5.1 Kondensering allmnt5.2 Uttnyttjande av kondensatets vrmeinnehll

5.3 Kondensatavledning5.4 nglsning5.5 Underkylning av kondensat

5.6 Vattenslag5.7 Korrosivt kondensat5.8 terledning av kondensat5.9 tervinning av expansionsnga5.10 Dimensionering av kondensatledningar

6.1 Allmnt6.2 Avstngningsventiler6.3 Nl och manometerventiler6.4 Backventiler6.5 Smutsfilter6.6 Reglerventiler

6.7 Vacuumventiler6.8 Vtskestndsstll6.9 Bottenblsningsventiler6.10 Avsaltningsventiler6.11 Skerhetsventiler6.12 ngmatning6.13 Nivgivare

7.1 Allmnt7.2 Utomhusinstallationer - frysrisk

7.3 Placering av avluftare

6 Armatur

7 Installation

8.0 ng/vattentabell

8 ng/vattentabell

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

skerhetskrav.

0.1 Definitioner, enheter och sortomvandlingD

efin

ition

er

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

Definitioner

Enhe

ter o

ch

sort

omva

ndlin

g

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' m/kg

v" m/kg

' kg/m" kg/m'=1

"=1

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

1 MW = 00 000 kJ/h

1 kW = 00 kJ/h

Mcal/h = 1 kJ/h

kcal/h =,1 kJ/h

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

Enheter och sortomvandling

ngbildningsvrme (kJ/kg)

v'

v''

0. Allmnt

0.2 NormerVa

tten

rrs

pann

or o

ch

hjl

pins

talla

tione

r

Del 1:

Del 2:

Del :

Del :

Del :

Del :

Del :

Del :

Del :

Del 10:

Del 11:

Del 12:

Del 1:

Del 1:

Del 1:

Del 1:

Allmnt

Material och pannors tryckbrande delar och tillbehr

Konstruktion och berkning av tryckbrande delar

Berkningar av terstende livslngd

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 eldningssystem fr pulveriserat fast brnsle

Krav p skyddsanordningar mot skadligt tryck

Krav p utrustning fr vakter och skerhetssystem fr pannor och tillbehr

Krav p matarvatten och pannvattenkvalitet

Krav p rkgasreningssytem

Krav p DENOX-system fr trycksatt ammoniak i vtskefas samt ammoniak lst i vatten

Prestandaprov

Krav p roster och p flytande bdd eldningssystem fr fasta brnslen

Vattenrrspannor och hjlpinstallationer behandlas i SS- EN 12952 och utgr 16 delar

Fr E

ldr

rspa

nnor

glle

r SS-

EN 1

2953

Del 1:

Del 2:

Del :

Del :

Del :

Del :

Del :

Del :

Del :

Del 10:

Del 11:

Del 12:

Del 1:

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.

0. Allmnt

Nya normer som berr nganlggningar och drmed skerhetsutrustning har nyligen publicerats som

svensk standard.

Tryckkrlsdirektivet, AFS 1999:4, anger fr ng-

panna om volymen r strre n 2 liter kommer

pannan att klassas i ngon av kategorierna I-IV. Fr-

skran om verensstmmelse skall utfrdas av tillver-

karen. Utrustningen skall CE-mrkas.

III

III

IV

8

10

00 1 2 10

Volym V (liter)100

Tryc

k PS

(bar)

0,51

32

100

1000

1000 10000

Kategotegorier fr utrustning, som vrms med direkt lgaeller p annat stt, som medfr risk fr verhettning, och

r avsedd fr produktion av nga.

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.

Kata

stro

f

Katastrofskydd* ngpanneanlggningar och

fastbrnsleanlggningar

Hetvatten-

anlggningar

Varmvatten-

anlggningar

Vanligt

Sjlvvervakande

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

Intervall timmar,

under helger 2

timmar.

Efter bedmning av AKO 1 gng/

dygn, under helger tillts intervallet

2 timmar.

Skall vervakas i den

omfattning som behvs

fr att skerheten inte

skall ventyras.

< 1,5 MW > 1,5 MW

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

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.

Tabell besksfrekvens med periodisk vervakning.

0. Allmnt

1.1 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 an-

vnds fr att gra elkraft (ngturbiner kopplade till

generator) eller att el anvndes fr att driva kom-

pressorer 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.

Nr vattnet brjar koka har det ntt det tillstnd

100C dr det inte kan ka sin temperatur oavsett

hur lnge man vrmer.

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 in-

dustriprocesser, 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.

1. Allmnt

10

1.2 Vrmeinnehll

1. nga

Vtskevrme

ngbildningsvrme

verhettningsvrme

ngbildnings-vrme20 kJ

ngbildnings-vrme22 kJngans totala

vrmeinnehll2 kJ

ngans totalavrmeinnehll2 kJ

1 bar (a) bar (a)

Vattnets-vrmeinnehll1 kJ

Vattnets-vrmeinnehll21 kJ

Vtskevrme r vattnets vrmeinnehll upp till

kokpunkten. Vid atmosfrstryck kokar vattnet vid

100C 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 100C 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

100C. verhettningen brjar nr allt vatten i ngan

har blivit nga s k torr nga. verhettning sker i

sk verhettare som r helt skilda frn vattnet i ng-

pannan. I annat fall kommer energin att tg fr att

frnga mer vatten.

Vrmeinnehll per kg

ngans totala vrmeinnehll (entalpi) kan delas

upp i tre olika delar:

Figur 01

11

1. nga

Vi har hittills talat om frhllandena vid atmosfrs-

tryck. Nr trycket kar ndras frutsttningarna en-

ligt fljande:

Nr trycket stiger kokar vattnet inte lngre vid 100C

utan vid en hgre temperatur. Exempelvis r vattnets

kokpunkt 170,5C 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.

- Vtskevrmet kar med kande tryck.

- ngbildningsvrmet minskar med kande

tryck.

Vid trycket 221,2 bar (a) r ngbildningsvrmet =

0, dvs. vattnet vergr okontrollerat till nga utan

att vrme tillfres.

Detta kallas det kritiska trycket.

- ngans volym ndras med trycket. Om 1 kg

vatten omvandlas till nga fr vi 1 kg nga.

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.

1 bar (a)

1, m

10 bar (a)

0,1 m

1 k1 kg

1 KG 1 KG

Exempel tryck-volym

1.3 Tryck - Temperatur - Volym - Densitet

Figur 02

12

1. nga

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 verhettad nga och ytan under visar vattenfas.

1.5 ngtabellen, Molliers h,s diagram

Fr att kunna utfra berkningar och dimensioneringar av ngsystemet krvs information och data om

ngan vid olika tillstnd. Denna information erhlles ur ngtabeller eller Mollier h,s diagram.

Figur 4 redovisar ngtabell fr mttad nga, vid 38 bar (a).

ngbildningskurvan

TempoC

Volym

Vatten

m3

Volym

nga

m3

Entalpi

Vatten

kJ/kg

Entropi

Vatten

kJ/kg, oC

Entropi

nga

kJ/kg, oC

ngbildnings

Entalpi

kJ/kgbar

Entalpi

nga

kJ/kg

2,1 0,0012 0,02 102, 12, 201, 2,0 ,00

p

ngtabell, princip

ngtabell fr temp. 0-374,15 0C, terfinns p sid. 98-99

1.4 ngbildningskurvan

Figur 03

Figur 04

1

1.6 Mttad nga

Nr det rder jmvikt mellan ngan och vattenytan,

dvs. nr lika mnga molekyler avdunstar frn vatten-

ytan som under samma tid kondenserar tillbaka

och blir vatten, r ngan mttad. Det d rdande

trycket kallas mttningstrycket eller maximi-

trycket.

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.

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 vatten-

partiklar.

Detta r nga som man knappast finner i praktiken.

Tabellernas uppgifter r dock tillrckligt noggranna

fr vra berkningar.

1.7 verhettad nga

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

samt frhindrar kondensering i ledningar och mas-

kiner. Hrigenom minskar risken fr korrosion.

Eftersom verhettad nga r torr uppfr den sig i

det nrmaste som andra gaser och avger sitt ver-

hettningsvrme lngsamt. Den kan inte brja kon-

densera och avge sitt stora ngbildningsvrme frrn verhettningen r borta och temperaturen har snkts

till mttningstemperaturen. Eftersom den ver-

hettade ngans temperatur inte str i bestmd

relation till trycket r det svrare att reglera tem-

peraturen i en process dr man arbetar med ver-

hettad nga.

1. nga

1

Luft har en mycket ogynnsamt inverkan p ett ng-

system. Till luft rknas hr ocks andra icke kon-

denserbara gaser ssom fritt syre och koldioxid. De

strsta problemen r:

Den allvarligaste inverkan av luft r frsmrad

vrmeverfring. Luft r ju en extremt dlig vrme-

ledare vilket utnyttjas vid isolering.

1. nga

Nrvaro av luft i en kokgryta inom livsmedelsindu-

strin kade koktiden frn 12,5 till 20 minuter.

En lufthalt p 6% i ngan till en varmvattenberedare

reducerar effekten med ca 30%.

Inom sjukvrden kan luft i steriliseringsautoklav fr-

hindra sterilisering.

Ngra praktiska exempel p inverkan av luft i ngsystem:

Luften i ett ngsystem tas bort med hjlp av auto-

matiska 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.

- Frsmrad vrmeverfring

- Minskning av distribuerad ngmngd

- Kalla zoner kan bildas p vrmeytorna

- Korrosion

1.8 Inverkan av luft och gaser

1

I principschemat r inte ekonomiser (matarvatten-

frvrmning) eller verhettare fr nga medtaget.

Dessa funktioner finns beskrivna i kapitel 3 ng-

pannan. Fr mera detaljerad information, se in-

stallationsexempel sidan 70-101.

Armatur ritas normalt med symboler enligt svensk

standard SS 03 22 60.

2. nga/kondensatsystem

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

och frutsttningar men huvudfldet r i princip

detsamma.

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

2.1 Allmnt

1

2. nga/kondensatsystem

KOM

PL. R

EDUCERSTATION

SEPARATO

R

AVSTNGNINGSVENTILBACKVENTIL

SIL

NGFLLA

AVLUFTARE

SKERHETSVENTIL

MAN

. STRYPVEN

TIL

VENTIL

MED

DON

Drn.

av rrledn

Huvudreducerstation

Drn.

av lgpunkt

Drn.

av lgpunkt

Drn.

och a

vluftningav slutnda

Alla nguttag uppt

Alla kondensatanslutningar till

stam ansluts uppifrn

Tracing

nga-/ko

ndensatsystem

Vulkfo

rm

Reducerstation

Rrslinga i tank

Roterande vals

Autokla

v

Etagepress

Drn.

av separator

Drn.

av nglda

nglda

Frvrmn

. a

v olja

Varm

vattenberedarevrm

evxlare

Ko

ndensattank

Matarvattentank

Bottenblsningsventil

Tillavspnnings-

krl

Avsaltningsve

ntil

Panna

Slingor i oljetankAerotem

prar

ngavspnningskrl

Kokgryta

Matarvattenbehandling

Till slamtank

ng/kondensatsystem, principschemaFigur 05

1

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. Normer.

3. ngpannan

3.1 Allmnt

1

ngdomen, 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.

3.2.2 Eldrrspanna

Funktionen 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.

3. ngpannan

3.2 Funktion3.2.1 Vattenrrspanna

1

Vattenrrspanna, principschema

3. ngpannan

Figur 06

ngdom

Rkgaser

Eldstad

1 Frdelningslda

Ekonomiser

verhettareTill frbrukare

Matarvatten

Avspnningskrl

4 Pdragsventil

2 Stigarrr

5verhettarensinlopps -ochutloppslda

5verhettarensinlopps -ochutloppslda

11 Bottenblsnings-ventil

11 Bottenblsnings-ventil

6 Skerhets-ventiler

7 Vtskestnds-stll

8

10 Avstngnings-ventil

Fallrr

20

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 kon-

tinuerligt. Enligt kapitel 1.6 finns ett bestmt sam-

band mellan den mttade ngans temperatur och

tryck. Genom att reglera trycket kan man allts reg-

lera temperaturen. Trycket regleras med en regler-

ventil. Lt oss ta ett exempel:

Se ocks installationsexempel 08.

4. ngsystemet

4.2 Val av ngtryck

Med 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 re-

duceras 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.

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.

4.1 Allmnt 4.3 Temperaturreglerad ngtillfrsel

21

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 itrder.

I praktiken sker denna reglering automatiskt. In-

stallationsexempel 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 kon-

densatavledaren arbeta inom ett stort tryckomrde.

Avledaren skall kunna drnera vid alla frekom-

mande tryck. Det r allts viktigt att vlja rtt ng-

flla. Se kapitel 5.3.

4.4 Vibrationer

I allmnhet r inte nganlggningar utsatta fr vib-

rationer i ngon strre omfattning. Det finns dock

anlggningar dr man mste ta hnsyn till vib-

rationer, ssom system med ngdrivna kolvpumpar,

hammare etc. Andra exempel r installationer om-

bord p fartyg dr yttre krafter frn propellrar och

vgor kan verfra kraftiga vibrationer till ng-

systemet.

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.

4.5 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.

4. ngsystemet

22

4. ngsystemet

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.Mttad nga

verhettad nga 0 bar (e)

verhettad nga 0 bar (e)

verhettad nga 100 bar (e)

2-0 m/s

0-0 m/s

1-22 m/s

1-20 m/s

Dimensionering efter hastighet br frmst anvndas

fr kortare rrledningar och baseras p rekommen-

derade strmningshastigheter.

ng

tryc

kbar (a)2

10

11

12

1

1

2

0

0

0

100

110

12

1

10

10

20

0

0

11

10

10

10

200

220

20

20

20

2

0

120

1

10

20

20

0

0

0

10

0

0

ngtryck DN

2

10

10

20

1

0

0

0

10

0

20

0

0

1

20

0

20

00

0

0

0

10

0

0

100

0

20

20

0

0

20

0

100

1200

10

10

10

120

0

0

10

1120

10

10

10

10

210

20

20

200

0

0

0

120

10

10

2120

200

200

000

20

00

00

100

1100

110

2120

220

110

00

00

00

000

00

000

00

12

10

20

200

0

00

00

10

00

00

00

00

00

10

20

0

00

00

0

0

000

10100

11100

12200

100

100

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

Tabell fr verslagsberkningar av rrdiameter. Kapacitet angiven i kg/h vid en strmningshastighet p ca 30 m/s.

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

Figur 07

2

5. Kondensatsystem

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 av-

ger kontinuerligt sitt ngbildningsvrme och om-

vandlas till vatten, kondensat, med bibehllet tryck

och temperatur. Detta innebr att ngan konden-

serar. Eftersom vattenfasen endast innehller vtske-

vrme mste den avgivna vrmemngden utgras av

ngbildningsvrme.

Sammanfattningsvis innebr detta att ngbildnings-

vrmet utfr arbetet.

5.2 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. Av-

grande 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.

Lt oss se p ett exempel med svl ngan som kon-

densatets inverkan vid uppvrmning av en process:

Figur 8 visar en schematisk bild av en kokgryta och

vi tnker oss fljande situation:

5.1 Kondensering allmnt

2

5. Kondensatsystem

ngtryck ,0 bar

Mttningstemperatur 1oC

Produktens temperatur oC

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 133oC men

kondensatets totala vtskevrme r endast 562 kJ. Se

ocks frhllandena beskrivna i avsnitt 1.2 Vrme-

innehll.

Vid C r kondensatets temperatur 133oC men vid

D endast, lt oss anta 105oC. Detta beror p att

kondensatet har avgivit en del av sitt vtskevrme och

detta medfr omedelbart en temperatursnkning.

Temperaturskillnaden mellan ngan och produkten

r 68oC men mellan kondensatet vid D och pro-

dukten r den endast 40oC. 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. Processtiden frlngs och

ngfrbrukningen kar om kondensat fr samlas

i ngrummet.

Figur 08

2

5. Kondensatsystem

Nr ngan avgivit sitt ngbildningsvrme och om-

vandlats till hett kondensat mste detta, p ett kon-

trollerat 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 effektiviteten 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.

5.3 Kondensatavledning5.3.1 Allmnt

2

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, an-

lggningens standard, livslngd, pris och installations-

kostnad.

5. Kondensatsystem

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 in-

stallationer som kan krva andra typer.

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

Frekommande installationer r mycket varierande

men kan delas in i fljande huvudgrupper:

Fljeledningar eller vrmehllning (tracing)Drnering av ng - och huvudledningarProcesserLokaluppvrmningTurbindrnering

Evakuera luft och ej kondenserbara gaserAvleda kondensatVarierande kapacitet och tryckStnga fr nga

5.3.3 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.

5.3.2 Olika typer av ngfllor

2

5. Kondensatsystem

5.3.3.1 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 kon-

densatets temperatur sjunker kondenserar kapselns

nga. Rrelsen uppstr i motsatt riktning och ven-

tilen ppnar. Det uppdmda, underkylda konden-

satet kan nu strmma ut genom ngfllan.

Tack vare den lilla mngd fyllning i kapseln p-

verkas denna mycket snabbt av temperaturvariationer.

Kapselfllan knnetecknas drmed av snabbt arbets-

stt och fljer vl den mttade ngans temperatur/

tryckkurva.

Lmpliga installationer: Vissa tankar, autoklaver,

i vissa fall till pressar, torkar och ngstrykning, vul-

kaniseringsformar och tryckreduceringsenheter.

Kapselfllans positiva egenskaper och begrnsningar

kan sammanfattas med fljande:

Positiva egenskaper

Snabb reaktion p temperaturfrndringar

Bra fr varierande belastning

God avluftningsfrmga

Oknslig fr mottryck

Fryssker vid sjlvdrnerande installation

Invndig backventilfunktion

Utvndigt snedstllt smutsfilter

Begrnsningar

Viss uppdmning av kondensat pga.

10 oC underkylning

Figur 09

2

5.3.3.2 Bimetallflla

5. Kondensatsystem

Funktionsdelen r bimetallenhet som dimensionerats

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 redo-

visade underkylningen lgre n mttningstem-

peraturen. Nr kondensatet svalnar under under-

kylningen efterstrvar bimetallenheten att ge ven-

tilen 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.

Lmpliga installationer: Fljeledningar (tracing),

vissa tankar, och behllare utan reglering, installationer

dr tryckslag kan frekomma och dr underkylning

efterstrvas ur energisparsynpunkt.

Bimetallfllans positiva egenskaper och begrns-

ningar kan sammanfattas med fljande:

Positiva egenskaper

Utnyttjar kondensatets energinnehll

Bra vid varierande belastning

God avluftningsfrmga

Relativt oknslig fr mottryck

Oknslig fr vattenslag

Fryssker vid sjlvdrnerande installation

Inget nglckage pga 0 oC underkylning

Stort tryckomrde

Invndig backventilfunktion

Utvndigt snedstllt smutsfilter

Begrnsningar

Uppdmning av kondensat pga.

0 oC underkylning

Olmplig vid krav p snabb arbetsstt

Figur 10

2

5. Kondensatsystem

5.3.4 Mekaniska fllorFlottrflla

Som beteckningen antyder arbetar dessa fllor me-

kaniskt 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. Av-

luftningsventilen 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.

Lmpliga installationer: Vid stora kondensat-

mngder, varierande tryck samt alltid i samband med

temperaturreglerande frbrukningsstllen. Ex:

Positiva egenskaper

Avleder kondensat vid mttningstemperaturen

drmed ingen uppdmning av kondensat

Lmplig fr varierande tryck och belastning

God avluftningsfrmga

Hg kallvattenkapacitet

Bsta val vid temperaturreglerade installationer

Begrnsningar

Kan skadas av tryckslag

Krver separat backventil

Krver separat smutsfilter

Ej lmplig vid minustemperaturer

Speciell modell fr vertikalt montage

Vrmevxlare

Varmvattenberedare

Oljefrvrmare

Flottrfllans positiva egenskaper och begrnsningar

kan sammanfattas med fljande:

Lgpunkter

Sepatarorer

KokgrytorFigur 11

0

5. Kondensatsystem

5.3.5 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 op-

timalt. Drmed krvs att ngfllorna periodvis kon-

trolleras och underhlles. Sker inte detta intrffar

fljande:

En ngflla lcker 10 kg/h nga vid kontinuerlig

drift. P en mnad blir detta ca 000kg. Om

vi stter priset p ngan till 00kr/ton kostar

ngfrlusten 2100:-/mnad. I anlggningar med

stora antal ngfllor, dr en andel av dessa

lcker blir kostnaderna avsevrda.

Exempel:

5.3.6 Checklista fr optimalt val av ngflla

Som hjlpmedel vid dessa utredningar kan det vara lmpligt att anvnda installationsexemplen 01-17 i

senare delen av denna handbok.

1

5. Kondensatsystem

5.3.7 Tryck-och temperaturfrhllanden

ngfllans kapacitet r beroende av fljande

frhllanden:

Tryckdifferensen ver fllan

Stesdiametern hos fllan

Kondensatets temperatur Fllans konstruktion

Ngra kommentarer till ovanstende:

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 inne-

br 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 kondensat-

ledningen str under visst tryck. Detta mottryck

minskar fllans kapacitet eftersom tryckdifferensen

minskar. Vid lyftning av kondensatet uppstr kande

mottryck och den statiska lyfthjden mste man ta

hnsyn till vid berkning av tryckdifferens och till-

hrande kapacitet fr fllan.

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. Re-

sultatet 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 svl 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.

TT

TV

TR

FYRA

FYRA

TR

TV

TT

2

Nr man valt lmplig typ av ngflla fr den ak-

tuella installationen skall fllan berknas kapacitets-

mssigt. Fr att kunna gra detta behvs fljande

uppgifter:

5. Kondensatsystem

5.3.8 Kondensatmngden

Tryckdifferensen ver fllan, se ven avsnitt

..-Tryck-och temperaturfrhllanden.

Kondensatmngden som skall avledas.

Anvnd maximala kondensatbildningen per timma

och dimensionera fllan med 0% tillgg.

Tryckfall ver ev. ventiler fre ngfrbrukaren

Tryckfall ver ngfrbrukaren

Tryckfall ver ev. ventiler efter fllan

Mottryck 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 20kg/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 fljes r det of-

tast tillrckligt med flla DN 15. Kapacitetsbehovet

verstiger sllan 50kg/h fr varje flla.

Vid drnering av isolerad huvudngledning an-

vndes formeln:

Kondensatmngden (kg/h) = ,1 x D (mm) x L (m)

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

Berkna lgsta frekommande tryckdifferens ver

fllan p fljande stt:

Tryckdifferensen = tillgngligt ngtryck fre ng-

fllan reducerat med:

5.3.9 Berkning av kondensatmngd vid olika installationer

5. Kondensatsystem

Tabellen nedan, baserad p erfarenhetsvrden kan

ocks anvndas.

ngledning Drnledning

DN

00

DN

1

20

2

20 bar

100 m

0 m

0 m

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.

Q = C x 00 x A

v,,

Q = ngmngd kg/h

C = strmningshastighet m/s

A = rrarean m2

v,,=spec volym m/kg

Som vid alla approximativa berkningar br denna

metod tillmpas med viss frsiktighet.

Saknas helt uppgifter fr en installation kan en

approximativ berkning gras av ngmngden en-

ligt formeln:

Q = 0 x 00 x 0,001 = 2 kg/h

0,

C = 0 m/s

A = 0,001 m2 (fr ngtub ansl. 0)

v,,=0, m/kg (enligt ngtabell)

Frbrukare som matas frn ngledning

DN0. ngtryck bar (e).

Frst mste vi uppskatta en rimlig och

mjlig fldeshastighet i ledningen. Normalt

verstiger den inte 0 m/s

Exempel

Figur 12

5. Kondensatsystem

Variationer i kondensatmngden

Vid uppstart av anlggning r temperaturdifferensen

som strst mellan ngan och den del som skall

vrmas. Drmed r ocks ngfrbrukning och kon-

densering 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 konden-

seringen. Vid full drift r kondenseringen oftast som

lgst. Under normal drift kan kondenseringen

ocks variera ex beroende p belastningen av fr-

brukningsstllet.

5.3.10 Gruppdrnering eller individuell drnering

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 vidstende 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?

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 succesivt 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.

5. Kondensatsystem

nga

A B C D

ngflla

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 15

Figur 14

5. Kondensatsystem

5.4 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 12 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

kvs-vrde. P detta stt arrangeras ett stndigt

mindre nglckage och ngls frhindras.

Ackumuleratkondensat

ngls nga

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 till

Figur 16

5. Kondensatsystem

fllan 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. I frbrukningsstllets lgsta

del utfres kondensatledningen 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.

nga

Frbrukare

ngaFigur 18 r ett ytterligare exempel dr ngls upp-

str. En hgt belgen ngledning drneras av en

ngflla placerad nra golv. Kan vara tilltalande ur

underhllssynpunkt men drneringsrret ner till

fllan fungerar som ett barometriskt fallrr. Genom

trycksnkningen som uppstr vid kondensatets fall

bildas expansionsnga och denna stnger fllan.

Lsningen p detta problem r att placera fllan nra

drneringspunkten.

Figur 17

Figur 18

5. Kondensatsystem

5.5 Kondensatets underkylning

Ur valsynpunkt ger detta vissa mjligheter men

samtidigt begrnsningar. Se ven avsnitt 5.3.4-

5.3.6. 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 nga, Vrmeverfringen

sker lngsammare och dessutom blockerar kon-

densatet vissa ytor som borde utsttas fr ngans

hgre vrmeinnehll. Processtider frlngs och verk-

ningsgrad 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.

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

fljande:

ngfllans grundtyp ngfllans konstruktion Underkylning grad. oC

termisk

termisk

mekanisk

kapsel

bimetall

flottr

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

ca 0 oC standard, alternativ kan finnas fr mindre och strre

ingen

5. Kondensatsystem

5.6 Vattenslag i ngledningar

nga 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, s

bildas 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.

Av 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 , 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 de faststllt att vattenslagen verkligen kommer frn ngntet eller kommer de frn kondensatntet?

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

r kondensatledningen tillrcklig dimension fr att kunna drnera max. kondensatmngd,

expansionsnga och luft/gaser?

TT

TV

TR

FYRA

FM

SX

SJU

TTA

NIO

0

1Den vanligaste anledningarna till vattenslag i kon-

densatledningar uppstr av fljande orsak:

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 an-

ordningar fr renspolning av systemet skall in-

stalleras.

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

vacuum uppst vid kondensering. Om ngot

lckage d finns i en rrskarv kan vtskan sugas in

i ngsystemet.

5. Kondensatsystem

5.8 terledning av kondensat

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.

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 0 oC och placera denna p ett

kylben (oisolerad rrstrcka), ca 1,-2, 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.

I kondensatledningar 5.7 Korrosivt kondensat

TT

2tv

1

5. Kondensatsystem

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 5e grads hjning av

matarvattentemperaturen.

Vid vissa driftfrhllanden fr kondensatet relativ

hg temperatur. Detta kan utnyttjas genom att ut-

vinna expansionsnga eller leda kondensatet genom

en vrmevxlare fr t ex beredning av frbruknings-

vatten. Detta behandlas vidare i avsnitt 5.9 ter-

vinning av expansionsnga. Kondensatet fr drmed

en lgre temperatur och r, vid teranvndning som

matarvatten, bttre avpassat fr ekonomiserfunktionen

p ngpannan.

Transport av kondensat

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

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

TT

TV

TR

FYRA

FM

2

Kondensattank

Fall

Kondensat

nga

ngflla

ngflla

Metod 1 figur19 r den enklaste och br anvndas nr det r mjligt.

5. Kondensatsystem

Figur 19

5. Kondensatsystem

figur 20

Kondensattank

Kondensat

Backventil

nga

Metod 2 i figur 20 r ofta frekommande. ng-

trycket fre fllan utnyttjas till att lyfta konden-

satet.

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 redu-

ceras dess kapacitet. Man mste ocks frskra sig

Backventiler, integrerade i ngfllorna eller separata

mste installeras efter ngfllorna fre stigarled-

ning.

om att erfoderligt ngtryck fre fllan r tillrckligt.

I temperaturreglerade installationer frekommer att

trycken r lga. Se installationsexempel 08.

5. Kondensatsystem

Nr kondensat avleds frn ett ngsystem med hgre

tryck till kondensatsystem med lgre tryck om-

vandlas en del av kondensatet till nga. Denna nga

kallas expansionsnga och har ngbildningsvrme

precis som frsknga och r drmed p samma stt

anvndbar. Andelen expansionsnga som bildas

beror p kondensatets temperatur men relativt van-

ligt 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 be-

hov. Underdimensionering av kondensatledningen

leder till kande mottryck, reducerad kapacitet fr

ngfllan och minskande mngd utvinnbar expansions-

nga.

Expansionsngan utvinnes enkelt i ett avspnnings-

krl, som visas i figur 21. Framgr ocks av in-

stallationexempel 07 (tervinning av expansions-

nga).

5.9 tervinning av expansionsnga

Kondensat ochexpansionsnga

Skerhetsventil

Tryckmtarsats

Expansionsnga

Kondensat

Smutsfilter ngflla

figur 21

Kondensat och expansionsnga strmmar in p kr-

lets vnstra sida. Pga krlets storlek snkes hastig-

heten 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

flottrtyp.

Avspnningskrlets hjd och inloppets placering r

avgrande fr ngans kvalitet. Krlet mste vara s

hgt och inloppet s placerat att risken inte finns

att vattendroppar dras med ngan ut i utloppet.

5. Kondensatsystem

Ledningen har en lutning i fldesritningen 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.

5.10 Dimensionering av kondensatledningar

5. Kondensatsystem

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 av-

ledare.

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.

Tabellen r uppgjord efter fljande frutsttingar:

1

20

2

2

0

0

0

100

12

10

10

00

00

00

100

200

000

000

1000

2000

Kapacitet kg/hTryck fre avledaren bar (e)

Rrdim. DN 0-2 2-5 5-8 8-150

100

200

00

00

1000

100

000

00

000

1000

10

20

0

0

1200

2000

000

000

10000

0

0

12

200

00

00

1000

100

000

000

000

tabell fr dimensionering av kondensatledningar

TT

TV

TR

Figur 22

5. Kondensatsystem

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

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

vled

aren

bar

(a)

8

10

12

14

16

4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0

Dimensionering enligt figur 22

A-E vljs DN 2

B-F vljs DN 0

C-E vljs DN

D-G vljs DN 0

G-H vljs DN 0

Figur 23

Figur 22

6. Armatur

6.1 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:

Det r ett klokt val att ocks lgga till de tidigare

erfarenheter som ev. kan finnas inom omrdet ven-

tiler.

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

NormerAvstngningsventiler

Nl-och manometerventiler

Backventiler

Smutsfilter

Reglerventiler

Vacuumventiler

Vtskestndsstll

Bottenblsninsventiler

Avsaltningsventiler

Skerhetsventiler

ngmtning

Nivgivare

ngfllor har tidigare behandlats under avsnitt 5.3.2-5.3.8

6.2 Avstngningsventiler

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. Anvndnings-

omrden r enligt fljande:

6. Armatur

Kgelventil

Kgelventil

Blgventil

Blgventil

Blgventil

Kilslidventil

Kulventil

Kulventil

flns/svets

flns

flns

flns/svets

flns/svets

flns/svets

svets/gnga/flns

svets/gnga/flns

0

0

2

0

0

1/0

2

2

kolstl

rostfritt

segjrn

kolstl

rostfritt

kolstl

kolstl

rostfritt

00

00

00

00

00

00

200

200

1-100

1-100

1-100

1-100

1-100

0-00

10-0

10-0

Grundtyp PN DN Material AnslutningsformTemperaturgrad oC, max.

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 avstngning

Tt mot atmosfr-tt packbox

Avpassad manvertid

Tryckfall

0

6. Armatur

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 flervarvs-

manvreringen 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 und-

vikas. Kulventil och kilslidventil har frmnligare

tryckfall n kgel-och blgventiler.

Kgelventil av snedstesutfrande r frdelaktig ur

tryckfallshnseende.

Kgelventil Veckblgventil Kilslidventil Kulventil

1

6. Armatur

6.3 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 mano-

meter som kontrollmanometerventil och anvndes

i samband med installationer av tryck-och temperatur-

mtare 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.

kPa

bar

Nlventil Kontrollmanometerventil Komplett tryckmtarsats

2

6.4 Backventiler

Dessa ventiler installeras fr att frhindra ter-

strmning av nga och kondensat. terstrmning

sker vid tryckfrndringar ex vid sammankopp-

lingar av delsystem med olika tryck.

6. Armatur

Backventiler frkommer i flera olika utfranden

och hr terges de mest frekventa som anvndes i

nga/kondensatanlggningar.

Ringbackventil

Ringbackventil

Spjllbackventil

Klaffbackventil

mellan flnsar

mellan flnsar

mellan flnsar

gngor

1

0

2

1

brons

rostfritt

rostfritt

rostfritt

22

00

00

10

1-100

1-100

100-20

1-0

Grundtyp PN DN Material AnslutningsformTemperaturgrad oC, max.

Ringbackventilen r den mest frekventa back-

ventilen i mindre DN i nga/kondensatanlgg-

ningar. 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 anslutnings-

form nskas. Genom sin konstruktion kan den dock

i vissa installationer bidra till uppkomsten av tryck-

slag.

Ringbackventil Spjllbackventil Klaffbackventil

6. Armatur

6.5 Smutsfilter

Om alla ventiler r

rtt valda

rtt installerade

rtt underhllna

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.

Nr DN, PN och material fastlagts br fljande

frgor besvaras fr val av lmpligt smutsfilter:

Avpassad maskvidd

Acceptabelt tryckfall

Ev renblsas under drift

Lmpliga material fr smutsfilter i dessa anlgg-

ningar r segjrn och kolstl. Vid korrosivt konden-

sat ven rostfritt stl.

Flnsat utfrande

Svetsnde utfrande

Gngat utfrande

6. Armatur

6.6 Reglerventiler6.6.1 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.

6.6.2 Reglerventil

Valet av reglerventil kan gras efter konstruktion

(kgelventiler, kulventiler och vridspjllventiler)

eller efter sttet typ av manverdon) p vilka den

regleras (elektriskt, pneumatiskt eller sjlvverkande).

6.6.3 VentiltypKgelventilen

Ventilslag

Av100

Av0

0 1

Linjr karakteristik

Ventilslag

Av100

Av0

0 1

Logaritmisk karakteristik

Karaktristik, kvs-kurva anger frhllandet kapacitet/slaglngd

Frdelar:

r srskilt frdelaktig vid sm fldesmngder, 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

6. Armatur

6.6.4 Regleromrde

Fljande teoretiska vrden gller fr regleromrdet

(bar): Kulsektorventil 1-0 1-100

Stesventiler 1-0 1-100

6.6.5 StlldonPneumatiskt manverdon

Frdelar: stora stllkrafter, god precision, korta svars-

tider, lmplig i omrden med explosionsrisk. Vid

luft/spnningsbortfall ppnas/stngs ventilen med

fjder

Pneumatiskt manverdon

Elektriska manverdon

Frdelar: ondligt antal fasta lgen, billig paket-

lsning.

Elektriskt manverdon

6. Armatur

6.6.6 Sjlvverkande ventiler

Sjlvverkande tryck- och temperaturventiler arbetar

utan ngon extern energiklla fr att reglera efter

enkel instllning av brvrdet.

Temperaturventilen reglerar genom mediets ex-

pansion i kapillarrret vid uppvrmning. Dessa kan

fs med funktion som bde ppnande eller stn-

gande 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 differenstryck-

ventil.

Sjlvverkande reducerventil AT 4265

6.6.7 Reglermetod

Tv typer av reglering r de vanligaste frekom-

mande: temperaturreglering och tryckreglering.

6.6.8 Checklista

Innan man vljer ventil mste man definiera ett

antal parametrar och frutsttningar som skall glla

fr systemet. Fljande checklista kan tjnstgra som

vgledning:

1. Fluid

2. Temperatur

. Densitet

. Fldesmngd, min-, normal- och maxflde

br anges.

. Primrtryck, sekundrtryck. Lmpligt

tryckfall ver ventilen.

6. Armatur

6.6.9 Installation

Fr 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/regler-

ventilen stngd och ngan kondenserar d fre

ventilen. Drfr r det viktigt att ett kondensat-

avledarpaket installeras. I annat fall kan kondensat

orsaka skador p ventilste och kgla samt ge vatten-

slag 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

6. Armatur

Nr nga kondenserar kan vacuum uppst. Detta

kan leda till att komponenter i anlggningen kan

skadas. Fr att frhindra detta installerar man en

vacuumventil. Denna ventil ppnar nr vacuum

uppstr och slpper in luft och atmosfrstrycket ter-

upprttas.

Den lmpligaste vacuumventilen r en omvnd ring-

backventil. Denna ventil har mycket lgt ppnings-

tryck och vljes lmpligen av rostfritt stl eller brons.

6.8.1 Vtskestndsstll

Fr 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. Den-

sitet, temperatur, tryck och centrumavstnd mellan

nivstllets anslutningar erfordras fr val av artikel.

6.7 Vacuumventiler

Matarvattnet till pannan kan beroende p kvalitet

frorsaka avlagringar och slagg. Fr att bortfra dessa

sediment anvnds en bottenblsningsventil. Botten-

blsningen sker intermittent efter ett faststllt prog-

ram och kan ske med handmanvrerad ventil, som

stnger automatiskt d handkraften bortfaller, eller

med en pneumatiskt manvrerad ventil med hand-

spak.

6. Armatur

Nivmtning 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 tem-

peratur av fluiden r viktig att knna till fr att kunna

kalibrera givaren.

6.8.2 Nivgivare 6.9 Bottenblsningsventil

0

6. Armatur

6.11 Skerhetsventiler6.11.1 AllmntSkerhetsventiler anvnds fr att skydda pannan och

systemet frn skador p.g.a. fr hgt tryck samt fr

att undvika olyckor.

Varje ngpanna och varje avstngbar utrustning, t ex

verhettare, ekonomiser, skall frses med tminstone

en (1) skerhetsventil. Den totala kapaciteten av

samtliga p anlggningen monterade skerhets-

ventiler skall minst motsvara maximalt kontinuerligt

nguttag. Hgst 10 % tryckstegring tillts.

D skerhetsventiler r viktiga komponenter ur sker-

hetssynpunkt styrs deras konstruktion och berkningar

av internationella regler. Ett exempel r ISO 4126.

Fr mera information samt berkning av skerhets-

ventiler, se Armatecs Handbok Skerhetsventiler.

Skerhetsventiler skall placeras s att de r lttill-

gngliga fr test och underhll.

Denna 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 fr-

sedd med elektriskt manverdon. Utfrande finns

ven med provtagningsventil fr enkel analys av

konduktivitetsvrden. Det avblsta vattnet kan med

frdel ledas till avspnningskrl fr energitervin-

ning. En avsaltningsventil dimensioneras normal att

blsa 10% av pannans ngkapacitet.

6.10 Avsaltningsventil

1

6. Armatur

Skerhetsventil med veckblg

Direktbelastad ventil i vilken rrliga delar skyddas

frn fluiden med 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 fl-

jande karaktristik:

Standardventil:

Med en tryckkning av max 10 % uppnr ventilen

det lyft som erfordras fr att avleda avsedd mngd.

Inga krav stlls p ppningskaraktristiken.

Hglyftande ventil:

Ventilen ppnar snabbt till det lyft som ventilen r

konstruerad fr. Anvnds i regel fr kompressibla

fluider p g a den mjliga snabba tryckstegringen

jmfrt med inkompressibla medier och nr stora

flden mste avledas. Fullt lyft erhlls vid en tryck-

stegring av hgst 5%

Hglyftande ventil, AT4550 skall anvndas fr nga.

Skerhetsventil: Ventil som automatiskt, utan

hjlp av ngon annan energi n den frn fluiden,

avblser en viss mngd av fluiden 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 fluidens energi.

Man skiljer p ett antal olika typer av ventiler vad

gller konstruktionen enligt fljande:

Direktbelastad skerhetsventil:

Trycket frn fluiden balanseras av en mekanisk last

ssom fjder eller hvarm med vikt.

Tillsatsbelastad skerhetsventil

En tillsatsbelastad skerhetsventil bestr av en fjder-

belastad skerhetsventil med ett pneumatiskt don,

impulsledningar och styrskp. En tillsatsbelastad

skerhetsventil ger frdelen av mycket liten tryck-

stegring och lg nedblsning.

6.11.2 Definitioner

2

Tryckfallet i tilloppsledningen eller mellan den

skyddade utrustningen och skerhetsventilen fr

inte verstiga 3 % av ppningstrycket eller en tredje-

del av den maximalt tilltna nedblsningen, beroende

p vilken som r lgst vid verkligt flde.

Ledning eller krl p vilka skerhetsventilen r mon-

terad, skall vara s stagad att vibrationer inte ver-

frs till ventilen.

6. Armatur

6.11.4 Utloppsledning

Tvrsnittsarean 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 sker-

hetsventils utloppssida och som pverkar ppnings-

trycket och/eller massfldet skall beaktas.

Tryckfallet i utloppsledningen fr vara hgst 15% av

ppningstrycket. D mottryckskompenserad veck-

blg anvnds gller hgst 35%.

Proportionell skerhetsventil:

ppnar 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.

Proportionell skerhetsventil skall anvndas fr alla

hetvattenpannor eller varmvattenpannor >2 MW.

AT4537 r lmplig proportionell skerhetsventil.

Hglyftande skerhetsventil

6.11.3 Tilloppsledning

6.12 ngmtning

Fr mtning av ngmngd anvnds i frsta hand

metoder baserade p differenstrycksmtning. Med

ett s k Pitot-rr erhlls bsta val av mtinstrument.

Utrustningen bestr av ett rr (Pitot-rret), som

frs in i rrledningen med en temperaturgivare,

ventilblock, differenstryckstransmitter och instru-

ment fr registrering/avlsning.

6. Armatur

ITABAR Sensor Mtflns

PI

Ip

TI

Sensor

RegulatorTransmitterVentilblock

Kondensatkrl

TemperaturgivareTryckgivare

+ -

Fr mtning av mttad nga erfordras endast tryck-

eller temperaturgivare.

Fr mtning av verhettad nga krvs bde tryck-

och temperaturgivare.

7. Installation

7.1 Allmnt

I rrledningarna pgr en stndig kondensering av

ngan beroende p vrmefrluster. Det r drfr

ndvndigt att avlgsna kondensatet frn systemet.

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. Kon-

densatet kommer d att rinna motsatt ngans strm-

ningsriktning. 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

7. Installation

Expansionslyror skall monteras liggande i horisontella

rrledningar fr att inte kondensat skall kvarst i

lgpunkten.

Vid nguttag frn huvudngledning till en fr-

brukare skall man efterstrva att grenuttaget gres

p toppen av huvudledningen. Se figur 25. Hr-

igenom undviker man att kondensat rinner ner i

grenledning och in i frbrukaren.

Kondensat

ngfrbrukare

nga

Gr alltid excentriska nerkoningar i rrsystemet enligt figur 26.

Figur 25

Figur 26

7. Installation

Installera alltid smutsfilter med smutsfickan 90o t sidan, annars kan silarean bli fr liten och filterinsatsen

utsttes fr kavitation och erosion pga av hastighetskning genom silen. Se figur 27 och 28.

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.

Figur 27

Figur 28

7.2 Installationer utomhus frysrisk

7. Installation

Figur 29 visar principen fr avluftning av en ng-

ledning. Avluftningsventilen placeras lmpligen i

slutet av rrledningen dit luften frs av den in-

strmmande ngan. Se ven installationsritning 02

(Drnering av slutnda). Figur 30 visar hur av-

luftningsventilen placeras i toppen av ett processkrl

som frses underifrn med direkt inblst nga.

Lmplig avluftningsventil r ngflla av kapseltyp.

Luft

nga

Luftavledare

Kondensatavledare

Kondensat

Luft

ngtillfrselKondensat-avledning

7.3 Placering av avluftningsventiler

Figur 29

Figur 30

7. Installation

Hittills har handboken till vervgande del varit teoretisk. Hur teorierna skulle kunna omsttas i praktiken framgr av efterfljande installationsexempel. Ofta kan anlggningsfrhllandena 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.

I installationsexemplen finns rekommenderande artikelnummer frn Armatec. Som kompletterande information till artiklarna finns ocks i tabellen sidan uppgifter om ventiltyp, PN, DN och anslutningsform.

Installation

7. Installation

Art

ikel

num

mer

Artikelnummer Ventiltyp PN DN Anslutningsform

102A

100A

110

11

120VA

1VA

10-0

10

2HT

HT

02A

02A

2

20-111

20A

22A

A

A

A

2A

0-

1

01-0A10

01-00-0

-1

2-2

-1R

0-

20-

20TS

Blgventil

Blgventil

Backventil

Backventil

Strypventil

Strypventil

Tryckmtarsats

Nlventil

Kulventil

Kulventil

Smutsfilter

Smutsfilter

Reducerventil

Temperaturventil

ngflla, kapseltyp

ngflla, kapseltyp

ngflla, bimetalltyp

ngflla, bimetalltyp

ngflla, bimetalltyp

ngflla, flottrtyp

Skerhetsventil

Skerhetsventil

Reglerventil, el

Reglerventil, pneum.

Tryckgivare

Temperaturgivare

Regulatorskp

Temperaturvakt

Vrmevxlare

Ackumulatortank

Termostat

2

0

1

0

2

0

00

2

2

2

0

0

1 och 0

0

0

0

0

0

2

0

1

2

2

1-10

1-10

1-100

1-100

1-10

1-1