INSPUITKOELERS NARVIK-YARWAY. Pieter Broos STOOMPLATFORM - GEBRUIKERSDAG

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "INSPUITKOELERS NARVIK-YARWAY. Pieter Broos STOOMPLATFORM - GEBRUIKERSDAG"

Cecilia van den Pol
8 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 INSPUITKOELERS NARVIK-YARWAY Pieter Broos

2 INDEX Introductie Bedrijfsprofiel Inspuitkoelers Selectie Vragen Appendix

3 INTRODUCTIE Pieter Broos Commercial & Technical Advisor R&D Narvik-Yarway Pentair Valves & Controls Netherlands B.V. Branch office Heerle Nederland Mob.: Direct.:

4 Bedrijfsprofiel

5 BEDRIJFSPROFIEL Inspuitkoelers en Kijkglazen (PED). Pentair Centre of Excellence for Desuperheaters. Opgericht in 1987 als Narvik Valves BV. Aangekocht door Tyco & Yarway in Samengegaan met Pentair in Winnaar van de TYCO EHS President s Award medewerkers. 600 producten per jaar. Sales, R&D, Engineering, Fabricage & Assemblage, op dezelfde lokatie. ISO 9001 gecertificeerd Ontwerp codes: o ASME I (power boilers) o AD 2000 o PED (Pressure Equipment Directive CE 97/23) o CE o IBR (Indian Boiler Regulation) o CRN registered desuperheaters

6 PRODUKTLIJN INSPUITKOELERS KIJKGLAZEN OVERIGE NARVIK-YARWAY PRODUCTEN

7 Inspuitkoelers

8 INSPUITKOELERS DE INSPUITKOELER : Een apparaat dat water injecteert in oververhitte stoom teneinde de stoomtemperatuur te verlagen in de stromingsrichting. Water TE Stoomleiding Oververhitte stoom Oververhitte stoom met geregelde temperatuur

9 INSPUITKOELER Primaire verstuiving Druppelgrootte wordt bepaald door type verstuiver. Secondaire verstuiving Druppelverkleining door snelheidsverschil tussen water en stoom Verdamping Verdamping/koken van druppels HET PROCES

10 INSPUITKOELERS FUNCTIE Het regelen van de stoomtemperatuur naar het optimale bedrijfspunt van de applicatie. o o o Richting verzadigingstemperatuur voordat de stoom een warmtewisselaar ingaat. Temperatuursregeling na een reduceerventiel. Temperatuursregeling voordat de stoom een turbine ingaat. Voorkomen van schade aan pijpenbundels tijdens opstarten en lastwijzigingen. o Opstarten van een E-centrale (WWK).

11 INSPUITKOELERS Om de functie te kunnen vervullen, dient de regelklep aan de volgende eisen te voldoen; Voldoende regelbereik (applicatie afhankelijk) o Hoge inspuithoeveelheid tijdens start-up / lastwijzigingen. o Lage inspuithoeveelheid tijdens basislast. Lekdichtheid o Efficientieverlies. o Mogelijke schade aan leidingwerk. Goede verstuiving van het inspuitwater is kritisch voor een goede regeling van de temperatuur en ter voorkoming van water carry over. o Produceren van de kleinst mogelijke druppels, onder alle omstandigheden.

12 INSPUITKOELERS APPLICATIE VOORBEELD MIDDEN DRUK STOOM REGELAFSLUITER REDUCEER INSPUIT KOELER LAGE DRUK STOOM

13 INSPUITKOELERS INSTALLATIE VOORBEELD

14 INSPUITKOELERS NIET GEINTEGREERDE WATER REGELKLEP GEINTEGREERDE WATER REGELKLEP VENTURI STYLE PROBE STYLE IN LINE STYLE PROBE STYLE SINGLE POINT INJECTIE MULTI POINT INJECTIE SWIRL NOZZLE SPRING LOADED NOZZLE SWIRL NOZZLE SPRING LOADED NOZZLE SWIRL NOZZLE SPRING LOADED NOZZLE CLASSIFICATIE NAAR UITVOERING

15 INSPUITKOELERS UITVOERINGEN

16 INSPUITKOELERS VASTE ORIFICE* VARIABELE (MULTIPLE) ORIFICE VENTURI STYLE PROBE STYLE IN-LINE STYLE PROBE STYLE * Kv-waarde CLASSIFICATIE PRINCIPE WERKING

17 INSPUITKOELERS VASTE ORIFICE Injectiewaterhoeveelheid wordt geregeld door het regelen van de druk in de regelafsluiter. Drukverschil tussen water en stoom is variabel in het gehele regelbereik. Klein regelbereik (1:3 tot 1:8) Lage drukval = grote waterdruppels VARIABELE ORIFICE Injectiewaterhoeveelheid wordt geregeld door de positie van de plug in de regelafsluiter. Drukverschil tussen water en stoom is constant in het gehele regelbereik. Groot regelbereik ( > 1:50) Hoge drukval = kleine waterdruppels

18 INSPUITKOELERS VASTE ORIFICE - Enkele verstuiver - Multi-verstuiver; welke allen tegelijkertijd openen - Druk-rotatie verstuiver en veerbelaste verstuiver

19 INSPUITKOELERS VARIABELE ORIFICE Door een sequentiële opening van de verstuivers wordt een precieze regeling van de waterhoeveelheid verkregen. Er wordt gebruikgemaakt van druk-rotatie verstuivers, welke de kleinste druppels produceren.

20 Selectie

21 SELECTIE WELKE INSPUITKOELER IS GESCHIKT? EISEN & WENSEN GEBRUIKER TYPE VOORKEUR DIAMETER STOOMLEIDING ONTWERP CONDITIES (materiaalselectie) REGELBEREIK SELECTIE CRITERIA

22 SELECTIE WELKE INSPUITKOELER IS GESCHIKT? SYSTEEM FACTOREN Drukverschil water en stoom Grootte van de waterdruppels Watertemperatuur Stoomsnelheid bij het inspuitpunt Contact oppervlak water/stoom Locatie temperatuursensor Diameter stoomleiding Rechte lengte voor en na inspuitpunt Water/stoom ratio (%) SELECTIE CRITERIA

23 SELECTIE DRUKVERSCHIL WATER EN STOOM Een groot drukverschil leidt tot een goed spray patroon met kleine druppels. GROOTTE VAN DE WATERDRUPPELS Testen hebben bevestigd dat het ongeveer 0.01 sec. duurt om een waterdruppel van 20µm te verdampen ten opzichte van 1 sec. voor een druppel van 200µm. Druppelgrootte is een belangrijke factor Druppelgrootte 1:10 = Verdampingstijd 1: 100

24 SELECTIE WATERTEMPERATUUR 1. Water met een hoge temperatuur verdampt sneller dan met een lage temperatuur. -> Heet water heeft een lagere oppervlaktespanning dan koud water. 2. Het is beter om condensaat te gebruikten met een relatief hoge temperatuur ook al moet je dan meer water inspuiten. 3. Water met hoge temperatuur kan handig zijn indien onmiddellijke verdamping noodzakelijk is. 4. Te heet water is niet wenselijk met het oog op stuwing/blokkade van de doorlaat (choked flow)

25 SELECTIE STOOMSNELHEID 1. Hoge snelheden in leidingen kunnen de eigen frequentie van een inspuitkoeler activeren (Vortex shedding/von Karmann effect). 2. Bij een te lage snelheid worden het inspuitwater niet voldoende meegenomen. WATER/STOOM CONTACT OPPERVLAK Hoe groter het contact oppervlak, des te beter is de uitwisseling van warmte, maar een overmaat aan water moet vermeden worden. Meerdere injectie punten in serie, zelfs met relatief kleine druppels zal resulteren in een groter oppervlak, maar een langere verdampingstijd. ALL POINTS ARE LINKED

26 SELECTIE ONTWERP PARAMETERS INSPUITKOELER Max. Stoomsnelheid app. 100 m/sec Min. Stoomsnelheid 2,5 m/s 5 m/s (afh. van verstuivergrootte) Rechte leiding na inspuitpunt minimum 4 m Afstand tot temp. sensor 12 to 15 m Drukverschil > 60 bar Stellite Nozzles Drukverschil > 100 bar Drukreduceerklep in watertoevoer Max. water/steam ratio 15%, 20% met hulpstoom Min. T tot verzadiging +6 C Op basis van de stoomtemperatuur wordt een materiaalkeuze gemaakt voor diverse onderdelen.

27 SELECTIE STANDARD DUTY AT-TEMP 38 / 48 ASME B16.34 / EN Class Body: A105 / A106 Gr.B, A182 F11 / A335 P11 PN 40 PN250 Body: PH235GH Tc.2 / PH250 GH, 13CrMo4-5 Full Stellite seat construction tot 15% water/stoom ratio Geen drukval in stoomleiding Regelbereik: > 1:50 Templow is een alternatief voor het AT38 model in A182 F11/A335 P11. PROBE STYLE VARIABELE ORIFICE

28 SELECTIE HEAVY DUTY AT-TEMP TOT 550 C Forged design ASME B16.34 / EN Class Body: A182 F22, A182 F347H, A182 F91 PN 160 PN400 Body: 11CrMo 9 10, , Full Stellite seat construction Inspuitkop material AISI 410 Tot 15% water/stoom ratio Uitvoerbaar met een inspuitkop in Inconel 718 met een TiN CVD coating voor stoomtemperaturen tot 600 C. PROBE STYLE VARIABELE ORIFICE

29 SELECTIE MIDDEN DRUK STOOM VEN-TEMP REDUCEER REGEL AFSLUITER LAGE DRUK STOOM ANSI Body SA105, F11, F22, F347H Verstuiver SS 316 / F347H / Stellite 6 / Inconel 718 Regelbereik 3:1 Tot 20% water/steam ratio Min. steam velocity 40 m/s in vena contracta Permanente drukval in stoomleiding VENTURI STYLE VASTE ORIFICE

30 Vragen

31 Vragen Bedankt voor uw aanwezigheid

32 Appendix

33 ONDERZOEK De verdampingslengte wordt beïnvloedt door: Primaire verstuiving Vorming van druppels veroorzaakt door de geometrie en technologie van de toegepaste verstuiver. Secondaire verstuiving Opsplitsen van grote druppels in kleine druppels, veroorzaakt door afschuifkrachten tussen stoom en waterdruppels ten gevolge van het snelheidsverschil (Weber getal).

34 ONDERZOEK De verdampingslengte wordt beïnvloedt door: Druppeldistributie Bij een normale verdeling van de druppels is het contact tussen stoom en water beter waardoor de verdampingstijd wordt verkort. Normale verdeling A-symmetrische verdeling

35 ONDERZOEK Primaire verstuiving is voornamelijk afhankelijk van: Geometry van de verstuiver Drukverschil tussen water en stoom In samenwerking met TU Eindhoven is onderzoek verricht naar druppelgrootte; Theoretische benadering van primaire verstuiving. Druppelgrootte meting met Laser Diffraction. Druppelsnelheidsmetingen met LDA op basis van het Doppler effect. Twee types zijn onderzoekt: Veerbelaste verstuiver Druk-rotatie verstuiver

36 ONDERZOEK Conclusie: Een druk-rotatie verstuiver produceert kleinere druppels tijdens primaire verstuiving in vergelijk met een veerbelaste verstuiver. Factor 2x-4x

37 PARAMETERS SELECTIE Welke informatie moet men aanleveren om een inspuitkoeler aan te kunnen bieden? Stoom capaciteit: Stoom temperatuur: Stoomdruk: Waterdruk: Water temperatuur: Maximum - Normaal & Minimum Inlaat en Gewenst Maximum en Minimum Conditie Maximum en Minimum Conditie Maximum en Minimum Conditie Stoomleidingdiameter & wanddikte Waterleidingdiameter & wanddikte

38 PRODUCT LINE (BRIEF)

39 PRODUCT LINE Integrated Water Control Valve Controls in the hot zone Probe style o Welded Body AT-Temp model 38 / 48 Templow ATSA-Temp model 24 / 34 o Forged Body AT-Temp model 18 / 28 / 54 / 64 increase in operating temperature

40 PRODUCT LINE Integrated Water Control Valve Controls out of the hot zone o Forged Body TempLowHT SU-Temp

41 PRODUCT LINE Separate Water Control Valve Controls out of the hot zone Probe style o Welded Body AT-Temp model 33 / 43 o Forged Body AT-Temp model 13 / 23 Venturi style o Forged Body Ventemp model 25 S.P.I.D. model 88

42 PRODUCT LINE Drum Level Gauges Low/ Medium Pressure High Pressure

43 PRODUCT LINE High Pressure Strainer Die Forged Material: ASTM A105 or C21 Strainer element: 100µm or 400µm Pressure Class: Class 900 to Class 2500 PN160 to PN400

Vergelijkbare documenten

YARWAY NARVIK MODEL 88 SPID-KOELER SMALL PIPE INLINE DESUPERHEATER

YARWAY NARVIK MODEL 88 SPID-KOELER SMALL PIPE INLINE DESUPERHEATER Een uitgebreide reeks koelers, pneumatische aandrijvingen, filters om te voldoen aan alle vereisten van de elektriciteits-, pulp- en papierindustrie en applicaties van procesgas KENMERKEN Gelaste constructie