INSPUITKOELERS NARVIK-YARWAY. Pieter Broos STOOMPLATFORM - GEBRUIKERSDAG

INSPUITKOELERS NARVIK-YARWAY Pieter Broos

STOOMPLATFORM - GEBRUIKERSDAG

INDEX • Introductie • Bedrijfsprofiel • Inspuitkoelers • Selectie • Vragen • Appendix

PENTAIR


INTRODUCTIE Pieter Broos Commercial & Technical Advisor R&D

Narvik-Yarway Pentair Valves & Controls Netherlands B.V. Branch office Heerle Nederland Mob.: 06-20849869 Direct.: 0165-309236 [email protected] www.valves.pentair.com

PENTAIR


Bedrijfsprofiel

PENTAIR


BEDRIJFSPROFIEL Inspuitkoelers en Kijkglazen (PED). Pentair Centre of Excellence for Desuperheaters. Opgericht in 1987 als Narvik Valves BV. Aangekocht door Tyco & Yarway in 1998. Samengegaan met Pentair in 2012. Winnaar van de TYCO EHS President’s Award 2011. • •

40 medewerkers. 600 producten per jaar. Sales, R&D, Engineering, Fabricage & Assemblage, op dezelfde lokatie.

PENTAIR


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

PRODUKTLIJN

INSPUITKOELERS

KIJKGLAZEN

NARVIK-YARWAY PRODUCTEN PENTAIR


OVERIGE

Inspuitkoelers

PENTAIR


INSPUITKOELERS DE “INSPUITKOELER”: Een apparaat dat water injecteert in oververhitte stoom teneinde de stoomtemperatuur te verlagen in de stromingsrichting.

TE

Water Stoomleiding

Oververhitte stoom

PENTAIR


Oververhitte stoom met geregelde temperatuur

INSPUITKOELER

Primaire verstuiving

Secondaire verstuiving

Verdamping

Druppelgrootte wordt bepaald door type verstuiver.

Druppelverkleining door snelheidsverschil tussen water en stoom

Verdamping/koken van druppels

HET PROCES PENTAIR


INSPUITKOELERS FUNCTIE •

•

Het regelen van de stoomtemperatuur naar het optimale bedrijfspunt van de applicatie. o

Richting verzadigingstemperatuur voordat de stoom een warmtewisselaar ingaat.

o

Temperatuursregeling na een reduceerventiel.

o

Temperatuursregeling voordat de stoom een turbine ingaat.

Voorkomen van schade aan pijpenbundels tijdens opstarten en lastwijzigingen. o Opstarten van een E-centrale (WWK).

PENTAIR


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.

PENTAIR


INSPUITKOELERS APPLICATIE VOORBEELD MIDDEN DRUK STOOM REGELAFSLUITER

REDUCEER

LAGE DRUK STOOM

PENTAIR


INSPUIT KOELER

INSPUITKOELERS INSTALLATIE VOORBEELD

PENTAIR


INSPUITKOELERS GEINTEGREERDE WATER REGELKLEP

NIET GEINTEGREERDE WATER REGELKLEP

VENTURI STYLE

SINGLE POINT INJECTIE

MULTI POINT INJECTIE

PROBE STYLE

SWIRL NOZZLE

SPRING LOADED NOZZLE

IN LINE STYLE

SWIRL NOZZLE


PROBE STYLE

SWIRL NOZZLE

CLASSIFICATIE NAAR UITVOERING PENTAIR



INSPUITKOELERS

UITVOERINGEN PENTAIR


INSPUITKOELERS

VARIABELE VASTE ORIFICE*

VENTURI STYLE

PROBE STYLE

(MULTIPLE) ORIFICE

IN-LINE STYLE

* Kv-waarde

CLASSIFICATIE PRINCIPE WERKING PENTAIR


PROBE STYLE

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.

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.

• Klein regelbereik (1:3 tot 1:8)

• Groot regelbereik ( > 1:50)

• Lage drukval = grote waterdruppels

• Hoge drukval = kleine waterdruppels

PENTAIR


INSPUITKOELERS VASTE ORIFICE -

Enkele verstuiver

-

Multi-verstuiver; welke allen tegelijkertijd openen

-

Druk-rotatie verstuiver en veerbelaste verstuiver

PENTAIR


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.

PENTAIR


Selectie

PENTAIR


SELECTIE WELKE INSPUITKOELER IS GESCHIKT? EISEN & WENSEN GEBRUIKER

• TYPE VOORKEUR • DIAMETER STOOMLEIDING • ONTWERP CONDITIES (materiaalselectie) • REGELBEREIK

SELECTIE CRITERIA PENTAIR


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 PENTAIR


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

PENTAIR


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)

PENTAIR


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 PENTAIR


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.

PENTAIR


SELECTIE STANDARD DUTY AT-TEMP 38 / 48 •

ASME B16.34 / EN 12516

•

Class 150 – 1500

•

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 PENTAIR


SELECTIE HEAVY DUTY AT-TEMP TOT 550˚C •

Forged design ASME B16.34 / EN 12516

•

Class 600 – 2500

•

Body: A182 F22, A182 F347H, A182 F91

•

PN 160 – PN400

•

Body: 11CrMo 9 10, 1.4550, 1.4903

•

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 PENTAIR


SELECTIE MIDDEN DRUK STOOM

VEN-TEMP

REDUCEER

REGEL AFSLUITER

LAGE DRUK STOOM

•

1.5” - 12” ANSI 150 - 2500

•

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 PENTAIR


Vragen

PENTAIR


Vragen

Bedankt voor uw aanwezigheid PENTAIR


Appendix

PENTAIR


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).

PENTAIR


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

PENTAIR


A-symmetrische verdeling

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

PENTAIR


ONDERZOEK

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

PENTAIR


PARAMETERS SELECTIE Welke informatie moet men aanleveren om een inspuitkoeler aan te kunnen bieden? Stoom capaciteit:

Maximum - Normaal & Minimum

Stoom temperatuur:

Inlaat en Gewenst

Stoomdruk:

Maximum en Minimum Conditie

Waterdruk:


Water temperatuur:


Stoomleidingdiameter & wanddikte Waterleidingdiameter & wanddikte

PENTAIR


PRODUCT LINE (BRIEF)

PENTAIR


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

PENTAIR


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

PENTAIR


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

PENTAIR


PRODUCT LINE Drum Level Gauges •

Low/ Medium Pressure

•

High Pressure

PENTAIR


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

PENTAIR


INSPUITKOELERS NARVIK-YARWAY. Pieter Broos STOOMPLATFORM - GEBRUIKERSDAG

Recommend Documents