La selezione delle testate di condensazione e degasazione tipo DH e connessioni associate

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1 La selezione delle testate di condensazione e degasazione tipo DH e connessioni associate First for Steam Solutions E X P E R T I S E S O L U T I O N S S U S T A I N A B I L I T Y

2 2 Selezione delle testate Tipo DH

3 La selezione delle testate di condensazione e degasazione tipo DH e connessioni associate Introduzione La testata di condensazione e degasazione, progettata per miscelare il flusso delle condense di ritorno, dell acqua fredda di reintegro, e del vapore di rievaporazione (flash) che affluiscono al serbatoio dell acqua di alimento caldaia, è costituita da: - Unità o gruppo di miscela (MU) - Tubo diffusore o di immersione (IT) completo di due guarnizioni Sebbene il sistema di condensazione e di degasazione sia costituito dall insieme di tutti i componenti, è necessario definire e specificare separatamente ciascun componente. L unità di miscela viene specificata definendone il diametro, per esempio MU150 significa una unità miscelatrice di 150 mm (6 ) di diametro flangiata secondo UNI / DIN PN 16. Il tubo diffusore è specificato dalla dimensione della flangia a cui collegarsi e dalla sua lunghezza, per esempio IT sta per un tubo diffusore adatto al collegamento con una flangia di 300 mm (12 ) e lungo 950 mm, adatto di conseguenza ad un serbatoio o pozzo condense tipo TM2 avente una profondità di 1250 mm. Qualsiasi specifica deve essere poi corredata dai dettagli relativi alle flange richieste: la costruzione standard prevede PN 16 per le misure DN 150 e 200 e PN 6 per le misure DN Le unità di miscela ed i tubi di diffusione sono disponibili con flange di diametro 150, 200, 250, 300 e 400 mm e sono progettati per essere usati con serbatoi tipo TM, o simili. Non è insolito che il tubo di diffusione venga impiegato anche da solo, disgiunto dall unità di miscela, in quanto può essere impiegato anche come semplice tubo iniettore; al contrario l unità miscelatrice deve sempre essere specificata con l appropriato tubo di diffusione. Questa specifica definisce la modalità di selezione dell unità completa. La selezione di una testata di degasazione con le sue connessioni verrà effettuata utilizzando una misura convenzionale di area (AFAU) dove una unità AFAU equivale a 100 mm 2. Unità di miscela Tubo diffusore Livello di regolazione Testata di condensazione e degasazione Fig. 1 3

4 Selezione delle testate Tipo DH Portata attraverso la testata di condensazione e degasazione Le fasi di attraversamento possono essere così descritte (riferirsi alla fig. 2): 1. il flusso passa attraverso una connessione dell unità di miscelazione; 2. il flusso entra nel corpo del miscelatore; 3. il flusso urta su un diaframma circolare piatto e viene diretto verso l area anulare lasciata libera tra il diaframma ed il diametro interno del miscelatore. 4. il flusso urta sulla flangia di testa del tubo di diffusione e viene convogliato al centro del tubo stesso. 5. il flusso si diffonde ed esce attraverso i fori ricavati alla base del tubo. Si può vedere che il flusso si restringe in 3 punti: - primo, intorno al diaframma della camera miscelatrice. - secondo, sulla flangia di testa del tubo. - terzo, sui fori alla base. Onde evitare problemi dovuti alla contropressione, tutte e tre le aree sono uguali. Per l efficienza dell unità miscelatrice occorre che l area ristretta sia metà dell area dell unità di miscelazione; diminuendo tale area si produrrà una contropressione mentre aumentandola verrà diminuita la capacità miscelatrice dell unità. Quindi, l area disponibile in una testata, in termini di unità di area convenzionale risulterà: Livello di regolazione Fig. 2 AFAU Tabella 1 - Area convenzionale gruppo di miscela Dimensione flangia AFAU Per tubazioni con flusso a piena sezione, la rispettiva area espressa in AFAU è: AFAU Tabella 2 - Area convenzionale delle connessioni DN ½ ¾ 1 1¼ 1½ 2 2½ AFAU

5 Processo di selezione di una testata di condensazione e degasazione 1. Selezionare dapprima il gruppo di miscelazione in funzione della quantità totale del vapore generato dall impianto in Kg/h (tab. 3). 2. Verificare successivamente che la connessione per l acqua di reintegro sia accettabile, altrimenti selezionare la camera di miscelazione immediatamente superiore che possa ricevere una tale connessione (tab. 3). 3. Verificare che anche tutte le altre connessioni siano accettabili o, in caso contrario, selezionare la camera di miscelazione immediatamente superiore oppure, se possibile, ridurre il diametro della connessione (tab. 3). Tabella 3 - Portate e dimensioni massime connessioni Gruppo di miscelazione Totale vapore generato (kg/h) Dimensione massima del collegamento acqua di reintegro (DN mm) Dimensione massima di qualsiasi altro collegamento (DN mm) MU MU MU MU MU Verificare che l area combinata (somma totale delle unità convenzionali di area) di tutte le connessioni sia inferiore all unità convenzionali di area del gruppo di miscelazione (tab. 1 e 2). In caso diverso selezionare la camera di miscelazione immediatamente superiore. è utile ricordare che, se la testata di condensazione e degasazione gestisce del condensato privo di vapore di rievaporazione (flash), proveniente ad esempio da una unità di pompaggio, la camera di miscelazione può essere dimensionata senza alcuna sovracapacità se questo è un vantaggio economico. Se invece il condensato fluisce a pressione atmosferica ed in presenza di vapore di rievaporazione (flash), occorre essere più prudenti nel dimensionamento. Similmente, se vi è vapore di flash derivante da blowdown (spurghi di caldaia), occorre dimensionare la camera di miscelazione con un accettabile margine di sovracapacità. In aggiunta, in presenza di vapore di flash (sia di blowdown sia derivante dal condensato), ed in condizioni di apporto non continuativo dell acqua di reintegro, si raccomanda di usare un sistema di ricircolo e frazionamento dell acqua di alimento tipo RFS. 5. Una volta selezionata la camera di miscelazione, si definisce automaticamente la dimensione del tubo di diffusione, ad eccezione della sua lunghezza. La lunghezza del tubo di immersione è infatti funzione della profondità del serbatoio (pozzo) condense dove deve essere installato. In questa valutazione occorre tener conto dello spazio necessario per l installazione di un probabile iniettore. I tubi standard di immersione adatti ai serbatoi tipo TM sono riportati nella tabella seguente: Tabella 4 - Lunghezze tubi di diffusione Tipo serbatoio (TM) Profondità del serbatoio (mm) Lunghezza di immersione (mm) Identificazione La selezione viene completata scegliendo le guarnizioni adatte dalla tabella che segue. Sono richieste due guarnizioni per ogni testata di condensazione e degasazione. 5

6 Selezione delle testate Tipo DH Tabella 5 - Guarnizioni Rating della flangia Diametro nominale della flangia PN 16 DN 150 PN 16 DN 200 PN 6 DN 250 PN 6 DN 300 PN 6 DN Completare la specifica compilando il modulo di pag. 4. Esempi 1. Un impianto che genera 2000 kg/h con un serbatoio esistente di 1250 mm di profondità deve essere ricondizionato con una testata di degasazione flangiata UNI / DIN. Che testata occorre selezionare se essa deve includere le seguenti connessioni? - acqua di reintegro DN 25 - ritorno condense DN In base alla portata massima di generazione di 2000 kg/h si seleziona inizialmente una camera miscelatrice tipo MU 150; 1.2 L unità di miscela MU 150 può accettare una connessione DN 25 sull acqua di reintegro; 1.3 L unità di miscela MU 150 può accettare una connessione DN 80 sul ritorno condensa; 1.4 Verifica che l area combinata complessiva delle connessioni sia inferiore a quella della camera di miscelazione: DN 25 = 5 AFAU DN 80 = 50 AFAU Totale = 55 AFAU Poichè MU 150 ha 88 AFAU, valore superiore della sommatoria degli AFAU delle tubazioni di adduzione (55), possiamo asserire che la scelta della camera di miscelazione tipo MU 150 è corretta ed accettabile. 1.5 Il tubo di diffusione da utilizzare è IT per adattarsi all unità di miscelazione e alla profondità del serbatoio; 1.6 Dalla tabella precedente si sceglie la guarnizione adatta che è il tipo PN 16 DN 150. Il cliente vuole essere assicurato di poter aggiungere in futuro un sistema TDS (spurgo caldaia per la regolazione di concentrazione della salinità) con connessione DN 50 sull utilizzo del vapore di flash senza dover cambiare la testata di degasazione. Siccome un ulteriore attacco DN 50 significa una variazione della superficie complessiva di 20 AFAU, che sommata ai 55 AFAU precedenti porta ad un valore totale di 75 AFAU sarà possibile anche la futura installazione in quanto MU 150 ha una superficie di 88 AFAU ben al di sopra della richiesta. 1.7 Come conclusione dell esercizio la specifica della testata è: - Unità miscelatrice MU 150 flangiata UNI / DIN PN 16 - Connessione eliminatore d aria DN 15 - Connessione ingresso acqua reintegro DN 25 - Connessione ingresso ritorno condense DN 80 - Connessione ingresso vapore di flash DN 50 (Tappata per utilizzo futuro) - Tubo di diffusione tipo IT flangiato con due guarnizioni PN 16 DN Impianto nuovo. La portata massima di vapore generato è di kg/h; il serbatoio dell acqua di alimento è profondo mm e riceve i seguenti fluidi: - Acqua di reintegro DN 50 - ritorno condense 1 DN ritorno condense 2 DN 80 - vapore di flash da spurghi caldaia DN 100 Flangiature secondo UNI DIN 2.1 In accordo alla generazione ( kg/h) si seleziona l unità di miscela MU 250; 2.2 L unità di miscela MU 250 può accettare una connessione DN 50 sull acqua di reintegro; 2.3 L unità di miscela MU 250 può accettare una connessione DN 150 sul ritorno delle condense; 2.4 Verifica che l area combinata complessiva delle connessioni è inferiore a quella della camera di miscelazione: DN 50 = 20 AFAU DN 150 = 177 AFAU DN 80 = 50 AFAU DN 100 = 79 AFAU Totale = 326 AFAU 6

7 Poiché la MU 250 ha una superficie complessiva di 246 AFAU non è adatta allo scopo; si dovrà quindi selezionare una MU 300 che totalizza 353 AFAU. 2.5 Il tubo diffusore da impiegare è IT che si accoppia all unità di miscelazione scelta e tiene conto della profondità del serbatoio; 2.6 Dalla tabella si rileva che le guarnizioni da impiegare sono PN 6 DN 300. Il progettista considera di utilizzare un sistema di ricircolazione tipo RFS 2 e vuole sapere se deve considerare la portata del sistema. Chiaramente è necessario tener conto anche di questa portata in ingresso e l area convenzionale sarà computata sul DN di mandata della pompa e non sul DN dell ugello polverizzatore. In questo caso il DN è 32 mm che corrisponde a un area convenzionale di 8 AFAU. Il nuovo totale risulta così 334 AFAU, ancora inferiore ai 353 AFAU della camera miscelatrice. 2.7 La specifica finale della testata sarà la seguente: - Unità miscelatrice MU 300 flangiata DIN PN 6 - Connessione eliminatore d aria DN ½" - Connessione per ugello ricircolo DN 1" - Connessione ingresso acqua di reintegro DN 50 PN 16 - Connessione ingresso ritorno condense 1 DN 150 PN 16 - Connessione ingresso ritorno condense 2 DN 80 PN 16 - Connessione ingresso vapore di flash dagli spurghi DN 100 PN 16 - Tubo di diffusione IT flangiato UNI / DIN PN 6 completo di due guarnizioni PN 6 DN 300. Specifica per le connessioni dell unità di condensazione e degasazione Una volta determinato i componenti della testata di degasazione, questa specifica può essere utilizzata per definire e posizionare i collegamenti alla camera di miscelazione e tutti gli elementi relativi all ordine. L ugello dell acqua di ricircolo usato per la polverizzazione deve essere sempre posizionato alla sommità ed al centro della camera miscelatrice (punto E del disegno). L eliminatore d aria deve sempre essere posizionato su un lato del punto E (F nel disegno). è possibile avere fino a 4 altri collegamenti sulla camera miscelatrice posizionati lateralmente ad intervalli di 90 gradi, es. A, B, C, D nel disegno. Queste connessioni vengono utilizzate per l ingresso dell acqua di reintegro, del ritorno condense, del vapore di flash da sistemi blow-down (spurgo caldaie), etc. Le connessioni possono essere flangiate od a manicotto filettato in funzione delle necessità ed esigenze d impianto. Sulla testata verrà inoltre fissata in modo permanente la targhetta di identificazione con i riferimenti costruttivi. Vista in pianta di una unità di miscela che può essere utilizzata congiuntamente alla tabella sottostante per specificare l impiego e la posizione di ciascuna connessione prevista. Lunghezza standard tronchetti: = 100 mm per connessioni flangiate = 20 mm per connessioni filettate Riferimento offerta Spirax-Sarco... Cliente... Progetto... MU... IT... Guarnizione (2 pezzi)... Posizione del collegamento A B C D Impiego Portata se nota (l/h) Collegamenti Dimensione e tipo Lunghezza tronchetti (mm) E Ugello RFS 1 BSP 20 F Eliminatore d aria ½ BSP 20 Targhetta Commenti 7

8 Spirax-Sarco S.r.l. Via per Cinisello, Nova Milanese (MB) Tel.: Fax: IT-SP-P AB Edizione 5.1 IT Copyright 2012 Spirax Sarco è un marchio registrato di Spirax-Sarco Limited