Desurriscaldatori S.U. per servizi gravosi

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1 Unità appositamente studiate per caldaie in cui la sezione dedicata al desurriscaldatore si trova all interno della caldaia stessa o in altre posizioni difficilmente accessibili Caratteristiche Presenta tutti i vantaggi del conosciuto sistema a ugelli multipli variabili Yarway. In accordo a numerosi codici caldaie e specifiche materiali. L unità di iniezione non presenta parti in movimento nella linea di vapore principale. Unità di controllo completamente accessibile. Tutte le connessioni sono saldate, in assenza di giunti. Ugelli spray dal design consolidato garantiscono una perfetta nebulizzazione. Disponibilità di un ampia gamma di capacità C v (K v ). Disponibilità di combinazioni di ugelli speciali. Ridondanza del 100% disponibile su richiesta. Capacità del 200% (split-range) disponibile su richiesta. Installazione flessibile per caldaie che operano a temperature eccezionalmente elevate (> 580 C). Grande elasticità di funzionamento, controllo di precisione. Applicazioni generali I desurriscaldatori per servizi gravosi vengono impiegati per il controllo della temperatura di: surriscaldatori di caldaie, riscaldatori di caldaie, vapore di spillamento di turbine, vapore di scarico di valvole per la riduzione della pressione, gas e vapore di processo. Dati tecnici Unità di controllo: Temperatura ( C): max 300 Pressione (bar): max 400 (#2500) Unità di iniezione: Temperatura ( C): max 600 Pressione (bar): max 200 (#4500) Valori non applicabili simultaneamente Pentair Ltd. All Rights Reserved. VCTDS IT 14/09

2 Yarway Narvik Modelli 78/98U Figura 1 Accoppiamento universale per l adattamento a numerosi modelli di attuatore. Mozzo di adattamento per il montaggio dell attuatore di tipo universale, per adattarsi a numerosi attuatori a glifo. Disegni dettagliati sono disponibili su richiesta. Albero levigato, indurito e arrotolato per una perfetta adesione al packing in grafite. Costruzione albero/disco dal design semi-bilanciato, per eliminare tensioni eccessive sull albero. Il premistoppa non contiene componenti in amianto. Flangia di ingresso acqua disponibile in accordo a vari standard. Modello 78/98: NPS 1-1½ -2-3 (DN ). Materiale parte sup. unità di controllo: SA182 F22 (1.7383). Morsetto imbullonato per facilitare l accesso e la manutenzione del bonnet. Sede completamente in stellite, lavorata dopo il processo di saldatura per ottenere una perfetta concentricità. Morsetto imbullonato per facilitare la disconessione dell unità di controllo dall unità di iniezione. Linee di alimentazione dell acqua saldate all unità di iniezione e alla parte inferiore dell unità di controllo. Materiale parte inferiore unità di controllo: Inconel 800H. Costruzione in accordo a ASME B16.34 e EN Marchio CE su richiesta. Connessione secondaria (richiesta dal cliente) per l installazione dell unità di iniezione sulla linea del vapore. Versione: butt-weld o flangiata. Corpo dell unità di iniezione forgiato in diverse lunghezze, in base ai requisiti di installazione. Materiali: lega di acciaio o acciaio con elevato grado di nichel. Flusso vapore Ugelli spray ad alte prestazioni garantiscono una perfetta nebulizzazione dell acqua di iniezione. 2

3 Yarway Narvik Modelli 78/98S Unità di controllo Figura 2 - Unità di controllo L unità di controllo (figura 2) è azionata da un attuatore e viene collocata su una piattaforma o direttamente al suolo accanto al punto di iniezione. L unità è facilmente accessibile, al fine di consentire gli interventi di manutenzione, che possono essere eseguiti anche con la caldaia in funzione, a seconda della disposizione delle valvole. Le dimensioni e il peso ridotto dell unità ne consentono il trasporto presso un officina o un altro luogo idoneo alla sua manutenzione. Durante la manutenzione, è possibile utilizzare un unità sostitutiva per ridurre al minimo i tempi morti dell impianto. I materiali dei componenti fondamentali dell unità sono identici a quelli dei desurriscaldatori A.T. per servizi gravosi Yarway. La quantità di acqua di iniezione viene controllata da un pistone che apre in sequenza il primo gruppo di fori di alimentazione posizionati nella parte inferiore dell unità di controllo del desurriscaldatore S.U. e destinati ad alimentare la linea di connessione. Ogni linea di connessione che parte dall unità di controllo è collegata a una linea di alimentazione dell acqua dell unità di iniezione mediante un manifold di connessione (tubi, raccordi e valvole di isolamento non vengono forniti da Yarway). Attraverso i fori di alimentazione praticati all interno dell unità di controllo, il flusso di acqua viene convogliato verso gli ugelli. Attuatore: movimento di estensione azionato dalla pressione dell aria. Dettaglio A Acqua Manifold di connessione (6) linee di alimentazione Unità di iniezione Figura 3 - Unità di iniezione L unità di iniezione (figura 3) contiene una serie di ugelli nebulizzatori collegati alle linee di alimentazione dell acqua e alle tubazioni di connessione provenienti dall unità di controllo. Le tubazioni di connessione sono saldate alla parte superiore dell unità di iniezione e collegate agli ugelli nebulizzatori (anch essi saldati) attraverso i fori interni. L unità di iniezione è direttamente saldata alla linea del vapore, senza giunti (esecuzione flangiata disponibile su richiesta). All interno della tubazione di estensione del corpo, non vi sono parti in movimento o soggette a usura, di conseguenza non è necessario rimuovere l unità a intervalli regolari per sottoporla a manutenzione. L unità offre tutti i vantaggi dei sistemi a ugelli variabili e dei sistemi tradizionali senza parti in movimento nella linea di vapore principale. Il diametro minimo della tubazione del vapore è 8 (DN 200). Flusso vapore Dettaglio A Valvole di isolamento 3

4 Confronto tra sistemi Figura 4 Versione tradizionale (sistema a ugelli fissi) costituita da: ugello nebulizzatore di dimensione fissa con valvola di controllo dell acqua installata all esterno (figura 4), senza parti in movimento nella linea di vapore principale. Versione classica (sistema a ugelli variabili) costituita da: ugello nebulizzatore di dimensione variabile con controllo dell acqua integrato (figura 5) e parti in movimento all interno della linea di vapore principale. Ugello nebulizzatore di qualità superiore Il design degli ugelli nebulizzatori Yarway si avvale della più sofisticata tecnologia. L elevata qualità della finitura della superficie consente di ridurre al minimo le frizioni, garantendo il massimo Δp disponibile tra acqua e pressione per consentire una nebulizzazione ottimale dell acqua (figura 6). L ugello è costituito da due componenti: A) gli orifizi e B) il corpo dell ugello. Ogni ugello viene servito da singoli fori di alimentazione praticati sulla parete del cilindro. Attraverso queste aperture, l acqua penetra nella camera posta dietro la piastra degli orifizi. Il volume relativamente grande di questa camera garantisce una distribuzione ottimale dell acqua tra i vari orifizi. Il Δp che si crea attraverso la piastra degli orifizi provoca un aumento della velocità del fluido. L acqua viene quindi fatta ruotare all interno della camera prima di essere emessa attraverso il foro centrale. Grazie alla suddivisione del flusso di alimentazione, all aumento della sua velocità e all effetto della rotazione, l acqua viene iniettata nel sistema sotto forma di cono di nebulizzazione perfettamente simmetrico e cavo. Gli ugelli vengono assemblati al cilindro e fissati mediante un processo di brasatura a vuoto. In questo modo, l integrità dei componenti viene garantita anche nelle condizioni più estreme. La compatibilità dei materiali di cilindro, pistone e anelli del pistone viene testata a temperature di servizio particolarmente basse/elevate, quali quelle riscontrabili nei sistemi di attenuazione della temperatura del vapore. Tali controlli garantiscono un funzionamento affidabile del sistema per periodi di tempo prolungati. Le superfici sono lavorate con estrema precisione allo scopo di ridurre le frizioni e i contorni interni sono progettati in modo da ottimizzare l effetto a vortice dell acqua, garantendo l uniformità della dimensione delle goccioline nebulizzate. Figura 5 Figura 6 Δp minimo consentito per desurriscaldatori S.U. in corrispondenza della flangia di ingresso: Ugelli da A a Dx: 1 bar Ugelli da E a K: 2 bar Codici e standard Il desurriscaldatore S.U. è stato progettato e realizzato nel rispetto di numerosi codici e standard internazionali. Documenti e certificazioni sono disponibili su richiesta. Qualora siano necessari codici o standard particolari, è possibile discuterne con i tecnici Yarway. Testine per ugelli multipli Il desurriscaldatore S.U. può essere provvisto di diverse configurazioni di ugelli in grado di fornire un un ampia gamma di valori C v (K v ). La configurazione standard presenta 8 ugelli di nebulizzazione di uguali dimensioni, ma sono disponibili altre combinazioni. Questa caratteristica consente al desurriscaldatore S.U. di essere personalizzato in base alle specifiche esigenze dei clienti. Per ulteriori informazioni, consultare il rappresentante Pentair locale. Figura 7 - Targhetta di identificazione del desurriscaldatore 4

5 Tabella 1 DN Capacità standard desurriscaldatore S.U. 20 8A C v = K v = B C v = K v = C C v = K v = D C v = K v = Dx C v = K v = E C v = K v = F C v = K v = G C v = K v = H C v = K v = K C v = K v = Definizione Q = m 3 /ora S.G. = kg/dm 3 Δp = bar Note Ugelli K solo per modello 98 Limiti della capacità di flusso: Modello 78S/U con una capacità di flusso massima di 25 m 3 /ora in servizio continuo Modello 98S/U con una capacità di flusso massima di 50 m 3 /ora in servizio continuo. H W G W Figura 8 H 1 G ST H 2 G ST + G W Formula di dimensionamento Ogni stazione di desurriscaldamento costituisce un punto in cui si verifica un bilanciamento tra massa e calore. La formula universale è la seguente: Questa formula consente di calcolare la quantità di acqua necessaria per abbassare la temperatura del vapore in ingresso fino al punto di regolazione del vapore in uscita. G W = G ST ( H 1 -H 2 ) : ( H 2 -H W ) Dove: G W = G ST = H 1 = H 2 = H W = massa dell acqua di iniezione massa del vapore in ingresso entalpia del vapore in ingresso entalpia del vapore in uscita entalpia dell acqua di iniezione Parametri di sistema importanti Oltre la qualità della nebulizzazione degli ugelli (nebulizzazione primaria), vi sono altri parametri di sistema che possono influenzare le prestazioni del desurriscaldatore. Tali parametri sono: Velocità del vapore in ingresso A velocità del vapore elevate, le goccioline di acqua vengono disintegrate più facilmente. Questo fattore ha un influenza determinate sulla qualità della nebulizzazione (nebulizzazione secondaria). La velocità del vapore minima accettabile varia in funzione della dimensione dell ugello e del diametro della tubazione. In caso di dubbi, rivolgersi a Yarway. Rapporto acqua-vapore Questo rapporto si ottiene dividendo G W per G ST. Per pressioni di sistema inferiori a 15 bar, questo rapporto non deve superare il 10%, in condizioni di esercizio normali. Per pressioni di sistema tra 15 e 25 bar, il rapporto può raggiungere il 15%. Per pressioni più elevate, consultare Yarway. Distanza dal sensore La distanza dal punto di iniezione al sensore della temperatura dovrebbe essere compresa tra i 12 e i 15 metri. Per sistemi con pressioni di esercizio superiori a 25 bar, la distanza dal sensore può essere sensibilmente ridotta. Si consiglia di consultare Yarway. Lunghezza minima della tubazione senza curve Anche la distanza dal punto di iniezione alla prima curva della tubazione è in funzione della pressione del vapore, della temperatura e della dimensione dell ugello. L esperienza ha dimostrato che in sistemi con una pressione di esercizio fino a 25 bar, una distanza tra i 4 e i 6 metri è considerata accettabile. 5

6 Attuatori Figura 9 Diaframma pneumatico Gli attuatori pneumatici Yarway sono stati specificamente studiati per essere impiegati sui desurriscaldatori Yarway in applicazioni a basse, medie e alte pressioni. Per l azionamento in condizioni ambientali difficili, ad es. a temperature estreme o umidità elevate, è possibile utilizzare l attuatore modello 20-90, per una corsa di 90 mm. L attuatore porta automaticamente la valvola in posizione di chiusura in caso di mancanza di aria di alimentazione. Altre funzioni o requisiti di sicurezza sono disponibili su richiesta. Sono inoltre disponibili posizionatori ad azionamento pneumatico o elettro-pneumatico, in base alle preferenze del cliente, così come trasmettitori di feedback e interruttori di fine corsa. Attuatori elettrici Grazie alla particolare costruzione e trim dell adattatore, i desurriscaldatori S.U. possono essere provvisti anche di attuatori elettrici a spinta ridotta. Ogni soluzione valvola-attuatore viene collaudata presso lo stabilimento. Un certificato di collaudo funzionale viene fornito a corredo di ogni valvola. Figura 10 Figura 11 Sistemi di controllo Figura 12 La qualità dell acqua di iniezione viene controllata in funzione della temperatura del vapore in uscita. L azionamento dei desurriscaldatori S.U. è compatibile con sistemi di controllo tradizionali azionati da trasmettitori di temperatura, sistemi di controllo e indicazione della temperatura e posizionatori. È possibile utilizzare sistemi completamente pneumatici o elettrici oppure una combinazione dei due. Gli esatti requisiti devono essere specificati in base a quanto riportato nel paragrafo relativo ai dati di ordine/dimensionamento di questo documento. 6

7 Forze che agiscono sullo stelo dell attuatore Le forze trasmesse allo stelo dell attuatore dal desurriscaldatore S.U. vengono calcolate in base alla seguente formula: Modello 78S/U: P acqua x = Newton (P acqua in bar) La forza massima dello stelo non deve superare i 15 kn. Modello 98S/U: P acqua x = Newton (P acqua in bar) La forza massima dello stelo non deve superare i 50 kn. Prestare particolare attenzione se si utilizzano attuatori elettrici. Durante la loro fase di inerzia, questi attuatori possono generare forze sull albero superiori alle forze nominali specificate per brevi periodi di tempo. Per tali applicazioni, Yarway può fornire speciali adattatori di accoppiamento caricati a molla. Formula dimensionamento attuatore Unità: D sede in cm d stelo in cm D bil. in cm P acqua in bar F1 = π / 4 (D sede 2 - d stelo 2 ) x P acqua F2 = π / 4 (D bil 2 - d stelo 2 ) x P acqua F3 = P acqua x F frizione (+ o -) Figura 13 F1 D d D bil. F3 F attuatore F2 Dati dimensionamento/ordine P acqua I desurriscaldatori di vapore vengono selezionati in base a specifici dati di applicazione. Per un dimensionamento ottimale, è necessario fornire i seguenti dati. Dati vapore Pressione in ingresso bar Temperatura in ingresso C Temperatura acqua C Flusso vapore max t/ora Flusso vapore normale t/ora Flusso vapore min. t/ora Dati acqua Pressione acqua Temperature in uscita bar C/punto di regolazione Generale DN tubo mm Schedula tubo Posizione richiesta manifold (9) (12) (3) (6) È fondamentale non specificare un valore eccessivo per il rapporto tra la massima e la minima portata: flusso vapore max. flusso vapore min. Combinazione di ugelli standard con 8 nebulizzatori di uguali dimensioni, che forniscono un rapporto di riduzione di 24:1 sul controllo del flusso di acqua. L esperienza ha dimostrato che la maggioranza delle applicazioni rientrano in questo range. L acqua da nebulizzare deve essere iniettata nella stessa direzione del flusso di vapore. Per facilitare l installazione della linea di alimentazione dell acqua è possibile installare il manifold in quattro diverse posizioni, in relazione alla direzione del flusso di vapore. L orientamento del manifold deve essere specificato nei dati di ordinazione. Yarway raccomanda inoltre l installazione di un filtro con maglie di dimensioni pari a circa 100 µ (400 µ su richiesta) sulla linea di alimentazione dell acqua, al fine di proteggere il desurriscaldatore S.U. da possibili intasamenti. Figura 14 - Posizioni del manifold (unità di iniezione) Linea vapore Flusso vapore MP9 MP12 MP3 MP6 7

8 Tabella 2 - Materiali standard Pos. Nome Materiale Equiv. Figura 15 - Modello 78S 01 Unità di iniezione SA182 F Ugelli 8 (6) Inconel 718 Inconel Anello pistone AISI 431 * * 04 Pistone AISI 431 * * 05 Tubaz. connessione Inconel 800H Inconel 800H 06 Sede Stellite 6 Stellite 6 07 Stelo AISI 431 * * 08 Corpo superiore SA182 F unità di controllo 09 Corpo inferiore Inconel 800H Inconel 800H unità di controllo 10 ** Flangia acqua SA182 F Anello morsetto SA182 F Distanziale AISI 431 * * 13 Packing spirotallica Acciaio inox/ Grafite Acciaio inox/ Grafite 14 Dado A194 4H Packing Grafite Grafite 16 Prigioniero A193 B Premistoppa AISI 431 * * 18 Piastra premistoppa AISI Targhetta identificazione AISI Dado (FAG) Acc. al carbonio Acc. al carbonio 21 Accoppiamento Acc. al carbonio Acc. al carbonio 23 Rondella sicurezza Acciaio Acciaio 24 Valvola di isolamento 25 Tubazioni connessione Inconel 800H Inconel 800H 26 Flange filtro SA182 F316L Manifold SA182 F Packing spirotallica Acciaio inox/ Grafite Acciaio inox/ Grafite 29 Tronchetto SA182 F Raccordo spirotallica Inconel Inconel 31 Adattatore Da specificare da parte del cliente Da specificare da parte del cliente 32 Prigionieri Acciaio inox Acciaio inox 33 Dadi Acciaio inox Acciaio inox * Nitrurato ** Altri materiali disponibili su richiesta Parti di ricambio consigliate B.W Flusso vapore Note Altri materiali disponibili su richiesta Certificazioni I desurriscaldatori S.U. sono stati dichiarati conformi ai requisiti ASME B16.34 e EN da autorità certificate. Tutti i dati forniti sono soggetti a modifica senza preavviso. Corsa 90 mm per tutti gli ugelli. DN min. linea vapore: 8 (DN 200). I materiali e i dati forniti possono differire da quanto riportato nel presente documento. In caso di dubbio, consultare i documenti di ordine. 8

9 Figura 16 - Modello 78U Posizioni flange acqua Posizioni volantino FP HWW FP.12 HWN Acqua FP HWE 130 FP.6 A HWS Flusso vapore 9

10 Tabella 3 - Connessioni flange Modello 78S/U Modello 98S/U Q max = 25 m 3 /ora Q max = 50 m 3 /ora Flangia acqua NPS 1 classe 900 NPS 1 classe 900 classe 1500 classe 1500 classe 2500 classe 2500 DN 25 PN 160 DN 25 PN 160 PN 250 PN 250 PN 320 PN 320 PN 400 PN 400 Opzione: NPS 1½ - 2 Opzione: NPS 1½ (DN 40-50) (DN ) Classi di pressione identiche Classi di pressione identiche Figura 17 Unità di iniezione forgiata in configurazione butt-weld in accordo ad ANSI B16.25 o DIN 2559 Q S.W. R C M Tabella 4 - Dimensioni (mm) Lunghezza standard linee vapore fino a DN 12 (DN 300) Modello 78S/U Modello 98S/U Q max = 25 m 3 /ora Q max = 50 m 3 /ora A Da A a H 380 Da A a K 380 B Da A a H 444 Da A a K 444 C M min N Q R N A B Flusso vapore Note Le dimensioni indicate sono soggette a modifica senza preavviso. Su richiesta, Yarway può fornire disegni dimensionali certificati. Tabella 5 - Connessioni flange Modello 78S/U Modello 98S/U Q max = 25 m 3 /ora Q max = 50 m 3 /ora Flangia vapore NPS 4 classe 900 NPS 6 classe 900 classe 1500 classe 1500 classe 2500 classe 2500 DN 100 PN 160 DN 150 PN 160 PN 250 PN 250 PN 320 PN 320 PN 400 PN 400 Altre classi di pressione disponibili su richiesta Altre classi di pressione disponibili su richiesta Figura 18 Unità di iniezione forgiata in configurazione flangiata (mono) in accordo ad ASME B16.34 o EN Flangia vapore (tabella 5) Note Altre classi di pressione disponibili su richiesta. Flusso vapore PENTAIR VALVES & CONTROLS Tutti i marchi commerciali e i loghi Pentair sono di proprietà di Pentair Ltd. Tutti gli altri marchi o nomi di prodotto sono marchi commerciali dei rispettivi titolari. Poiché i prodotti e i servizi sono in costante miglioramento, Pentair si riserva il diritto di modificare il design e le specifiche senza preavviso. Pentair è un datore di lavoro che rispetta le pari opportunità Pentair Ltd. Tutti i diritti riservati. 10