Höyryjakelujärjestelmä: Suunnittelu toiminta ja ylläpito
Höyryjakelu on olennainen linkki höyrygeneraattorin ja prosessitehtaan höyryn käyttäjän välillä. Se kuljettaa höyryn keskuudesta käyttökohdalle sopivalla laadulla, määrällä ja paineella. Tämä oppaassa tarkastellaan tehokkaan ja turvallisen höyryjakelujärjestelmän suunnittelun, toiminnan ja ylläpidon menetelmiä.
Mitä on höyryjakelu?
Höyryjakelu on määritelty putkiverkostoksi, joka sisältää putket, venttiilit, osat ja lisätarvikkeet, jotka kuljettavat höyryn ketju- tai kokoenergiaplannista prosessitehtaan höyrykäyttöiseen laitteistoon.
Höyryjakelu voidaan jakaa kahteen osaan: pääputkiin ja haaraksi. Pääputkit ovat isoja putkia, jotka kuljettavat höyryä ketjun tai kokoenergiaplannin suuntaan tehtaalle. Haarat ovat pienempiä putkia, jotka kuljettavat höyryä pääputkien kautta yksittäisiin laitteisiin.
Höyryjakelujärjestelmän pääasialliset tavoitteet ovat:
Toimittaa kuiva ja saturaattihöyry prosessiin vaaditulla paineella ja lämpötilalla.
Minimoida lämpölaskut ja kondensaatio putkeissa ja osissa.
Välttää vedenlyönti, eroosio, korroositio, melu ja muut ongelmat, jotka johtuvat epäasianmukaisesta suunnittelusta tai toiminnasta.
Vähentää pääomakustannuksia ja toimintakustannuksia optimoimalla putkien koko, eristys, tuki ja asettelu.
Höyryjakelujärjestelmän suunnittelu
Höyryjakelujärjestelmän suunnittelu sisältää useita tekijöitä, kuten:
Höyrytuotannon työpaine: Tämä on maksimipaine, jolla ketju- tai kokoenergiaplanni voi tuottaa höyryä. Se riippuu ketjun tai kokoenergiaplannin tyypistä ja kapasiteetista, käytetystä polttoainesta ja prosessivaatimuksista.
Vähimmäispaineen vaatimus prosessin päässä: Tämä on vähimmäispaine, jolla höyrykäyttöinen laite voi toimia tehokkaasti ja turvallisesti. Se riippuu laitteen tyypistä ja kapasiteetista, prosessiolosuhteista ja turvamarginaaleista.
Paineen lasku järjestelmässä: Tämä on ero höyrytuotannon paineessa ja prosessipaineessa. Se johtuu kitkavastuksen aiheuttamasta putkeissa ja osissa, kondensaatiossa putkeissa lämpösiirron vuoksi ympäristölle ja painevähentyvissä venttiileissä (PRVs), jos niitä käytetään.
Höyryn laatu: Tämä on mittari, joka ilmaisee, kuinka kuiva ja saturaattihöyry on. Se riippuu ketjun tai kokoenergiaplannin suunnittelusta, toiminnasta ja ylläpidosta sekä kondensaatiosiirron järjestelmästä. Heikko höyryn laatu voi johtaa kosteaan höyryyn, mikä voi aiheuttaa ongelmia, kuten eroosiota, korroositioita, vedenlyöntejä, heikentynyttä lämpösiirtymätehokkuutta ja laitteiden vaurioitumista.
Höyryjakelujärjestelmän suunnittelu, joka täyttää nämä tavoitteet ja tekijät, sisältää seuraavat perusvaiheet:
Määritä jokaisen laitteen höyrytarve massa virtausnopeuden, paineen, lämpötilan ja laadun suhteen.
Valitse sopiva höyrytuotannon paine, joka voi täyttää vähimmäispaineen vaatimuksen prosessin päässä riittävällä marginaalilla paineen laskulle järjestelmässä.
Laske paineen lasku jokaisessa järjestelmän osassa empiiristen kaavojen tai ohjelmistotyökalujen avulla. Otta huomioon tekijät, kuten putken halkaisija, pituus, karhea, kaaret, osat, venttiilit, eristyksen paksuus, ympäristölämpötila jne.
Valitse sopiva putken koko jokaiseen järjestelmän osaan, joka voi kuljettaa vaadittua höyryvirtausta minimoidulla paineen laskulla ja kustannuksella. Käytä standardiputkikokoja ja vältä tarpeettomia halkaisijamuutoksia.
Asenna PRV:t, missä tarvitaan, vähentääksesi höyrypainetta soveltamaan eri prosessivyöhykkeille tai laitteille. Käytä separointilaitteita PRV:n edellä poistaaksesi kantautuneen kondensaatin ja varmistaaksesi korkealaatuista höyryä. Käytä turvaventtiileitä PRV:n jälkeen suojaaksesi järjestelmää yliluovuttamiselta, jos PRV:t epäonnistuvat.
Asenna riittävästi kondensaatinpoisto-laitteita, kuten höyryluukut, purkaventtiilit ja kondensaatiopumput, järjestelmän ympäri estääksesi kondensaation kertymisen ja varmistaaksesi kuivan höyryn toimittamisen. Käytä erilaisia höyryluukkeja riippuen sovelluksesta, kuten termiset tai mekaaniset luukut. Otta huomioon tekijät, kuten asennustyypi (yksityinen tai ryhmäpurku), kondensaatiolata (jatkuva tai väliaikainen), toimintapaine ja lämpötila (korkea tai matala) jne.
Tarjoa asianmukaiset putken laajentumis- ja tukijärjestelmät sietämään putkien termilaajenemisen ja -supistumisen lämpötilamuutosten vuoksi. Käytä laajentumisyhdistimiä tai silmukoita, missä tarvitaan, sallimaan putken liikkuminen ilman stressiä tai valumaa. Käytä putken hangoja tai tukia säännöllisin väliajoin estääksesi putken leijuamisen tai värähtelyn.
Tarjoa riittävä eristys kaikille putkeille ja osille vähentääksesi lämpölaskuja ja kondensaatiota. Käytä sopivia eristyksiamateriaaleja lämpötilan, kosteudenkestävyyden, palo-kestävyyden jne. mukaan. Vältä aukkoja tai vaurioita eristyksessä, jotka voivat altistaa putket ympäristön ilmalle.
Tarjoa asianmukainen ilmanvaihto kaikille suljetuille tiloille, joissa putket sijaitsevat, estääksesi ylikuumenemisen tai kosteuden kertymisen. Käytä puhaltimia tai tuuletuslaite, missä tarvitaan, varmistaaksesi ilmanvaihdon.
Höyryjakelujärjestelmän toiminta ja ylläpito
Höyryjakelujärjestelmän toiminta ja ylläpito ovat olennaisia sen tehokkuuden, turvallisuuden ja luotettavuuden varmistamiseksi. Joitakin yleisiä käytäntöjä ovat:
Seuraa ja hallitse avaintekijöitä, kuten höyryvirtausnopeus, paine, lämpötila ja laatu, käyttäen mittoja, kuten virtausmittareita, painemittareita, lämpömittareita ja johtavuusmittareita. Säädä ketjun toimintaa, PRV:itä tai muita laitteita tarvittaessa ylläpitääksesi optimaalisia olosuhteita.
Tarkista ja testaa kaikki komponentit säännöllisesti varmistaaksesi asianmukaisen toiminnan, valuman, kulun tai vaurion. Korvaa tai korjaa mahdollisimman pian kaikki vikaiset osat.
Puhdista ja pesähdä kaikki putket ja osat säännöllisesti poistaaksesi kiveyden, korroositioita tai jätettä, jotka voivat aiheuttaa tukkeutumisen, vähentyneen lämpösiirtymätehokkuuden tai lisätyn paineen laskun.
Liedä kaikki liikkuva osa, kuten venttiilit, höyryluukut tai pumput, valmistajan suositusten mukaan välttääksesi kitkauksen, melun tai kiinnittymisen.
Tarkista ja täydennä eristyksiamateriaaleja tarvittaessa estääksesi heikkenemisen tai häviön altistumisen, kosteuden tai mekaanisen vaurion vuoksi.
Korkean paineen höyrytuotannon etuja ja haittoja
Korkean paineen höyrytuotanto on joitakin etuja ja haittoja verrattuna alhaiseen tai keskivertopaineeseen.
Joitakin etuja ovat:
Korkean paineen höyrytuotanto vie suhteellisesti vähemmän tilaa kuin alhaisempi paine, mikä vähentää putkikokoa, kustannuksia ja lämpölaskua.
Korkean paineen höyrytuotanto parantaa höyryn laatua vähentämällä kosteuden määrää ja lisäämällä ylivuodatus.
Korkean paineen höyrytuotanto antaa suurempaa joustavuutta PRV-asetuksissa eri prosessivyöhykkeille tai laitteille.
Joitakin haittoja ovat:
Korkean paineen höyrytuotanto lisää savupiipun lämpölaskuja korkeampiin piipun lämpötilaan ja alhaisempaan polttoehdokseen.
Korkean paineen höyrytuotanto lisää toimintakustannuksia korkeampiin purkukustannuksiin ja korkeampiin syöttöveden käsittelykustannuksiin.
Korkean paineen höyrytuotanto vaatii kalliimpaa ketjun suunnittelua, rakentamista ja ylläpitoa korkeampien stressitasojen vuoksi.
Kuitenkin, ketjun polttoainekulutus riippuu sen yhteydessä olevasta kuormasta eikä sen tuotannon paineesta.
Siksi, korkean paineen höyrytuotannon tulisi tasapainotaa sen etujen ja haittojen kanssa jokaiselle erilliselle sovellukselle.
