Sustav raspodjele pare: dizajn upravljanje i održavanje

Sustav za distribuciju pare je ključni element između generatora pare i korisnika pare u bilo kojoj procesnoj postrojenji. Nosilac pare od središnjeg izvora do mjesta upotrebe s pravom kvalitetom, količinom i tlakom. Ova vježba će se posvetiti metodama dizajniranja, operativnosti i održavanja učinkovitog i sigurnog sustava za distribuciju pare.

Što je sustav za distribuciju pare?

Sustav za distribuciju pare definira se kao mreža cijevi, ventila, spojeva i opreme koji transportiraju par od kotla ili cogeneracijske postrojenosti do opreme koja troši par u procesnoj postrojenosti.

Sustav za distribuciju pare može se podijeliti na dvije dijelove: glavne cijevi i grančane cijevi. Glavne cijevi su velike cijevi koje nosile par od kerala prema općem smjeru postrojenosti. Grančane cijevi su manje cijevi koje nosile par od glavnih cijevi do pojedinačnih komada opreme.

Glavni ciljevi sustava za distribuciju pare su:

• Dostavljanje suhe i zasićene pare procesu pod potrebnim tlakom i temperaturom.

• Smanjenje gubitaka topline i kondenzacije u cijevima i spojevima.

• Preprečavanje udara vode, erozije, korozije, buke i drugih problema uzrokovanih nepravilnim dizajnom ili radom.

• Smanjenje kapitalnih i operativnih troškova optimizacijom veličine cijevi, izolacije, podrške i rasporeda.

Dizajn sustava za distribuciju pare

Dizajn sustava za distribuciju pare uključuje nekoliko faktora, poput:

• Radni tlak proizvodnje pare: To je maksimalni tlak pod kojim kotao ili cogeneracijska postrojenost mogu proizvoditi par. Ovisi o vrsti i kapacitetu kerala, gorivu koje se koristi i zahtjevima procesa.

• Minimalni zahtjev za tlakom na kraju procesa: To je minimalni tlak pod kojim oprema koja troši par može raditi učinkovito i sigurno. Ovisi o vrsti i kapacitetu opreme, uvjetima procesa i sigurnosnim margama.

• Gubitak tlaka u sustavu: To je razlika između radnog tlaka proizvodnje pare i tlaka procesa. Uzrokovan je trenjem otporom u cijevima i spojevima, kondenzacijom u cijevima zbog prenosa topline okruženju i ventila smanjenja tlaka (PRV) ako se koriste.

• Kvaliteta pare: To je mjera koliko je para suh i zasićen. Ovisi o dizajnu, radu i održavanju kerala, kao i o sustavu za uklanjanje kondenzata. Loša kvaliteta pare može dovesti do vlage u paru, što može uzrokovati probleme poput erozije, korozije, udara vode, smanjene učinkovitosti prenosa topline i oštećenja opreme.

Za dizajn sustava za distribuciju pare koji zadovoljava ove ciljeve i faktore, neki osnovni koraci su:

• Određivanje potrebe za parom svakog komada opreme u smislu masenog protoka, tlaka, temperature i kvalitete.

• Odabir prikladnog radnog tlaka proizvodnje pare koji može zadovoljiti minimalni zahtjev za tlakom na kraju procesa s dovoljnom margom za gubitak tlaka u sustavu.

• Izračun gubitka tlaka u svakom dijelu sustava pomoću empirijskih formula ili softverskih alata. Uzmite u obzir faktore poput promjera cijevi, duljine, šaržnosti, zakrivljenja, spojeva, ventila, debljine izolacije, ambijentne temperature itd.

• Odabir prikladne veličine cijevi za svaki dijel sustava koji može nositi potrebni protok pare s minimalnim gubitkom tlaka i troškom. Koristite standardne veličine cijevi i izbjegavajte nepotrebne promjene u promjeru.

• Instalacija PRV gdje je potrebno kako bi se smanjio tlak pare da odgovara različitim procesnim zonama ili opremi. Koristite separatori ispred PRV-a za uklanjanje uhvaćenog kondenzata i osiguranje visokokvalitetne pare. Koristite sigurnosne ventile iza PRV-a kako bi se zaštitio sustav od pretlaka ako PRV-i padnu.

• Instalacija dovoljnih uređaja za uklanjanje kondenzata, poput parnih zauzeza, drenažnih ventila i pumpi za kondenzat duž sustava kako bi se spriječilo nakupljanje kondenzata i osigurala dostava suhe pare. Koristite različite vrste parnih zauzeza ovisno o primjeni, poput termalnih ili mehaničkih zauzeza. Uzmite u obzir faktore poput vrste instalacije (individualna ili grupna drenaža), opterećenja kondenzatom (kontinuirano ili intermitentno), radnog tlaka i temperature (visoki ili niski) itd.

• Pružanje pravilnih sustava za proširenje i podršku cijevi kako bi se prilagodila termalna ekspanzija i kontrakcija cijevi zbog promjena temperature. Koristite spojeve za proširenje ili petlje gdje je potrebno omogućiti kretanje cijevi bez uzrokanja stresa ili curenja. Koristite držače cijevi na redovitim intervalima kako bi se spriječilo obesnutje ili vibracija cijevi.

• Pružanje dovoljne izolacije za sve cijevi i spojeve kako bi se smanjili gubitci topline i kondenzacija. Koristite prikladne materijale za izolaciju ovisno o temperaturi, otpornosti na vlagu, vatrenosti itd. Izbjegavajte praznine ili oštećenja u izolaciji koji bi mogli izlagati cijevi ambijentnom zraku.

• Pružanje pravilne ventilacije za sve zatvorene prostorije u kojima se nalaze cijevi kako bi se spriječilo pregrejanje ili nakupljanje vlage. Koristite ventilatorske otvore ili ventilatore gdje je potrebno kako bi se osigurala cirkulacija zraka.

Rad i održavanje sustava za distribuciju pare

Rad i održavanje sustava za distribuciju pare su ključni za osiguravanje njegove učinkovitosti, sigurnosti i pouzdanosti. Neke uobičajene prakse su:

• Nadgledanje i kontrola ključnih parametara poput protoka pare, tlaka, temperature i kvalitete pomoću instrumenata poput protokmetara, tlakometara, termometara i metara provodnosti. Prilagodite rad kerala, PRV-ova ili drugih uređaja kako biste održali optimalne uvjete.

• Redovito pregledajte i testirajte sve komponente za pravilan rad, curenje, istrijevanje ili oštećenje. Zamijenite ili popravite sve defektne dijelove čim je moguće.

• Redovito čistite i ispirajte sve cijevi i spojeve kako biste uklonili krast, koroziju ili smeće koje može uzrokovati blokadu, smanjenje učinkovitosti prenosa topline ili povećani gubitak tlaka.

• Smazujte sve pokretna dijela, poput ventila, parnih zauzeza ili pumpi, prema preporukama proizvođača kako biste spriječili trenje, buku ili zategnuće.

• Provjerite i dopunite materijale za izolaciju prema potrebi kako biste spriječili deteroraciju ili gubitak zbog izlaganja, vlage ili mehaničkog oštećenja.

Prednosti i nedostaci proizvodnje pare pod visokim tlakom

Proizvodnja pare pod visokim tlakom ima neke prednosti i nedostace u usporedbi s niskim ili srednjim tlakom.

Neke prednosti su:

• Proizvodnja pare pod visokim tlakom zauzima relativno manji volumen nego na nižim tlakovima, što smanjuje veličinu cijevi, trošak i gubitak topline.

• Proizvodnja pare pod visokim tlakom poboljšava kvalitetu pare smanjujući sadržaj vlage i povećavajući nadzasićenje.

• Proizvodnja pare pod visokim tlakom omogućuje veću fleksibilnost u postavkama PRV-ova za različite procesne zone ili opremu.

Neki nedostaci su:

• Proizvodnja pare pod visokim tlakom povećava gubitke plinova iz dimnjaka zbog više temperature dimnjaka i niže učinkovitosti sagorijevanja.

• Proizvodnja pare pod visokim tlakom povećava radne gubitke zbog viših stopa ispuštanja i viših troškova obrade povratne vode.

• Proizvodnja pare pod visokim tlakom zahtijeva skuplji dizajn, izgradnju i održavanje kerala zbog viših razina stresa.

Međutim, potrošnja goriva kod kerala ovisi o povezanom opterećenju, a ne o izlaznom tlaku.

Stoga, proizvodnja pare pod visokim tlakom treba biti uravnotežena s njegovim prednostima i nedostacima za svaku specifičnu primjenu.

Podrška​