Sistem Pengagihan Wap: Reka Bentuk Operasi dan Pemeliharaan

Sistem pengedaran uap adalah tautan penting antara generator uap dan pengguna uap dalam sebarang kilang proses. Ia membawa uap dari sumber pusat ke titik penggunaan dengan kualiti, jumlah, dan tekanan yang tepat. Tutorial ini akan melihat kaedah-kaedah untuk merancang, mengendalikan, dan mengekalkan sistem pengedaran uap yang cekap dan selamat.

Apa itu Sistem Pengedaran Uap?

Sistem pengedaran uap didefinisikan sebagai rangkaian paip, klep, fitting, dan aksesori yang mengangkut uap dari ketel atau kilang co-generation ke peralatan yang menggunakan uap di kilang proses.

Sistem pengedaran uap boleh dibahagikan kepada dua bahagian: paip utama dan paip cabang. Paip utama adalah paip besar yang membawa uap dari ketel ke arah umum kilang. Paip cabang adalah paip yang lebih kecil yang membawa uap dari paip utama ke peralatan individu.

Objektif utama sistem pengedaran uap adalah:

• Untuk menghantar uap kering dan jenuh ke proses pada tekanan dan suhu yang diperlukan.

• Untuk meminimumkan hilang panas dan kondensasi di paip dan fitting.

• Untuk mencegah water hammer, penggerusan, korosi, bunyi, dan masalah lain yang disebabkan oleh reka bentuk atau operasi yang tidak sesuai.

• Untuk mengurangkan kos modal dan operasi dengan mengoptimumkan saiz paip, isolasi, sokongan, dan susun atur.

Reka Bentuk Sistem Pengedaran Uap

Reka bentuk sistem pengedaran uap melibatkan beberapa faktor, seperti:

• Tekanan kerja penghasilan uap: Ini adalah tekanan maksimum di mana ketel atau kilang co-generation boleh menghasilkan uap. Ia bergantung pada jenis dan kapasiti ketel, bahan api yang digunakan, dan keperluan proses.

• Keperluan tekanan minimum di hujung proses: Ini adalah tekanan minimum di mana peralatan yang menggunakan uap boleh beroperasi secara efisien dan selamat. Ia bergantung pada jenis dan kapasiti peralatan, keadaan proses, dan margin keselamatan.

• Kehilangan tekanan dalam sistem: Ini adalah perbezaan antara tekanan penghasilan uap dan tekanan proses. Ia disebabkan oleh geseran rintangan dalam paip dan fitting, kondensasi dalam paip akibat pemindahan haba ke sekeliling, dan klep penurun tekanan (PRVs) jika digunakan.

• Kualiti uap: Ini adalah ukuran sejauh mana uap kering dan jenuh. Ia bergantung pada reka bentuk, operasi, dan penyelenggaraan ketel, serta pada sistem penghapusan kondensat. Kualiti uap yang buruk boleh menyebabkan uap basah, yang boleh menimbulkan masalah seperti penggerusan, korosi, water hammer, penurunan kecekapan pemindahan haba, dan kerosakan peralatan.

Untuk merancang sistem pengedaran uap yang memenuhi objektif dan faktor-faktor ini, beberapa langkah asas adalah:

• Tentukan permintaan uap setiap peralatan dalam hal kadar aliran massa, tekanan, suhu, dan kualiti.

• Pilih tekanan penghasilan uap yang sesuai yang boleh memenuhi keperluan tekanan minimum di hujung proses dengan margin yang mencukupi untuk kehilangan tekanan dalam sistem.

• Hitung kehilangan tekanan di setiap bahagian sistem menggunakan formula empirikal atau alat perisian. Pertimbangkan faktor seperti diameter paip, panjang, kasar, belokan, fitting, klep, ketebalan isolasi, suhu ambien, dll.

• Pilih saiz paip yang sesuai untuk setiap bahagian sistem yang boleh membawa aliran uap yang diperlukan dengan kehilangan tekanan dan kos minimal. Gunakan saiz paip piawai dan hindari perubahan diameter yang tidak perlu.

• Pasang PRVs di mana perlu untuk mengurangkan tekanan uap untuk menyesuaikan zon proses atau peralatan yang berbeza. Gunakan pemisah hulu PRVs untuk mengeluarkan kondensat yang terbawa dan memastikan uap berkualiti tinggi. Gunakan klep keselamatan hulu PRVs untuk melindungi sistem daripada tekanan berlebihan jika PRVs gagal.

• Pasang peranti penghapusan kondensat yang mencukupi seperti perangkap uap, klep drainase, dan pam kondensat sepanjang sistem untuk mencegah penumpukan kondensat dan memastikan penghantaran uap kering. Gunakan jenis perangkap uap yang berbeza bergantung pada aplikasi, seperti perangkap termal atau mekanikal. Pertimbangkan faktor seperti jenis pemasangan (penghapusan individu atau berkelompok), beban kondensat (berterusan atau bersela), tekanan dan suhu operasi (tinggi atau rendah), dll.

• Beri sistem ekspansi dan sokongan paip yang sesuai untuk mengakomodasi ekspansi dan kontraksi paip akibat perubahan suhu. Gunakan sendi ekspansi atau gelung di mana perlu untuk membolehkan pergerakan paip tanpa menyebabkan tekanan atau kebocoran. Gunakan gantungan paip atau sokongan pada interval yang tetap untuk mencegah paip turun atau bergetar.

• Beri isolasi yang mencukupi untuk semua paip dan fitting untuk mengurangkan hilang panas dan kondensasi. Gunakan bahan isolasi yang sesuai bergantung pada suhu, ketahanan kelembaban, ketahanan api, dll. Elakkan jurang atau kerosakan dalam isolasi yang boleh mengekspos paip kepada udara ambien.

• Beri ventilasi yang sesuai untuk semua ruang tertutup di mana paip terletak untuk mencegah kepanasan atau penumpukan kelembaban. Gunakan ventilasi atau kipas di mana perlu untuk memastikan sirkulasi udara.

Pengendalian dan Penyelenggaraan Sistem Pengedaran Uap

Pengendalian dan penyelenggaraan sistem pengedaran uap adalah penting untuk memastikan kecekapan, keselamatan, dan kebolehpercayaannya. Beberapa amalan biasa adalah:

• Pantau dan kawal parameter utama seperti kadar aliran uap, tekanan, suhu, dan kualiti menggunakan instrumen seperti meter aliran, manometer, termometer, dan meter konduktiviti. Sesuaikan operasi ketel, PRVs, atau peranti lain yang diperlukan untuk mengekalkan keadaan optimal.

• Semak dan uji semua komponen secara berkala untuk fungsi yang betul, kebocoran, keausan, atau kerosakan. Gantikan atau baiki sebarang bahagian yang rosak secepat mungkin.

• Bersihkan dan siram semua paip dan fitting secara berkala untuk mengeluarkan skala, korosi, atau serpihan yang boleh menyebabkan penyumbatan, penurunan kecekapan pemindahan haba, atau peningkatan kehilangan tekanan.

• Lumasi semua bahagian bergerak, seperti klep, perangkap uap, atau pam, mengikut cadangan pembuat untuk mencegah geseran, bunyi, atau kunci.

• Semak dan tambah bahan isolasi sebagaimana diperlukan untuk mencegah kerosakan atau kehilangan akibat paparan, kelembaban, atau kerosakan mekanikal.

Kelebihan dan Kelemahan Penghasilan Uap pada Tekanan Tinggi

Penghasilan uap pada tekanan tinggi mempunyai beberapa kelebihan dan kelemahan berbanding dengan tekanan rendah atau sederhana.

Beberapa kelebihan adalah:

• Penghasilan uap pada tekanan tinggi menduduki isi padu yang relatif kurang berbanding dengan tekanan yang lebih rendah, yang mengurangkan saiz paip, kos, dan kehilangan haba.

• Penghasilan uap pada tekanan tinggi meningkatkan kualiti uap dengan mengurangkan kandungan air dan meningkatkan superheat.

• Penghasilan uap pada tekanan tinggi membolehkan fleksibiliti yang lebih besar dalam penyetelan PRV untuk zon proses atau peralatan yang berbeza.

Beberapa kelemahan adalah:

• Penghasilan uap pada tekanan tinggi meningkatkan kehilangan gas cerobong akibat suhu cerobong yang lebih tinggi dan kecekapan pembakaran yang lebih rendah.

• Penghasilan uap pada tekanan tinggi meningkatkan kehilangan semasa operasi akibat kadar blowdown yang lebih tinggi dan kos rawatan air umpan yang lebih tinggi.

• Penghasilan uap pada tekanan tinggi memerlukan reka bentuk, pembinaan, dan penyelenggaraan ketel yang lebih mahal akibat tahap tekanan yang lebih tinggi.

Namun, penggunaan bahan api ketel bergantung pada beban yang tersambung bukan pada tekanan outputnya.

Oleh itu, penghasilan uap pada tekanan tinggi harus seimbang dengan faedah dan kekurangannya untuk setiap aplikasi tertentu.

Kesimpulan