El vapor consumit i el vapor utilitzat al punt d'aplicació no són iguals. Normalment, el vapor consumit o generat en una caldera de vapor és més del que es necessita per a l'ús al punt d'aplicació.
La diferència entre el consum de vapor i la seva utilització és deguda a:
Condensació del vapor quan viatja cap al punt d'ús, principalment deguda a superfícies exposades.
Pèrdues (si n'hi ha)
Quan el vapor condensa a la paret d'un tub de vapor exposat o sense aïllar, cedeix la seva entalpia d'evaporació.
Una utilització adequada del vapor ajuda a estalviar en el cost d'entrada de l'aigua i el carbó. L'estalvi de cada kg de vapor és directament proporcional a l'estalvi d'un cert percentatge d'aigua, carbó i electricitat.
El càlcul del consum de vapor en un tub durant l'operació d'inici i l'operació normal contínua és possible, i es discutirà detalladament a continuació.
El consum de vapor dins del sistema de tubs ha de ser monitorat i controlat amb cura. La velocitat de condensació del vapor en la xarxa de tubs de vapor depèn del tipus de càrrega (és a dir, càrrega de calentament inicial o càrrega de funcionament).
La velocitat de condensació del vapor s'ha de tenir en compte per a dimensionar els trampes de vapor, i també per a finalitzar la sortida de la caldera.
Durant l'inici de la planta després d'un llarg període o des de fred, el vapor és necessari per a escalfar el sistema uniformement per a portar-lo a la temperatura de treball normal del sistema.
La 'càrrega de calentament inicial' és la càrrega de vapor associada al consum de vapor durant l'inici de la planta. Això pot ser des d'una parada freda, o des de l'inici després d'un període molt llarg.
La velocitat de condensació del vapor durant el període de calentament inicial és màxima. El disseny de la trampa de vapor hauria de basar-se en aquesta càrrega.
Una bona pràctica és escalfar el sistema molt lentament per raons de seguretat, els tubs tenen el benefici de reduir l'estress térmic i mecànic. Això resulta en els beneficis següents:
Eliminació de pèrdues
Costs de manteniment més baixos
Vida útil més llarga per als tubs
No hi ha martellament d'aigua.
La càrrega de funcionament de la planta de procés és la càrrega de vapor relacionada amb la càrrega continua normal (càrrega total) de la planta. La velocitat de condensació del vapor durant la càrrega de funcionament total de la planta és mínima.
Un calentament uniforme i lent del sistema es pot aconseguir amb una vòlvula de bypass petita en paral·lel a la vòlvula d'isolament principal.
El temps necessari per escalfar la xarxa de tubs determina la mida de la vòlvula de calentament (bypass). Aquesta vòlvula pot ser manual o automàtica, depenent de l'usuari/client.
Sempre és millor desencoratjar la pràctica d'utilitzar la vòlvula principal per al calentament en lloc de la vòlvula de bypass. Ja que la vòlvula principal és molt més gran (dissenyada per a la necessitat de flux complet) i no és apropiada per a un flux petit durant el període de calentament.
Com es mostra a la figura 1 anterior, abans de la vòlvula principal/bypass, s'instal·la un separador per assegurar que el vapor que passa a través de la vòlvula hagi de ser sec per protegir la vòlvula de desgast.
Si proporcionem suficient temps per al calentament, llavors és possible aconseguir els beneficis següents:
Per minimitzar l'estress dels tubs
Per a la seguretat operativa
Reduir les càrregues d'inici de la caldera
El caudal de vapor necessari per portar un sistema de tuberia a la temperatura de treball és una funció de:
Massa
Calor específica del material
Augment de la temperatura
Entalpia d'evaporació del vapor o entalpia saturada del vapor
Temps permès
On:
ms: Mitjana de la velocitat de condensació del vapor en kg/hora
W: Pes total del tub més flanges i accessoris en kg
Ts: Temperatura del vapor oC
<
