Спожита пара і пара, що використовується у точці застосування, не є рівними. Зазвичай пара, спожита або згенерована в паровому котлі, більша за ту, що потрібна для використання у точці застосування.
Різниця між споживанням та використанням пари пояснюється:
Конденсацією пари під час її руху до точки використання, головним чином через відкриті поверхні.
Витоками (якщо такі є)
Коли пара конденсується на стінці відкритого/неізольованого парового трубопроводу, вона віддає свою ентальпію випаровування.
Правильне використання пари допомагає зекономити вхідні витрати на воду та вугілля. Економія кожного кг пари прямо пропорційна економії певного відсотка води, вугілля та електроенергії.
Можливо розрахувати споживання пари в трубопроводі під час пускового режиму та нормальної безперервної роботи, що буде детально розглянуто нижче.
Споживання пари всередині системи трубопроводів потребує ретельного контролю та моніторингу. Швидкість конденсації пари в мережі паропроводів залежить від типу навантаження (тобто пускове навантаження або робоче навантаження).
Швидкість конденсації пари необхідно враховувати при виборі розмірів парових конденсатовідводчиків, а також при визначенні кінцевої продуктивності котла.
Під час пуску установки після довгого періоду без діяльності або при холодному запуску потрібно парою рівномірно нагріти систему, щоб привести її до нормальної робочої температури.
«Теплове навантаження» — це парове навантаження, пов'язане з витратами пари під час пуску установки. Це може бути як після холодного зупину, так і після дуже довгого періоду без діяльності.
Швидкість конденсації пари під час періоду нагріву максимально велика. Дизайн парового клапана має базуватися на цьому навантаженні.
Добрею практикою є повільне нагрівання системи з огляду на безпеку, що дозволяє трубам отримати перевагу від зменшеного термічного та механічного напруження. Це призводить до таких переваг:
Усунення протікань
Зниження витрат на обслуговування
Довший строк служби труб
Відсутність удару води.
Навантаження при роботі технологічної установки — це парове навантаження, пов'язане з нормальним (повним) неперервним навантаженням установки. Швидкість конденсації пари під час повного навантаження мінімальна.
Рівномірне та повільне нагрівання системи можна досягти за допомогою невеликого байпасного клапана, розташованого паралельно головному клапану відключення.
Час, необхідний для нагріву мережі труб, визначає розмір байпасного клапана. Цей клапан може бути ручним або автоматичним, залежно від користувача/клієнта.
Завжди краще не заохочувати практику використання головного клапана для підігріву замість обхідного клапана. Оскільки головний клапан набагато більший за розміром (призначений для повного потоку) і не підходить для малого потоку під час періоду підігріву.
Як показано на рисунку 1 вище, перед тим, як буде встановлений розділювач головного/обхідного клапанів, необхідно забезпечити, щоб пар, що проходить через клапан, був сухим, щоб запобігти зношуванню клапана.
Якщо ми надамо достатньо часу для підігріву, то можна отримати наступні переваги:
Для мінімізації напруженості труб
Для безпеки експлуатації
Зменшення стартових навантажень на котел
Потік пари, необхідний для приведення системи труб до робочої температури, є функцією:
Маса
Специфічна теплоємність матеріалу
Збільшення температури
Ентальпія пароутворення або ентальпія насиченої пари
Допустимий час
Де:
ms: Середній швидкість конденсації пари у кг/год
W: Загальна вага труби, фланців та приладів у кг
Ts: Температура пари oC
Tamb: Навколишня температура
Cp: Специфічна теплоємність матеріалу труби у кДж/кгoC
hfg: Ентальпія пароутворення або насичена ентальпія при робочому тиску у кДж/кг
t: Час підігріву у хвилинах
Примітка: Якщо час розігріву/нагріву системи збільшено до 12 хвилин з 6 хвилин, то початковий витрій пари можна легко зменшити на півтори. Якщо час розігріву/нагріву системи збільшено, наприклад, до 24 хвилин, то початковий витрій пари для нагріву можна зменшити ще більше.
Метод обчислення конденсаційного навантаження під час розігріву на період 30 хвилин у паровій системі
Нехай:
Система складається з сталевого трубопроводу розміром — 150 мм
Тиск пари — 16 бар(г)
Температура пари (Ts) — 201oC
Ентальпія парування, відповідно до вище зазначених параметрів hfg — 1933
Температура навколишнього повітря (Tamb) — 20oC
Довжина трубопроводу становить — 120 м
Cp сталі становить — 0.49 кДж/кгo C
Час розігріву в хвилинах (t) — 30
Загальна вага трубопроводу, фланців та приладдя в кг (W)
Трубопровідна мережа складається з 10 пар PN-40 фланцевих з'єднань і двох запорних клапанів
Таблиця 1: Типові ваги сталевого трубопроводу, фланців та болтів, а також запорних клапанів в кг.
Діаметр труби (мм) |
Вага труби Sch.40 (кг/м) |
Вага пари фланців |
Запорний клапан з фланцями PN40 |
||
PN40 |
ANSI150 |
ANSI300 |
|||
150 |
28,2 |
28,0 |
26,0 |
32 |
88 |
Щоб знайти W, знайдіть масу різних елементів паропроводу з таблиці 1
Стальний паропровід 150 мм = 28,2 кг/м
Фланці 150 мм до PN-40 = 28 кг за пару
Затвор 150 мм = 88 кг кожен
Швидкість конденсації, що виникає під час прогріву, визначається за формулою:
Заява: Поважайте оригінал, добри статті варто поширити, якщо є порушення авторських прав, будь ласка, зверніться для видалення.
