У цій серії статей ми розглянемо багато переваг та використання пари в сучасній промисловості. Перш ніж ми детальніше розглянемо всю систему конденсату пари або пояснення будь-яких технічних описів, корисно сформулювати основні характеристики пари. Пара пройшла довгий шлях з часу свого традиційного зв'язку з локомотивами та промислової революції. В даний час це невід’ємна та основна частина сучасних технологій. Без цього наша харчова, текстильна, хімічна, фармацевтична чи медична промисловість, енергетика, опалення чи транспорт не могли б існувати або працювати так, як ми бачимо сьогодні. Steam забезпечує спосіб транспортування контрольованої кількості енергії з центральної автоматизованої котельні, де вона виробляється ефективним та економічним способом, до місця використання. Коли пар рухається всередині компанії, ми можемо говорити про транспортування енергії або постачання енергії.

пара

Пара з багатьох причин є одним із найбільш часто використовуваних середовищ для подачі теплової енергії. Його використання популярне у багатьох галузях промисловості для різних типів завдань - від виробництва механічної енергії через опалення приміщень до застосувань у переробній промисловості.

Пара є високоефективною, а її виробництво економічним

Води багато, і це не дорого. Це не небезпечно для здоров’я та є екологічно чистим. У газоподібній формі він є безпечним та ефективним носієм енергії. Пара може передавати в п’ять-шість разів більше енергії, ніж еквівалентна кількість води. Коли вода починає нагріватися в котлі, вона починає набирати енергію. Залежно від тиску в котлі вода при певній температурі починає випаровуватися і перетворюватися на пару. Пара містить велику кількість енергії, яку потім можна передати в процес або в приміщення, яке потрібно нагріти. Він може вироблятися під високим тиском і таким чином досягати своєї високої температури. Чим вищий тиск, тим вища температура. Чим вище температура пари, тим більше теплової енергії може подаватися і тим більше роботи пара може зробити.

  • Сучасні котли компактні та ефективні за своєю конструкцією, вони використовують кілька ефективних технологій згоряння з мінімальними викидами для передачі великої кількості енергії з палива у воду.
  • Паливо, яке використовується для згоряння в котлі, можна вибрати з декількох варіантів, наприклад горючі відходи, що робить паровий котел екологічно чистою технологією виробництва тепла. Централізовані котельні можуть скористатися низькими тарифами на газ, постачання яких може бути перервано, але також негайно замінено іншими відповідними видами палива.
  • Високоефективні рекуперативні теплообмінники можуть практично усунути витрати на продування та видалення мулу, повернути цінний конденсат в котельню та покращити загальну ефективність систем пари та конденсату.

Зростаюча популярність комбінованих теплоенергетичних систем є свідченням великої уваги, що приділяється паровою промисловістю зростаючим вимогам до енергоефективності та захисту навколишнього середовища.

Пару можна легко та дешево транспортувати до місця споживання

Пара є одним із найбільш часто використовуваних середовищ для транспортування тепла на певні відстані. Через те, що він тече залежно від перепаду тиску через трубу, дорогі циркуляційні насоси не потрібні. Через високий вміст тепла в ній досить невеликої труби, щоб транспортувати її під високим тиском.

При необхідності тиск пари можна зменшити безпосередньо в точці споживання. Завдяки такому розташуванню вся установка простіша і дешевша в порівнянні з іншими теплоносіями. Менші інвестиційні та експлуатаційні витрати на виробництво та розподіл систем пара та конденсату є причиною того, що багато користувачів віддають перевагу встановленню нових парових систем замість інших енергетичних середовищ.

Пар можна легко регулювати

Завдяки прямій залежності між тиском і температурою насиченої пари, кількість енергії на вході в процес можна легко регулювати за допомогою простого регулювання тиску насиченої пари. Сучасні системи управління, що використовуються в парових системах, розроблені з урахуванням швидких реакцій на зміни робочих змінних.

Використання двосторонніх, замість триходових клапанів, часто необхідних для рідинних систем, спрощує управління та всю установку, а також може зменшити витрати на придбання обладнання.

Енергія, що міститься в парі, може бути легко перенесена в процес

Пара забезпечує чудову тепловіддачу. Як тільки він потрапляє в прилад, процес конденсації ефективно передає тепло середовищі, яке потрібно нагріти. Пара може нагрівати середовище опосередковано через поверхню теплообміну або вводити його безпосередньо в нього, заповнюючи будь-який простір, зберігаючи рівномірний розподіл температури і передаючи тепло під час конденсації при постійній температурі; це усуває температурні градієнти, які можна знайти вздовж кожної поверхні теплообміну - проблема, яка дуже часто виникає як властивість при високотемпературному нагріванні масла або гарячої води.

Через дуже високу тепловіддачу пари необхідна площа теплопередачі є відносно малою. Це дає можливість використовувати значно менше обладнання, яке простіше в установці та займає менше місця в експлуатації. Сучасні компактні агрегати для водяної пари з підігрівом потужністю 1200 кВт та вбудованим теплообмінником парової пластини та всі регулятори займають лише 0,7 м 2 площі підлоги. Для порівняння, блок, що складається з трубчастого теплообмінника, зазвичай займає площу в два-три рази.

Керування сучасною пароконденсатною системою є простим

Користувачі галузі все більше зосереджуються на максимізації енергоефективності своїх систем та мінімізації експлуатаційних та накладних витрат. Одним з найважливіших документів, що підтверджує впровадження енергоефективних технологій, є Кіотський протокол про захист клімату. Підприємства, які можуть працювати з найменшими можливими витратами в сучасному конкурентному середовищі, отримують велику перевагу перед своїми конкурентами. Виробничі витрати можуть представляти різницю між виживанням та падінням ринку.

Шляхи підвищення енергоефективності включають моніторинг та реєстрацію споживання енергії усіма відповідними підрозділами. Це створює усвідомлення витрат, а управління може зосередитись на досягненні поставлених цілей. Забезпечуючи планове та систематичне обслуговування, змінні надзвичайні витрати також можна мінімізувати. Це допоможе максимізувати ефективність процесу, поліпшити якість та зменшити час простою.

Більшість систем управління пароконденсатними технологіями можна підключити за допомогою стандартних промислових мереж до сучасних оперативних вимірювальних і контрольних приладів і, таким чином, уможливити створення централізованого управління, як у випадку Системи SCADA або системи управління енергією будівлі. Однак, за бажанням користувача, окремі елементи парових систем можуть працювати самостійно.

Котли та опалювальні установки, що працюють з парою, можуть працювати довгі роки завдяки належному технічному обслуговуванню, тоді як стан багатьох елементів системи можна легко контролювати автоматично. Порівняно з іншими системами, плановий контроль та моніторинг каналізації конденсату в парових конденсатних системах можна забезпечити дуже легко за допомогою системи моніторингу. Завдяки цьому можна автоматично виявити будь-які витоки або завали та негайно повідомити про це відповідальних працівників. Це на відміну від дорогих приладів для виявлення витоків газу або трудомісткого моніторингу, що виконується вручну в нафтових або водних системах.

Якщо парова система вимагає технічного обслуговування, дуже просто відокремити відповідні частини технології та дуже швидко злити їх, так що ремонт можна виконати майже відразу. У багатьох задокументованих випадках виявилося значно дешевшим впровадження сучасної, перевіреної парової системи із складною системою управління та контролю, ніж заміна її на альтернативні методи виробництва та постачання енергії, такі як децентралізована система, заснована на спалюванні газу.

Сучасні технології конденсату пари знаходяться в милях від традиційного використання пари в парових машинах та інших методів, що з’явилися на початку промислової революції. Крім того, пара є найкращим вибором для сучасної промисловості. Уявіть собі будь-яку відому торгову марку чи компанію, і в дев’яти з десяти пар буде відігравати важливу роль у виробництві їх продукції.

Вкладка. 1: Порівняння властивостей пари та гарячої води
Для Гаряча вода
Високий вміст тепла (приховане тепло приблизно 2100 кДж/кг) Середній вміст тепла (питома теплоємність 4,19 кДж/кг ° С)
Хороший коефіцієнт тепловіддачі Середній коефіцієнт тепловіддачі
Для цього не потрібні циркуляційні насоси, менший діаметр труби Йому потрібні циркуляційні насоси, більші труби
Просте регулювання двосторонніми клапанами Більш складне регулювання - триходові клапани або клапани перепаду тиску
Необхідні каналізаційні стіки, управління конденсатом Йому не потрібні каналізація конденсату або управління конденсатом
Пара легко регулюється на основі залежності тиску/температури
Пар передає тепло при постійній температурі

Продовження наступного випуску.

Джерело: Книга про петлю пари та конденсату. Процитовано 13 січня 2014 р. Spirax Sarco Inc. 2011. ISBN 978-0-9550691-5-4.