расчет для частного дома, принцип работы, как установить на фото и видео
Содержание:
1. Особенности парового отопления
2. Принцип работы парового отопления
3. Варианты схем парового отопления
4. Самостоятельный монтаж паровой системы
5. Виды паровых систем
Паровое отопление по-прежнему востребовано в частном жилом секторе, с помощью эффективной схемы парового отопления обогревают загородные коттеджи, дачные дома. Тем самым владельцы недвижимости предпочитают использовать в качестве носителя тепла пар.
Одно время принцип работы парового отопления использовался для теплоснабжения крупных зданий. Пар для этой цели получался в результате работы специальных устройств – парогенераторов или же он был побочным продуктом некоторых производственных процессов. Сейчас такой тип теплоснабжения успешно используется в собственных домовладениях.
Схема парового отопления частного дома состоит из обогревательных котлов компактных размеров и ее конструктивные элементы отличаются доступностью, поэтому она способна составить достойную конкуренцию традиционно используемым водяным системам.
Особенности парового отопления
В настоящее время схема парового отопления в частном доме представляет собой недорогое и одновременно эффективное решение проблемы теплоснабжения загородного строения.
Подобные отопительные системы обладают массой преимуществ, среди которых хочется выделить следующие:
- высокий КПД. Оборудование способно работать на протяжении длительного времени без потери первоначальных характеристик. Использовать его выгодно по причине высокой производительности;
- в конструкции отсутствуют затраты теплоты. Данные положительные моменты достигаются в результате использования труб с меньшим сечением. Пар, в отличие от воды имеет хорошие теплоаккумулирующие характеристики, он отлично передает тепло посредством радиаторов;
- даже самое большое помещение прогревается очень быстро. Согласно инструкциям, прилагаемым к паровому оборудованию, пар характеризуется невысокой инерционностью, поэтому и обогреваются комнаты с высокой эффективностью за короткое время.
Принцип работы парового отопления
До того как установить паровое отопление самостоятельно, необходимо разобраться с принципом его действия. Сначала воду в паровом котле доводят до состояния кипения, и она начинает испаряться. Затем пар поступает в трубы и радиаторы, а благодаря конденсации возвращается назад в нагревательный котел.
Воздух в трубах паровых отопительных конструкций не задерживается, поскольку вытесняется паром, подаваемым под высоким давлением, и поэтому проблемы с завоздушиванием в них отсутствуют. Наружу воздух выводится по воздухоотводным трубам.
Варианты схем парового отопления
В настоящее время существует большое количество отопительных схем, функционирующих при помощи такого теплоносителя как пар. Естественно, что цена создания системы теплоснабжения и ее эффективность напрямую зависят от того, какая задействована схема парового отопления.
В небольших по площади коттеджах и собственных домах часто пользуются отопительными системами с применением пара под низким давлением, порядка 100-170 кг/ кв.м. Не меньшей популярностью пользуются вакуумно-паровые конструкции – в них давление достигает 100 кг/кв.м.
Когда домовладение большое, разумным будет решение установить систему, работающую с высоким давлением такого теплоносителя как пар. Если создается паровое отопление — схема по такому типу предусматривает, что давление в магистралях может достигать 600 кг/кв.м.
Также паровые отопительные системы отличаются по способу возврата конденсата в нагревательный котел.
Они бывают:
- открытыми (разомкнутыми) – конденсат собирается в специальном баке и перекачивается после охлаждения в котел для последующего нагрева;
- закрытыми (замкнутыми) – в них монтируют широкого диаметра трубы, по которым конденсат возвращается в нагревательный агрегат самотеком.
Самостоятельный монтаж паровой системы
Самостоятельно обустроить паровую систему отопления несложно. Главное во время работы уделять внимание каждой детали и придерживаться определенных правил.
Создание парового теплоснабжения производится поэтапно:
Подготовка котельной. Как видно на фото, при обустройстве помещения важно обеспечить его защиту. Для этого стены обшивают негорючим материалом, например, можно использовать листовой асбест. На этом этапе также заливают фундамент для монтажа котла.
Установка котла. Его помещают ниже уровня расположения трубопроводов и радиаторов. Это позволяет передвигаться пару по отопительной конструкции вверх.
Одновременно конденсат станет направляться в котел самотеком. Читайте также: «Принцип работы и устройство парового котла – различия, преимущества».
Монтаж трубопроводов и установка отопительных радиаторов
. Основное, на что обязательно нужно обратить внимание – это правильный выбор типа труб (предпочтение желательно отдать медным изделиям) и диаметр изделий. Их необходимо монтировать в здании. Запрещено использовать пластик, который не способен выдерживать высокое давление в системе.Когда создается паровое отопление в частном доме – схема предусматривает монтаж радиаторов путем использования сварки или резьбового соединения. Главное в этом вопросе – соблюдение герметичности, в противном случае трубы, находясь под высоким давлением, станут пропускать пар. Читайте также: «Как сделать паровое отопление в частном доме своими руками – виды систем, выбор котлов, труб».
Установка нагревательного котла и датчиков. На теплоагрегате должен иметься манометр и прочие регулирующие устройства.
Тестирование работоспособности отопительной системы. Обычно для проведения таких работ следует пригласить профессионалов. Специалисты соответствующей квалификации выполнят правильно процедуру первого пуска агрегата и отопительной системы в полном соответствии с существующими нормами и стандартами.
Когда в процессе стартового запуска возникнут проблемы, тогда их срочно требуется устранить. Иначе эксплуатировать конструкцию теплоснабжения запрещено. На каждой батарее должно быть установлено два крана – один для регулировки температуры, а второй – для отключения системы.
Виды паровых систем
Котлы, которые используются, когда обустраивается схема парового отопления одноэтажного дома или здания большей этажности, представлены сегодня на рынке в широком ассортименте.
С их использованием оборудовать можно два типа схем:
- одноконтурную систему – обеспечивает обогрев дома паром;
- двухконтурную конструкцию – пар применяется не только для обогрева дома, но и для нагрева воды. Эти схемы удобны, практичны, функциональны и производительны.
Эти схемы удобны, практичны, функциональны и производительны.Нагревательные котлы для паровых систем работают на разных видах топлива, например, угле и природном газе. Оборудовать паровой системой можно любой дом, вне зависимости от расстояния до газовой магистрали.
Паровое отопление – схемы, оборудование и комплектующие материалы
Многие обыватели, используя термин «паровое отопления», подразумевают под ним водяное. И это неправильно. Это похожие системы, только в первом случае в качестве теплоносителя используется насыщенный водяной пар с температурой +130°С (не больше). К тому же котел, который доводит воду до состояния пара, также имеет совершенно другую конструкции, сильно отличающуюся от котлов водяного отопления. Чтобы в дальнейшем наши читатели понимали, о чем идет речь, разберемся с паровым отоплением по всем позициям.
Особенности паровой системы
Если рассматривать систему парового отопления с чисто технологического процесса, то необходимо отметить, что тепловая энергия выделяется из двух процессов:
- Непосредственно от пара.
- И от процесса конденсации пара на внутренних стенках радиаторов.
Кстати, в процессе конденсации происходит высвобождение тепловой энергии, равной 2,3 МДж/кг. Это очень большая величина.
Паровой котел
Оборудование для выработки пара
Теперь можно перейти к основному источнику вырабатываемого тепла. В настоящее время промышленность предлагает три основных вида оборудования:
- Паровой котел.
- Паровая турбина. Она отличается от котла способом отбора пара.
- Редукционно-охладительная установка (РОУ). По сути, эта установка отдельно от котла не работает. Ее основное назначение – снизить давление и температуру пара до необходимых показателей.
Внимание! В настоящее время система парового отопления в жилых помещениях не используется.
Поэтому, если кто-то пытается его организовать в своем доме, то знайте, это запрещено законодательными актами.Паровые установки применяются в производствах различного назначения, на больших заводах и фабриках. И то чаще всего это побочная система, которая снабжается паром, как отходом основного производства.
Стандартная схема
Классификация систем парового отопления
Мы уже упомянули о том, что кроме пара в качестве теплоносителя используется и конденсат. Так вот все системы парового отопления делятся на две группы, в основе которых лежит способ возврата конденсата в отопительный котел, где он пускается в повторный оборот.
- Замкнутая. В этой схеме конденсат самотеком поступает по обратным трубам в котел.
- Разомкнутая. Здесь конденсат собирается в специальной емкости, откуда насосом подается в котел.
Все остальные элементы отопления ничем не отличаются от водяного. В ней присутствуют трубы, радиаторы, запорная арматура и так далее.
Самодельная паровая система отопления
Отопление паром своими руками
В жилых помещениях использовать этот вид отопления нельзя, а, значит, в нежилых можно. Поэтому многие домашние мастера используют этот вариант для обогрева бань, гаражей, кладовок и сараев. Тем более, этот вид отопительной сети имеет ряд достаточно весомых преимуществ.
Преимущества
- Компактные габариты котла и системы в целом.
- Используются трубы небольшого диаметра.
- Низкая инертность.
- Быстрый нагрев помещений.
Недостатки
Без недостатков тоже не обошлось.
- Высокая температура приборов отопления. Есть большая вероятность получить ожоги.
- Невозможно регулировать температуру радиаторов.
- При движении пара по схеме создается шум.
- Невысокий срок службы всех элементов отопительной системы за счет высокой температуры теплоносителя.
- Сложная схема парового отопления, особенно обратного контура, по которому возвращается конденсат.
С достоинствами и недостатками парового отопления разобрались, возвращаемся к основному вопросу, можно ли соорудить паровое отопление своими руками? Ничего сложного в этом нет, если разобраться со схемой и с материалами, которые используются в ней. Начнем со схем. Их несколько видов, просто перечислим.
- Распределительный паропровод расположен вверху.
- Внизу.
- Используется как промежуточный паропровод.
- С прокладкой сухого или мокрого конденсатопровода.
Оптимальный вариант для домашнего использования позиция номер один. По сути, физика движения пара точно такая же, как и у горячей воды, так что не стоит здесь изобретать велосипед. Это самый простой и эффективный вариант.
Медные трубы для парового отопления
Теперь переходим к выбору котла. Для домашнего использования вам понадобится агрегат низкого давления. Эти приборы сегодня вы можете найти на рынке, проблем здесь нет. Можно соорудить паровой котел своими руками.
Правда, это не самая простая конструкция. И если вы в этой сфере не специалист, то не стоит даже и начинать его сборку. Тем более, пар – это по своему агрессивный источник тепловой энергии, поэтому не рекомендуется устанавливать самодельные агрегаты. Используйте только сертифицированное оборудование.
Обращаем ваше внимание на технические характеристики паровых котлов:
- Давление пара на выходе – 6 атм.
- Температура теплоносителя – 130°С.
Внимание! Паровой котел обязательно устанавливается ниже уровня установки радиаторов и прокладки трубопроводов. В подвале устраивать котельную не стоит, лучше возвести дополнительное помещение с хорошо действующей вентиляцией.
Хотелось бы обратить ваше внимание, что паровые котлы могут работать на любом виде топлива. Поэтому производители выпускают различные модели. Хотя предпочтение отдается газовым котлам и твердотопливным.
Паровой котел в сборе
Комплектация
В первую очередь разберемся с трубами.
Так вот пластиковые изделия в этой системе не устанавливаются. Они просто не выдержат такой высокой температуры. Бюджетный вариант – стальные трубы. Правда, у них очень низкий срок эксплуатации. Лучше всего, если будут использованы трубы из нержавейки или меди. Но это дорого.
В технологии сооружения трубной разводки самым главным критерием является создание герметичной отопительной системы. Поэтому трубы рекомендуется сваривать между собой. Можно использовать и резьбовое соединение, но необходимо, чтобы оно соответствовало высоким требованиям устойчивости к воздействию пара. Все то же самое относится и к запорной арматуре, манометрам и термометрам.
Что касается радиаторов отопления, то и тут выбор достаточно большой. Главное, чтобы они соответствовали техническим характеристикам котла, то есть вырабатываемому давлению и температуре теплоносителя. С давлением проблем возникнуть не должно, потому что стандартные батареи спокойно выдерживают 6 атм. Если хотите иметь запас прочности, тогда выбирайте модели, которые могут выдержать большее давление до 16 или 25 атм.
Хотя во многих случаях это излишне.
Заключение по теме
Отопление с помощью насыщенного пара – дело реальное. Конечно, это не самый простой вариант, к тому же он требует больших денежных вложений, плюс высокое потребление топлива. Ведь, чтобы нагреть воду до +130°С, надо потратить большое количество энергоносителя. Расход получается двойной. Может быть, поэтому еще этот вид отопительной системы не очень популярен среди наших соотечественников.
Принцип работы промышленного парового котла на твердом топливе
Паровые котлы предназначены для обеспечения технологическим паром производственные предприятия различных назначений: промышленных, сельскохозяйственных и предприятий пищевой промышленности. Пар используется для выработки электроэнергии, участвует в производстве последнего продукта, а также в виде высокотемпературного теплоносителя, который имеет высокий коэффициент теплообмена.
Для каждого метода использования пара нужны различные параметры температуры, давления и степени «сухости».
В местности где отсутствует центральное отопление, промышленный твердотопливный паровой котел является одним из лучших решений вопросов об отоплении. Кроме нагретого теплоносителя, одновременно производится большое количество пара, который необходим для сельскохозяйственных нужд, продуктовой промышленности и других.
Промышленные паровые котлы большой мощности на твердом топливе, одновременно работает на нагрев теплоносителя и производство пара. Принцип работы заключается в следующем:
Вода, которая поступает в теплообменник, предварительно подогревается, нагретым в процессе горения топлива воздухом. Сжигание топлива происходит при высокой температуре. Вода, доводится до точки кипения и испаряется. Влажный пар поступает в специальный коллектор, где частицы влаги удаляются. После этого пар дополнительно подогревается до необходимой температуры.
Паровые промышленные котлы подразделяются на две категории, по теплообменнику внутри устройства.
В отличии от устройств, которые работают на нагрев теплоносителя до температуры 60-90°С, расчет мощности парового котла выполняется по специальной формуле Q = 0,001163 × {D × (іп-іп.в)} / η. Провести все необходимые расчеты, может только грамотный специалист теплотехник.
Пар, который образуется благодаря преобразованию тепловой энергии, полученной путем сжигания твердого топлива и передающей жидкости теплоносителя. По своим конструкционным особенностям, котел для парового отопления на твердом топливе относится к одной из групп:
Газотрубные агрегаты – нагретые дымовые газы проходят по трубам, которые расположены в емкости, которая заполнена теплоносителем. Таким образом, тепло передается от дыма к жидкости. В промышленных целях, данный вид котлов используется очень редко, по причине низкой производительности.
Водотрубные агрегаты – высокопроизводительные промышленные твердотопливные котлы имеют расположен внутри топки водяной контур.
Теплоноситель, который циркулирует по трубам, быстро нагревается до температуры кипения. Устройство парового котла на твердом топливе имеет, так говоря двойную подготовку пару. Процесс преобразования осуществляется следующим образом:
Производство насыщенного пара – образуется в процессе кипения. Пар содержит большое количество влаги и находится в динамическом равновесии с кипящей водой. Насыщенное парообразование используют для подогрева нефтепродуктов, перед транспортировкой по трубам. В некоторых случаях пар применяется для систем отопления производственных помещений.
Перегретый пар – воду доводят до температуры кипения, после чего в виде газообразного вещества отправляют в специальный сепаратор, для удаления частей влаги. Котлы, которые используют принцип перегретого парообразования, применяются во многих отраслях промышленности.
Твердотопливные котлы для парового отопления используют во многих сферах и отраслях производства.
Наиболее нужны в следующих областях:
Строительство – при изготовлении железобетонных изделий, пар применяют для придания прочностных характеристик продукции. Железобетонные изделия с помощью пара ускоряют сушку, при этом предотвращает растрескивание бетона, вследствие нехватки влажности.
Деревоперерабатывающая промышленность – пар применяют для сушки пиломатериалов. С помощью пара образуются оптимальное соотношение температуры и влажности воздуха в сушильных камерах.
Изготовление продуктов питания – промышленные паровые отопительные котлы на дровах используются для дезинфекции помещений термической обработки продуктов. Широкое применение инсталляции получили при изготовлении консервов и сухих смесей.
Нефтеперерабатывающая промышленность – нефтепродукты, после изъятия, направляют в цистерны, после чего перевозят для дальнейшей переработки. Чтобы обеспечить беспрепятственную транспортировку продуктов, их необходимо быстро и с наименьшими финансовыми затратами нагреть до определенной температуры.
Отопление – промышленный твердотопливный котел также применяется для парового отопления. Затраты на нагрев уменьшаются на 15-20%. Решение требует определенной модификации уже действующего контура обогрева.
— Разнообразная конструкция паровых котлов, работающих на твердом топливе, дает много согласований для классификации. Чаще всего в качестве основных параметров используется метод загрузки топлива, конструкция котла, визначаюча время сжигания топлива, материалы теплообменника и принцип, по которому осуществляется передача энергии.
В зависимости от метода загрузки топлива, котлы делятся с ручной загрузкой топлива и автоматическим. Котлы с ручной загрузкой работают на угле, дровах, брикетах, автоматические на древесных гранулах (пелеті).
промышленные паровые котлы одни из самых нуждающихся теплогенераторов . Полностью перечислить все сферы применения отопительного оборудования крайне трудно.
Чтобы установить паровое отопление, нужно знать и соблюдать несколько простых правил:
Начальные настройки выполняет представитель компании производителя.
Так можно установить наиболее экономный режим работы расхода топлива на паровом котле. В присутствии мастера выполняется первый запуск, оборудование ставится на гарантийное обслуживание.
Паропроизводительность твердотопливного котла направления зависит от качества воды, перед установкой монтируется системы водо-подготовки и фильтрации.
Работа парового котла требует постоянного корректирования настроек и обслуживания системы отопления. Проводится регулярное обслуживание и промывка систем. При условии соблюдения правил эксплуатации, котел проработает весь заявленный производителем срок действия.
Промышленные паровые котлы, работающие на твердом топливе, в случае деревообрабатывающей, пищевой или нефтеперерабатывающей промышленности просто не имеют альтернативы. Получить достаточное количество пара с минимальными затратами, с помощью другого оборудования, крайне проблематично, но паровой котел можно и просто для отопления.
Паровой котел на твердом топливе придает собой оптимальный способ осуществления теплоснабжения в случае наступления перебоев с электричеством, а также при отсутствии центрального газоснабжения. Это делает его особенно необходимыми для мелких поселков, расположенных на окраинах.
Твердотопливные системы не требуют постоянного обслуживания и способны работать в автоматическом режиме, поддерживая необходимую температуру работы системы отопления.
Высокая экономичность паровых твердотопливных котлов делает возможным создание автономной отопительной системы. Именно поэтому подобные котлы крайне востребованы в тех регионах, которые испытывают ряд проблем с подачей газа и электроэнергии.
Паровые котлы, работающие на твердом топливе, отличаются экологичностью. Стоимость топлива, используемого для поддержания его работы, достаточно высока. Кроме того, оно отличается доступностью.
Насыщенность оборудование устройствами и датчиками, контролирующими его работу, значительно повышают безопасность эксплуатации.
Можно получить немалую пользу также по использованию отходов сгорания.
Котлы подобного типа способны работать в условиях повышенной запыленности, что делает возможным эксплуатацию в недостроенных домах, а также в домах, не имеющих внутренней отделки.
Термоизоляция в паровых котлах создается за счет применения материалов, не содержащих асбест.
Возможно применение некоторых типов котлов в системах принудительной и естественной циркуляцией теплоносителей.
Допустим переоборудование паровых котлов, функционирующих на твердом топливе, для работы с другими видами топлива, легко осуществляя переход от одного на другой.
Прямоточный паровой котел не нуждаются в сложной эксплуатации.
Стабильность параметров обогрева – в отличии от других агрегатов, для сжигания твердого топлива в котле и нагрев теплоносителя, остаются под контролем. Увеличенная теплоотдача достигается за счет режима газогенерации.
Прямоточный паровой котел не нуждаются в сложной эксплуатации.
Стабильность параметров обогрева – в отличии от других агрегатов, для сжигания твердого топлива в котле и нагрев теплоносителя, остаются под контролем. Увеличенная теплоотдача достигается за счет режима газогенерации.
Увеличена теплоотдача и экономичность – расходы на топливо уменьшаются на 10-15%.
Отсутствует необходимость в расширении для установки. Продукция сертифицирована. Для монтажа не требуется выполнять согласование и проектирование документации.
Однако паровые котлы не лишены и недостатков:
Паровое отопление в частном доме — Вентиляция, кондиционирование и отопление
Сложное устройство паровых котлов, а равно и слишком большая мощность таких агрегатов, ограничивают сферу их применения преимущественно промышленным и коммунальным сегментом рынка теплогенерирующего оборудования.
Причем в этих секторах у парогенерирующих котлов попросту нет конкурентов.
Впрочем, некоторые «паровые» модели можно внедрить и в схему отопления частного дома, повысив ее производительность и эффективность.
Паровой котел отопления – это мощный и производительный тепловой генератор, превосходящий «водяной» аналог практически по всем характеристикам.
При этом залогом подобного доминирования является сам принцип работы агрегата, заключающийся в следующем:
- Вода из бака в верхней части стекает в коллектор у основания котла.
- Из коллектора вода подается обратно в бак, проходя сквозь встроенный в топку трубчатый теплообменник.
- От перегретой в топке жидкости отделяется газообразная фракция с меньшей плотностью – пар, «собираемый» приемником, встроенным в верхний бак.
- Кипящая вода смешивается с пока еще холодной средой в баке, повышает ее температуру и «уходит» вниз – на коллектор, и далее – на теплообменник.
Проще говоря: условная «порция» воды циркулирует между баком и коллектором до тех пор, пока энергия топки не превратит всю жидкость в пар, подаваемый из приемника в напорную трубу котла.
То есть к потребителю уходит только разогретый теплоноситель, а «недозревшая» до состояния пара вода остается в котле, повышая температуру «возвращающегося» по обратке разводки конденсата. В итоге владелец такого оборудования может рассчитывать на целый ряд выгодных качеств и характеристик.
Схема парового отопления для частного домаПреимущества и недостатки парогенерирующего оборудования
Эксплуатация паровых котлов, работающих на основе вышеописанного принципа действия, гарантирует владельцу отопительной системы следующий набор преимуществ:
- Быстрый прогрев обслуживаемого пространства – газообразный теплоноситель движется по разводке с большой скоростью, перенося от котла к батареям огромную «порцию» энергии.
- Экономию на напорном оборудовании – кипящая вода создает давление в паровом пространстве котла, обеспечивая достаточно сильное для циркуляции теплоносителя побуждение. Возврат конденсата в водное пространство агрегата обеспечивает сила гравитации.
- Экономию на топливе – генератор пара использует в своей работе любой вид топлива: от дешевых дров и газа до дорогого электричества и мазута. При этом схема работы обеспечивает максимально высокий КПД котла за счет повторного использования пока еще не вскипевшей воды.
К возможным недостаткам паровых теплогенерирующих установок относятся следующие факты:
- Высокое давление пара в паровом котле отопления, из-за которого понижается общий уровень безопасности установки. То есть, несмотря на всю надежность конструкции, при неосторожном обращении такой котел может попросту взорваться.
- Высокая температура теплоносителя, из-за которой систему отопления придется собирать на основе стальных труб, способных выдержать нагрев выше 100 градусов Цельсия.
Кроме того, необходимо упомянуть еще и потребность в частых ремонтах узлов парогенерирующего агрегата, разрушаемых вследствие постоянного контакта с горячими средами — теплоносителем, дымовыми газами, открытым огнем.
Типы паровых котлов
- Жаротрубная установка – устаревшая модель, предполагающая разогрев воды энергией «выхлопных» газов топки, движимых по трубчатым воздуховодам, которые монтируют прямо в водное пространство котла. Такие агрегаты нуждаются в слишком частом ремонте и не могут генерировать более 360 кВт тепловой мощности и 10 атмосфер давления в разводке. Но главный недостаток жаротрубного варианта – это склонность к перегреву, заканчивающаяся взрывом оборудования, и плохая управляемость процессом парообразования.
- Водотрубная установка – вполне современная модель, предполагающая разогрев циркулирующей в трубках теплообменника жидкости энергией сгоревших за его пределами газов. Проще говоря: в «камеру сгорания» такого котла погружают теплообменник из тугоплавкого металла, во внутреннюю полость которого заливают воду, вскипающую под действием жара топки. Такой котел не взорвется из-за небрежного обращения. Кроме того, подобная система настроена на режим максимального использования энергии сгоревшего топлива, что позволяет водотрубным котлам демонстрировать максимально высокий КПД.
- Прямоточная установка – промышленная версия водотрубной модели, применяемая в качестве генератора пара как на электростанциях, так и в коммунальном хозяйстве. От предшествующей модели этот вариант отличает наличие напорного оборудования, прокачивающего воду сквозь теплообменник с максимальной площадью поверхности. Причем по мере движения среды по контуру большая часть жидкости превращается в готовый для употребления пар. Такие установки будут работать и парогенерирующем, и в водогрейном режиме, обеспечивая любой уровень тепловой мощности и любое давление в разводке.
Паровое отопление частного дома – рекомендации по обустройству системы
Такую теплогенерирующую установку можно использовать только в том случае, если жилище удовлетворяет следующим требованиям:
- Огнестойкость основных конструкционных элементов строения – не менее 75 минут.
- Наличие оконных проемов в каждой комнате.
- Наличие работоспособной приточно-вытяжной вентиляции хотя бы однократного цикла.
- Высота потолков в строении – не мене 220 сантиметров.
- Наличие котельной или возможности поместить котел на удалении 100 сантиметров от стен и потолка.
Если ваш дом удовлетворяет этим требованиям, то вы можете перейти к процессу монтажа системы отопления, приняв во внимание следующие рекомендации:
- Разводка системы собирается только из металлических труб – стальных или медных.
- Оптимальная схема разводки – двухтрубная или, как вариант, коллекторная. Однотрубную разводку лучше оставить для водогрейного контура – она слишком сильно шумит.
- Мощность парового котла отопления побирается по классической пропорции – квадратный метр = 0,12 кВт или кубический метр = 0,041 кВт.
- Оптимальная разновидность батареи отопления – пластинчатый конвектор или биметаллический радиатор. А вот панельные батареи и чугунные радиаторы лучше не использовать. Первые не выдержат давления пара. Вторые демонстрируют не слишком высокую энергетическую эффективность.
- На небольшой площади в обратку системы придется врезать конденсатор – «сгуститель» пара, укомплектованный циркуляционным насосом. Поскольку «короткий» контур разводки не сможет обеспечить естественную конденсацию теплоносителя. При этом выделяемую конденсатором энергию можно использовать для косвенного нагрева бойлера системы горячего водоснабжения.
- В качестве герметика резьбовых стыков придется использовать теплостойкий материал, ведь температура пара доходит до 250 градусов Цельсия.
Схема монтажа котла, батарей и трубопроводов в этом случае не обличается от общепринятого варианта «обвязки» водогрейного котла.
Паровое отопление в частном доме своими руками: от печи и парогенератора
Частные домостроения, которые используются круглый год, помимо водопровода и канализации обеспечиваются отопительными системами. Неоспоримым достоинством автономного отопления является индивидуальное решение о начале и окончании отопительного сезона. Вариантов обустройства системы может быть несколько. Паровое отопление в частном доме – это один из самых старых методов поддержания комфортной температуры в холодное время. Существует несколько разновидностей реализации системы автономного парового отопления, из которых можно выбрать наиболее подходящую.
Составляющие и принцип работы паровой системы
Независимо от схемы реализации, паровое отопление имеет такие конструктивные составляющие: источник тепла – парогенератор, трубопровод, нагревательные элементы, контрольно-измерительные приборы и запорно-регулирующие детали.
В качестве источника тепла может быть выбран электрический парогенератор. Достаточно установить требуемые параметры в меню и наслаждаться комфортной температурой
Трубопровод подразделяется на паропровод и конденсатопровод. По первому в систему подается пар. По второму отводится конденсат. Конденсатопроводы в зависимости от способа движения конденсата могут быть:
- самотечными, с прокладкой трубопровода с уклоном в сторону накопительной емкости.
- напорными, движение конденсата обуславливается разностью давления.
В зависимости от наполненности конденсатопровод бывает:
- сухим, в процессе работы системы труба частично заполнена водой;
- мокрым, конденсатопровод постоянно заполнен водой.
В отличие от водяного, системы парового отопления имеют такие недостатки:
- наличие шума в процессе работы;
- слишком горячая поверхность отопительных элементов;
- затруднено регулирование теплоотдачи отопительных элементов;
- менее долговечны, чем водяные системы отопления.
Важно. При использовании парового отопления поверхность отопительных элементов временами приближается к 100°C. Поэтому нужно быть осторожным, иначе можно получить ожог.
А также достоинства:
- небольшие размеры составляющих отопительной системы;
- высокая теплоотдача отопительных элементов;
- быстрый нагрев помещения;
- пар доставляется в любую точку системы, не теряя своей нагревательной способности;
- экономичность.
В процессе нагревания воды в источнике тепла выделяется пар. При его конденсации выделяется тепло. Пар по паропроводам передается в отопительные элементы, где он посредством конденсации нагревает стенки приборов, которые отдают тепло помещению. После этого конденсат направляется в сборную емкость, после чего самотеком или при помощи насоса отводится в котел для последующего нагрева. После чего весь процесс повторяется. Во избежание встречного движения конденсата уклон магистрали выполняется в сторону движения пара. Для того чтобы пар не проникал в конденсатопровод используют подпорные шайбы или конденсатоотводчики.
Вот так выглядит классический твердотопливный парогенератор:
Различные схемы реализации парового отопления
Чтобы выполнить паровое отопление своими руками, нужно знать какие варианты могут быть реализованы.
Замкнутая и разомкнутая разводка трубопровода
В зависимости от метода возвращения конденсата в источник тепла, различают два варианта парового отопления: замкнутые и разомкнутые.
В замкнутой системе конденсат с отопительных элементов возвращается в источник тепла под действием разности давления. Для эффективной работы такой системы необходимо чтобы паросборник размещался достаточно низко по отношению к отопительным элементам.
Чтобы паровое отопление с замкнутой системой работало с полной отдачей, нужно паросборник разместить так, чтобы он находился ниже отопительных элементов
Разомкнутая система предполагает самотечное поступление конденсата в накопительный бак. Откуда периодически идет перекачка в источник тепла при помощи насоса. Такая система должна обеспечиваться свободным стеканием конденсата из последнего отопительного элемента в накопительную емкость.
В разомкнутой системе парового отопления конденсатопровод, выходящий из последнего отопительного элемента, должен располагаться под наклоном по отношению к накопительному баку
Двухтрубная или однотрубная система?
В зависимости от способа подвода труб к приборам паровое отопление подразделяется на однотрубное и двухтрубное. Из-за сложности регулирования теплового потока однотрубная система парового отопления используется редко. Для контроля приходится приобретать специальные устройства, что увеличивает стоимость работ. Намного легче регулировать двухтрубную систему отопления. На входе пара в отопительный прибор устанавливают регулирующий вентиль. На выходе конденсата – термостатирующие конденсатоотводчики. Благодаря этому двухтрубная система менее шумная, чем однотрубная.
Ориентируемся на давление системы
Подразделение систем парового отопления в зависимости от давления:
- низкого давления, бывают закрытые и открытые;
- высокого давления;
- вакуум-паровые.
Различные схемы паровых систем отличаются по способу присоединения радиаторов, расположению паропроводов и конденсатопроводов. Рассмотрим вариант системы низкого давления. Возникающее в котле давление способствует передвижению пара, который поступает в стояк, а затем в разводящий паропровод. От него отходят стояки, ведущие к отопительным элементам. К радиаторам подключают паровые подводки с регулировочными кранами. Пар поступает в отопительные элементы, охлаждается от соприкосновения со стенками прибора, отдавая тепло. В процессе выделяется конденсат, который через конденсатопроводы отправляется опять в котел.
Системы парового отопления низкого давления снабжаются манометрами, которые помогают контролировать давление в системе. На отопительном котле должен стоять выкидной предохранитель
Системы высокого давления в начальной точке паропровода имеют давление пара выше 0,7 кгс/см². Они бывают только с замкнутым контуром. Рассмотрим один из вариантов реализации такой системы. Образованный пар редуцируется и отправляется в распределительную гребенку. Здесь же устанавливается предохранительный клапан, контролирующий давление в пределах установленного. Для его ремонта устанавливается байпас.
Далее пар через стояки направляется к отопительным элементам. Давление в системе должно быть достаточным для удаления конденсата, так как его температура почти равна температуре пара. Паропровод на входе и конденсатопровод на выходе радиаторов снабжаются вентилями. Для контроля давления устанавливается манометр. Для компенсации температурных удлинений на трубопроводе предусматриваются компенсаторы.
Отопительные элементы должны быть снабжены регулирующими вентилями на входе паропровода в радиатор. На выходе в конденсатопровод устанавливаются термостатирующие конденсатоотводчики
Вакуум-паровые системы работают при помощи насоса. Он способствует созданию низкого давления в котле и перемещению пара, а впоследствии конденсата по системе.
Используем уже существующую печку
В домах, где уже имеется печь, можно провести паровое отопление, используя ее. Правила монтажа и разводки трубопровода такие же, как и в остальных случаях. Однако паровое отопление от печи подразумевает отсутствие отопительных элементов в помещении, в которое выходит труба. Исключением являются помещения с площадью более 40 м².
Установка парового отопления требует точного соблюдения технологии. При этом нужно произвести сложные расчеты, учесть все тонкости процесса. Если работы выполняются самостоятельно расчет лучше доверить профессионалам. Только так можно добиться эффективной работы парового отопления.
- Автор: Анастасия
- Распечатать
Оцените статью:
(2 голоса, среднее: 4 из 5)
Поделитесь с друзьями!
Теплообмен | Спиракс Сарко
Дом / Узнать о паре /
Теплопередача
Содержимое
- Инженерные единицы
- Что такое пар?
- Перегретый пар
- Качество пара
- Теплопередача
- Методы оценки расхода пара
- Измерение потребления пара
- Тепловой рейтинг
- Энергопотребление резервуаров и чанов
- Отопление с помощью змеевиков и кожухов
- Обогрев чанов и резервуаров с помощью впрыска пара
- Потребление пара трубами и воздухонагревателями
- Потребление пара теплообменниками
- Потребление пара растительными предметами
- Энтропия — основное понимание
- Энтропия — ее практическое применение
Назад, чтобы узнать о паре
Теплопередача
Пар часто генерируется для обеспечения теплопередачи в процессе. Объясняются режимы теплопередачи (проводимость, конвекция, излучение) внутри среды или между средами, а также расчеты и другие вопросы, такие как барьеры теплопередачи.
В системе парового отопления единственной целью производства и распределения пара является обеспечение тепла на поверхности теплопередачи технологического процесса. Если известны требуемый расход теплоты и давление пара, то можно определить необходимый расход пара. Это позволит установить размер котла и систему распределения пара.
Способы теплопередачи
Всякий раз, когда существует градиент температуры внутри среды или между средами, будет происходить передача тепла. Это может принимать форму проводимости, конвекции или излучения.
Теплопроводность
Когда существует градиент температуры либо в твердой, либо в стационарной жидкой среде, происходящая теплопередача называется теплопроводностью. Когда соседние молекулы в жидкости сталкиваются, энергия передается от более энергичных молекул к менее энергичным. Поскольку более высокие температуры связаны с более высокими молекулярными энергиями, проводимость должна происходить в направлении снижения температуры.
Это явление наблюдается как в жидкостях, так и в газах. Однако в жидкостях молекулярные взаимодействия тем сильнее и чаще, чем ближе друг к другу молекулы. В твердых телах проводимость вызвана атомной активностью колебаний решетки, как объясняется в Модуле 2.2.
Уравнение, используемое для выражения теплопередачи теплопроводностью, известно как закон Фурье. Там, где существует линейное распределение температуры в стационарных условиях, для одномерной плоской стенки это может быть записано как:
Пример 2.5.1
Рассмотрим плоскую стену, изготовленную из твердого железа с теплопроводностью 70 Вт/м °C и толщиной 25 мм. Он имеет площадь поверхности 0,3 м на 0,5 м, с температурой 150 ° C с одной стороны и 80 ° C с другой.
Теплопроводность является характеристикой материала стены и зависит от температуры. В таблице 2.5.1 показано изменение теплопроводности в зависимости от температуры для различных распространенных металлов.
Таблица 2.5.1 Теплопроводность (Вт/м °C)
| Материал | Теплопроводность (Вт/м °C) | ||
| При 25°С | При 125°С | При 225°С | |
| Железо | 80 | 68 | 60 |
| Низкоуглеродистая сталь | 54 | 51 | 47 |
| Нержавеющая сталь | 16 | 17,5 | 19 |
| Вольфрам | 180 | 160 | 150 |
| Платина | 70 | 71 | 72 |
| Алюминий | 250 | 255 | 250 |
| Золото | 310 | 312 | 310 |
| Серебро | 420 | 418 | 415 |
| Медь | 401 | 400 | 398 |
Учитывая механизм теплопередачи при теплопроводности, в общем случае теплопроводность твердого тела будет намного больше, чем жидкости, а теплопроводность жидкости будет больше, чем газа. Воздух имеет особенно низкую теплопроводность, поэтому изоляционные материалы часто имеют много воздушных пространств.
Конвекция
Передача тепловой энергии между поверхностью и движущейся жидкостью при различных температурах называется конвекцией. На самом деле это комбинация механизмов диффузии и объемного движения молекул.
Вблизи поверхности, где скорость жидкости мала, преобладает диффузия (или беспорядочное молекулярное движение).
Однако по мере удаления от поверхности объемное движение оказывает все большее влияние. Конвективный теплообмен может принимать форму принудительной конвекции или естественной конвекции. Принудительная конвекция возникает, когда поток жидкости вызывается внешней силой, такой как насос или мешалка.
И наоборот, естественная конвекция вызывается силами плавучести из-за различий в плотности, возникающих из-за колебаний температуры жидкости.
Перенос тепловой энергии, вызванный фазовым переходом, таким как кипение или конденсация, также называют процессом конвективной теплопередачи.
Уравнение конвекции выражается уравнением 2.5.2, которое является производным от закона охлаждения Ньютона:
Пример 2.5.2
Рассмотрим плоскую поверхность размером 0,4 м на 0,9 м при температуре 20 °C.
По поверхности течет жидкость с объемной температурой 50 °C.
Коэффициент конвективной теплопередачи (h) составляет 1 600 Вт/м² °C.
Излучение
Теплопередача за счет излучения энергии от поверхностей в форме электромагнитных волн известна как тепловое излучение. В отсутствие промежуточной среды существует чистый теплообмен между двумя поверхностями с разными температурами. Эта форма теплопередачи не зависит от материальной среды и на самом деле наиболее эффективна в вакууме.
Общее уравнение теплопередачи
В большинстве практических ситуаций очень необычно, чтобы вся энергия передавалась только одним видом теплопередачи. Общий процесс теплопередачи обычно представляет собой комбинацию двух или более различных механизмов.
Общее уравнение, используемое для расчета теплопередачи через поверхность, используемое в процедуре расчета и являющееся частью теории теплообмена:
Общий коэффициент теплопередачи (U)
Учитывает как кондуктивное, так и конвективное сопротивление между двумя жидкостями, разделенными сплошной стенкой. Общий коэффициент теплопередачи является обратной величиной общего сопротивления теплопередаче, которое представляет собой сумму отдельных сопротивлений.
Общий коэффициент теплопередачи может также учитывать степень загрязнения в процессе теплопередачи. Отложение пленки или накипи на поверхности теплопередачи значительно снижает скорость теплопередачи. Фактор загрязнения представляет собой дополнительное тепловое сопротивление, вызванное примесями жидкости, образованием ржавчины или другими реакциями между жидкостью и стенкой.
Величина отдельных коэффициентов будет зависеть от природы процесса теплопередачи, физических свойств жидкостей, расходов жидкости и физического расположения поверхности теплопередачи.
Поскольку физическое расположение не может быть установлено до тех пор, пока не будет определена площадь теплопередачи, проектирование теплообменника по необходимости представляет собой итеративную процедуру. Отправной точкой для этой процедуры обычно является выбор типичных значений общего коэффициента теплопередачи различных типов теплообменников.
Точный расчет индивидуальных коэффициентов теплопередачи является сложной процедурой, и во многих случаях это невозможно из-за того, что некоторые параметры неизвестны. Поэтому для практических целей целесообразно использовать установленные типовые значения общего коэффициента теплоотдачи.
Разность температур (ΔT)
Закон охлаждения Ньютона гласит, что скорость теплопередачи связана с мгновенной разницей температур между горячей и холодной средой. В процессе теплопередачи эта разность температур будет меняться либо в зависимости от положения, либо во времени. Таким образом, общее уравнение теплопередачи было разработано как дополнение к закону охлаждения Ньютона, где средняя разность температур используется для определения площади теплопередачи, необходимой для данной тепловой нагрузки.
Средняя разность температур (ΔTM)
Определение средней разности температур в процессах проточного типа, таких как теплообменник, будет зависеть от направления потока. Первичная и вторичная жидкости могут течь в одном направлении (параллельный поток/прямоточный поток), в противоположном направлении (противоточный поток) или перпендикулярно друг другу (поперечный поток). При использовании насыщенного пара температуру первичной жидкости можно принять за постоянную, так как тепло передается только в результате фазового перехода. В результате температурный профиль больше не зависит от направления потока.
Однако по мере того, как вторичная жидкость проходит над поверхностью теплообмена, наибольшая скорость теплопередачи возникает на входе и постепенно уменьшается по пути к выходу. Это просто потому, что разница температур между паром и вторичной жидкостью уменьшается с повышением вторичной температуры.
Результирующий температурный профиль пара и вторичной жидкости обычно показан на рисунке 2. 5.1.
Повышение вторичной температуры нелинейно и лучше всего представлено логарифмическим вычислением. Для этой цели выбранная средняя разность температур называется средней логарифмической разностью температур, или LMTD, или ΔTLM.
Более простой (но менее точный) способ расчета средней разницы температур состоит в том, чтобы рассмотреть среднеарифметическую разницу температур, или AMTD, или ΔT AM . Это учитывает линейное увеличение температуры вторичной жидкости и для быстрых ручных расчетов обычно дает удовлетворительную аппроксимацию средней разности температур, используемую в уравнении 2.5.3. Температурный профиль AMTD показан на рисунке 2.5.2.
Среднеарифметическая разность температур (AMTD):
Для пара, где температура первичной жидкости (пара) остается постоянной, это уравнение можно упростить до:
Поскольку температура на стороне пара не изменяется, AMTD обычно обеспечивает удовлетворительный анализ процесса теплопередачи, которым легко управлять при расчетах вручную.
Однако также можно использовать среднелогарифмическую разность температур, которая учитывает нелинейное изменение температуры вторичной жидкости.
Среднелогарифмическая разность температур (LMTD):
В обоих уравнениях 2.5.4 и 2.5.5 предполагается, что удельная теплоемкость или общий коэффициент теплопередачи не изменяются, а потери тепла отсутствуют.
В действительности удельная теплоемкость может изменяться в результате колебаний температуры. Общий коэффициент теплопередачи также может изменяться из-за различий в свойствах жидкости и условиях потока. Однако в большинстве приложений отклонения будут почти незначительными, и вполне допустимо использование средних значений.
Во многих случаях теплообменное оборудование должно быть изолировано от окружающей среды, но изоляция не будет эффективна на 100%. Следовательно, энергия, передаваемая между паром и вторичной жидкостью, может не отражать все потери тепла от первичной жидкости.
Пример 2.
5.3Пар при давлении 2 бар изб. используется для нагрева воды с 20 °C до 50 °C.
Температура насыщения пара при 2 бар изб. составляет 134 °C.
Определение арифметической и среднелогарифмической разницы температур:
В этом примере AMTD и LMTD имеют одинаковое значение. Это связано с тем, что повышение температуры вторичной жидкости мало по сравнению с разницей температур между двумя жидкостями.
Пример 2.5.4
Рассмотрим резервуар с технологической жидкостью под давлением, который нагревается с 10 °C до 120 °C с помощью пара под давлением 4,0 бар изб. Температура насыщения пара при 4,0 бар изб. составляет 152 °С.
Определение среднеарифметической и логарифмической разницы температур:
Поскольку повышение температуры вторичной жидкости велико по сравнению с разницей температур между двумя жидкостями, расхождение между двумя результатами является более значительным.
При использовании AMTD вместо LMTD расчетная площадь теплопередачи будет почти на 15% меньше требуемой.
Барьеры для теплопередачи
Металлическая стенка может быть не единственным барьером в процессе теплопередачи. На стороне пара может быть пленка воздуха, конденсата и накипи. Со стороны продукта также может быть пригоревший продукт или накипь, а также застойная пленка продукта.
Встряхивание продукта может устранить эффект застойной пленки, в то время как регулярная очистка со стороны продукта должна уменьшить накипь.
Регулярная очистка поверхности со стороны пара также может увеличить скорость теплопередачи за счет уменьшения толщины любого слоя накипи, однако это не всегда возможно. Этот слой также можно уменьшить, уделяя особое внимание правильной работе котла и удаляя капли воды, несущие загрязнения из котла.
Пленочная конденсация
Удаление пленки конденсата не так просто. Когда пар конденсируется, теряя свою энтальпию испарения, на поверхности теплообмена могут образовываться капли воды. Затем они могут сливаться вместе, образуя непрерывную пленку конденсата. Пленка конденсата может быть в 100–150 раз более устойчивой к теплопередаче, чем стальная поверхность нагрева, и в 500–600 раз более устойчивой, чем медная.
Капельная конденсация
Если капли воды на поверхности теплообмена не сливаются сразу и не образуется сплошная пленка конденсата, то происходит «капельная» конденсация. Скорости теплопередачи, достигаемые при капельной конденсации, обычно намного выше, чем при пленочной конденсации.
Поскольку при капельной конденсации открывается большая часть поверхности теплопередачи, коэффициенты теплопередачи могут быть в десять раз выше, чем при пленочной конденсации.
В конструкциях теплообменников, в которых поощряется капельная конденсация, создаваемое ею тепловое сопротивление часто незначительно по сравнению с другими барьерами теплопередачи. Однако оказалось очень трудно достичь подходящих условий для капельной конденсации.
Если поверхность покрыта веществом, препятствующим смачиванию, можно поддерживать капельную конденсацию в течение определенного периода времени. С этой целью на поверхности теплообменника, на котором должна происходить конденсация, иногда наносят ряд поверхностных покрытий, таких как силиконы, ПТФЭ и набор восков и жирных кислот. Однако эти покрытия постепенно теряют свою эффективность из-за таких процессов, как окисление или загрязнение, и в конечном итоге преобладает пленочная конденсация.
Поскольку воздух является таким хорошим изолятором, он обеспечивает еще большее сопротивление теплопередаче. Воздух может быть в 1 500–3 000 раз более устойчивым к тепловому потоку, чем сталь, и в 8 000–16 000 раз более устойчивым, чем медь. Это означает, что воздушная пленка толщиной всего 0,025 мм может противостоять такой же теплопередаче, как медная стена толщиной 400 мм! Конечно, все эти сравнительные отношения зависят от профилей температуры в каждом слое.
Определение общего коэффициента теплопередачи (значение U)
Пять основных общеупотребительных терминов, связанных с предметом теплопередачи :
Следующий текст в этом модуле описывает их и то, как они связаны друг с другом.
Традиционный метод расчета теплопередачи через плоскую стену предполагает использование общего коэффициента теплопередачи «U» или, точнее, общего коэффициента теплопередачи между одной стороной стены и другой.
Значения U указаны для широкого диапазона и комбинации материалов и жидкостей и обычно зависят от эмпирических данных и опыта эксплуатации. Вышеупомянутые пленки конденсата, воздуха, окалины и продукта по обе стороны от металлической стенки могут оказывать значительное влияние на общую теплопроводность, и поэтому стоит рассмотреть весь вопрос теплопередачи через простую плоскую стенку и затем многослойный барьер.
Теплопередача путем теплопроводности через простую плоскую стенку
Хороший способ начать с рассмотрения самого простого случая, металлической стены с однородными тепловыми свойствами и заданной поверхностной температурой.
T 1 и T 2 — температуры поверхности по обе стороны от металлической стенки толщиной L; а разница температур между двумя поверхностями – ΔT.
Если не учитывать возможное сопротивление тепловому потоку на двух поверхностях, процесс теплового потока через стену можно вывести из закона проводимости Фурье, как показано в уравнении 2.5.1.
Термин «барьер» относится к термостойкой пленке или металлической стенке теплообменника.
Из их определений в уравнении 2.5.6 видно, что χ/k представляет собой толщину барьера, деленную на присущее ему свойство теплопроводности. Простая арифметика подсказывает, что если длина (χ) барьера увеличивается, значение χ/k будет увеличиваться, а если значение проводимости барьера (k) увеличивается, то значение χ/k уменьшается. Характеристикой, которая будет вести себя таким образом, является тепловое сопротивление.
Если длина барьера увеличивается, сопротивление тепловому потоку увеличивается; и если проводимость материала барьера увеличивается, сопротивление тепловому потоку уменьшается. Можно сделать вывод, что член χ/k в уравнении 2.5.6 относится к тепловому сопротивлению барьера известной длины.
Результаты простой электрической теории аналогичны уравнениям, относящимся к тепловому потоку. В частности, возможна концепция последовательного добавления сопротивлений, которая является полезным инструментом при анализе теплопередачи через многослойный барьер, как будет показано в следующем разделе этого модуля.
Уравнение 2.5.6 теперь можно переформулировать в терминах теплового сопротивления, где:
, как показано в уравнении 2.5.7
Термическое сопротивление обозначает характеристику конкретного барьера и будет меняться в зависимости от его толщины и проводимости.
Напротив, способность барьера сопротивляться тепловому потоку не меняется, так как это физическое свойство материала барьера. Это свойство называется «удельное тепловое сопротивление»; это обратная величина теплопроводности, показанная в уравнении 2.5.8.
Отношение общего сопротивления к общему значению U
Обычной проблемой, которую необходимо решить в приложениях для теплопередачи, является скорость теплопередачи, и это видно из общей формулы теплопередачи, уравнение 2. 5.3.
Тепловой поток через многослойный барьер
Как видно на рис. 2.5.4, практическим применением может быть металлическая стенка трубы или пластины теплообменника, в которой пар используется с одной стороны для нагрева воды с другой. Также видно, что существуют различные другие барьеры, замедляющие поток тепла, такие как воздушная пленка, пленка конденсата, пленка накипи и неподвижная пленка вторичной воды, непосредственно примыкающая к нагреваемой поверхности.
Эти пленки можно рассматривать как «загрязняющие» поток тепла через барьер, и, следовательно, эти сопротивления рассматриваются разработчиками теплообменников как «факторы загрязнения».
Все эти пленки, в дополнение к сопротивлению металлической стенки, создают сопротивление тепловому потоку, и, как и в электрической цепи, эти сопротивления могут быть добавлены для формирования общего сопротивления.
Следовательно:
Поскольку сопротивление равно χ/k, как показано в уравнении 2. 5.6, то уравнение 2.5.10 можно переписать как уравнение 2.5.11:
Теплопроводность зависит от материала пленки (и температуры). Например, сопротивление тепловому потоку воздуха примерно в тридцать раз больше, чем у воды. По этой причине более важно удалять воздух из подачи пара до того, как он достигнет теплообменника, чем удалять воду в виде влажного пара. Конечно, в то же время имеет смысл удалять влажный пар.
Сопротивление воздуха стали примерно в две тысячи раз выше, а сопротивление воздуха меди примерно в двадцать тысяч раз больше. Из-за высокого сопротивления воздуха и воды по сравнению со сталью и медью влияние небольших толщин воздуха и воды на общее сопротивление тепловому потоку может быть относительно большим.
Нет смысла менять стальную систему теплообмена на медную, если еще присутствуют воздушная и водяная пленки; производительность улучшится незначительно, как будет показано в примере 2. 5.5.
Воздушная и водяная пленки на стороне пара могут быть устранены с помощью надлежащей инженерной практики путем простой установки сепаратора и поплавковой ловушки в линии подачи пара перед регулирующим клапаном. Пленки накипи на стороне пара также можно уменьшить, установив сетчатые фильтры на той же линии.
Накипь на стороне продукта поддается обработке немного сложнее, но регулярная очистка теплообменников иногда является одним из решений этой проблемы. Еще один способ уменьшить образование накипи — использовать теплообменники при более низком давлении пара; это снижает температуру пара и тенденцию к образованию накипи на продукте, особенно если продукт представляет собой раствор, подобный молоку.
Пример 2.5.5
Рассмотрим пароводяной теплообменник, в котором воздушная пленка, пленка конденсата и накипь на стороне пара имеют толщину 0,2 мм; со стороны воды толщина пленки воды и накипи составляет 0,05 мм и 0,1 мм соответственно.
Толщина поверхности нагрева со стальными стенками 6 мм.
Таблица 2.5.3 Прочность ограждений, включая стальную трубу
| Материал | Толщина ‘x’ мм | Электропроводность «k» (Вт/м °C) | Сопротивление R = x/k (Вт/м °C) |
| Воздух | 0,2 | 0,025 | 0,008 |
| Конденсат | 0,2 | 0,4 | 0,000 5 |
| Накипь со стороны пара | 0,2 | 0,5 | 0,000 4 |
| Стальная труба | 6,0 | 50,0 | 0,000 12 |
| Вода | 0,05 | 0,6 | 0,000 08 |
| Накипь со стороны воды | 0,1 | 0,5 | 0,000 2 |
Из уравнения 2. 5.6:
1. Рассчитайте общее значение U (U1) из условий, показанных в таблице 2.5.3
2. Удаление воздуха и конденсата из системы подачи пара
Теперь рассмотрим тот же теплообменник, в котором воздух и конденсат удалены сепаратором системы подачи пара.
Рассчитать U 2
Из U 2 видно, что при установке сепаратора на линии подачи пара к этому теплообменнику и допущении, что из пара удален весь воздух и конденсат, коэффициент теплопередачи более чем в 11 раз превышает исходный ценность.
3. Удалите накипь на стороне пара и воды
Теперь рассмотрите возможность уменьшения накипи на стороне пара, установив сетчатый фильтр на паропроводе, и уменьшить накипь на стороне воды, работая при более низком давлении пара .
Рассчитать U 3
Благодаря удалению накипи коэффициент теплопередачи увеличился еще в четыре раза.
4. Вернитесь к исходным условиям, но замените стальную трубу медной трубой той же толщины.
Таблица 2.5.4 Сопротивление барьеров, включая медную трубку
| Материал | Толщина ‘x’ мм | Электропроводность k (Вт/м°C) | Сопротивление R = 90 557 x 90 558 /k (м 2 °С/Вт) |
| Воздух | 0,2 | 0,025 | 0,008 |
| Конденсат | 0,2 | 0,4 | 0,000 5 |
| Шкала на паровой стороне | 0,2 | 0,5 | 0,000 4 |
| Медная трубка | 6 | 400 | 0,000 015 |
| Вода | 0,05 | 0,6 | 0,000 08 |
| Накипь со стороны воды | 0,1 | 0,5 | 0,000 2 |
Рассчитать U 4
Можно видеть, что большая проводимость меди по сравнению со сталью очень мало повлияла на общую теплопроводность теплообменника из-за преобладающего влияния воздуха и других факторов загрязнения .
Обратите внимание, что на практике на общее значение U будут влиять другие факторы, такие как скорость пара и воды, проходящих через трубы или пластины теплообменника, а также сочетание теплопередачи конвекцией и излучением.
Также маловероятно, что установка сепаратора и сетчатого фильтра полностью устранит присутствие воздуха, влажного пара и накипи внутри теплообменника. Приведенные выше расчеты показаны только для того, чтобы подчеркнуть их влияние на теплопередачу. Однако любая попытка удалить такие барьеры из системы, как правило, оказывается успешной и практически гарантированно увеличивает теплопередачу в паровых отопительных установках и оборудовании, как только это будет сделано.
Вместо расчета отдельных сопротивлений пленочных барьеров существуют таблицы, показывающие общие значения U для различных типов применения теплообмена, таких как нагрев воды или масла паровым змеевиком. Они описаны в Модуле 2.10 «Отопление с помощью змеевиков и кожухов».
Значения U для теплообменников значительно различаются из-за таких факторов, как конструкция («кожухотрубная» или «пластинчатая рама»), материал конструкции и тип жидкости, участвующей в функции теплопередачи.
Начало страницы
Предыдущая — Качество пара Далее — Методы оценки расхода пара
Прямой впрыск пара: что это такое и как это работает
Прямой впрыск пара работает путем прямого впрыска пара в технологическую жидкость для получения более быстрой теплопередачи, что приводит к более эффективному использованию энергии, чем непрямые теплообменники. Этот эффективный процесс нагрева обусловлен способностью наших гидронагревателей с непосредственным впрыском пара контролировать как поток пара, так и турбулентность смешения с помощью модулирующей заглушки штока и узла сопла или диффузора в нагревателе. Это точное смешивание отмеренного количества высокоскоростного пара непосредственно с вашей жидкостью или суспензией обеспечивает мгновенную передачу тепла от пара к жидкости. Этот метод теплопередачи обеспечивает 100% тепловую эффективность и экономию энергии 20-25%. Не верите нам? Воспользуйтесь нашим Калькулятором энергосбережения, чтобы получить точную оценку того, сколько вы можете сэкономить на эксплуатационных расходах.
Точно спроектированное паровое сопло или диффузор переменного сечения измеряет поток в точке впрыска и контакта с жидкостью. Большой перепад давления от полного давления пара до давления технологической жидкости обеспечивает высокоскоростной дросселированный поток пара и мгновенное смешение двух потоков. Когда поток пара запирается, его скорость на выходе из сопла или диффузора постоянна независимо от общего впрыскиваемого массового расхода. Нагреватели Hydro-Thermal с внутренней модуляцией контролируют площадь впрыска (площадь поперечного сечения сопла или отверстия диффузора) для точного регулирования тепловой нагрузки — постоянная скорость пара обеспечивает стабильную и стабильную работу во всем диапазоне операций.
Запатентованные нагреватели Hydro-Thermal с прямым впрыском пара используют прямой теплообмен для передачи 100% энергии пара для нагрева жидкостей и шламов с широким диапазоном вязкости и содержания твердых частиц до точных температур. Внутренняя модуляция гидронагревателя обеспечивает точный контроль пара и быстрое управление температурой и дает предсказуемые результаты. Каждый нагреватель Hydro-Thermal имеет внутреннюю отделку, изготовленную по индивидуальному заказу в соответствии с конкретными потребностями и требованиями каждого клиента.
Технология прямого впрыска пара
Гидронагреватели/автоварки обычно превосходят другие формы прямого впрыска пара и методы непрямого нагрева, такие как теплообменники. Воспользуйтесь ссылками ниже, чтобы узнать больше о том, как запатентованная технология Hydro-Thermal превосходит существующее положение дел.
Внешняя и внутренняя модуляция:
Прямой впрыск пара с внешней или внутренней модуляцией относится к тому, как регулируется массовый расход пара, впрыскиваемого в технологическую жидкость.
Внешняя модуляция использует клапан управления паром на линии подачи для изменения давления пара в точке впрыска: изменение давления изменяет плотность и скорость пара через сопло для управления степенью нагрева. Регулирование давления пара для управления нагревом может привести к нестабильной работе, ударам и вибрации, когда требуется высокий или низкий расход пара. При малом расходе пара, т. е. при подогреве, разница между давлением пара и процессом может быть очень мала, и небольшое колебание любого из давлений может вызвать сбой. В качестве альтернативы, при высоких требованиях к расходу пара, то есть при максимальном нагреве при запуске, размер отверстия или сопла позволит сконденсировать больше пара, чем может быть сконденсировано, и возникнет паровой удар.
DSI с внутренней модуляцией управляет площадью впрыска, а не скоростью и плотностью пара, чтобы регулировать степень нагрева. Нагреватель с внутренней модуляцией работает при более высоких скоростях пара по сравнению с внешней модуляцией. Эта более высокая скорость обеспечивает улучшенное, часто быстрое перемешивание и почти мгновенную конденсацию пара в технологическую жидкость.
Внешняя модуляция
Внутренняя модуляция
Прямой и косвенный нагрев:
Существует два основных типа теплообменников, используемых для передачи тепла между технологическими жидкостями — прямой теплообмен и косвенный. Непрямой нагрев чаще всего используется в пластинчато-рамных или кожухотрубных теплообменниках. Любой процесс, не допускающий прямого смешивания пара и жидкости, называется непрямым нагревом. Теплообменники передают тепло через мембрану или сплошную стенку. Это приводит к тому, что только ~ 83% тепловой энергии передается технологической жидкости. Напротив, оставшаяся энергия расходуется на конденсат, образующийся из пара.
С другой стороны, прямой нагрев использует 100 % тепловой энергии пара путем добавления пара непосредственно в технологическую жидкость.
Преимущества использования прямого контактного нагрева по сравнению с непрямым включают:
- Экономия энергии 25 % и более
- Возможен точный и мгновенный контроль температуры с точностью до 1°F
- Уменьшенная занимаемая площадь для системы прямого впрыска пара
- Сокращает объем технического обслуживания за счет самоочистки и устранения системы возврата конденсата
Дополнительные преимущества:
- Быстрое и равномерное нагревание – важно для крахмала и пищевых продуктов
- Может нагревать высоковязкую жидкость
- Работает с трудно нагреваемыми жидкостями — предотвращает пригорание; абразивные шламы
- Устраняет закупорку и загрязнение поверхности теплопередачи
- Быстрое время отклика
Непрямой нагрев
Прямой нагрев
Типы прямого впрыска пара
В нагревателях Hydro-Thermal используется прямой впрыск пара. Этот общий термин относится к любому типу нагрева жидкости, в котором используется пар, непосредственно смешанный с водой или технологической жидкостью. Существует множество форм прямого впрыска пара, включая барботеры, эжекторные насосы, нагреватели с внешней модуляцией и нагреватели с внутренней модуляцией. Каждый метод различается по уровню сложности, при этом промывание является самым простым и внутренне модулируемым, имеет самый высокий уровень технологии и контроля.
Внутренняя модуляция
Технология компании Hydro-Thermal, в которой используется внутренняя модуляция, является самой передовой формой прямого впрыска пара. Он имеет много преимуществ по сравнению с другими методами прямого нагрева, в том числе:
- Снижение расхода пара
- Значительное снижение затрат на энергию, 100% эффективное использование энергии пара
- Низкие эксплуатационные расходы
- Работает с трудно нагреваемыми жидкостями — предотвращает пригорание; высоковязкие или абразивные шламы не проблема
- Малый размер
- Постоянная и точная температура нагнетания
- Возврат конденсата не требуется
Продувка паром
Трубка продувки
Перемешивание Ts
Хотите узнать больше:
Пароструйные нагреватели
Пароструйные нагревателиФорма запроса на определение размеров струйного насоса ( Мы сообщим рекомендуемый размер вместе с ценой и наличием )
Форма запроса на определение размера эдуктора резервуара ( Мы сообщим рекомендуемый размер вместе с ценой и наличием )
- Паровой нагрев в резервуаре с использованием «Танк-эдуктор»
- Паровой нагрев в резервуаре с использованием «тихого нагревателя»
- Поточный паровой нагрев с использованием «пароструйного нагревателя»
- Поточный паровой нагрев с использованием нагревателя непрерывного действия
- Поточный паровой нагрев с использованием «нагревателя шлама»
- Поточный паровой нагрев с использованием «Simplex Heater»
Пароструйные нагреватели используют принцип однородного смешивания пара с холодной жидкостью. Работа эффективна, потому что тепло пара поглощается жидкостью, нагреваемой примерно до 10% температуры насыщения жидкости. Струйное действие создает перемешивание и циркуляцию, устраняя необходимость в другом оборудовании для выполнения этих функций в большинстве случаев применения.
В основном все эти Струйные нагреватели имеют сопло или отверстие, диффузор и корпус (который в некоторых случаях состоит только из распорки, удерживающей сопло и диффузор на месте). При работе струйные нагреватели используют пар (или пар и воду под давлением) в качестве движущей силы для захвата, смешивания, нагревания и перекачки (или циркуляции) всасываемой жидкости.
Жидкость под давлением приобретает большую скорость, проходя через сопло. Пар поступает через ряд сопел в соединительную трубу, и в области горловины происходит тщательное смешивание жидкости и пара. Жидкость поглощает все тепло пара. В нормальных условиях потери давления воды не происходит. В некоторых случаях эта вода может работать при противодавлении, превышающем либо давление подаваемой воды, либо давление пара.
Эти нагреватели позволяют отказаться от механических насосов, нагревателей сопротивления или байонетных нагревателей и защитной оболочки. Эти устройства имеют низкую начальную стоимость, ограниченное количество движущихся частей, просты в установке и практически не требуют обслуживания.
Нагреватели трубопроводов Принцип действия
Нагреватели трубопроводов Simplex объединяют жидкость под давлением с паром под более высоким давлением. Жидкость под давлением поступает в нагреватель и проходит через встроенную перфорированную соединительную трубу, концентрическую к диффузору. Пар поступает в нагреватели и тщательно смешивается с жидкостью в трубке и трубке Вентури. Пар полностью конденсируется и нагревает жидкость. Падения давления на нагревателе нет.
Резервуарные паровые нагреватели
Резервуарные паровые нагреватели используются в сосудах, где прямой контакт пара с нагреваемой жидкостью совместим с технологическим процессом. Нагреватели резервуаров обеспечивают экономичный нагрев, а также тщательное перемешивание жидкости. Танковые паровые нагреватели погружаются непосредственно в нагреваемую жидкость. Практических ограничений на объем, который можно нагреть, нет. Паровые нагреватели резервуаров обладают улучшенными характеристиками по сравнению с обычными барботерными трубами и обеспечивают более интенсивное перемешивание с использованием меньшего количества отверстий в трубах. Большие открытые всасывающие каналы парового нагревателя бака вмещают как чистые жидкости, так и взвеси.
Работа струйного нагревателя
Доступны несколько типов струйных нагревателей. Хотя их конструкции различаются, работа каждого из них основана на принципах работы струйного насоса. Как правило, пароструйный нагреватель включает в себя вход для нагреваемой жидкости, вход для пара (всасывание), куда пар вводится под давлением, и выпуск, через который нагретая жидкость и сконденсированный пар выходят из нагревателя. (Они соответствуют входу, всасыванию и выпуску струйного насоса.) Сравните изображение струйного насоса в разрезе с изображениями струйных нагревателей на этих страницах, чтобы прояснить некоторые сходства между струйными нагревателями и струйными насосами.
Преимущества использования пароструйных нагревателей для нагрева жидкостей
Пароструйные нагреватели имеют много преимуществ: у них нет движущихся частей, им нечего ломать или изнашивать. Сальниковых сальников нет. Смазка не требуется. Первоначальная стоимость невысока. Стоимость установки низкая, поскольку они компактны и не требуют фундамента или проводки. Они обеспечивают надежную работу при низких затратах на техническое обслуживание.
Области применения пароструйных нагревателей
Существует множество возможных применений пароструйных нагревателей Penberthy. Доступны нагреватели для нагрева жидкостей в линии или в резервуаре. Пароструйные нагреватели обычно используются в следующих отраслях: пищевая, нефтяная, молочная, обрабатывающая, химическая, дистилляционная/пивоваренная и другие.
Конкретные области применения проточных нагревателей включают: циркуляцию чистящих растворов, пастеризацию, производство ошпаривающих спреев, стерилизацию, нагрев воды, бланширование, теплообмен, обезжиривание, нагрев суспензий, стирку, варку, травление, склеивание, закалку и отпуск. Конкретные области применения нагревателей с открытым резервуаром включают варку зерна, варку пюре, варку крахмала, нагревание и циркуляцию, смешивание.
Нагрев паром
Пар подается в газообразном состоянии. Теплопередача с насыщенным паром использует скрытую теплоту пара, высвобождая большое количество энергии при его конденсации (переходе в жидкое состояние). Количество энергии, выделяемой на единицу пара, велико (до 539ккал/кг или 970 БТЕ/фунт и выше с вакуумным паром).
Краткое изложение преимуществ
Использование скрытой теплоты (паровой нагрев) для теплопередачи намного эффективнее, чем использование явного тепла (нагрев горячей водой или маслом), поскольку за более короткий период времени высвобождается гораздо большее количество энергии. .
Это дает следующие преимущества:
| Недвижимость | Преимущество |
| Быстрый равномерный нагрев за счет скрытой теплопередачи | Улучшение качества продукции и производительности |
| Давление может регулировать температуру | Температуру можно быстро и точно установить |
| Высокий коэффициент теплопередачи | Меньшая требуемая площадь поверхности теплопередачи, позволяющая снизить первоначальные затраты на оборудование |
Как пар обеспечивает стабильный и равномерный нагрев?
В отличие от теплопередачи путем конвекции (например, с горячей водой), теплопередача с помощью конденсации (например, с паром) не требует изменения температуры. Когда пар конденсируется на поверхности теплообмена, он передает свою скрытую теплоту продукту. Образующийся при этом конденсат все еще содержит свою явную теплоту, поэтому он имеет ту же температуру, что и пар, из которого он был получен. Это обеспечивает равномерный нагрев по всей поверхности теплопередачи.
Если давление на поверхности теплопередачи (например, в рубашке, кожухе или змеевике) оборудования поддерживается постоянным, непрерывный нагрев при постоянной температуре может иметь место на каждой части поверхности теплопередачи.
С другой стороны, при нагреве горячей водой или мазутом температура теплоносителя снижается, так как физическое тепло передается от теплоносителя к продукту. Таким образом, градиент температуры постоянно падает, потому что каждая единица переданного тепла также снижает температуру теплоносителя. Это может привести к неравномерному нагреву, что может отрицательно сказаться на нагреваемом продукте.
Как пар обеспечивает быстрый нагрев?
Теплопередача от конденсации (пара)
Секрет заключается в передаче тепла в результате процесса конденсации.
Скрытая теплота, содержащаяся в паре, высвобождается, когда мгновенный пар конденсируется в жидкое состояние. Количество высвобождаемой скрытой теплоты в 2-5 раз превышает количество явного тепла, получаемого от горячей воды (насыщенной воды) после конденсации. Эта скрытая теплота мгновенно высвобождается и передается через поверхность теплопередачи нагреваемому продукту.
В результате конденсации пар естественным образом течет к поверхности теплопередачи. Это помогает ускорить процесс нагрева.
Теплопередача за счет конвекции (горячая вода и масло)
Напротив, горячая вода и масло передают тепло посредством конвективного нагрева, который не предполагает изменения состояния. Если оставить естественную конвекцию, теплопередача будет чрезвычайно медленной. Таким образом, насос обычно используется для создания потока на поверхности теплопередачи для увеличения скорости теплопередачи. Это известно как отопление с принудительной конвекцией.
Отсканируйте, чтобы посетить эту страницу
Паровой котел | Принцип работы и типы котлов – Heat-Consult
Паровой котел – это тип котла, в котором вода нагревается внутри труб, а горячие газы окружают их.
Паровой котел представляет собой электроэнергетическое устройство, используемое для производства пара путем подачи тепловой энергии на воду. Диапазон давления более ранних котлов колеблется от низкого давления до среднего давления (от 7 кПа до 2000 кПа/от 1 до 290 фунтов на кв. дюйм). Нынешние котлы более полезны, потому что они работают с высоким давлением, чем старые. Этот котел очень часто используется всякий раз, когда необходим источник пара, а размер и тип в основном зависят от типа применения, например, мобильные паровые двигатели, которые включают в себя удобные двигатели, паровозы и дорожные транспортные средства. Эти транспортные средства включают мини-котел, который может работать с паровой энергией. Как правило, электростанции или стационарные паровые машины имеют отдельную большую парогенерирующую мощность.
Типы котлов Жаротрубный котел Как следует из названия, жаротрубный котел состоит из нескольких труб, по которым проходят горячие газы. Эти трубки с горячим газом погружены в воду в закрытом сосуде. Фактически в жаротрубном котле один закрытый сосуд или оболочка содержит воду, через которую проходят горячие трубы. Эти жаровые трубы или трубы горячего газа нагревают воду и превращают воду в пар, и пар остается в том же сосуде. Поскольку вода и пар находятся в одном и том же сосуде, жаротрубный котел не может производить пар при очень высоком давлении. Как правило, он может производить максимум 17,5 кг/см 2 и мощностью 9 метрических тонн пара в час.
Поверхности нагрева котла состоят из группы труб, некоторые из которых подвергаются прямому воздействию пламени, а другие подвергаются воздействию потока горячих газов, образующихся при сгорании топлива. Группы трубопроводов снабжены перегородками, которые создают несколько путей для протекания горячих газов для повышения эффективности поверхностей нагрева. Таким образом, теплота передается воде в котле по трубам тонкого сечения по сравнению с толщиной стенки жаротрубного котла. Таким образом, рабочее давление может быть увеличено больше, чем в жаротрубных котлах.
Пять распространенных проблем с паровыми котлами:
Влажный пар (заполнение):
причины:
Неправильный корпус котла.
Высокий уровень воды внутри чайника.
Неправильная скорость сгорания.
Высокий процент растворенных твердых веществ в котловой воде.
Высокая щелочность.
Обработка
Поддержание низкого уровня соли в воде.
Эффективная фильтрация воды, используемой в котле.
Время от времени удалять осадок.
Засорение или накопление накипи:
причины:
Использование некачественной воды приводит к серьезному повреждению котловой системы. Минералы, такие как кальций и другие, накапливаются в чайнике и трубах в виде твердых отложений. Эти отложения могут либо замедлять, либо блокировать прохождение пара через систему.
Очистка
Используйте очищенную воду для предотвращения накопления минералов в воде.
Слышать шумы во время работы котла, такие как свист или стук:
причины:
Это может указывать на наличие воздуха в системе, слишком низкое давление воды или образование корки накипи на теплообменнике котла.
Обработка
Использование правильного давления для газа и газопровода важно и должно проверяться вместе с надлежащим пламенем, воздухозаборником и выпуском.
Потеря давления:
причины:
Утечки пара (некоторые из них могут быть не видны), потеря давления также могут означать проблемы с возвратной системой, такой как конденсатоотводчики, обратные клапаны или подающие насосы.
Обработка
Постоянная проверка и периодическое техническое обслуживание котловой системы.
Проблемы, связанные с давлением из-за подачи воды во время работы:
причины:
Когда баки котла содержат воду прерывистого типа. Несмотря на то, что новая вода нагревается перед подачей в бак, она все равно холоднее, чем вода, уже находящаяся в чайнике. Изменение температуры снижает производство пара до тех пор, пока новая температура воды не повысится. Снижение паропроизводительности может привести к временному снижению давления в котле.
Лечение
Идеальным решением этой проблемы является система непрерывной подачи воды.
Использование паровых котлов в промышленности:
Оснащение промышленных объектов системой паровых котлов является одним из наиболее безопасных и эффективных способов удовлетворения их потребностей в производстве пара, необходимого для их производства.
Вот семь отраслей, которые больше всего выигрывают от системы паровых котлов:
- Больницы и медицинские центры.
- Ферментация и дистилляция.
- Пищевая промышленность и производство напитков.
- Коммерческие прачечные.
- Текстильная промышленность.
- Фармацевтическая промышленность.
- Экстракция эфирных масел.
Способы хранения паровых котлов:
Котел перед хранением желательно осмотреть, вымыть и высушить. Паровые котлы хранятся одним из двух способов: сухим или мокрым.
Сухое хранение:
- Используйте, если чайник хранился 3 месяца или более.
- Охладите воду до температуры непосредственно перед кипячением при комнатной температуре, но следите за тем, чтобы температура не опускалась ниже 83ºC.
- Очистите и высушите все влажные участки котла.
- Лотки с влагопоглощающими химическими веществами, такими как негашеная известь или силикагель, распределяются в цилиндре котла, а котел герметизируется, предотвращая попадание влаги.
- В зонах с высокой влажностью может потребоваться обработка маслом.
Мокрое хранение:
- Применяется при кратковременном хранении котла и включает способ мокрого хранения, вытеснение воздуха из котла путем его полного заполнения специально подготовленной водой.
- Охлаждение воды до температуры кипения ниже атмосферного, но не ниже 83°С.
- Вымойте чайник и осмотрите его, чтобы определить, не требуется ли какой-либо ремонт.
- Очистите и высушите все влажные участки котла.
- Чистый пустой котел следует доверху заполнить химически обработанной водой, чтобы уменьшить коррозию во время подготовки.
- Поддерживайте давление воды выше атмосферного.
- Добавляйте едкий натр и сульфиты, пока уровень воды не достигнет 450 частей на миллион.
- Закрыть стоки и вентиляционные отверстия.
- Котел теперь можно наполнять чистой технической водой при условии, что она обработана гидразином и летучими щелочами.
Мы, компания Arabtec Boiler, специализируемся в области паровых котлов, паровых сетей, технического обслуживания, очистки воды с помощью группы профессиональных инженеров и лучших местных продуктов с международными спецификациями. Мы предлагаем практические решения для всех промышленных целей.
Обогрев резервуара для хранения жидкого топлива
Обогрев резервуара для хранения жидкого топлива — Руководство для грузовых судов Обычно
нагрев осуществляется паром, вырабатываемым котлом на жидком топливе и проходящим через змеевики.
внутри масляного бака. Другие способы обогрева топливных баков — использование термального масла. Это также
использует масляный котел, который нагревает термальное масло, которое циркулирует через змеевики.
внутри бака насосом. Регулировка температуры и контроль могут быть автоматическими и
саморегулирующиеся, но обычно выполняются путем проверки температуры бака и вручную
соответствующим образом отрегулировать отопление.- Дом
- Примечания к танкеру
- Контейнеровоз
Операции - Навигация по безопасности
- Судно
Чартеры - Меры SEEMP
- Рейс
Менеджмент - Окружающая среда
Менеджмент - Балласт
Транспортировка - Стивидорные услуги
Процедура - Машины
Помещения - Безопасность общественного питания
- Дом
- Перекачка мазута
- Сообщение о разливе нефти
- Топливо с низким содержанием серы
- Безопасная процедура бункеровки
- Примечание о доставке бункера
- Присадка к топливу
- Отопление мазутом
- Топливо низкого качества
- Контроль вязкости масла
- Отбор проб мазута
- Ведите учет бункера
- Регулятор смазочного масла
- Перекачка мазута
наблюдательный танк. Если нефть наблюдается, необходимо отследить источник. Увеличение пара
потребление должно быть проверено, так как это может указывать на неисправность парового змеевика. В этом случае
масляного отопления необходимо регулярно проводить анализ масла и проверять результаты на наличие
Загрязнение HFO. Мониторинг уровня коллекторного бака теплового масла также должен быть строгим.
контролируется. Бортовые проверки вязкости могут быть полезны при определении вязкости теплового масла.
изменение, вызванное загрязнением HFO.Резервуары для хранения мазута (FO) должны обогреваться с учетом следующих факторов:
- Правильная температура нагрева: На основании графика корреляции между температурой и вязкостью тяжелой нефти, легкого диапазона перекачки и в зависимости от типа, FO должен быть подогрет в соответствии с отчетом об анализе HFO.
- Для резервуаров для хранения FO в принципе должен нагреваться только один используемый резервуар, а следующий резервуар должен нагреваться постепенно, начиная с предыдущего дня перехода.
- Если паровые нагревательные змеевики разделены на несколько слоев, то вместимость бака, соответствующая каждой секции змеевиков, должна быть определена заранее, чтобы используемые змеевики всегда могли находиться ниже уровня FO в баке.
- Клапан пара нагрева бака должен быть надежно закреплен, чтобы клапан не открывался сам по себе от вибрации или по другим причинам.
- Если груз загружается на крышу танка, необходимо позаботиться о нагреве, чтобы не повлиять на груз.
Устройство обогрева отстойника мазута
Источник изображения: http://www.machineryspaces.com
Использование нагревательных змеевиков или палубных обогревателей для более быстрого повышения температуры груза
Груз также может нагреваться с помощью системы обогрева груза или переносных обогревателей, доставленных для этой цели на борт. Для работы в наихудших ожидаемых условиях трубопровод подачи теплоносителя необходимо обеспечить эффективной теплоизоляцией для обеспечения высокой температуры на входе в нагреватель. Линии конденсата должны быть снабжены обогревом/соответствующей изоляцией, как и все клапаны в системе.
- Палубные теплообменники: Пар в теплообменники вводится при температуре около 130°С. Скорость потока груза необходимо тщательно контролировать, чтобы избежать замерзания теплоносителя. Это повредит теплообменник. Критический аспект безопасности при нагреве с помощью теплообменников возникает, когда груз имеет низкую температуру кипения, что создает риск взрыва. Температура нагретого груза в обогревателях должна поддерживаться ниже точки кипения груза, предпочтительно на 10°С ниже точки кипения. Нагреватели должны постоянно работать или сливаться и изолироваться после каждого использования, чтобы они не выходили из строя из-за образования льда или гелеобразования термального масла.
- Переносной теплообменник нагревает груз на коллекторе во время погрузки. Если оборудование доступно в порту погрузки, то это предпочтительное решение
- Нагревательные змеевики:
Как правило, нагревательные змеевики предпочтительнее палубных обогревателей.
Тепловая способность должна быть пересчитана, чтобы установить достаточную доступность тепла. Все катушки должны быть полностью освобождены от воды перед погрузкой груза; в противном случае собранная вода немедленно замерзнет в змеевике, что приведет к повреждению нагревательных змеевиков. Все конденсатоотводчики должны быть очищены, чтобы поток не препятствовал конденсации или замерзанию. Поэтому нагревательные змеевики и все связанные с ними запорные клапаны должны быть в идеальном состоянии, без утечек и герметичны. Следует уделить внимание заглушке змеевиков, которые не будут использоваться как на стороне подачи, так и на стороне конденсата.Необходимо использовать минимальное количество змеевиков для обеспечения надлежащего потока через змеевик и поддержания температуры конденсата выше точки замерзания. При запуске подачи пара в змеевик, пар должен быстро возвращаться в слив конденсата для нагрева змеевика перед запуском конденсатоотводчика. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать скопления и замерзания конденсата на рабочих палубах.
Если система отопления выходит из строя, нагревательные змеевики и все трубопроводы должны быть очищены от воды непосредственно перед тем, как вода замерзнет и вызовет повреждение змеевиков, а также подающих и конденсатных линий настила.
Статьи по теме
Руководство по бункеровке судов – планирование, подготовка, проверки безопасности и подтверждение
Меры предосторожности перед перегрузкой нефти
Как сообщать в случае разлива нефти на борту
Как использовать низкосернистое топливо на борту
Организация бункеровки и факторы безопасности на борту
Безопасная процедура бункеровки и подробное руководство для судов
Обозначение персонала для выполнения работ по передаче ФО
Что такое бункерная накладная?
Руководство по присадкам к топливу
Меры против низкокачественного топлива
Какова процедура контроля вязкости мазута?
Топливо Бутылка для проб требуется MARPOL
Как вести учет бункеровки?
Прием/брак ГСМ при споре о качестве
Порядок приема мазута
Меры предосторожности перед сдачей мазута в резервуары хранения
Другие информационные страницы !
Чартерные суда Связанные термины и рекомендации
Травмы стивидоров Как предотвратить травмы на борту
Вопросы окружающей среды Как предотвратить загрязнение морской среды room Стандартные процедуры
Вопросы пользователей и отзывы Ознакомьтесь с нашей базой знаний
Домашняя страница
ShipsBusiness. com — это просто информационный сайт о различных аспектах эксплуатации судов, порядке технического обслуживания,
предотвращение загрязнения и многие правила техники безопасности. Процедуры, описанные здесь, являются только ориентировочными,
не является исчерпывающим по своему характеру, и всегда следует руководствоваться практикой хорошего морского дела.
Обратная связь с пользователем
важно обновить нашу базу данных. Для любых комментариев или предложений, пожалуйста, свяжитесь с нами
Использование сайта и конфиденциальность. Ознакомьтесь с нашей политикой конфиденциальности и информацией об использовании сайта.
//Главная //Условия использования
Copyright © www.shipsbusiness.com Все права защищены.