Несмотря на то, что сегодня в большинстве котлов используется насыщенный пар, в некоторых случаях требуется  перегретый пар. Котел с перегретым паром позволяет  генерировать пар без влаги, так называемый  cухой пар.  Паровые котлы для генерации перегретого  пара — отличный вариант для паровых турбин, а также для  процессов сушки, очистки и т.д. 

Что такое перегретый пар

Пар широко используется во всех отраслях промышленности из-за его характеристик теплопередачи. Это один из самых эффективных и безопасных методов передачи энергии на различные расстояния. 
Существует два основных типа пара: насыщенный пар и перегретый пар.

В большинстве котлов, представленных сегодня на рынке, используется насыщенный пар, который создается, когда вода нагревается до кипения.  Этот тип пара следует кривой насыщенного пара и имеет прямую зависимость между температурой и давлением. Насыщенный пар используется для эффективной передачи тепла во многих отраслях промышленности.

Перегретый пар образуется, когда насыщенный пар выходит из барабана котла во вторичную зону нагрева, называемую пароперегревателем. Вторичный нагрев выводит насыщенный пар за пределы кривой насыщенного пара в область перегретого пара, что приводит к отсутствию влаги в паре. По этой причине за пределами основного корпуса котла должен создаваться перегретый пар. В отличие от насыщенного пара, перегретый пар не имеет прямой зависимости между давлением и температурой, поэтому он обычно определяется давлением и степенью перегрева. 

Преимущества

Перегретый пар дает множество преимуществ для различных процессов и применений. Когда пар нагревается выше температуры насыщенного пара, отсутствие влаги и  конденсата делает его предпочтительным  для определенных применений. Он используется для вращения турбины, лопасти которых очень чувствительны к повреждению каплями воды и конденсатом. Высокая сухость  перегретого пара также является причиной того, что он был предпочтительнее насыщенного пара для использования в паровых двигателях локомотивов.

Для  процессов сушки  перегретый пар имеет более высокую теплопроводность, чем воздух, и более низкое содержание кислорода, что обеспечивает эффективную сушку, предотвращая окисление, пожары и взрывы. Наконец, перегретый пар оказался эффективной альтернативой химической обработке сельскохозяйственных почв, поскольку высокая тепловая энергия способствует разрушению всего органического материала, когда пар вводится в почву.

Недостатки

К недостаткам перегретого пара относятся более низкая скорость теплопередачи, переменная температура при постоянном давлении, требования к большей площади поверхности и более высокие температуры, чем у насыщенного пара. По этим причинам перегретый пар обычно не используется в теплообменниках и другом оборудовании для косвенного нагрева, особенно когда требуется точный контроль температуры материала.

К недостаткам можно добавить и дорогостоящую  систему регулирования температуры пара, большие затраты на обслуживание и  ограниченный срок эксплуатации, 

Котлы на перегретом паре

Существуют особые требования и особенности конструкции, которые необходимо учитывать в системе, предназначенной для использования перегретого пара. Рабочее давление, степень перегрева, управление мощностью пароперегревателя, разница условий запуска и работы конденсата, номинальные значения высокого давления и температуры и другие критерии  играют важную роль в правильном выборе компонентов при проектировании паровых котлов. 

В то время как насыщенные котлы могут одновременно контролировать давление и температуру благодаря свойствам насыщенного пара,  котел на перегретом паре  обычно должен включать системы  регулирования  для точного контроля конечной температуры пара на выходе. Вспомогательное оборудование котла, включая предохранительные устройства, системы водоподготовки, питательные насосы  и регулирующие клапаны  должны  выбираться для удовлетворения более строгих требований к эксплуатации и управлению котлов  с пароперегревателем.

Пароперегреватель

Рассмотрим на примере котлов фирмы PBS Industry.  Пароперегреватель изготавливается  из материалов, стойких при температуре 500 *С и установлен в котле, где температура не превышает 450*С, между 1-ым и 2-ым пучком дымогарных труб котла. В связи с этим пароперегреватель может работать без расхода пара, например при пусковых операциях и при этом не требуется заполнять его водой. Таким образом старт котла  возможно осуществлять без заполнения пароперегревателя водой (сухой пуск).

Рабочая температура перегретого пара устанавливается в зависимости технического задания, максимально до 350 *С. Температура насыщенного пара на входе в пароперегреватель определяется температурой пара при данном рабочем давлении, увеличенному на 1 бар, что учитывает потери давления в пароперегревателе.
Котлы могут изготавливаться с нерегулируемой температурой пара, или с регулируемой.

Оборудование котла

Котлы оснащаются  только модулируемой горелкой  и системой плавного регулирования уровня воды в котле, для  поддержания точной и стабильной температуры пара на выходе.

Особое внимание необходимо уделить выполнению требований подготовки  питательной воды для котла и контролю основных параметров котловой воды.

от boiler

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.