Что такое перегретый пар

Перегретый пар

что такое перегретый пар

Перегретый пар, это пар с температурой и энтальпией, значения которых при определенном давлении выше, чем указанные в таблице насыщенного пара. Например: пар с давлением 10 бар и температурой 200оС является перегретым (для сравнения температура насыщенного пара составляет 180оС).

Перегретый пар имеет значительно более низкие теплопередающие свойства, чем насыщенный.

  1. При использовании перегретого пара в качестве теплоносителя, например в теплообменнике, часть поверхности теплообмена будет использоваться для охлаждения пара до температуры насыщенного.
  2. Количество тепловой энергии, которое должно передаваться в процессе доведения пара до состояния насыщенного, незначительно, однако требует для этого достаточно большую часть площади теплообмена.
  3. Теплообмен, в большей части, происходит в процессе конденсации.

Широкое распространенное заблуждение заключается в том, что при равном давлении в режиме перегретого пара может быть достигнута более высокая температура продукта, чем в режиме насыщенного пара.

  1. Перегретый пар находит свое основное применение как энергоноситель паровых турбин (например на электростанциях) и только после этого, при отсутствии источника насыщенного пара, может быть использован в производстве как теплоноситель для целей нагрева.
  2. При одинаковом давлении удельный объем перегретого пара значительно выше, чем насыщенного (сравните удельный объем v” перегретого и насыщенного пара).
  3. При переходе пара из состояния насыщенного к перегретому, кроме некоторых технических и конструктивных особенностей, необходимо обращать внимание на уменьшение пропускной способности трубопроводов.

Пар – понятия и наблюдения

Таблица насыщенного пара

О важности пароконденсатной системы

Пароперегрев уходящими газами

Пароперегрев происходит в кожухотрубном теплообменнике (так называемом пароперегревателе), который встраивается в газоход парового котла. В этом теплообменнике насыщенному пару при постоянном давлении передается дополнительно тепловая энергия уходящих газов.

При этом увеличивается температура и энтальпия пара.

Теплопередача

h-p-t диаграмма. Редуцирование давления

Определение потерь от протечек на конденсатоотводчиках

Перегрев пара редуцированием давления

  1. Насыщенный пар с давлением ниже 31 бар может достигнуть перегретого состояния способом, при котором редуцируется давление.
  2. При редуцировании давления работа не производится, а также не происходит обмен тепловой энергии.
  3. В течении этого процесса энтальпия остается неизменной.

Редуцирование пара при его постоянной подаче с 12 бар на входе до 2 бар на потребителе

Редуцирование пара при его постоянной подаче с 12 бар на входе до 4 бар на потребителе

Снизить давление с парового котла с 17 бар до  6 бар при вводе на потребителя

Некоторые товары из каталога:

Клапан запорный сильфонный ARI-FABA -Plus фланцевый, ковкий чугун, 22046, Dn15, Pn16 PPR труба армированная углеродным и базальтовым волокном (Pn20, D20 x 2.8, цвет белый) Конденсатоотводчик термодинамический ARI-CONA -TD (фланцевый, кованая сталь, 85640.1, R32, Dn15, Pn40.)

Источник: https://nomitech.ru/articles-and-blog/peregretyy_par/

Типы пара

что такое перегретый пар

Если вода нагревается выше точки кипения, она становится паром или водой в газообразном состоянии. Однако все виды пара разные, и их свойства существенно варьируются в зависимости от давления и температуры.

В статье Основные сферы применения пара, мы рассмотрели различные процессы, в которых используется пар. А теперь поговорим о типах пара, применяемых в этих процессах.

Соотношение давления и температуры воды и пара

Для просмотра анимации кликните на слово

Насыщенный (сухой) пар возникает, когда вода нагревается до температуры кипения (контактное тепло), а затем испаряется с помощью дополнительного подогрева (скрытое тепло). Если этот пар далее нагревается выше точки насыщения, он становится перегретым паром (контактное тепло).

Насыщенный (сухой) пар

Черная линия вышеприведенного графика показывает, что насыщенный пар появляется при такой температуре и давлении, при которых пар (газ) и вода (жидкость) могут сосуществовать. Другими словами, он образуется тогда, когда скорость испарения воды равна скорости конденсации.

Преимущества использования насыщенного пара для подогрева

Свойства насыщенного пара делают из него отличный источник тепла особенно при температуре 100 °C и выше. Вот некоторые из этих свойств:

Свойства Преимущества
Обеспечивает быстрое и равномерное нагревание за счет передачи скрытой теплоты Улучшает качество продукта и повышает производительность
Давление может контролировать температуру Температура устанавливается быстро и точно
Гарантирует высокий коэффициент теплопередачи Требуемая площадь теплообмена меньше, что позволяет снизить первоначальные затраты на оборудование
Образовывается из воды Безопасный, чистый и недорогой

Полезные советы

С учетом сказанного, при подогреве насыщенным паром необходимо помнить о следующих моментах:

  • эффективность подогрева может уменьшиться, если в данном процессе используется любой другой пар, кроме сухого. Вопреки общераспространенному мнению, фактически весь пар, производимый в котле — это не сухой насыщенный пар, а влажный, содержащий часть неиспарившихся молекул воды.
  • Потеря теплового излучения приводит к тому, что часть пара конденсируется. Получившийся влажный пар становится еще более влажным, к тому же образуется конденсат, который надо удалить, установив там, где это необходимо, конденсатоотводчики.
  • Образованный из пара тяжелый конденсат может быть выведен конденсатоотводчиками в специальные коллекторы. Однако этот влажный пар снизит эффективность нагрева, поэтому его следует удалить через устройства очистки или распределительные сборники.
  • В паре, в котором снижается давление за счет трения в трубопроводе и т.д., также может понизиться температура.

Ненасыщенный (влажный) пар

Это наиболее распространенная форма пара, которая используется на большинстве заводов. Когда при работе котла образуется пар, он, как правило, влажный из-за неиспарившихся молекул воды, которые в нем присутствуют.

Даже лучшие котлы могут выпускать пар, чья влажность будет составлять от 3% до 5%. Когда вода приближается к состоянию насыщения и начинает испаряться, часть ее, обычно в форме водяной пыли или капелек, попадает в поднимающийся пар и распределяется дальше.

Это одна из основных причин, по которой сепарация используется для удаления конденсата из распределенного пара.

Перегретый пар

Перегретый пар получается в результате дополнительного нагревания влажного или насыщенного пара до точки кипения выше, чем для последнего. Так, при идентичном давлении, что и у насыщенного пара, его температура будет выше, а плотность ниже. Перегретый пар в основном используется для сообщения движения, например, в турбинах, но не применяется в процессах теплопередачи.

Преимущества использования перегретого пара в приводных турбинах:

  • Обеспечивает сухость пара в паровом оборудовании, производительность которого может ухудшиться от присутствия конденсата
  • Улучшает тепловую эффективность и производительность при переходе от перегретого состоянии к снижению давления и даже вакууму в определенном удельном объеме.

Предпочтительно и подавать, и выпускать пар в перегретом состоянии, т.к. конденсат не будет образовываться во время нормальной работы парового оборудования, что снизит риск повреждений от эрозии или коррозии, вызванной влиянием углекислого газа.

Кроме того, теоретический тепловой КПД турбины рассчитывается с учетом показателей энтальпии во впускном и выпускном отверстиях; это увеличивает градус перегрева, давление поднимает энтальпию со стороны входного отверстия турбины, что эффективно улучшает тепловой КПД.

Недостатки использования перегретого пара для подогрева:

Свойства Недостатки
Низкий коэффициент передачи тепла Снижается производительность
Требуется большая площадь поверхности теплопередачи
Нестабильная температура пара даже при постоянном давлении Перегретому пару надо поддерживать высокую скорость, в противном случае температура будет падать по мере потери тепла из оборудования.
Контактное тепло используется для передачи тепловой энергии Падение температуры может отрицательно сказаться на качестве продукта
Температура может быть необычайно велика Могут понадобиться более стойкие строительные материалы, требующие более высоких первоначальных затрат на оборудование

По этой и другим причинам, насыщенный пар предпочтительнее перегретого пара, если он выступает в качестве рабочей среды теплообменников или иного оборудования для теплопередачи. С другой стороны, если рассматривать его как источник тепла для прямого нагрева, как высокотемпературный газ, обнаружится преимущество над горячим воздухом, благодаря возможности подогрева даже в условиях отсутствия кислорода. Также проводятся исследования по использованию пара в пищевой промышленности для приготовления еды и для сушки.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  No frost что это такое

Сверхкритическая вода

Сверхкритическая вода — это вода в состоянии, превышающем ее критическую точку: 22,1 МПа, 374 °C. В критической точке, скрытое тепло пара равняется нулю, а его удельный объем точно такой же, как для жидкого или газообразного состояния. Другими словами, вода с давлением и температурой большими, чем в критической точке, находится в своеобразном состоянии, которое нельзя назвать ни жидким, ни газообразным.

Сверхкритическая вода используется для работы турбин на электростанциях, которые требуют более высокой эффективности. Исследования сверхкритической воды проводятся с упором на ее использование в качестве текущей среды, обладающей свойствами как жидкости, так и газа, а также на ее пригодность в качестве растворителя для химических реакций.

Ненасыщенная вода

Эта вода находится в самом узнаваемом ее состоянии. Приблизительно 70% человеческого веса — это вода. Когда она находится в жидком состоянии, водородные связи держат молекулы ее вместе. В результате ненасыщенная вода имеет относительно компактную, плотную и стабильную структуру.

 

Насыщенный пар

Молекулы насыщенного пара невидимы. Когда насыщенный пар выпускается в атмосферу из трубопровода, часть его конденсируется, передавая свое тепло окружающему воздуху и образовывая облака белого пара (крошечные капли воды). Если в паре есть такие капельки, то он называется влажным.

В паровых системах пар, выходящий из конденсатоотводчиков часто ошибочно принимается за насыщенный (острый) пар, в действительности же это – выпар. Разница между ними состоит в том, что насыщенный пар мнгновенно становится невидимым уже на уровне выпускного отверстия трубы, тогда как выпар содержит мелкие капли воды в момент образования.

 

Также на TLV.com

Источник: https://www.tlv.com/global/RU/steam-theory/types-of-steam.html

Природа пара. Что такое пар. Влажный насыщенный и сухой насыщенный пар

что такое перегретый пар

Водяной пар образуется при переходе воды из жидкого состояния в газообразное. Это сопровождается поглощением значительного количества энергии, называемое скрытой теплотой парообразования. При обратном процессе, процессе конденсации, выделяется такое же количество тепла. В этом и заключается основной принцип передачи тепла с помощью пара, то есть использование энергии фазового перехода.

Существуют следующие виды состояний пара: влажный насыщенный пар, сухой насыщенный пар и перегретый пар.

Влажный насыщенный пар

Это наиболее распространенная форма пара, в котором часть молекул воды отдали свою энергию (скрытая теплота) и сконденсировались, с образованием мельчайших капелек воды в виде тумана. Понятие сухость (влажность) пара характеризует количество капельной жидкости, содержащейся в насыщенном паре.

На практике, даже самые лучшие котлы производят пар, содержащий 3% — 5% влаги. Поскольку генерируемый пар увлекает за собой, некоторое количество воды, как правило, в виде тумана или капель.

Эксплуатация влажного пара увеличивает энергозатраты и имеет ряд недостатков. С увеличением влажности насыщенного пара энтальпия (энергоэффективность) его существенно снижается, увеличиваются потери давления в паропроводе, паропроводы подвергаются эрозии, появляется вероятность скопления конденсата, приводящая к гидравлическим ударам и разрушению паропроводов и оборудования.

Поэтому при проектировании и эксплуатации пароконденсатных систем необходимо предусматривать меры по осушению пара (установка циклонных сепараторов, редукционных клапанов серии COS) и дренированию паропроводов (установка конденсатных карманов), а так же тепловой изоляции всех участков паропроводов и арматуры.

Сухой насыщенный пар

Прозрачный газ, не имеющий влаги, обладает многими свойствами, которые делают его отлично управляемым источником тепла.

ОсобенностьПреимущество
Быстрое и равномерное нагревание через скрытую передачу тепла Повышение качества продукции и производительности
Используется как в технологических процессах, так и в системах отопления и вентиляции предприятия Упрощает эксплуатацию и унифицирует энергораспределение на предприятии. Снижает затраты на энергогенерирующее оборудование.
Давлением можно контролировать температуру Температура может быть установлена быстро и точно
Высокий коэффициент теплопередачи Необходимо меньше площади поверхности теплопередачи, что позволяет снизить габариты и первоначальные затраты на оборудование
Производится из воды Безопасный, экологически чистый и недорогой

Водяной пар

Промежуточное состояние вещества между состоянием реального газа и жидкостью принято называть парообразным или просто паром. Превращение жидкости в пар представляет собой фазовый переход из одного агрегатного состояния в другое. При фазовом переходе наблюдается скачкообразное изменение физических свойств вещества.

Примерами таких фазовых переходов является процесс кипения жидкости с появлением влажного насыщенного пара и последующим переходом его в лишенный влаги сухой насыщенный пар или обратный кипению процесс конденсации насыщенного пара.

Одно из основных свойств сухого насыщенного пара заключается в том, что дальнейший подвод теплоты к нему приводит к возрастанию температуры пара, т. е. перехода его в состояние перегретого пара, а отвод теплоты — к переходу в состояние влажного насыщенного пара. В 

Фазовые состояния воды

Рисунок 1. Фазовая диаграмма для водяного пара в T, s координатах. 

Область I – газообразное состояние (перегретый пар, обладающий свойствами реального газа);

Область II – равновесное состояние воды и насыщенного водяного пара (двухфазное состояние). Область II также называют областью парообразования;

Область III – жидкое состояние (вода). Область III ограничена изотермой ЕК;

Область IV – равновесное состояние твердой и жидкой фаз;

Область V – твердое состояние;

Области III, II и I разделены пограничными линиями AK (левая линия) и KD (правая линия). Общая точка K для пограничных линий AK и KD обладает особыми свойствами и называется критической точкой. Эта точка имеет параметры pкр, vкри Ткр, при которых кипящая вода переходит в перегретый пар, минуя двухфазную область. Следовательно, вода не может существовать при температурах выше Ткр.

Критическая точка К имеет параметры:

pкр = 22,136 МПа; vкр = 0,00326 м3/кг; tкр = 374,15 °С.

Значения p, t, v и s для обеих пограничных линий приводятся в специальных таблицах термодинамических свойств водяного пара.

Процесс получения водяного пара из воды

На рисунках 2 и 3 изображены процессы нагрева воды до кипения, парообразования и перегрева пара в p, v— и T, s-диаграммах.

Начальное состояние жидкой воды, находящейся под давлением p0 и имеющей температуру 0 °С, изображается на диаграммах p, v и T, s точкой а. При подводе теплоты при p = const температура ее увеличивается и растет удельный объем. В некоторый момент температура воды достигает температуры кипения. При этом ее состояние обозначается точкой b. При дальнейшем подводе теплоты начинается парообразование с сильным увеличением объема.

При этом образуется двухфазная среда — смесь воды и пара, называемая влажным насыщенным паром. Температура смеси не меняется, так как тепло расходуется на испарение жидкой фазы. Процесс парообразования на этой стадии является изобарно-изотермическим и обозначается на диаграмме как участок bc. Затем в некоторый момент времени вся вода превращается в пар, называемый сухим насыщенным.

Это состояние обозначается на диаграмме точкой c.

Рисунок 2. Диаграмма p, v для воды и водяного пара.

Рисунок 3. Диаграмма T, s для воды и водяного пара. 

При дальнейшем подводе теплоты температура пара будет увеличиваться и будет протекать процесс перегрева пара c — d. Точкой d обозначается состояние перегретого пара. Расстояние точки d от точки с зависит от температуры перегретого пара.

Индексация для обозначения величин, относящихся к различным состояниям воды и пара:

  • величина с индексом «0» относится к начальному состоянию воды;
  • величина с индексом «′» относится к воде, нагретой до температуры кипения (насыщения);
  • величина с индексом «″» относится к сухому насыщенному пару;
  • величина с индексом «x» относится к влажному насыщенному пару;
  • величина без индекса относится к перегретому пару.

Процесс парообразования при более высоком давлении p1 > p0 можно отметить, что точка a, изображающая начальное состояние воды при температуре 0 °С и новом давлении, остается практически на той же вертикали, так как удельный объем воды почти не зависит от давления.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое шоковая заморозка

Точка b′ (состояние воды при температуре насыщения) смещается вправо на p, v-диаграмме и поднимается вверх на T,s-диаграмме. Это потому, что с увеличением давления увеличивается температура насыщения и, следовательно, удельный объем воды.

Точка c′ (состояние сухого насыщенного пара) смещается влево, т. к. с увеличением давления удельный объем пара уменьшается, несмотря на увеличение температуры.

Соединение множества точек b и c при различных давлениях дает нижнюю и верхнюю пограничные кривые ak и kc. Из p, v-диаграммы видно, что по мере увеличения давления разность удельных объемов v″ и v′ уменьшается и при некотором давлении становится равной нулю.

В этой точке, называемой критической, сходятся пограничные кривые ak и kc. Состояние, соответствующее точке k, называется критическим. Оно характеризуется тем, что при нем пар и вода имеют одинаковые удельные объемы и не отличаются по свойствам друг от друга.

Область, лежащая в криволинейном треугольнике bkc (в p, v-диаграмме), соответствует влажному насыщенному пару.

Состояние перегретого пара изображается точками, лежащими над верхней пограничной кривой kc.

На T, s-диаграмме площадь 0abs′ соответствует количеству теплоты, необходимого для нагрева жидкой воды до температуры насыщения.

Количество подведенной теплоты, Дж/кг, равное теплоте парообразования r, выражается площадью s′bcs, и для нее имеет место соотношение:

r = T(s″ — s′).

Количество подведенной теплоты в процессе перегрева водяного пара изображается площадью s″cds.

На T, s-диаграмме видно, что по мере увеличения давления теплота парообразования уменьшается и в критической точке становиться равной нулю.

Обычно  T, s-диаграмма применяется при теоретических исследованиях, так как практическое использование ее сильно затрудняется тем, что количества теплоты выражаются площадями криволинейных фигур. 

По материалам моего конспекта лекций по термодинамике и учебника «Основы энергетики». Автор Г. Ф. Быстрицкий. 2-е изд., испр. и доп. — М. :КНОРУС, 2011. — 352 с.

Источник: https://energoworld.ru/theory/vodyanoy-par/

Перегретый пар • ru.knowledgr.com

Перегретый пар — пар при температуре выше, чем ее испарение (кипение) пункт при абсолютном давлении, где температура измерена.

Пар может поэтому охладиться (потеряйте внутреннюю энергию) некоторой суммой, приводящей к понижению ее температуры, не изменяя государство (т.е., уплотняя) от газа, к смеси влажного пара и жидкости.

Если влажный пар (смесь и газа и насыщаемого пара) будет нагрет в постоянном давлении, то его температура также останется постоянной как качество пара (думайте сухость, или процент насыщал пар), увеличения к 100%, и становится сухим (т.е., никакая влажная жидкость) насыщаемый пар.

Длительный тепловой вход тогда «супер» нагреет сухой влажный пар. Это произойдет, если влажный пар свяжется с поверхностью с более высокой температурой.

Перегретый пар и жидкая вода не могут сосуществовать под термодинамическим равновесием, поскольку любая дополнительная высокая температура просто испаряется, больше воды и пар станут влажным паром.

Однако, это ограничение может быть нарушено временно в динамических (неравновесных) ситуациях.

Чтобы произвести перегретый пар в электростанции или для процессов (таких как сохнущая бумага), влажный пар, оттянутый из котла, передан через отдельное согревающее устройство (супернагреватель), который передает дополнительную высокую температуру пару контактом или радиацией.

Перегретый пар не подходит для стерилизации. Это вызвано тем, что перегретый пар сух. Сухой пар должен достигнуть намного более высоких температур и материалов, выставленных для более длинного периода времени, чтобы иметь ту же самую эффективность; или равняйтесь Fo, убивают стоимость. Перегретый пар также не полезен для нагревания. У влажного пара есть намного более высокое полезное теплосодержание.

Немного перегретый пар может использоваться для антибактериальной дезинфекции биофильмов на твердых поверхностях.

Самая большая стоимость перегретого пара находится в своей огромной внутренней энергии, которая может использоваться для кинетической реакции посредством механического расширения против турбинных лезвий и поршней оплаты, который производит вращательное движение шахты. Ценность перегретого пара в этих заявлениях — своя способность выпустить огромные количества внутренней энергии, все же остаются выше температуры уплотнения водного пара; при давлениях, при которых работают турбины реакции и поршневые двигатели оплаты.

Из главной важности в этих заявлениях факт, что водный пар, содержащий определенные жидкие капельки, несжимаем.

Если паровая работа выполнения в двигателе оплаты или турбине, охлаждается к температуре, при которой формируются жидкие капельки; водные капельки, определенные в потоке жидкости, ударят механические детали двигателей или турбин, с достаточной силой, чтобы согнуть, взломать или сломать их.

Перегревание и сокращение давления посредством расширения, гарантирует, что паровой поток всюду по его прохождению через турбину или двигатель, всегда остается как сжимаемый газ, который не повредит внутренние движущиеся части турбины или двигателя, через который проходит пар.

Влажный пар

Влажный пар, в отличие от перегретого, пар, который находится в равновесии с горячей водой при том же самом давлении, т.е., это не было нагрето мимо точки кипения для того давления.

Если влажный пар будет уменьшен в температуре (сохраняя ее давление), то это уплотнит, чтобы произвести водные капельки, даже если это будет все еще значительно выше точки кипения 100 °C при стандартном давлении. Эти капельки уплотнения — причина повреждения паровых турбинных лезвий, причина, почему такие турбины полагаются на поставку сухого, перегретого пара.

Сухой пар — насыщаемый пар, который был очень немного перегрет.

Это не достаточно, чтобы изменить его энергию заметно, но является достаточным повышением температуры, чтобы избежать проблем уплотнения учитывая среднюю потерю в температуре через схему подачи пара.

К концу 19-го века, когда перегревание было все еще меньше определенной технологией, такое высыхание пара принесло избегающую уплотнения пользу перегревания, не требуя современного котла или методов смазывания полного перегревания.

Паровой двигатель

Перегретый пар широко использовался в главных паровозах линии.

У влажного пара есть три главных недостатка в паровом двигателе: это содержит маленькие капельки воды, которые должны периодически истощаться от цилиндров; будучи точно в точке кипения воды для давления котла в использовании, это неизбежно уплотняет в некоторой степени в паровых трубах и цилиндрах вне котла, вызывая непропорциональную потерю парового объема, как это делает так; и это помещает большой спрос в котел, потому что большое количество воды должно быть испарено за единичный объем пара.

Перегревание пара сушит его эффективно, поднимает его температуру до пункта, где уплотнение гораздо менее вероятно и увеличивает свой объем значительно. Добавленный вместе, эти факторы увеличивают власть и экономию локомотива. Главные недостатки — добавленная сложность и стоимость шланга трубки супернагревателя и отрицательного эффекта, который «сухой» пар имеет на смазывание движущихся компонентов, таких как паровые клапаны. Шунтирование локомотивов обычно не использовало перегревание.

Нормальная договоренность включила взятие пара после клапана регулятора и прохождения его через длинные трубы супернагревателя в специально большом firetubes котла. У труб супернагревателя была перемена («торпеда») изгиб в конце топки так, чтобы пар должен был передать длину котла, по крайней мере, дважды, взяв высокую температуру, как это сделало так.

Обработка

Другое потенциальное использование перегретого пара включает: высыхание, очистка, иерархическое представление, разработка реакции, высыхание эпоксидной смолы и использование фильма, где насыщается к очень перегретому пару требуются при одном атмосферном давлении или при высоком давлении.

Идеал для парового высыхания, парового окисления и химической обработки. Использование находится в поверхностных технологиях, чистя технологии, паровое высыхание, катализ, обработку химической реакции, технологии высыхания поверхности, вылечивая технологии, энергетические системы и нанотехнологии.

Перегретый пар обычно не используется в теплообменнике из-за коэффициента передачи низкой температуры. В очистке и перегретом паре отраслей промышленности углеводорода, главным образом, используется для демонтажа и очистки целей.

Дезинсекция

Перегретый пар используется для пропаривания почвы. Пар вызван в почву, которая заставляет почти весь органический материал ухудшаться. Пропаривание почвы — эффективная альтернатива химикатам в сельском хозяйстве.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Позис или атлант что лучше

См. также

Источник: http://ru.knowledgr.com/00547701/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B3%D1%80%D0%B5%D1%82%D1%8B%D0%B9%D0%9F%D0%B0%D1%80

Пар и парогенераторы

парогенераторы

Ю.С. Кулаков, Н.В. Ситосенко

Наиболее часто пар используется в качестве теплоносителя. Вызвано это тем, что процесс фазового перехода «вода–пар» требует очень большого количества энергии. Соответственно, и обратный процесс — конденсация — протекает с выделением большого количества энергии. Таким образом, пар очень удобно использовать для отопления помещений, нагрева различного рода сред, химических реакторов, процессов варки и т. п.

Вот некоторые наиболее характерные примеры применения пара: паровые рубашки автоклавов и реакторов, разогрев«смерзающихся» материалов, теплообменники, отопительные системы и т. п.В других случаях нужен непосредственный контакт пара с разогреваемой средой.

Это может быть необходимо при пропарке бетонных изделий, продукции легкой промышленности, при использовании пара в качестве греющей среды в особого рода теплообменниках.Пар используется не только как необходимый агент в различных технологических процессах. Часто потребность в нем возникает сезонно.

Известно, что при понижении температуры многие вязкие среды, например, мазут, масло, патока, различные химические вещества настолько теряют свойство текучести, что их перемещение и транспортировка практически не осуществимы. Паровой разогрев емкостей и трубопроводов признан самым оптимальным способом разрешения подобных проблем.

Пар как увлажнительПри непосредственном контакте пар весьма эффективен в качестве «увлажнителя». Он применяется для пропарки древесины, комбикорма, изделий легкой промышленности, в различных технологических процессах, требующих одновременно нагрева и увлажнения.

Насыщенный водяной пар используется в следующих случаях:в строительной отрасли и коммунальном хозяйстве — для предотвращения смерзания в бункерах инертных веществ (например, песка или гравия), разогрева вязких сред — масла, мазута;в производстве железобетонных изделий, фанеры;в кондитерском, консервном и ином пищевом производстве;в химической и парфюмерной промышленности;в деревообрабатывающих производствах;для стерилизации и дезинфекции, например, стеклянных бутылок при производстве пива;

в сельскохозяйственном производстве.

Пар и парообразование, какой бывает пар и его параметры

Парообразование — процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное. От парообразования следует отличать кипение и испарение. Испарение — парообразование, которое происходит только с поверхности жидкости. С повышением температуры жидкости интенсивность испарения возрастает. Кипение — процесс превращения жидкости в пар, который происходит не только с поверхности жидкости, но и внутри нее, т. е.

это процесс парообразования во всему объему жидкости. Кипение происходит при определенной температуре, зависящей от рода жидкости и давления. Процесс кипения осуществляется посредством подвода к жидкости теплоты при неизменном давлении. Конденсация — процесс, обратный парообразованию. Это процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое. Процесс конденсации происходит при отводе от пара теплоты при неизменном давлении.

Конденсация, так же как и процесс кипения, происходит при постоянной температуре. При парообразовании в неограниченном объеме вся жидкость может превратиться в пар. Если процесс парообразования происходит в закрытой емкости, то между процессами парообразования и конденсации может наступить равновесие. Пар в таком состоянии принимает максимальную плотность приданной температуре и давлении и называется насыщенным.

Таким образом, насыщенный пар — это пар, находящийся в равновесном состоянии с жидкостью, из которой он получается. При изменении температуры жидкости равновесие нарушается, что приводит к соответствующему изменению плотности и давления насыщенного пара. При испарении всей жидкости получается сухой насыщенный пар, не содержащий частиц жидкой фазы. Влажный насыщенный пар — насыщенный пар, который содержит мельчайшие капельки жидкости.

Отношение массы сухого насыщенного пара, содержащегося во влажном паре, к общей массе влажного насыщенного пара называется степенью сухости пара (паросодержанием) т. е. степень сухости определяет долю сухого насыщенного пара во влажном паре.Массовая доля жидкости во влажном паре называется степенью влажности пара.Если к сухому насыщенному пару подводить тепло, то температура его будет возрастать, в результате чего получится перегретый пар.

Разность между температурой tп перегретого пара и температурой tс сухого насыщенного пара называется степенью перегрева. Перегретый пар является ненасыщенным. При данном давлении его плотность меньше плотности сухого насыщенного пара, а удельный объем — больше. Чем выше степень перегрева, тем больше перегретый пар по своим свойствам приближается к идеальному газу.

Для перегрева пара чаще всего используют специальные устройства —пароперегреватели, которые могут быть как электрическими, так и иного принципа действия.Давление пара в парогенераторе напрямую зависит от его температуры и наоборот: p = f(t). В таблице приведены не которые характерные соотношения.

Напомним, что давление газа (и пара, соответственно) может быть абсолютным — отсчитываемым от нуля(полного вакуума), и избыточным —равным разности между абсолютными атмосферным давлением. В случае применения единицы измерения давления «атм» (технической или физической) соотношение абсолютного и относительного давления выглядит примерно так: рабс = ризб + 1.

Возможные источники пара для вашего производства

«Чужой» пар — пар от паровых котлов централизованных котельных установок, собственных котельных предприятия арендодателя.
Часто встречается ситуация, когда собственник монополист некогда общей для всего предприятия котельной диктует «драконовские» условия отпуска пара «независимому» потребителю. При том, что качество такого пара чаще всего не подконтрольно потребителю.

Основные претензии арендаторов к пару, предоставляемому арендодателем:перебои подачи пара;несоответствие параметров пара требуемым (давление, температура, влажность, степень загрязнения и т. п.);невозможность объективного контроля потребителем количества пара, полученного от котельной;частые случаи «списания» на арендатора различного рода утечек пара и иных проблем котельной.

«Свой» пар — пар, получаемый с использованием относительно маломощных парогенераторов, устанавливаемых непосредственно вблизи потребителя.Парогенераторы используют в качестве топлива не только традиционные газ, дизельное и твердое топлива, мазут. Весьма распространены электропарогенераторы.

Использование «своего» пара, несмотря на очевидное отсутствие недостатков «чужого», имеет ряд особенностей:парогенератор необходимо установить и подключить к коммуникациям;процесс производства пара, независимо от способа и оборудования, —весьма энергоемкий процесс.Парогенераторы и паровые котлы — есть ли разница?Четкого разделения агрегатов, производящих пар, на парогенераторы и паровые котлы, нет.

Понятие «парогенератор» используется в следующих случаях:агрегат не имеет собственной топки или иного источника энергии и использует для превращения воды в пар «стороннюю» энергию.

Например, теплоноситель из контура атомного реактора или газообразные продукты сгорания сжигаемого в топке топлива;агрегат использует электроэнергию для превращения воды в пар (электропарогенератор);паропроизводительность агрегата не превышает 1000 кг/час;процесс производства пара из воды проистекает в «змеевике», а не в экранных трубах и «барабане»,как это происходит в традиционном паровом котле.

Несмотря на это, в названиях многих отечественных парогенераторов фигурирует понятие «паровой котел».

Какой выбрать парогенератор?

Выбирая какую-то конкретную модель парогенератора среди аналогов со сходными техническими характеристиками, необходимо отталкиваться от каких-либо характерных особенностей. Такими особенностями, или потребительскими характеристиками, можно считать следующие:100гр — 0атм143гр — 3атм149гр — 4атм165гр — 6атм

184гр — 10атм

дополнительные возможности регулировки выходных параметров пара: давления, влажности, расхода пара; а также возможность регулирования потребляемой мощности в соответствии с текущими потребностями;наличие в конструкции парогенератора всех необходимых для его полноценной работы элементов, комплектующих;степень автоматизации процесса выработки пара, возможности аварийной сигнализации и т. п.;ремонтопригодность парогенератора, популярность и, как следствие, степень развития рынка запчастей и комплектующих к данной модели;

современный внешний вид, удобство эксплуатации, доступность элементов регулировки процесса производства пара, отсутствие травмоопасных элементов конструкции.

Регистрация парогенераторов в органах Госгортехнадзора

Данный вопрос чаще всего упускается из виду потребителем и опускается поставщиком.

Следует отметить, что большой спектр энергетического оборудования, связанного с выработкой и потреблением пара, требует при вводе в эксплуатацию регистрации в органах Госгортехнадзора.

Все паровые котлы паропроизводительностью более 1000 кг пара в час за редким исключением подлежатобязательной регистрации.Что касается электропарогенераторов, необходимость их регистрации определяется Госгортехнадзором по специальной формуле: V*(tраб-100)

Источник: https://msd.com.ua/parogenerator/par-i-parogeneratory/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Дом холодильников