Статья содержит тест для закрепления изложенного материала
Как правило, при проектировании паропровода заранее известны следующие величины:
- давление пара на источнике (в котле/парогенераторе)
- давление пара на потребителе
Очевидно, что для того, чтобы доставить пар из котельной к паровой машине, давление в котельной должно быть выше, чем давление на машине.
Но что делать, если давление пара в котле больше давления, требуемого для питания паровой машины?
Конечно, понижать давление.
Существует 2 способа это сделать:
Понижать давление сразу в котельной, и транспортировать пар низкого давления.
Понижать давление непосредственно перед потребителем, транспортируя пар высокого давления.
Рассмотрим оба варианта и определим, какой вариант лучше.
Вариант 1. Транспортировка пара низкого давления.
При транспортировке пара низкого давления диаметр трубопровода будет бОльшим.
Это обусловлено тем, что пар при меньшем давлении имеет больший удельный объем.
Соответственно, чтобы сохранить значение скорости в рекомендуемом диапазоне (15-40 м/с) при увеличении удельного объема, необходимо увеличить площадь сечения трубы путем увеличения DN/
Больший диаметр трубопровода влечет за собой:
- бОльшие тепловые потери.
При транспортировке пара труба выступает в роли своеобразного радиатора, который греет атмосферу. Большая площадь теплообмена при транспортировке пара низкого давления влечет за собой большие потери в атмосферу.
- бОльшие траты на трубы и арматуру, а также на их монтаж
Вариант 2. Транспортировка пара высокого давления.
При транспортировке пара высокого давления диаметр трубопровода будет меньше.
Это, в свою очередь, имеет ряд преимуществ:
- Меньшие траты на трубы и арматуру, а также на их монтаж
- Меньшие потери тепла на нагрев трубы (при пуске) и излучение.
Делаем вывод, что экономически выгоднее транспортировать пар высокого давления.
Однако возникает еще один вопрос: "Что лучше, установить один клапан на группу потребителей или установить для каждого потребителя свой клапан?»
Рассмотрим оба варианта на таком примере:
Парогенератор с рабочим давлением 10 бар(и) обеспечивает паром 3 машины с рабочим давлением 2 бар(и) и общим потреблением 300 кг/ч (каждая машина потребляет 100 кг/ч).
При расходе 300 кг/ч и 10бар(и) диаметр трубы до клапана равен 25мм.
При расходе 300 кг/ч и 2бар(и) диаметр трубы после клапана будет составлять 50мм.
В линиях подачи пара на каждую машину 100 кг/ч и 2бар(и) диаметр трубопроводов будет составлять снова 25мм. При расходе 300 кг/ч и 10бар(и) диаметр магистрали будет равен 25мм, диаметр трубопроводов перед каждым клапана составит 15мм, а диаметр подачи пара на каждую машину (потреблением пара 100 кг/ч, давлением 2бар(и)) будет также равен 25мм.
Вариант №2 имеет ряд преимуществ:
- Диаметр трубопровода будет меньше. Меньший диаметр магистрали после клапана до машин влечет за собой меньшие траты на трубы и арматуру, а также на их монтаж (т.к. трубы и арматура Ду15 очевидно дешевле, чем Ду50)
- Более высокая точность регулирования (за счет сужения диапазона регулирования клапана при подаче на группу машин).
Регулирующие клапаны имеют зону устойчивой работы. И если клапан обслуживает сразу 3 машины, а в какой-то момент времени только 1, то качество регулирования будет снижено за счет «выпадания» текущего рабочего расхода из нижнего предела регулирования клапана.
Данная ситуация исключена при работе в режиме «каждой машине свой клапан». - Более высокая степень сухости на машинах за счет «осушения» пара при редуцировании непосредственно перед машиной. Более подробно о том, как редуцирование влияет на степень сухости пара, вы можете прочитать в статье у нас на сайте.
- Поломка одного клапана не влияет на другие машины.
Но есть и недостаток при редуцировании пара непосредственно перед потребителями:
- большее количество арматуры*.
*Не всегда большее количество оборудования дороже, т.к. несколько редукционных клапанов меньшего диаметра могут оказаться дешевле, чем 1 клапан большего диаметра.
ВЫВОД
Решение о выборе давления при транспортировке пара имеет большое значение и не стоит принимать его только исходя из того, «где удобнее смонтировать редукционный клапан».
Необходимо проанализировать целый ряд факторов, которые мы обсудили в этой статье.
Если у Вас остались вопросы, какое давление лучше использовать для транспортировки пара, Вы можете обратиться к инженерам компании Wise Engineering.