Главная | Обратная связь

Нагревание водяным паром

Одним из наиболее широко распространенных теплоносителей являет- ся насыщенный водяной пар, который обладает высокими теплофизическими характеристиками. Водяной пар по сравнению с другими веществами имеет большую скрытую удельную теплоту конденсации до 2,26·106Дж/кг (при давлении 0,1 МПа) и высокие значения коэффициента теплоотдачи. Это по- зволяет при малом расходе пара и небольших площадях поверхности тепло- обмена передавать значительные количества теплоты. Важным достоинством насыщенного пара является постоянство температуры конденсации при дан- ном давлении, что позволяет поддерживать постоянной температуру нагрева. Пар удовлетворяет также ряду других требований, среди которых наиболее важными можно считать доступность, пожаробезопасность, относительно высокий тепловой КПД.

Основной недостаток насыщенного водяного пара заключается в зна- чительном возрастании давления с повышением температуры. При темпера- туре 180° С его давление составляет около 1,0 МПа. При таких значениях давления требуется использование прочной толстостенной и дорогостоящей аппаратуры и подводящих коммуникаций. Обычно применение водяного па- ра ограничивается областью температур 180…190 °С.

Перегретый пар получают на специальных установках пароперегре- вателях за счет дополнительного нагрева насыщенного пара. В качестве те- плоносителя перегретый пар применяют крайне редко, так как его коэффици- ент теплоотдачи невелик. Теплосодержание перегретого пара практически не отличается от теплосодержания насыщенного пара, поэтому затраты на его перегрев не всегда оправданы. Небольшой перегрев пара иногда используют для уменьшения тепловых потерь в подводящих паропроводах.

В качестве теплоносителя насыщенный водяной пар используют в виде глухого пара, когда обогрев осуществляется через теплопередающую поверх- ность, или острого пара, когда пар и нагреваемый продукт смешиваются.

Нагревание глухим паром через стенку теплообменного аппарата при- меняется очень часто, поскольку при этом нагреваемый продукт не разбавля- ется конденсатом и не изменяет своего состава.

Схема обогрева глухим насыщенным паром приведена на рисунке 2.1.

 

 

Рис. 2.1 Схема обогрева глухим насыщенным паром:

1 – теплообменник; 2 конденсатоотводчик; 3 – обводная линия Греющий пар поступает в теплообменник 1, где продукт нагревается

паром через разделяющую их стенку трубчатки. Насыщенный пар, соприка- саясь с более холодной стенкой, конденсируется на ней, стекает и удаляется через нижний штуцер аппарата. Чтобы обеспечить удаление конденсата, пар всегда подают в верхнюю часть аппарата, а конденсат удаляют из его нижней части. Во избежание неоправданного расхода пара и снижения его давления, на трубопроводе конденсата устанавливают конденсатоотводчик 2, препятствующий прохождению пара, но пропускающий конденсат.

Конденсатоотводчики по конструкции бывают различными. Наи- большее распространение имеют устройства с закрытым поплавком, исполь- зуемые до значений давления на уровне 1,0 МПа.

Конденсатоотводчик с закрытым поплавком (рис. 2.2) состоит,из следующих основных частей: чугунного литого корпуса 1 со штуцером 4 для ввода конденсата, поплавка 2 с прикрепленным к нему штоком 3 и клапаном 5 [1].

Смесь пара и конденсата поступает через штуцер 4 в корпус конденса- тоотводчика. По мере накопления конденсата поплавок поднимается, клапан 5 открывает отверстие для выхода конденсата. Конденсатоотводчики снаб- жают обводной линией 3 (см. рис. 2.1) с вентилями, позволяющей проводить необходимый осмотр и ремонт без остановки основного теплообменного ап- парата.

 

 

Рис. 2.2 Конденсатоотводчик с закрытым поплавком:

1 – корпус; 2 – поплавок; 3 –шток; 4 – штуцер; 5– клапан; Нагревание острым паром целесообразно проводить только в тех слу-

чаях, когда допустимо смешение нагреваемой среды с паровым конденсатом. Такой способ нагревания проще, чем нагревание глухим паром; он позволяет полностью использовать теплоту пара, так как паровой конденсат смешива- ется с нагреваемой жидкостью, и их температуры выравниваются.