|
| Главная : Паровые спутники : Расчет пароспутников |
|
| |
Расчет пароспутников
1. Общие требования к пароспутникам
Паровые спутники предназначены для компенсации потерь тепла при транспортировке или хранении жидкостей. По сравнению с электрообогревом применение пара является технически более сложной технологией, однако в случае отсутствия необходимых мощностей электроэнергии или из-за соображений безопасной эксплуатации объекта пароспутники остаются эффективным средством борьбы с потерями тепла.
Паровые спутники не являются инструментом подогрева жидкости. Поэтому при проектировании пароспутниковых систем следует учитывать:
· границу допустимых потерь тепла при минимальной температуре окружающего воздуха,
· необходимость обеспечения подачи пара при возможных поломках оборудования пароспутников,
· необходимость периодической продувки спутников,
· защиту спутников и коллекторов от размораживания;
· экономное рациональное расходование пара.
Конденсатоотводчики с перевернутым стаканом (поплавком) и биметаллические конденсатоотводчики наиболее полно удовлетворяют указанным выше условиям.
Конденсатоотводчики с перевернутым стаканом полностью из нержавеющей стали, отводящие конденсат при температуре насыщения, обеспечивают отсутствие конденсата в спутниках.
При поломке конденсатоотводчики остаются полностью открытыми, что исключает накопление конденсата в спутниках.
Конденсатоотводчики с перевернутым стаканом допускают периодическую продувку спутников без дополнительных работ с отсечной арматурой.
Специально разработанная универсальная присоединительная головка позволяет устанавливать конденсатоотводчик при произвольной ориентации спутника, подходящего к конденсатному коллектору.
Акссесуары конденсатоотводчика – встроенные обратный клапан, фильтр и клапан сброса конденсата при падении давления пара, - упрощают монтаж и повышают эксплуатационные качества прибора.
Конденсатный коллектор представляет собой теплообменник «труба в трубе», защищая отводимый конденсат от быстрого замерзания.
Предизолярованные спутники и теплопродящий компаунд существенно снижают потери при низких температурах транспортируемой среды и повышают теплопередачу при значительных перепадах температур.
Термостатические клапаны прямого действия, регулирующие подачу пара и сброс конденсата при его остывании ниже заданной температуры, являются дополнительными средствами повышения энергоэффективности и живучести пароспутниковых систем.
Расчет и поставка вышеуказанного оборудования и материалов в комплексе снижает затраты пара, средства на монтаж и эксплуатацию пароспутников, а, главное, является весомым вкладом в повышение энергоэффективности пароспутников и снижение выбросов газов СО2, образующихся при конденсации пара.
Использование пара в технологических процессах сопряжено с потерями, вызываемыми такими факторами как
- пролетный пар
- пар вторичного вскипания
- обводнение оборудования
при регулируемой подаче пара
при противодавлении в конденсатопроводе
- влажный пар
- перегретый пар
- гидро- и термоудары.
Если проблему гидро- и термоударов можно иногда устранить путем переврезки трубопроводов, то борьба с потерями при действии остальных факторов требует профессионального обследования, инженерного расчета и применения соответствующих схем и оборудования.
2. Расчет паровых спутников
Пароспутники предназначаются для поддержания определенной постоянной температуры среды, транспортируемой по основному трубопроводу. Они предназначены для компенсации потерь тепла продуктом, но не его подогрева. В большинстве случаев паровые спутники находятся вне помещений, что требует учета климатических условий их эксплуатации. Отсюда, расчет расхода пара, необходимого для поддержания температуры среды, основывается на сравнении расчетных потерь тепла на длине паросутника и трубопровода, транспортирующего продукт.
Тепловые потери в продуктопроводах определяются как :
Здесь
k0 – коэффициент эффективности теплоизоляции Вт/мС;
L – длина трубопровода;
t – разность температур продукта и окр. среды;
d1 – внутренний диаметр трубопровода;
d2 – наружный диаметр изоляции.
Тепловые потери пароспутника определяются как :
 
Здесь
Е - эффективность теплопередачи
(определяется как [1 – эффективность теплоизоляции спутника])
U – коэффициент эффективности теплопроводности спутника Вт/мС;
А – площадь поверхности спутника м2;
tнас.п. – температура насыщенного пара;
tпр. – температура продукта.
Пример.
1. Продуктопровод
Изоляция: базальтовая скорлупа; толщина 40 мм; kо = 0,06 Вт/мС;
Длина трубопровода L = 1 м;
Разность температур продукта и окружающей среды t = 230 – 20 = 210С;
Внутренний диаметр трубопровода d1 = 100 мм;
Наружный диаметр изоляции d2 = 200 мм;
2. Пароспутник
Коэффициент теплопроводности: U = 17 Вт/мС (без теплопроводной смеси)
U =170 Вт/мС (с теплопроводной смесью);
Диаметр спутника d = 20 мм;
Давление пара Р = 40 бар (температура насыщения пара в спутнике = 250 С);
Эффективность теплопередачи Е = 1 – 0,25 = 0,75
(принята эффективность теплоизоляции = 0,25)
Отсюда, потери тепла на продуктопроводе и на спутниках соответственно равны:
Таким образом, для компенсации потерь тепла в продуктопроводе при заданных условиях необходимо провести как минимум 7 пароспутников без теплопроводной смеси или один с теплопроводной смесью.
|