ไอน้ำถูกใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรมมากมาย อย่างไรก็ตาม คุณจะผลิตไอน้ำในส่วนที่ต่างออกไปของโรงงานจากกระบวนการที่คุณใช้มัน นั่นหมายความว่าคุณต้องเคลื่อนย้ายไอน้ำเพื่อใช้ประโยชน์จากพลังงานความร้อน
ในบทความนี้ เราจะสำรวจวิธีจ่ายไอน้ำ และประโยชน์ของการเคลื่อนย้ายไอน้ำเมื่อเทียบกับน้ำร้อนอุณหภูมิต่ำ (LTHW)
ทำไมคุณจึงต้องเคลื่อนย้ายไอน้ำ?
เพื่อความปลอดภัยและการบำรุงรักษา ไอน้ำผลิตห่างจากที่ที่ต้องการ แม้ว่าไอน้ำผลิตในห้องหม้อต้ม (A) กระบวนการ (B) ที่ใช้พลังงานความร้อนของไอน้ำอาจอยู่ห่างออกไปหลายร้อยเมตร
หากคุณมีหลายกระบวนการที่ต้องการพลังงานความร้อน ไอน้ำต้องไปถึงพวกมันไม่ว่าจะอยู่ที่ไหนในสถานที่ ท่อไอน้ำ (C) จะจ่ายไอน้ำจากห้องหม้อต้มไปยังกระบวนการ
ตัวอย่างเช่น กระบวนการผลิตอาหารที่พึ่งพาไอน้ำสำหรับพลังงานความร้อน อาจรวมถึงการฆ่าเชื้อ การพาสเจอร์ไรส์ การปรุงอาหาร การอบแห้ง และการทำให้แห้ง แต่ละกระบวนการอาจเกิดขึ้นในส่วนที่ต่างออกไปของโรงงาน
วิธีจ่ายไอน้ำ
ไอน้ำเป็นก๊าซ ดังนั้นมันเคลื่อนที่ด้วยพลังงานของตัวเองข้ามการลดลงของแรงดัน ผลลัพธ์คือ เมื่อคุณผลิตไอน้ำที่แรงดันสูงในห้องหม้อต้ม (A) แล้วลดแรงดันที่กระบวนการ (B) ที่การถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้น ไอน้ำจะไหลตามธรรมชาติผ่านท่อจากห้องหม้อต้มไปยังกระบวนการ ต่างจาก LTHW คุณไม่ต้องสูบไอน้ำ
นอกจากท่อไอน้ำ คุณยังต้องการท่อแยก (D) เพื่อส่งคืนคอนเดนเสทเหลวจากกระบวนการกลับสู่ห้องหม้อต้ม ขณะที่ไอน้ำถ่ายเทพลังงานความร้อนที่มีประโยชน์ให้กระบวนการโดยการควบแน่น คอนเดนเสทเหลวต้องถูกกำจัดเพราะมันไม่สามารถให้พลังงานความร้อนเพิ่มได้
ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดัน/ปริมาตรของไอน้ำ
นอกจากการเปิดใช้งานการจ่ายไอน้ำ แรงดันยังส่งผลต่อปริมาตรจำเพาะของไอน้ำ เพราะไอน้ำเป็นก๊าซที่บีบอัดได้
การเพิ่มแรงดันไอน้ำในหม้อต้มลดปริมาตร อย่างไรก็ตาม เมื่อคุณลดแรงดันที่กระบวนการ ปริมาตรเพิ่มขึ้น โดยทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างแรงดัน/ปริมาตร คุณสามารถคำนวณผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงแรงดันต่อปริมาตรของไอน้ำ
เนื่องจากปริมาตรของไอน้ำลดลงภายใต้แรงดัน สิ่งนี้ส่งผลอย่างมากต่อขนาดท่อที่ต้องการเพื่อขนส่งไอน้ำ
แรงดันส่งผลต่อขนาดท่อไอน้ำอย่างไร?
การเลือกขนาดท่อไอน้ำที่ถูกต้องช่วยให้คุณจ่ายมวลไอน้ำที่จำเป็นอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด โดยการบีบอัดไอน้ำเพื่อลดปริมาตร คุณต้องการท่อเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าเพื่อเคลื่อนย้ายไอน้ำจากห้องหม้อต้มไปยังกระบวนการ
ตัวอย่างเช่น คุณจะต้องการท่อเส้นผ่านศูนย์กลาง DN100 เพื่อจ่าย 1,000 กก./ชม. ของไอน้ำอิ่มตัวแห้งที่ 2 บาร์จี อย่างไรก็ตาม การเพิ่มแรงดันเป็น 10 บาร์จีบีบอัดไอน้ำเป็นปริมาตรที่ต่ำกว่า ดังนั้นคุณจะต้องการท่อ DN50 เท่านั้นเพื่อจ่าย 1,000 กก./ชม. ของไอน้ำ
ทำไมท่อเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าจึงเป็นประโยชน์?
การเคลื่อนย้ายไอน้ำในท่อเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่ามีข้อดีหลายประการเมื่อเทียบกับทางเลือกของเหลวเช่น LTHW
ใช้พื้นที่อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
การใช้ท่อเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าสำหรับไอน้ำและคอนเดนเสทช่วยให้คุณใช้พื้นที่อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในสถานที่ ท่อใช้พื้นที่น้อยกว่าและง่ายต่อการติดตั้งในช่องว่างห้องเครื่องและพื้นที่อื่นๆ
ท่อเบากว่า
เนื่องจากท่อเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าเบากว่า ต้องการวงเล็บและตัวรองรับน้อยกว่าเพื่อยึด
ต้นทุนการติดตั้งต่ำกว่า
การติดตั้งท่อไอน้ำเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าลดต้นทุนการติดตั้งเมื่อเทียบกับท่อเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า นอกจากตัวท่อและโครงสร้างรองรับ ฉนวนน้อยกว่าจำเป็น และค่าแรงติดตั้งลดลง
การสูญเสียความร้อนผ่านรังสีน้อยกว่า
เนื่องจากไอน้ำปล่อยความร้อนเมื่อควบแน่นเมื่อสัมผัสพื้นผิวอุณหภูมิต่ำกว่า ความร้อนสูญเสียผ่านท่อเนื่องจากรังสี แม้ฉนวนจะลดการสูญเสียนี้ ขนาดท่อก็ส่งผลต่อการสูญเสียความร้อนด้วย
ท่อเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าให้พื้นผิวที่ใหญ่กว่าสำหรับไอน้ำที่จะควบแน่นและปล่อยพลังงานความร้อน ผลลัพธ์คือ การลดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อจำกัดพื้นผิวที่ความร้อนสามารถสูญเสียได้
พลังงานที่ต้องการในการผลิตและจ่ายไอน้ำมีปริมาณเท่าใด?
การผลิตไอน้ำต้องการพลังงานมากกว่าการผลิต LTHW เพราะคุณผลิตไอน้ำที่อุณหภูมิและแรงดันสูงกว่า อย่างไรก็ตาม การจ่ายไอน้ำใช้พลังงานน้อยกว่า LTHW มาก
LTHW ต้องการพลังงานเพื่อขับเคลื่อนปั๊มที่จ่ายมันรอบโรงงาน ไอน้ำไม่ต้องการปั๊ม เพราะมันเป็นก๊าซและไหลตามธรรมชาติด้วยการลดลงของแรงดัน
ตัวอย่างเช่น การสูญเสียความร้อนจากท่อเพื่อจ่าย 2MW ของพลังงานโดยใช้ LTHW ที่ 70-90℃ จะเป็น 9.6kW การสูญเสียความร้อนเพื่อจ่ายพลังงานเทียบเท่าด้วยไอน้ำจะเป็น 14.6kW อย่างไรก็ตาม การสูบ LTHW จะใช้ไฟฟ้า 6.5kW ในขณะที่ไอน้ำมีความต้องการพลังงานต่ำกว่ามากที่ 0.7kW เพื่อขับเคลื่อนปั๊มเพื่อนำน้ำเข้าสู่ห้องหม้อต้ม
ทั้งการผลิตและการจ่าย การใช้พลังงานทั้งหมดสำหรับไอน้ำและ LTHW ใกล้เคียงกัน
ข้อดีของการจ่ายไอน้ำ
การเคลื่อนย้ายไอน้ำรอบโรงงานมีประโยชน์หลายประการเมื่อเทียบกับแหล่งพลังงานความร้อนทางเลือกอื่น ในฐานะก๊าซที่บีบอัดได้ ไอน้ำใช้ปริมาตรน้อยกว่าและจ่ายผ่านท่อเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า ซึ่งประหยัดพื้นที่และพลังงานมากกว่า ต่างจาก LTHW ไอน้ำไม่ถูกสูบและจึงใช้พลังงานน้อยกว่าระหว่างการจ่าย ไอน้ำต้องการเพียงการลดลงของแรงดันเพื่อเคลื่อนที่ผ่านท่อไอน้ำ