การระบายอากาศ การสูญเสียความร้อน และสรุปมาตรฐานท่อที่เกี่ยวข้อง

การระบายอากาศและก๊าซที่ไม่สามารถกลั่นตัวออกจากระบบไอน้ำ รวมถึงการจัดหาฉนวนที่เพียงพอ มีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อให้แน่ใจว่าโรงงานไอน้ำมีประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และสมรรถนะ

การระบายอากาศ

เมื่อไอน้ำถูกปล่อยเข้าท่อครั้งแรกหลังจากหยุดทำงาน ท่อจะเต็มไปด้วยอากาศ ปริมาณอากาศและก๊าซที่ไม่สามารถกลั่นตัวอื่นๆ จะเข้ามาพร้อมไอน้ำ แม้ว่าสัดส่วนของก๊าซเหล่านี้โดยปกติจะน้อยมากเมื่อเทียบกับไอน้ำ เมื่อไอน้ำกลั่นตัว ก๊าซเหล่านี้จะสะสมในท่อและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ต้องดำเนินมาตรการเพื่อระบายออก ผลของการไม่ระบายอากาศคือช่วงเวลาอุ่นเครื่องยาวนาน และประสิทธิภาพของโรงงานและสมรรถนะของกระบวนการลดลง อากาศในระบบไอน้ำยังส่งผลต่ออุณหภูมิระบบด้วย อากาศจะออกแรงดันของตัวเองภายในระบบ และจะถูกเพิ่มเข้ากับแรงดันของไอน้ำเพื่อให้แรงดันรวม ดังนั้น แรงดันไอน้ำจริงและอุณหภูมิของส่วนผสมไอน้ำ/อากาศจะต่ำกว่าที่มาตรวัดแรงดันแสดง สิ่งที่สำคัญกว่าคือผลกระทบของอากาศต่อการถ่ายเทความร้อน ชั้นอากาศหนาเพียง 1 mm สามารถให้ความต้านทานความร้อนเท่ากับชั้นน้ำหนา 25 μm ชั้นเหล็กหนา 2 mm หรือชั้นทองแดงหนา 15 mm จึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องระบายอากาศออกจากระบบไอน้ำทุกประเภท ช่องระบายอากาศอัตโนมัติสำหรับระบบไอน้ำ (ซึ่งทำงานบนหลักการเดียวกับกับดักไอน้ำแบบเทอร์โมสแตติก) ควรติดตั้งเหนือระดับคอนเดนเสทเพื่อให้เฉพาะอากาศหรือส่วนผสมไอน้ำ/อากาศเท่านั้นที่จะเข้าถึง ตำแหน่งที่ดีที่สุดคือที่ปลายท่อหลักไอน้ำ ตามที่แสดงในรูป 10.5.1 การระบายจากช่องระบายอากาศต้องต่อท่อไปยังสถานที่ปลอดภัย ในทางปฏิบัติ ท่อคอนเดนเสทที่ไหลลงสู่ถังรับที่ระบายอากาศสามารถรับการระบายจากช่องระบายอากาศได้

การระบายจากช่องระบายอากาศต้องต่อท่อไปยังสถานที่ปลอดภัย ในทางปฏิบัติ ท่อคอนเดนเสทที่ไหลลงสู่ถังรับที่ระบายอากาศสามารถรับการระบายจากช่องระบายอากาศได้

นอกจากการระบายอากาศที่ปลายท่อหลักแล้ว ควรติดตั้งช่องระบายอากาศด้วย:

• คู่ขนานกับกับดักแบบถังกลับหัว หรือในบางกรณี กับดักแบบเทอร์โมไดนามิก กับดักเหล่านี้บางครั้งระบายอากาศช้าเมื่อเริ่มทำงาน
• ในช่องไอน้ำที่เข้าถึงยาก (เช่น ด้านตรงข้ามที่ไอน้ำเข้าสู่กระทะ jacketed)
• ในที่มีช่องไอน้ำขนาดใหญ่ (เช่น ออโต้เคลฟ) และส่วนผสมไอน้ำ/อากาศอาจส่งผลต่อคุณภาพกระบวนการ

การลดการสูญเสียความร้อน

แม้ว่าท่อหลักไอน้ำจะอุ่นขึ้นแล้ว ไอน้ำจะยังคงกลั่นตัวเนื่องจากความร้อนสูญเสียจากการแผ่รังสี อัตราการกลั่นตัวจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิไอน้ำ อุณหภูมิแวดล้อม และประสิทธิภาพฉนวนท่อ เพื่อให้ระบบจ่ายไอน้ำมีประสิทธิภาพ ควรดำเนินการตามขั้นตอนที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าการสูญเสียความร้อนลดลงสู่ระดับต่ำสุดทางเศรษฐกิจ ความหนาฉนวนที่ประหยัดที่สุดจะขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย:

• ค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง
• ความร้อนที่ carried โดยไอน้ำ
• ขนาดท่อ
• อุณหภูมิท่อ เมื่อหุ้มฉนวนท่อภายนอก ต้องคำนึงถึงความชื้นและความเร็วลมด้วย ประสิทธิภาพของวัสดุฉนวนส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับเซลล์อากาศขนาดเล็กที่ held ในเมทริกซ์ของวัสดุเฉื่อย เช่น ใยหิน ไฟเบอร์กลาส หรือซิลิเกตแคลเซียม การติดตั้งทั่วไปใช้ไฟเบอร์กลาสหุ้มอะลูมิเนียม ใยหินหุ้มอะลูมิเนียม และซิลิเกตแคลเซียม สิ่งสำคัญคือวัสดุฉนวนไม่ถูกทับหรือให้ดูดน้ำ ต้องมีการป้องกันทางกลและการกันน้ำเพียงพอ โดยเฉพาะในสถานที่กลางแจ้ง การสูญเสียความร้อนจากท่อไอน้ำไปยังน้ำ หรือไปยังฉนวนเปียก อาจสูงกว่าจากท่อเดียวกันไปยังอากาศถึง 50 เท่า ควรระมัดระวังเป็นพิเศษในการป้องกันท่อไอน้ำที่วิ่งผ่านพื้นที่น้ำท่วมขัง หรือในท่อร้อยสาย ที่อาจถูกน้ำท่วม เช่นเดียวกับการป้องกันฉนวนจากความเสียหายจากบันได เป็นต้น เพื่อป้องกันน้ำฝนเข้า สิ่งสำคัญคือหุ้มฉนวนทุกส่วนร้อนของระบบ ยกเว้นวาล์วนิรภัย รวมถึงหน้าแปลนทั้งหมดบนท่อหลัก รวมทั้งวาล์วและข้อต่ออื่นๆ เคยเป็นเรื่องปกติที่จะตัดฉนวนกลับที่แต่ละด้านของหน้าแปลน เพื่อเข้าถึงสลักเกลียวสำหรับการบำรุงรักษา เท่ากับปล่อยท่อเปลือยประมาณ 0.5 m โชคดีที่ฝาครอบฉนวนสำเร็จรูปสำหรับหน้าแปลนและวาล์วมีจำหน่ายกว้างขวางขึ้น มักมาพร้อมตัวยึดเพื่อให้ถอดออกได้ง่ายเพื่อเข้าถึงสำหรับการบำรุงรักษา

การคำนวณการถ่ายเทความร้อน

การคำนวณการสูญเสียความร้อนจากท่ออาจซับซ้อนและใช้เวลามาก และสมมติว่าข้อมูลที่เข้าใจยากเกี่ยวกับความหนาผนังท่อ สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน และค่าคงที่ที่ derived ต่างๆ สามารถหาได้ง่าย ซึ่งโดยปกติแล้วไม่สามารถทำได้ การ derive สูตรเหล่านี้อยู่นอกเหนือขอบเขตของโมดูลนี้ แต่ข้อมูลเพิ่มเติมสามารถหาได้ง่ายในตำราอุณหพลศาสตร์ที่ดี นอกจากนี้ ยังมีซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ร่วมสมัยจำนวนมากสำหรับวิศวกรที่มีวิจารณญาณ ด้วยเหตุนี้ การสูญเสียความร้อนของท่อสามารถหาได้ง่ายโดยอ้างอิงตาราง 10.5.1 และสมการง่ายๆ (สมการ 2.12.2) ตารางสมมติสภาวะแวดล้อมระหว่าง 10 - 21°C และพิจารณาการสูญเสียความร้อนจากท่อเปลือยแนวนอนขนาดต่างๆ ที่มีไอน้ำที่แรงดันต่างๆ

ตาราง 10.5.1 การแผ่ความร้อนจากท่อ

หมายเหตุ: การแผ่ความร้อนจากท่อเปลือยแนวนอนที่อุณหภูมิแวดล้อมระหว่าง 10°C ถึง 20°C และสภาวะอากาศนิ่ง

ปัจจัยอื่นๆ สามารถรวมในสมการได้ ตัวอย่างเช่น หากท่อมีฉนวนที่ให้การลดการสูญเสียความร้อนเหลือ 10% ของท่อไม่มีฉนวน จะคูณด้วยปัจจัย 0.1

หมายเหตุ: ค่าคงที่ 3.6 ให้คำตอบใน kg/h ความยาวเทียบเท่า:

• หน้าแปลนคู่ 0.5 m
• วาล์วขนาดท่อ 1.0 m ตัวอย่าง 10.5.1 ท่อ 100 mm ยาว 50 m มีหน้าแปลน 8 คู่และวาล์ว 2 ตัว และ carrying ไอน้ำอิ่มตัวที่ 7 bar g อุณหภูมิแวดล้อมคือ 10°C และประสิทธิภาพฉนวนระบุว่า 0.1 อ้างอิงตาราง 10.5.1 และการใช้สมการ 10.5.1: กำหนดปริมาณไอน้ำที่จะกลั่นตัวต่อชั่วโมง: ส่วน 1 - ไม่มีฉนวน ส่วน 2 - ท่อมีฉนวน แต่วาล์วและหน้าแปลนไม่มีฉนวน ส่วน 3 - มีฉนวนสมบูรณ์ ความยาวเทียบเท่าของข้อต่อ:
• (หน้าแปลน 8 คู่ @ 0.5 m) + (วาล์ว 2 ตัว @ 1.0 m) = 6.0 m ของท่อ
• ไอน้ำอิ่มตัวที่ 7 bar g:

ส่วน 1 - ไม่มีฉนวน:

ส่วน 2 - ท่อมีฉนวน แต่วาล์วและหน้าแปลนไม่มีฉนวน: พิจารณาสององค์ประกอบแยกกัน:

ส่วน 3 - ท่อและข้อมีฉนวน:

มาตรฐานสหราชอาณาจักรและนานาชาติที่เกี่ยวข้อง

ใช้สัญลักษณ์เพื่อระบุมาตรฐานที่เทียบเท่าทางเทคนิค (=) และมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง (≠) ตามลำดับ

ตาราง 10.5.2

สรุป

เพื่อสรุปบล็อก ‘การจ่ายไอน้ำ’ ของ The Steam and Condensate Loop สามารถใช้รายการตรวจสอบต่อไปนี้เพื่อให้แน่ใจว่าระบบจ่ายไอน้ำจะทำงานอย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิผล: