การจัดอันดับหม้อไอน้ำ
บทเรียนนี้อธิบายการจัดอันดับหม้อไอน้ำสามประเภทที่ใช้กันมากที่สุด: การจัดอันดับ ‘from and at’ สำหรับการระเหย การจัดอันดับ kW สำหรับความร้อนที่ผลิตได้ และแรงม้าหม้อไอน้ำ
การจัดอันดับ 'From and at'
การจัดอันดับ ‘From and at’
การจัดอันดับ ‘from and at’ ถูกใช้อย่างกว้างขวางเป็นค่าอ้างอิงโดยผู้ผลิตหม้อไอน้ำแบบเปลือกเพื่อกำหนดการจัดอันดับที่แสดงปริมาณไอน้ำเป็น kg/h ที่หม้อไอน้ำสามารถผลิตได้ ‘from and at 100°C’ ที่ความดันบรรยากาศ ไอน้ำแต่ละกิโลกรัมจะได้รับความร้อน 2 257 kJ จากหม้อไอน้ำ
หม้อไอน้ำแบบเปลือกมักทำงานด้วยอุณหภูมิน้ำเลี้ยงต่ำกว่า 100°C ดังนั้นหม้อไอน้ำต้องจ่ายพลังงานความร้อนเพื่อนำน้ำไปถึงจุดเดือด
หม้อไอน้ำส่วนใหญ่ทำงานที่แรงดันสูงกว่าบรรยากาศ เนื่องจากไอน้ำที่แรงดันสูงมีพลังงานความร้อนมากกว่าไอน้ำที่ 100°C ซึ่งต้องการพลังงานความร้อนเพิ่มเติมสำหรับความอิ่มตัวของน้ำ เมื่อแรงดันหม้อไอน้ำเพิ่มขึ้น อุณหภูมิความอิ่มตัวก็เพิ่มขึ้น ต้องการพลังงานความร้อนมากขึ้นก่อนที่น้ำเลี้ยงจะถึงอุณหภูมิเดือด
ผลกระทบเหล่านี้ทั้งสองลดกำลังผลิตไอน้ำจริงของหม้อไอน้ำ สำหรับการใช้เชื้อเพลิงเท่าเดิม
กราฟในรูปที่ 3.5.1 แสดงอุณหภูมิน้ำเลี้ยงเทียบกับเปอร์เซ็นต์ของค่า ‘from and at’ สำหรับการทำงานที่แรงดัน 0, 5, 10 และ 15 bar g
การประยุกต์ใช้กราฟการจัดอันดับ ‘from and at’ (รูปที่ 3.5.1) แสดงในตัวอย่าง 3.5.1 รวมถึงการสาธิตวิธีการกำหนดค่า
ตัวอย่าง 3.5.1
หม้อไอน้ำมีการจัดอันดับ ‘from and at’ 2 000 kg/h และทำงานที่ 15 bar g อุณหภูมิน้ำเลี้ยงคือ 68°C
การใช้สมการ 3.5.1 จะกำหนดตัวคูณเพื่อให้ผลลัพธ์เดียวกัน:
หมายเหตุ: ค่าเหล่านี้ทั้งหมดมาจากตารางไอน้ำ
โดยใช้ข้อมูลจากตัวอย่าง 3.5.1 และสมการ 3.5.1 สามารถคำนวณตัวคูณการระเหย:
การจัดอันดับ kW
การจัดอันดับ kW
ผู้ผลิตบางรายจะให้การจัดอันดับหม้อไอน้ำเป็น kW นี่ไม่ใช่อัตราการระเหยและขึ้นอยู่กับตัวคูณ ‘from and at’ เดียวกัน
เพื่อกำหนดการระเหยจริงโดยมวล จำเป็นต้องทราบอุณหภูมิน้ำเลี้ยงและแรงดันไอน้ำที่ผลิตก่อน เพื่อกำหนดปริมาณพลังงานที่เพิ่มในน้ำแต่ละกิโลกรัม จากนั้นใช้สมการ 3.5.2 เพื่อคำนวณกำลังผลิตไอน้ำ:
ตัวอย่าง 3.5.2
หม้อไอน้ำมีการจัดอันดับ 3 000 kW (kJ/s) และทำงานที่ 10 bar g ด้วยอุณหภูมิน้ำเลี้ยง 50°C สามารถผลิตไอน้ำได้เท่าใด?
โดย จากตารางบนเว็บไซต์ Spirax Sarco:
แรงม้าหม้อไอน้ำ (BoHP)
แรงม้าหม้อไอน้ำ (BoHP)
หน่วยวัดนี้โดยทั่วไปใช้เฉพาะในสหรัฐอเมริกาและออสเตรเลีย แรงม้าหม้อไอน้ำไม่ตรงกับ 550 ft lbf/s ที่รู้จักกันทั่วไป และตัวคูณแปลงที่ใช้ปกติ 749 วัตต์ = 1 แรงม้า ไม่สามารถนำมาใช้ได้
สหรัฐอเมริกาและออสเตรเลีย
นิยามที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสหรัฐอเมริกาและออสเตรเลียของแรงม้าหม้อไอน้ำคือปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการระเหยน้ำ 34.5 ปอนด์ที่ 212 องศาฟาเรนไฮต์ภายใต้สภาวะบรรยากาศ
ตัวอย่าง 3.5.4
หม้อไอน้ำมีกำลัง 500 BoHP กำลังผลิตไอน้ำเท่าใด?
สำคัญ: โดยพื้นฐานแล้วคล้ายกับการจัดอันดับ ‘from and at’; การใช้น้ำเลี้ยงอุณหภูมิต่ำกว่าและไอน้ำที่แรงดันสูงกว่าจะลดปริมาณไอน้ำที่ผลิตได้
ในทางปฏิบัติหมายความว่า: ค่า BoHP 28 ถึง 30 lb/h จะเป็นกำลังผลิตสูงสุดต่อเนื่องที่เป็นจริงมากกว่า โดยคำนึงถึงแรงดันไอน้ำและอุณหภูมิน้ำเลี้ยงเฉลี่ย
ดังนั้นผลลัพธ์ที่เป็นจริง:
จากนั้น: หากต้องการไอน้ำ 17 250 lb/h หม้อไอน้ำ 500 BoHP จะเล็กเกินไปและผู้ใช้จะต้องระบุหม้อไอน้ำที่มีกำลังดังนี้:
