Buhar ve Kondensat Döngüsü

Buhar nasıl üretilir, dağıtılır, kontrol edilir ve kullanılır? Kondensat nasıl geri dönüştürülür? Bir buhar sisteminin temel özeti.

Buhar ve Kondensat Döngüsünün bu Modülü, buhar tesisine kısa, teknik olmayan bir genel bakış sunmayı amaçlamaktadır. Buhar tesisinin farklı parçalarının birbirleriyle nasıl ilişkili olduğunu açıklar - ve konuyu bilmeyen herkes için, bir sonraki Blok’a geçmeden önce veya buhar teorisi veya buhar tesis ekipmanı hakkında herhangi bir biçimde ayrıntılı çalışmaya başlamadan önce faydalı bir okuma sunar.

Kazan dairesi

Kazan Kazan, buhar sisteminin kalbidir. Tipik modern paketlenmiş kazan, ısıyı kazan tüplerine gönderen bir brülör tarafından çalıştırılır. Brülörden gelen sıcak gazlar, tüp yüzeylerinden çevredeki kazan suyuna maksimum ısı transferini elde etmek için bir dizi tüpten 3’e kadar ileri geri geçer. Su doyma sıcaklığına (o basınçta kaynayacağı sıcaklık) ulaştığında, buhar kabarcıkları oluşur, su yüzeyine yükselir ve patlar. Buhar, buhar sistemine girmeye hazır olarak yukarıdaki alana salınır. Durdurma veya tepe vanası, kazanı ve buhar basıncını prosesten veya tesisten izole eder. Buhar basınçlandırılırsa, daha az yer kaplar. Buhar kazanları genellikle basınç altında çalıştırılır, böylece daha küçük bir kazanla daha fazla buhar üretilebilir ve küçük çaplı boru tesisatı kullanılarak kullanım noktasına transfer edilir. Gerekildiğinde, buhar basıncı kullanım noktasında düşürülür. Kazanda üretilen buhar miktarı kazandan çıkan miktar kadar olduğu sürece, kazan basınç altında kalacaktır. Brülör doğru basıncı korumak için çalışacaktır. Bu aynı zamanda doğru buhar sıcaklığını korur, çünkü doymuş buharın basıncı ve sıcaklığı doğrudan ilişkilidir. Kazanın güvenli, ekonomik, verimli ve tutarlı basınçta çalışmasını sağlamak için bir dizi donanım ve kontrolü vardır. Besleme suyu Kazana sağlanan suyun kalitesi önemlidir. Kazanın termal şokunu önlemek ve verimli çalışmasını sürdürmek için genellikle yaklaşık 80°C’de doğru sıcaklıkta olmalıdır. Ayrıca kazana zarar vermemek için doğru kalitede olmalıdır. Normal işlenmemiş içme suyu kazanlar için tamamen uygun değildir ve hızla köpürmelerine ve kireçlenmelerine neden olabilir. Kazan daha az verimli hale gelir ve buhar kirli ve ıslak olur. Kazanın ömrü de kısalır. Bu nedenle su, içerdiği safsızlıkları azaltmak için kimyasallarla arıtılmalıdır. Hem besleme suyu arıtması hem de ısıtma, genellikle kazanın yukarısına yerleştirilen besleme tankında gerçekleşir. Besleme pompası, gerekli olduğunda suyu kazana ekler. Besleme tankındaki suyun ısıtılması ayrıca çözünmüş oksijen miktarını da azaltır. Bu önemlidir, çünkü oksijenli su koroziftir. Blöf Kazan besleme suyunun kimyasal dozajlanması, kazanda askıda katı maddelerin bulunmasına yol açacaktır. Bunlar kaçınılmaz olarak çamur biçiminde kazanın dibinde birikir ve dip blöfü adı verilen bir süreçle uzaklaştırılır. Bu manuel olarak yapılabilir - kazan görevlisi bir anahtar kullanarak belirli bir süre, genellikle günde iki kez, bir blöf vanası açar. Diğer safsızlıklar, işlemden sonra çözünmüş katı maddeler biçiminde kazan suyunda kalır. Konsantrasyonları buhar ürettikçe artar ve sonuç olarak kazanın konsantrasyonu azaltmak için içeriğinin bir kısmının düzenli olarak tahliye edilmesi gerekir. Bu, toplam çözünmüş katı madde kontrolü (TDS kontrolü) olarak adlandırılır. Bu işlem, kazan içindeki bir problu veya bir kazan suyu örneği içeren küçük bir sensör odası kullanarak TDS seviyesini ölçen otomatik bir sistem tarafından gerçekleştirilebilir. TDS seviyesi belirli bir noktaya ulaştığında, bir kontrolör belirli bir süre için blöf vanasını açar. Kaybedilen su, daha düşük TDS konsantrasyonlu besleme suyu ile değiştirilir, sonuç olarak genel kazan TDS’si azalır. Seviye kontrolü Kazan içindeki su seviyesi dikkatli bir şekilde kontrol edilmezse, sonuçlar yıkıcı olabilir. Su seviyesi çok düşer ve kazan tüpleri açığa çıkarsa, kazan tüpleri aşırı ısınabilir ve arızalanarak patlamaya neden olabilir. Su seviyesi çok yükselirse, su buhar sistemine girebilir ve prosesi bozabilir. Bu nedenle otomatik seviye kontrolleri kullanılır. Mevzuata uymak için, seviye kontrol sistemleri aynı zamanda su seviyesinde bir sorun olması durumunda kazanı kapatmak ve dikkat çekmek için çalışacak alarm fonksiyonlarını da içerir. Yaygın bir seviye kontrol yöntemi, kazandaki su seviyesini algılayan problar kullanmaktır. Belirli bir seviyede, bir kontrolör besleme pompasına bir sinyal gönderir ve pompa, önceden belirlenmiş bir seviyeye ulaşıldığında kapanarak su seviyesini geri kazanmak için çalışır. Probe, pompamın açılıp kapatıldığı ve düşük veya yüksek seviye alarmlarının etkinleştirildiği seviyeleri içerir. Alternatif sistemler şamandıra kullanır.

Buharın tesise akışı

Buhar kondense olduğunda, hacmi dramatik şekilde azalır, bu da yerel bir basınç düşüşüne neden olur. Sistem boyunca bu basınç düşüşü, borulardaki buhar akışını yaratır. Kazanda üretilen buhar, ısı enerjisine ihtiyaç duyulan noktaya boru tesisatı iletilmelidir. Başlangıçta, buharı kazandan buhar kullanılan tesisin genel yönüne taşıyan bir veya daha fazla ana boru veya buhar ana hattı olacaktır. Daha küçük branş boruları daha sonra buharı bireysel ekipman parçalarına dağıtabilir. Yüksek basınçtaki buhar, atmosferik basıncakinden daha düşük bir hacim kaplar. basınç ne kadar yüksekse, belirli bir buhar kütlesinin dağıtılması için gereken boru tesisatının çapı o kadar küçüktür. Buhar kalitesi Kazandan ayrılan buharın doğru koşullarda prosese iletilmesini sağlamak önemlidir. Bunu başarmak için, buharı tesis boyunca taşıyan boru tesisatı genellikle filtreler, separatörler ve buhar kendenstopları içerir. Filtre, boru hattındaki bir elek türüdür. Buharın geçmesi gereken bir ağ içerir. Geçen herhangi bir enkaz ağ tarafından tutulacaktır. Tıkanmayı önlemek için filtrenin düzenli olarak temizlenmesi gerekir. Enkaz buhar akışından uzaklaştırılmalıdır çünkü tesis için çok zararlı olabilir ve ayrıca nihai ürünü kirletebilir. Buhar, ısıyı verimli bir şekilde taşımasını sağlamak için mümkün olduğunca kuru olmalıdır. Separatör, buharın yolunu kesen bir dizi plaka veya çarpan levhası içeren boru hattındaki bir gövdedir. Buhar plakalara çarpar ve buhardaki nem damlaları, separatörün dibinden drene edilmeden önce plakalar üzerinde birikir. Buhar, kazandan buhar ana hatlarına geçer. Başlangıçta boru tesisatı soğuktur ve buhardan ısı transferi gerçekleşir. Boruları çevreleyen hava da buhardan daha serindir, bu nedenle boru tesisatı havaya ısı kaybetmeye başlayacaktır. Borunun etrafına takılan yalıtım, bu ısı kaybını önemli ölçüde azaltacaktır. Dağıtım sistemindeki buhar, buhar kullanılan ekipmana girdiğinde, buhar a) ekipmanı ısıtarak ve b) prosese ısı transfer etmeye devam ederek enerjiyi tekrar bırakacaktır. Buhar ısı kaybettikçe, tekrar suya dönüşür. Buhar, kazandan

ayrılr ayrılmaz bunu yapmaya başlar. Oluşan su kondensat olarak bilinir ve borunun dibine doğru akma eğilimindedir ve buhar akışıyla birlikte taşınır. Bu, birkaç nedenden dolayı dağıtım boru tesisatının en düşük noktalarından uzaklaştırılmalıdır:

Kondensat ısıyı verimli bir şekilde iletmez. Tesis içindeki bir kondensat filmi, ısı transferi verimliliğini düşürür.
Hava kondensata çözündüğünde korozif hale gelir.
Biriken kondensat gürültülü ve zararlı su darbesine neden olabilir.
Yetersiz drenej, sızdıran eklemelere yol açar. Buhar kendenstopu olarak bilinen bir cihaz, buharın sistemden kaçmasını önlerken kondensatı boru tesisatından serbest bırakmak için kullanılır. Bunu birkaç yolla yapabilir:
Şamandıralı kendenstop, bir valfi çalıştırmak için buhar ve kondensat arasındaki yoğunluk farkını kullanır. Kondensat kendenstopa girdikçe, bir şamandıra yükselir ve şamandıra kol mekanizması, kondensatın drene edilmesine izin vermek için ana vanayı açar. Kondensat akışı azaldığında şamandıra düşer ve ana vanayı kapatarak buharın kaçışını önler.
Termodinamik kendenstoplar, kondensata açılan ve buhara kapanan bir disk içerir.
Bimetalik termostatik kendenstoplarda, bir bimetalik eleman ana vanayı çalıştırmak için buhar ve kondensat arasındaki sıcaklık farkını kullanır.
Dengeli basınçlı termostatik kendenstoplarda, ısıya duyarlı küçük bir sıvı dolu kapsül valfi çalıştırır. Buhar proseste kullanıldıktan sonra, oluşan kondensatın tesisten drene edilmesi ve kazan dairesine geri döndürülmesi gerekir. Bu süreç bu Modülde daha sonra ele alınacaktır. Basınç düşürme Daha önce belirtildiği gibi, buhar genellikle yüksek basınçta üretilir ve basınç, tesisin basınç sınırlamaları veya prosesin sıcaklık sınırlamaları nedeniyle kullanım noktasında düşürülmesi gerekebilir. Bu, bir basınç düşürücü vana kullanılarak yapılır.

Kullanım noktasında buhar

Çok çeşitli buhar kullanılan tesis mevcuttur. Aşağıda birkaç örnek verilmiştir:

Ceketli tava - Gıda ve diğer endüstrilerde karideslerden reçel kadar her şeyi kaynatmak için kullanılan büyük çelik veya bakır tavalar. Bu büyük tavalar, içeriği ısıtmak için buharla dolu bir ceketle çevrelenir.
Otoklav - Tıbbi ekipman gibi sterilizasyon amaçları için veya yüksek sıcaklık ve basınçlarda kimyasal reaksiyonlar gerçekleştirmek için kullanılan buhar dolu bir oda, örneğin kauçuk kürleme.
Isıtıcı bataryası - Alan ısıtması için, buhar bir ısıtıcı bataryasındaki bobinlere sağlanır. Isıtılacak hava bobinlerin üzerinden geçer.
Proses tankı ısıtma - Sıvı dolu bir tankta, içeriği istenen sıcaklığa ısıtmak için kullanılan buhar dolu bir bobin.
Vulkanizatör - Buharla doldurulan ve kauçuğu kürlemek için kullanılan büyük bir kap.
Oluklu makinesi - Mukavva üretiminde oluklaştırma işleminde kullanılan bir dizi buharla ısıtılan silindir.
Isı eşanjörü - Evsel/endüstriyel kullanım için sıvıları ısıtmak. Proses kontrolü Herhangi bir buhar kullanılan tesis, buhar akışını kontrol etmek için bir yöntem gerektirecektir. Aynı basınç ve sıcaklıkta sabit bir buhar akışı sıklıkla istenen şey değildir - başlangıçta tesisi nazikçe ısıtmak için giderek artan bir akış gereklidir ve proses istenen sıcaklığa ulaştığında, akış azaltılmalıdır. Buhar akışını kontrol etmek için kontrol vanaları kullanılır. Aktüatör, Şekil 1.3.6’ya bakın, vanayı açmak veya kapatmak için kuvvet uygulayan cihazdır. Bir sensör prosesteki koşulları izler ve kontrolöre bilgi iletir. Kontrolör, proses durumunu ayar değeriyle karşılaştırır ve aktüatöre düzeltici bir sinyal gönderir, bu da vana ayarını düzeltir.

Çeşitli kontrol türleri mevcuttur:

Pnömatik aktüatörlü vanalar - Aktüatördeki bir diyafrağa, vanayı açmak veya kapatmak için basınçlı hava uygulanır.
Elektrikli aktüatörlü vanalar - Bir elektrik motoru vanayı çalıştırır.
Kendinden hareketli - Kontrolör olarak böyle bir şey yoktur - sensörde, prosesteki sıcaklık değişikliğine yanıt olarak genleşip daralan bir sıvı dolgusu vardır. Bu hareket, vanayı açmak veya kapatmak için kuvvet uygular.

Tesisten kondensat uzaklaştırma

Genellikle, oluşan kondensat bir buhar kendenstopu aracılığıyla kolayca tesisten drene olur. Kondensat kondensat drenej sistemine girer. Kontamine olmuşsa, muhtemelen tahliyeye gönderilecektir. Değilse, içerdiği değerli ısı enerjisi kazan besleme tankına geri döndürülerek korunabilir. Bu ayrıca su ve su arıtma maliyetlerinden tasarruf sağlar. Bazen buhar kullanılan tesisin içinde bir vakum oluşabilir. Bu kondensat drenejını engeller, ancak buhar boşluğundan uygun drenej, tesisin etkinliğini korur. Kondensatın daha sonra pompalanması gerekebilir. Mekanik (buharla çalışan) pompalar bu amaçla kullanılır. Bunlar veya elektrikli pompalar, kondensatı kazan besleme tankına geri kaldırmak için kullanılır.

Bir mekanik pompa, Şekil 1.3.7’ye bakın, bir tesis parçasını drene ederken gösterilmektedir. Görülebileceği gibi, buhar ve kondensat sistemi sürekli bir döngü oluşturur.

Kondensat besleme tankına ulaştığında, geri dönüşüm için kazana hazır hale gelir. Enerji izleme ****Günümüzün enerji bilincine sahip ortamında, müşterilerin tesislerinin enerji tüketimini izlemesi yaygındır. Buhar akış ölçerleri, buhar tüketimini izlemek ve maliyetleri bireysel departmanlara veya tesis parçalarına tahsis etmek için kullanılır.