ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Нагревание водяным паром из "Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 8" Одним из наиболее широко применяемых греющих агентов является насыщенный водяной пар. Это объясняется существенными достоинствами его как теплоносителя. В результате конденсации пара получают большие количества тепла при относительно небольшом расходе пара, так как теплота конденсации его составляет приблизительно 2,26-10 дж1кг (540 ккал/кг) при давлении 9,8-10 н м (1 ат). Вследствие высоких коэффициентов теплоотдачи от конденсирующегося пара сопротивление переносу тепла со стороны пара мало. Это позволяет проводить процесс нагревания при малой поверхности теплообмена. [c.327] Важным достоинством насыщенного пара является постоянство температуры его конденсации (при данном давлении), что дает возможность точно поддерживать температуру нагрева, а также в случае необходимости регулировать ее, изменяя давление греющего пара. [c.327] При использовании тепла парового конденсата к. п. д. нагревательных паровых устройств довольно высок. Пар удовлетворяет также другим требованиям, предъявляемым к теплоносителям (доступность, пожаробезопасность и др.). [c.327] Основной недостаток водяного пара — значительное возрастание давления с повышением температуры. Вследствие этого температуры, до которых можно производить нагревание насыщенным водяным паром, обычно не превышают 180—190 С, что соответствует давлению пара 10—12 ат. При больших давлениях требуется слишком толстостенная и дорогостоящая теплообменная аппаратура, а также велики расходы на коммуникации и арматуру. [c.327] Более экономична утилизация водяного пара, получаемого после его использования в паросиловых установках. Химические производства часто потребляют большие количества не только тепла, но и электроэнергии. Поэтому целесообразно энергетический пар высокого давления (до 250 ат) направлять первоначально в турбины для выработки электрической энергии, а затем мятый пар турбин давлением 6—8 ат (иногда до 30 ат) использовать для обогрева химической аппаратуры. Мятый пар турбин является перегретым. Тепло перегрева пара мало по сравнению с его теплотой конденсации, а объем пара на единицу отдаваемого тепла значительно больше, чем для насыщенного пара, что приводит к увеличению диаметра паропроводов. Чтобы избежать увеличения расходов на транспортирование теплоносителя, перегретый пар из турбин увлажняют, смешивая его с горячей водой. При этом пар дополнительно испаряет некоторое количество воды и направляется в насыщенном состоянии в теплоиспользующие аппараты. [c.327] Ввиду того что тепло перегрева относительно мало, коэффициенты теплоотдачи от перегретого пара значительно ниже, чем от насыщенного, и перегрев пара требует дополнительных затрат, перегретый водяной пар редко применяют в качестве нагревающего агента. Иногда используют небольшой перегрев его для компенсации тепловых потерь в подводящих паропроводах. [c.327] Если пар не будет полностью конденсироваться на поверхности теплообмена и часть его будет уходить с конденсатом (так называемый пролетный пар), то это вызовет непроизводительный расход пара. [c.328] Чтобы избежать непроизводительного расхода пара и организовать беспрепятственное удаление из аппарата парового конденсата без выпуска пара, применяют специальные устройства — конденсат о-отводчики (см. рис. У1П-2). Конденсат из конденсатоотводчика 3 через промежуточную емкость 4 подается насосом 5 в паровой котел /. [c.328] Принцип работы конденсатоотводчика с открытым поплавком, применяемого при давлениях пара не более 10 ат, показан на рис. У1П-2. [c.328] Смесь пара и конденсата поступает через штуцер I в корпус 2 конденсатоотводчика. При этом поплавок (стакан) 3 всплывает и с помощью укрепленного на вертикальном стержне 4 клапана 5 закрывает выходное отверстие для конденсата. Однако по мере накопления конденсата он переливается через край поплавка внутрь последнего и, когда вес жидкости и поплавка превысят выталкивающую (архимедову) силу, поплавок опускается и открывает выход для конденсата, который выдавливается из корпуса давлением пара. Вес поплавка рассчитан так, что патрубок 6, в направляющих которого перемещается клапан 5, остается погруженным в конденсат при наименьшей высоте слоя конденсата в поплавке и образует гидравлический затвор. После удаления значительной части конденсата из поплавка 3 последний снова всплывает и закрывает выходное отверстие. Таким образом, выпуск конденсата производится периодически. Над выходным отверстием расположен клапан 7, предотвращающий обратное попадание конденсата в конденсатоотводчик. [c.328] Устройство конденсатоотводчиков других типов описывается в специальной литературе. [c.329] Конденсатоотводчик обычно устанавливают ниже теплообменника и снабжают, как показано на рис. VII1-1, обводной линией (байпасом), наличие которой позволяет не прерывать работы аппарата при кратковременном отключении конденсатоотводчика для его ремонта или замены. [c.329] Греющий пар обычно содержит некоторое количество неконденсирующихся газов (Nj, О2, СО2), выделяющихся при химической обработке котловой воды и в процессе парообразования в котлах. Эти примеси значительно снижают коэффициенты теплоотдачи от пара. Поэтому при паровом обогреве из парового объема теплообменника должны периодически удаляться скапливающиеся неконденсирующиеся газы. Этой же цели служит продувочный вентиль 8 в конденсатоотводчике, показанном на рис. Vni-2. [c.329] Если одновременно с нагреванием жидкость необходимо перемешать, то ввод острого пара осуществляют через барботеры — трубы, расположенные у дна аппарата, закрытые с конца и снабженные множеством мелких отверстий, обращенных кверху. Для лучшего перемешивания, уменьшения шума, вызванного резким уменьшением объема пара при конденсации, и устранения гидравлических ударов применяют бесшумные подогреватели (рис. VHI-3). Пар подается через сопло / и захватывает жидкость, поступающую через боковые отверстия в смешивающий диффузор 2. При смешении жидкости с паром внутри диффузора 2 значительно уменьшается шум. [c.329] Вернуться к основной статье