Понижение давления пара в котле = экономия?
В последнее время предприятия активно предпринимают меры по сбережению энергии, cегодня этот вопрос как никогда актуален. Как один из вариантов экономии рассматривается вопрос о понижении рабочего давления парового котла. В самом деле, если большинство технологических процессов на Вашем предприятии требуют пара давлением 4 ати или ниже, то зачем вырабатывать пар давлением 10 ати?
Давайте сразу определимся, что снижение рабочего давления котла действительно экономит топливо, просто потому, что количество энергии, необходимое для получения пара при низком давлении, меньше, чем при высоком давлении, но такое сбережение не настолько эффективно, насколько некоторые могут об этом думать. Часто называют цифры экономии 5 и более процентов. Что же на самом деле принесёт понижение рабочего давления котла?
Паропроизводительность котла при номинальном давлении рассчитывается из условия уноса пара с определённой скоростью с поверхности воды определённой площади.
Рассмотрим котел производительностью 5000 кг/час котел с поверхностью испарения 7м2, рассчитанный для работы при 10 ати с удельной паропроизводительнотью (нагрузкой зеркала испарения) 0,2 кг/м2с.
При расчетном давлении 10 бар удельный объем пара составляет 0,177 м3/кг. Скорость уноса пара при этом будет составлять произведение 0,2 кг/м2с и удельного объема - 0,177 м3/кг.
Что же произойдет, если мы понизим давление в котле до 5 ати?
Не секрет, что удельный объём пара низкого давления больше удельного объёма пара высоко давления.
Удельный объём пара при 5 ати составляет 0,315 м3/кг. Сохраняя расчетную скорость уноса пара 0,035 м/с, получим максимальную удельную паропроизводительность котла в новых условиях.
Очевидно, что производительность котла оказалась снижена (почти вдвое), и все потому, что удельный объем пара при низком давлении выше.
Таким образом, снижение давления в котле приводит к снижению номинальной производительности. Отсюда видно, что снижение давления пара в котле возможно, если паропотребление предприятия это допускает. Если же паропотребление остается высоким, то скорости уноса пара будут выше номинальных, и это приведёт к таким последствиям, как:
*высокая турбулентность водяной поверхности в котле,
*унос воды – влажный пар,
*унос химикатов – грязный пар.
Эти отрицательные моменты приводят к различным проблемам в паровой системе, таким как:
*сложность поддержания заданного уровня котловой воды,
*высокий эрозионный износ запорной и регулирующей арматуры,
*ухудшение качества теплообменных процессов на паропотребляющем оборудовании.
Всё это может серьёзно сказаться на общих производственных затратах.
Сколько же составит экономия при снижении давления пара с 10 до 5 ати? Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо просто заглянуть в паровые таблицы.
Энтальпия насыщенного пара при давлении 10 ати составляет 2781,7 кДж/кг. При давлении 5 ати энтальпия насыщенного пара составит 2756,9 кДж/кг. Разница составляет 24,8 кДж/кг или 0,89%. Снижение затрат при производстве того же количества пара, но более низкого давления составит всего 0,89%!
Таким образом, получив небольшую экономию топлива, можно получить излишне высокие затраты на обслуживание оборудования и снижение производительности оборудования. Стоит ли экономия на топливе того, чтобы рисковать производительностью производства? Решать Вам.
© 2013 «Спиракс-Сарко Инжиниринг» http://www.spiraxsarco.com/ru/steam-academy/academy-articles.asp?id=50
Паропроизводительность котла при номинальном давлении рассчитывается из условия уноса пара с определённой скоростью с поверхности воды определённой площади.
Рассмотрим котел производительностью 5000 кг/час котел с поверхностью испарения 7м2, рассчитанный для работы при 10 ати с удельной паропроизводительнотью (нагрузкой зеркала испарения) 0,2 кг/м2с.
При расчетном давлении 10 бар удельный объем пара составляет 0,177 м3/кг. Скорость уноса пара при этом будет составлять произведение 0,2 кг/м2с и удельного объема - 0,177 м3/кг.
Что же произойдет, если мы понизим давление в котле до 5 ати?
Не секрет, что удельный объём пара низкого давления больше удельного объёма пара высоко давления.
Удельный объём пара при 5 ати составляет 0,315 м3/кг. Сохраняя расчетную скорость уноса пара 0,035 м/с, получим максимальную удельную паропроизводительность котла в новых условиях.
Очевидно, что производительность котла оказалась снижена (почти вдвое), и все потому, что удельный объем пара при низком давлении выше.
Таким образом, снижение давления в котле приводит к снижению номинальной производительности. Отсюда видно, что снижение давления пара в котле возможно, если паропотребление предприятия это допускает. Если же паропотребление остается высоким, то скорости уноса пара будут выше номинальных, и это приведёт к таким последствиям, как:
*высокая турбулентность водяной поверхности в котле,
*унос воды – влажный пар,
*унос химикатов – грязный пар.
Эти отрицательные моменты приводят к различным проблемам в паровой системе, таким как:
*сложность поддержания заданного уровня котловой воды,
*высокий эрозионный износ запорной и регулирующей арматуры,
*ухудшение качества теплообменных процессов на паропотребляющем оборудовании.
Всё это может серьёзно сказаться на общих производственных затратах.
Сколько же составит экономия при снижении давления пара с 10 до 5 ати? Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо просто заглянуть в паровые таблицы.
Энтальпия насыщенного пара при давлении 10 ати составляет 2781,7 кДж/кг. При давлении 5 ати энтальпия насыщенного пара составит 2756,9 кДж/кг. Разница составляет 24,8 кДж/кг или 0,89%. Снижение затрат при производстве того же количества пара, но более низкого давления составит всего 0,89%!
Таким образом, получив небольшую экономию топлива, можно получить излишне высокие затраты на обслуживание оборудования и снижение производительности оборудования. Стоит ли экономия на топливе того, чтобы рисковать производительностью производства? Решать Вам.
© 2013 «Спиракс-Сарко Инжиниринг» http://www.spiraxsarco.com/ru/steam-academy/academy-articles.asp?id=50
Источник:
http://www.spiraxsarco.com/ru/steam-academy/academy-articles.asp?id=50