Podstawowe informacje o parze wodnej

  1. Funkcja i działanie odwadniaczy

     
    1. Usuwanie kondensatu i powietrza

 

W instalacji parowej występuje kondensat z pary i powietrza, które łączą się tworząc parę. Substancje te muszą być natychmiast usuwane z instalacji, ponieważ powodują opisane poniżej problemy i korozję oksydacyjną maszyn.

 

 

  1. Spadek wydajności wymiany ciepła

     

    Kondensat i powietrze tworzą cienką warstwę na powierzchni wymiany ciepła w wymienniku ciepła, zmniejszając wydajność tego procesu.

     

    Tabela 2.1 Przykłady przewodności cieplnej materiałów

    Substancja

    Przewodność cieplna (W/mC)

    Powietrze

    0.025

    0.025

    0.5

    Kondensat

    50

    0.5

    400

     

    W tabeli 2.1 przedstawiono przybliżoną przewodność cieplną powietrza, kondensatu, stali i miedzi. Im większa jest ta wartość, tym wyższa przewodność cieplna i odwrotnie. Przewodność cieplna miedzi jest osiem razy większa niż w przypadku stali. Przewodność cieplna może być zupełnie inna w zależności od tego, czy płyta wymiennika ciepła została wykonana z miedzi czy ze stali, a przewodność cieplna ulega znacznemu pogorszeniu, gdy w układzie występuje powietrze i kondensat. Przewodność cieplna w przypadku stali wynosi 1/2000 dla powietrza i 1/100 dla kondensatu. Jeśli grubość warstwy kondensatu wynosi 0,1 mm, grubość stali zwiększa się do 10,0 mm (0,1 mm × 100). Jeśli grubość warstwy powietrza wynosi 0,1 mm, grubość stali zwiększa się do 200 mm (0,1 mm × 2000). W tym przypadku, jeśli grubość płyty wymiennika ciepła wynosi 10,0 mm, przewodność cieplna zmniejsza się do 50%, gdy mamy do czynienia z warstwą kondensatu, lecz zaledwie do 5% w przypadku warstwy powietrza. Jeśli płyta wymiennika ciepła jest wykonana z miedzi, wzrost grubości jest bardzo znaczący: 80 mm dla warstwy kondensatu i 1600 mm dla warstwy powietrza. Można zobaczyć, jak powietrze i kondensat zmniejszają efektywność wymiany ciepła.

  2. Zmniejszenie temperatury podgrzewania

     

    Obecność powietrza powoduje obniżenie temperatury podgrzewania, jak również efektywności wymiany ciepła. Można to łatwo wyjaśnić dzięki prawu Daltona. Prawo Daltona mówi, że ciśnienie gazu, który składa się z dwóch lub więcej różnych gazów, jest równe sumie ciśnień cząstkowych każdego z gazów.

     

    Na przykład gdy para o ciśnieniu 0,4 MPa jest zmieszana z powietrzem o ciśnieniu 0,1 MPa, ciśnienie samej pary wynosi 0,3 MPa. W tym przypadku temperatura nasycenia nie wynosi 144℃, jak przy ciśnieniu 0,4 MPa, ale 134℃ lub mniej, co odpowiada ciśnieniu 0,3 MPa. Manometr wskazuje jednak 0,4 MPa. Użytkownicy maszyn nie są więc tego świadomi, co powoduje problemy z produktem.

  3. Uderzenie hydrauliczne

 

 

Jeżeli w instalacji pozostanie kondensat, po wznowieniu pracy może wystąpić szkodliwe zjawisko zwane „uderzeniem hydraulicznym”. Uderzenie hydrauliczne to zjawisko polegające na przepływie pary o dużej prędkości z zastojem kondensatu, wskutek czego ilość kondensatu wzrasta i powstaje masa wodna, która uderza w zakręty rurociągów i armaturę montażową, np. zawory. Często towarzyszy temu głośny dźwięk uderzenia, które może być przyczyną uszkodzenia lub zniszczenia zainstalowanych urządzeń.