Raspršivač pare jeftin je komad cijevi sve do trenutka kada počne udarati o svoje nosače, a do tada spremnik u kojem se nalazi obično napaja proizvodnu liniju.
Uzmimo spremnik od 20 kubičnih metara koji se mora zagrijati s 15 stupnjeva C na 80 stupnjeva C za 45 minuta. Dužnost je oko 2.000 kW. Pri 6 bar g, s kondenzatom koji izlazi blizu temperature spremnika, jedan kilogram pare daje otprilike 2400 kJ nakon što se pripiše osjetna toplina, tako da raspršivač mora proći oko 3,0 t/h. Ta jedina brojka postavlja provrt, broj rupa i brzinu koju cijev mora izdržati.
Odredite premalu veličinu i serija nikada ne dosegne temperaturu. Ako je prevelika, cijev će zviždati, vibrirati i pucati između redova rupa unutar nekoliko sezona.
Što Steam Sparger radi
Raspršivač pare je grijač s izravnim kontaktom: izbušena cijev umetnuta u posudu ispunjenu tekućinom, kroz koju se para ubrizgava i kondenzira u samoj tekućini.
Definicija: raspršivač pare, koji se naziva i raspršivač, je perforirana cijev za ubrizgavanje pare koja se ispušta ispod površine tekućine spremnika ili posude. Toplina se prenosi izravnom kondenzacijom na sučelju mjehurića, a ne kroz metalnu stijenku.
Kako funkcionira prijenos topline
Para napušta svaku rupu kao mlaz velike brzine, razbija se u mjehuriće i kolabira dok latentna toplina prelazi u okolnu tekućinu. Nikakav zid ne odvaja paru od proizvoda, tako da je učinkovitost na mjestu ubrizgavanja blizu 100 posto. Ograničenja leže drugdje: kondenzat razrjeđuje šaržu, tekućina ne može proći temperaturu zasićenja pare pri tlaku napajanja, a energija miješanja mora dolaziti iz samih mlaznica.
Gdje se koriste raspršivači
- Operite, isperite i očistite spremnike na licu mjesta u pogonima za proizvodnju hrane i pića
- Kupke za pranje dijelova i fosfatiranje u završnoj obradi metala
- Odzračivači napojne vode kotlova i spremnici kondenzata
- Bazeni za obradu i neutralizaciju vode
3,0 t/h Para za spremnik od 20 m3 za 45 minuta pri 6 bar g
4-8 mm Tipični promjer otvora za prskanje
300 mm Minimalno uranjanje ispod vodene linije
Većina raspršivača radi na pari između 2 i 8 bara i prolaze od 500 kg/h do 15 t/h, tako da je prozor dizajna širok, ali su načini kvarova dosljedni.
Određivanje veličine raspršivača: opterećenje parom, provrt i područje otvora
Dimenzioniranje raspršivača svodi se na tri brojke, a sve ostalo, uključujući buku i vibracije, proizlazi iz njih: maseni protok pare, provrt raspršivača i ukupna površina otvora.
Protok pare dolazi iz energetske bilance. Pomnožite masu tekućine plus vodeni ekvivalent stijenke spremnika sa specifičnom toplinom i porastom temperature, podijelite s vremenom zagrijavanja da biste dobili kW, zatim podijelite s toplinom koju svaki kilogram pare oslobodi: latentna toplina pri opskrbnom tlaku plus osjetljiva toplina koju kondenzat odustaje na putu do temperature tekućine.
Protok pare (kg/h) = 3600 x rad (kW) / (latentna toplina osjetljiva toplina)
Pri 6 bar g taj nazivnik je otprilike 2400 kJ/kg. Pri 3 bara g pada na oko 2250 kJ/kg, a raspršivač treba oko 7 posto više pare za isti rad. Dodajte 5 do 10 posto za gubitke topline s površine spremnika.
| Parametar | Tipična vrijednost | Zašto je to važno |
| Brzina pare u cijevi | 20-25 m/s | Veći uzrokuje buku i eroziju, niži znači preveliku cijev |
| Izlazna brzina rupe | 25-30 m/s | Održava mlaznice stabilnima i ograničava vibracije |
| Promjer rupe | 4-8 mm | Male rupice začepljuju se kamencem, velike rupice zagrijavaju se neravnomjerno |
| Potapanje | 300 mm najmanje | Pliće rupe prskaju i suše se |
| Razmak iznad poda spremnika | 100-200 mm | Izbjegava skupljanje i nakupljanje mulja |
| Odbijanje | 3:1 do 5:1 | Ispod toga, raspodjela duž cijevi postaje neravnomjerna |
Uzorak rupa i pravila rasporeda
Uzorak rupa odlučuje hoće li se spremnik ravnomjerno zagrijavati ili razvija gradijent od 10 do 15 stupnjeva C od jednog kraja do drugog.
- Postavite provrt od maksimalnog protoka pare na 20 do 25 m/s, zatim provjerite da ista cijev ne padne ispod 10 m/s pri minimalnom skretanju.
- Izračunajte ukupnu površinu rupa iz ograničenja izlazne brzine, a zatim dodajte 50 do 100 posto više rupa kako biste omogućili djelomičnu blokadu.
- Rasporedite rupe u dva raspoređena reda 45 stupnjeva ispod horizontale ili u jedan red okrenut prema dolje. Nikada ih ne okrećite prema gore.
- Razmaknite rupe od 8 do 12 promjera po cijeloj dužini tako da mlaznice čiste spremnik, a ne jedan kut.
- Nagnite cijev natrag prema ulazu i ispustite donji kraj, tako da kondenzat ne može putovati kao mlaz kad se ventil otvori.
Raspršivač nije uređaj za miješanje. Gdje nema drugog miješanja, mlaznice moraju počistiti cijeli volumen, što obično znači duži rad s više, manjih rupa, umjesto kratke cijevi s nekoliko velikih.
Načini kvarova i usporedba prskanja
Tri kvara uzrokuju većinu zastoja raspršivača: vodeni čekić pri pokretanju, pucanje uslijed toplinskog zamora između redova rupa i oštećenje oslonaca i spojeva od vibracija.
- Lupanje kada se parni ventil otvori ukazuje na nakupljanje kondenzata u cjevovodu. Postavite odvodni džep na donji kraj i polako otvorite ventil.
- Pukotine koje se šire između rupa nakon 12 do 24 mjeseca znače da se vrh cijevi mijenja između mokrog i suhog. Povećajte potopljenost ili zategnite regulaciju razine.
- Istrošeni nosači i napukli zavari na granama dolaze od vibracija. Spustite izlaznu brzinu rupe ispod 30 m/s i dodajte vodilicu blizu središnje točke.
- Vruća zona blizu ulaza s hladnom tekućinom dalje znači premalo rupa prevelikog promjera. Prvo ponovno izračunajte ukupnu površinu rupe.
Ispuštanje pare
- Najniži kapitalni trošak: izbušena cijev, kontrolni ventil i odvod
- Nema zaprljane površine za prijenos topline
- Kondenzat razrjeđuje šaržu i mora se uključiti u recept
- Odbijanje depends entirely on hole design
Neizravno grijanje
- Para i proizvod ostaju odvojeni, tako da nema razrjeđivanja
- Moguća je kontrola unutar 1 do 2 stupnja C od zadane vrijednosti
- Površina za prijenos topline se prlja i potrebno ju je očistiti
- Veći kapitalni trošak i veći otisak
Prskanje je najjeftiniji način zagrijavanja tekućine i najmanje ga je moguće kontrolirati. Kada su procesu potrebna posljednja dva stupnja, sam raspršivač ih neće postići.
Materijali, šifre i provjere nabave
Za vodu i većinu procesnih tekućina, nehrđajući čelik 316L s minimalnom debljinom stijenke rasporeda 40 praktična je zadana cijev za prskanje. Ugljični čelik je prihvatljiv samo u zatvorenim, tretiranim sustavima gdje je kemija vode kontrolirana.
| Usluga | Preporučeni materijal | Praktične napomene |
| Spremnici za pročišćenu vodu i kondenzat | Ugljični čelik SA-106 Gr B | Najniži trošak, dopustiti 1,5 mm dopuštene korozije |
| Procesna voda, blago kisela ili alkalna | 316L nehrđajući | Standardni izbor za prehrambene i farmaceutske dužnosti |
| Slanica, morska voda, voda koja sadrži kloride | Duplex 2205 ili 6Mo | Austenitni stupnjevi rizikuju pucanje od kloridne korozije iznad 60 stupnjeva C |
| Parni kolektori visoke temperature | Legirani čelik kao što je P11 ili P22 | Uskladite se sa specifikacijom matične linije i postupcima zavarivanja |
- Potvrdite koji kod cjevovoda upravlja linijom: ASME B31.1 za energetski cjevovod, B31.3 za procesni cjevovod.
- Zatražite crtež uzorka rupa s promjerom, razmakom, brojem redaka i tolerancijom položaja.
- Zahtijevati hidrostatsko ispitivanje pri tlaku 1,5 puta većem od projektiranog i pregled nizova rupa na kritičnim linijama penetrantom boje.
- Zatražite certifikate materijala prema EN 10204 3.1 i mapu zavara sa evidencijom o kvalifikacijama zavarivača.
- Kupujte od proizvođača koji može potvrditi unos topline i pretvoriti 3D modele izgleda prije početka zavarivanja, budući da je to mjesto gdje većina radova na terenu počinje.
Razvodna cijev je tlačni dio. Trebalo bi ga kupiti s istom dokumentacijom kao i bilo koju drugu tlačnu komponentu u parnom sustavu, čak i kada izgleda kao duljina izbušene cijevi.
Sustav povrata topline iza raspršivača
U većini postrojenja para koju raspršivač ubrizgava ne stvara se za tu svrhu. Dobiva se iz ispušnih plinova ili procesne otpadne topline, a to je ono što ekonomično funkcionira.
Specifikacija raspršivača obično stiže s već fiksiranim izvorom pare: generator pare za povrat topline na ispuhu plinske turbine, kotao za otpadnu toplinu nizvodno od peći ili peći ili glavni parni dio postrojenja. Oporavak dodatnih 10 posto topline u dimnom plinu mijenja isplativost instalacije raspršivača s godina na mjesece, a često podiže i pritisak koji je dostupan na raspršivaču, što proširuje temperaturni raspon koji spremnik može doseći.
Industrijski otpadni kotao za povrat dimnih plinova HRSG Prilagođava se dimnim plinovima od čelika, kemikalija, cementa i taljenja, vraćajući otpadnu toplinu s fleksibilnim kapacitetom pare i dizajnom otpornim na koroziju. Pogledajte proizvod → Lanac povrata važan je koliko i sam raspršivač. Rebraste cijevi su osnovni element za prijenos topline iu ekonomajzerima iu generatorima pare s povratom topline, a izbor između dizajna H-tipa, spiralnih i toplinskih cijevi odlučuje koliko onečišćenja jedinica tolerira i koliko se lako može očistiti. U prašnjavom dimnom plinu rebrasta cijev H-tipa održava plinske staze ravnima i lakše se ispuhuje čađom, dok spiralno rebrasta cijev pakira više površine u isti volumen i odgovara čišćem plinu.
Spiralna rebrasta cijev za kotao i povrat otpadne topline Visokoučinkovita komponenta za izmjenu topline s prilagodljivom geometrijom rebara, prilagođena čišćim dimnim plinovima gdje je potrebna kompaktna površina za prijenos topline. Pogledajte proizvod → Nizvodno od snopa cijevi, ekonomizator obavlja rad na niskim temperaturama, izvlačeći posljednju korisnu toplinu iz dimnog plina prije nego što stigne do dimnjaka. Kod ispuha procesne opreme, korozija hladnog kraja i kiselinska točka rosišta moraju se uravnotežiti s dodatnom povratom topline.
Ekonomajzer za kemijsku i petrokemijsku procesnu opremu dimnih plinova Oporavlja niskotemperaturnu otpadnu toplinu iz rafinerije i ispušnih plinova procesa metanola sa zapečaćenom konstrukcijom otpornom na koroziju i nadzorom za varijabilni rad. Pogledajte proizvod → Bez obzira na konfiguraciju, površina za prijenos topline je mjesto gdje se prvo pojavljuju onečišćenja, erozija i vibracije, dakle planiranje pregleda rebrastih cijevi spada u isti razgovor kao i održavanje raspršivača.
Raspršivač je jeftin koliko i para iza njega. Povratite tu paru uzvodno i cijeli se izračun mijenja.
Često postavljana pitanja
Kako se izračunava protok pare za raspršivač?
Pomnožite masu tekućine plus vodeni ekvivalent spremnika sa specifičnom toplinom i porastom temperature, podijelite s vremenom zagrijavanja da dobijete kW, zatim podijelite s toplinom oslobođenom po kilogramu pare. Pri 6 bara g s kondenzatom koji izlazi na temperaturi spremnika koja iznosi oko 2400 kJ/kg, tako da je za rad od 2000 kW potrebno otprilike 3,0 t/h. Dodajte 5 do 10 posto za gubitke topline tijekom zagrijavanja.
Zašto razvodna cijev kuca kada se otvori parni ventil?
Kondenzat. Prazna rasprskavajuća cijev puni se vodom, a para koja ulazi punim protokom gura taj čep duž linije. Nagnite cijev natrag do odvodnog džepa, uklonite kondenzat prije nego što se ventil otvori i polako povećajte protok. Na većim linijama premosnica za zagrijavanje košta mnogo manje od štete koju može prouzročiti jedan vodeni udar.
Koliko duboko raspršivač treba biti potopljen?
Najmanje 300 mm ispod najniže radne razine tekućine, sa 100 do 200 mm slobodnog prostora iznad poda spremnika. Pliće potapanje uzrokuje prskanje i buku, te dopušta da se vrh cijevi osuši i kruži, što je uobičajeni uzrok zamornih pukotina između redova rupa.
Tri brojke upravljaju raspršivačem: protok pare, površina rupe i dubina uranjanja. Ispravite sve tri, a ostalo je dokumentacija.
Raspršivači ne moraju biti komplicirani, ali moraju biti izračunati. Volumen spremnika određuje opterećenje, opterećenje postavlja protok pare, protok pare postavlja provrt i područje rupe, a potapanje odlučuje hoće li cijev trajati svoj predviđeni životni vijek ili će puknuti u drugoj sezoni.
Raspršivač je tlačni dio s procesnom funkcijom. Odredite veličinu prema energetskoj bilanci, rasporedite rupe za puni raspon smanjenja i kupite ga s istom papirologijom kao i ostatak parnog sustava.
