Co należy sprawdzić przed modernizacją instalacji parowej?

Para i kondensat · 10 min czytania

Modernizacja instalacji parowej nie powinna rozpoczynać się od samego doboru nowego wymiennika, zaworu regulacyjnego albo średnicy rurociągu. Najpierw należy ustalić rzeczywiste parametry pary, zapotrzebowanie odbiorników, sposób odprowadzania kondensatu oraz stan istniejącej instalacji.

Błędne dane wejściowe mogą prowadzić do niedogrzania odbiorników, niestabilnej regulacji, uderzeń wodnych, nadmiernych strat energii oraz przyspieszonego zużycia armatury.

Gdzie wykorzystywana jest para?

Para może zasilać wymienniki parowo-wodne, nagrzewnice powietrza, urządzenia technologiczne, suszarnie, zbiorniki i wanny procesowe, instalacje mycia i dezynfekcji, układy przygotowania ciepłej wody oraz urządzenia pracujące okresowo lub ciągle.

Dla każdego odbiornika należy określić wymaganą moc, ciśnienie pary, czas pracy, sposób regulacji oraz dopuszczalne zmiany temperatury procesu.

Jakie są rzeczywiste parametry pary?

Należy określić ciśnienie w źródle, przed i za stacją redukcyjną oraz bezpośrednio przed odbiornikiem, temperaturę pary, spadki ciśnienia, zmiany podczas minimalnego i maksymalnego poboru, rodzaj pary oraz ilość kondensatu przenoszonego z parą.

Przy podawaniu wyników pomiaru ciśnienia należy wskazać:

• rodzaj manometru,
• producenta i typ przyrządu,
• zakres pomiarowy,
• klasę dokładności,
• sposób i miejsce podłączenia,
• datę sprawdzenia albo wzorcowania, jeżeli jest dostępna.

Odczyt wartości bez informacji o zastosowanym przyrządzie może być niewystarczający do wykonania wiarygodnych obliczeń.

Ciśnienie manometryczne i bezwzględne

W obliczeniach należy rozróżniać ciśnienie manometryczne od bezwzględnego:

ciśnienie bezwzględne = ciśnienie manometryczne + ciśnienie atmosferyczne

Pomylenie tych wartości prowadzi do błędnego określenia temperatury nasycenia, entalpii pary i dostępnej mocy cieplnej.

Czy temperatura odpowiada zmierzonemu ciśnieniu?

Dla pary nasyconej temperatura pozostaje w jednoznacznej zależności od ciśnienia. Trzeba jednak uwzględnić dokładność przyrządów, miejsce i sposób pomiaru, wpływ otoczenia, izolację rurociągu, możliwość występowania pary przegrzanej i obecność kondensatu.

Pomiar temperatury na zewnętrznej powierzchni nieizolowanego rurociągu nie jest równoważny bezpośredniemu pomiarowi temperatury medium.

Jak określić wymagane zużycie pary?

Do obliczeń należy przyjąć temperaturę początkową i końcową podgrzewanego medium, jego przepływ lub ilość, czas nagrzewania, straty ciepła, rzeczywiste parametry pary, temperaturę kondensatu oraz sposób pracy odbiornika.

Oddzielnie należy sprawdzić zapotrzebowanie podczas rozruchu i podczas pracy ustalonej.

Stan rurociągów parowych

Przed modernizacją należy sprawdzić średnice i przebieg rurociągów, długości odcinków, izolację, punkty odwodnienia, spadki, przewężenia i miejsca gromadzenia kondensatu, wykonanie odgałęzień, kompensację wydłużeń, podpory, zamocowania, kompensatory oraz dopuszczalne ciśnienie elementów.

Uderzenia wodne

Przyczyną uderzeń wodnych mogą być brak odpowiednich spadków, niedostateczne odwodnienie, niesprawne lub źle dobrane odwadniacze, nieprawidłowe odgałęzienia, zbyt szybkie otwieranie zaworów, doprowadzanie pary do wychłodzonego rurociągu i przeciwciśnienie w instalacji kondensatu.

Uderzenia wodne stanowią zagrożenie dla instalacji i obsługi. Nie powinny być traktowane jako normalne zjawisko podczas uruchamiania.

Odwadniacze

Należy sprawdzić typ i zasadę działania odwadniacza, jego wydajność, dopuszczalne ciśnienie różnicowe, miejsce montażu, sposób wykonania zestawu, stan filtra i zaworów, obejście, temperaturę przed i za odwadniaczem, przeciwciśnienie oraz pracę przy zmiennym obciążeniu.

Zbyt mały odwadniacz powoduje zalewanie odbiornika kondensatem. Nieszczelny lub zablokowany w pozycji otwartej może przepuszczać parę i powodować znaczne straty energii.

Instalacja kondensatu i para wtórna

Należy ustalić temperaturę i ilość kondensatu, ciśnienie za odwadniaczami, przeciwciśnienie w przewodzie powrotnym, sposób odpowietrzenia, położenie zbiornika, możliwość odpływu grawitacyjnego, potrzebę pompy, jakość kondensatu oraz możliwość jego bezpiecznego powrotu do kotłowni.

Podczas rozprężania gorącego kondensatu część cieczy ponownie odparowuje. Możliwość wykorzystania pary wtórnej wymaga analizy ilości i parametrów kondensatu, ciśnienia w zbiorniku rozprężnym, dostępnych odbiorników niskociśnieniowych i jednoczesności ich pracy.

Dobór wymiennika parowo-wodnego

Należy uwzględnić wymaganą moc, ciśnienie i temperaturę pary, temperaturę kondensatu, temperatury i przepływ wody, dopuszczalne straty ciśnienia, współczynnik zabrudzenia, jakość mediów, sposób regulacji, rozruch, pracę częściową i wymagania obsługowe.

W zależności od parametrów dobieramy wymienniki płytowe lub płaszczowo-rurowe.

Dobór zaworu regulacyjnego

Zaworu parowego nie należy dobierać wyłącznie według średnicy rurociągu. Trzeba określić przepływ pary, ciśnienie przed i za zaworem, dostępny spadek ciśnienia, zakres zmian obciążenia, charakterystykę regulacyjną, hałas, ryzyko przepływu krytycznego, położenie awaryjne oraz wymagany czas otwierania i zamykania.

Przewymiarowany zawór może powodować niestabilną regulację, hałas i szybkie zużycie elementów dławiących.

Automatyka i zabezpieczenia

Należy sprawdzić lokalizację czujników, zakresy i dokładność przetworników, kierunek działania zaworu, nastawy regulatora, zabezpieczenie przed przegrzaniem, potwierdzenie przepływu, reakcję na zatrzymanie pompy, położenie zaworu po zaniku zasilania, kolejność uruchamiania i sposób rejestracji alarmów.

Kolejność postępowania

1. Zebranie dokumentacji instalacji i odbiorników.
2. Inwentaryzacja przebiegu rurociągów.
3. Pomiar ciśnienia, temperatury i zużycia pary.
4. Ocena odwodnienia i instalacji kondensatu.
5. Obliczenie zapotrzebowania na moc.
6. Sprawdzenie średnic i strat ciśnienia.
7. Dobór wymienników, zaworów i odwadniaczy.
8. Ocena odzysku kondensatu i pary wtórnej.
9. Opracowanie automatyki i zabezpieczeń.
10. Przygotowanie projektu i procedury uruchomienia.

Jakie informacje przesłać do wstępnej oceny?

• schemat instalacji parowej i kondensatu,
• parametry źródła pary,
• zdjęcia rurociągów, armatury i odbiorników,
• wymagane moce oraz temperatury procesów,
• zmierzone wartości ciśnienia i temperatury,
• dane manometrów, w tym typ i klasę dokładności,
• informacje o uderzeniach wodnych i zakłóceniach,
• typy zaworów oraz odwadniaczy,
• opis odprowadzania kondensatu,
• numer telefonu osoby odpowiedzialnej za instalację.

Materiał ma charakter ogólny i edukacyjny. Instalacje parowe są instalacjami podwyższonego ryzyka. Opis nie zastępuje projektu, oceny stanu technicznego ani prac wykonywanych przez osoby posiadające odpowiednią wiedzę, kwalifikacje i wymagane uprawnienia.