Пар вторично вскипания образуется в тех случаях, когда горячий конденсат или вода из котла, попадает в среду с низким давлением (ниже давления насыщения). В таких условиях жидкость вскипает, и определенная ее часть превращается в пар вторичного вскипания. Этот процесс в основном происходит после конденсатоотводчиков и в емкостях сбора конденсата.
Использование (утилизация) вторичного пара позволяет существенно повысить энергоэффективность пароконденсатной системы.
Как образуется пар вторичного вскипания?
Образование пара происходит потому, что точка насыщения воды меняется в зависимости от давления. Например, точка насыщения воды при атмосферном давлении составляет 100 °C, но при давлении 1,0 МПа (10 бари), она уже составит 184 °C.
Так что же произойдет, когда конденсат, находящийся под давлением с температурой 184 °C, выбрасывается в атмосферу?
В этом случае, чтобы компенсировать избыточное количество энергии (энтальпии), часть молекул воды высвобождает ее в виде скрытой теплоты и испаряется, с образованием пара. При этом температура жидкости будет снижаться, пока не достигнет точки насыщения 100 °C.
Как определить количество пара вторичного вскипания?
Количество вторичного пара можно определить по формуле:
q1 – теплота (энтальпия) конденсата при большем давлении (до его выпуска) q2 – теплота (энтальпия) конденсата при меньшем давлении (куда осуществляется выпуск) r – скрытая теплота парообразования при меньшем давлении
Для вышеописанного примера:
Абсолютное давление, бар | Температура, °C | Теплота жидкости, ккал/кг | Скрытая теплота парообразования, ккал/кг | Полная теплота пара, ккал/кг |
---|---|---|---|---|
1,0 | 99,6 | 99,7 | 539,3 | 639,0 |
2,0 | 120,2 | 120,5 | 525,9 | 646,4 |
3,0 | 133,5 | 134,1 | 516,7 | 650,8 |
10 | 179,9 | 182,1 | 481,0 | 663,1 |
11 | 184,1 | 186,5 | 477,4 | 663,9 |
12 | 188 | 190,7 | 473,9 | 664,6 |
Для приблизительного расчета можно воспользоваться диаграммой: Процент пара вторичного вскипания, %
Давление конденсата, бар
Что делать с паром вторичного вскипания?
Вторичный пар является побочным продуктом при эксплуатации паровых систем. Поскольку его природа не отличаются от острого пара, то целесообразно внедрять системы по его повторному использованию и утилизации, как на стадии проектирования, так и при модернизация существующих паровых систем. Это позволяет получить наиболее результативный показатель по энергосбережению и максимально быструю окупаемость.
Пример утилизации вторичного пара с помощью емкости вторичного вскипания
Существуют также и другие способы утилизации – это применение паровых компрессоров либо использование закрытой системы, в которой конденсат не контактирует с атмосферой, а отводится под давлением непосредственно в котельную.