Αρχή λειτουργίας της συσκευής μείωσης θερμοκρασίας και πίεσης
Όταν ο παρεχόμενος υπερθερμασμένος ατμός υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης παραδίδεται σε κάθε σημείο ατμού, πρέπει πρώτα να εισέλθει στη συσκευή μείωσης πίεσης και μείωσης θερμοκρασίας για να μειωθεί η πίεση και η θερμοκρασία του υπέρθερμου ατμού στην απαιτούμενη κατάσταση κορεσμού (συνήθως κοντά στο η θερμοκρασία κορεσμού του 3-5 βαθμού ) Μετά από αυτό, αποστέλλεται στον εξοπλισμό ανταλλαγής θερμότητας για χρήση.
Υπάρχουν δύο βασικές μορφές απουπερθερμαντήρα.
Σύστημα μείωσης πίεσης και υπερθέρμανσης
Σύστημα μείωσης πίεσης και υπερθέρμανσης
s στη σύγχρονη βιομηχανική συμπαραγωγή και τηλεθέρμανση (ή ατμό) και ελαφριά βιομηχανία
επιχειρήσεις ηλεκτρικής ενέργειας, χημικών, κλωστοϋφαντουργικών και άλλων επιχειρήσεων
χρησιμοποιούνται ευρέως στη θερμική μηχανική μιας θερμότητας ατμού
παραμέτρους (πίεση, θερμοκρασία) για αλλαγή συσκευής
και χρήση συσκευής εξοικονόμησης ενέργειας απορριπτόμενης θερμότητας
1. Μη επαφή
Το μέσο για την ψύξη του ατμού δεν έρχεται σε άμεση επαφή με τον υπέρθερμο ατμό που ψύχεται. Ψυκτικά υγρά, αέρια και ατμός μπορούν όλα να χρησιμοποιηθούν ως μέσα ψύξης. Ο αέρας περιβάλλοντος μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως ψυκτικό μέσο. Αυτός ο τύπος υπερθερμαντήρα μοιάζει με εναλλάκτη θερμότητας κελύφους και σωλήνα. Ο υπέρθερμος ατμός εισέρχεται στη μία πλευρά του εναλλάκτη θερμότητας και το ψυκτικό μέσο εισέρχεται στην άλλη πλευρά του εναλλάκτη θερμότητας. Όταν ελέγχεται η θερμοκρασία του υπέρθερμου ατμού, μπορεί να ρυθμιστεί: η ροή του υπέρθερμου ατμού στην είσοδο ή η ροή του ψυκτικού μέσου.
2. Άμεση επαφή
Το μέσο που χρησιμοποιείται για την ψύξη του ατμού (συνηθισμένο νερό) αναμιγνύεται απευθείας με τον υπέρθερμο ατμό, όπως το σύστημα μείωσης θερμοκρασίας και μείωσης πίεσης τύπου Venturi και άμεσης έγχυσης όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Ο υπέρθερμος ατμός πρώτα αποσυμπιέζεται και μετά εισέρχεται στον μειωτήρα πίεσης. Το νερό ψύξης αναμιγνύεται απευθείας με τον υπέρθερμο ατμό, απορροφά τη θερμότητα του υπέρθερμου ατμού και εξατμίζεται σε ατμό. Ο υπέρθερμος ατμός ψύχεται. Μια ορισμένη ποσότητα νερού ψύξης προστίθεται μέσω της συσκευής ψεκασμού και ανάμιξης μέσα στον απουπερθερμαντήρα. Η ποσότητα του νερού ψύξης που προστίθεται ελέγχεται με τη μέτρηση της θερμοκρασίας ατμού κατάντη του απουπερθερμαντήρα. Έτσι μπορεί να παράγει ξηρό ατμό. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούν να αποφευχθούν ζημιές και διάβρωση αγωγών και εξοπλισμού.
Όλοι οι απουπερθερμαντήρες άμεσης επαφής πρέπει να σπάσουν το εισερχόμενο νερό σε μικρά σταγονίδια για να αυξήσουν την αναλογία επιφάνειας/όγκου του νερού. Όσο μεγαλύτερη είναι η αναλογία επιφάνειας/όγκου του νερού, τόσο πιο γρήγορος είναι ο ρυθμός εξάτμισης των σταγονιδίων νερού και τόσο πιο γρήγορα θα πέσει η θερμοκρασία του ατμού. Η διαδικασία παραγωγής μικρών σταγονιδίων νερού αναφέρεται συνήθως ως «θολώματα». Η ποιότητα της ψεκασμού ψεκασμού στο νερό απουπερθέρμανσης θα επηρεάσει άμεσα την απόδοση ελέγχου του συστήματος απουπερθέρμανσης. Διαφορετικοί τύποι απουπερθερμαντήρων υιοθετούν διαφορετικές μεθόδους ψεκασμού νερού απουπερθέρμανσης.
Αξίζει να σημειωθεί ότι τα υλοποιημένα σταγονίδια νερού αναμιγνύονται με ατμό και η εξάτμιση των σταγονιδίων νερού (κατά την ψύξη με ατμό) είναι μια διαδικασία που απαιτεί χρόνο και δεν θα ολοκληρωθεί άμεσα. Επομένως, το μεγαλύτερο μέρος της διαδικασίας απουπερθέρμανσης δεν συμβαίνει μέσα στον απουπερθερμαντήρα, αλλά στον κατάντη αγωγό της εξόδου του υπερθερμαντήρα. Επομένως, για μια καλή εμπειρία, ο σχεδιασμός των σωληνώσεων κατάντη είναι επίσης κρίσιμος.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, δεν είναι δύσκολο να καταλάβουμε γιατί οι σταγόνες νερού ψύξης και ο υπέρθερμος ατμός χρειάζονται ένα χρονικό διάστημα για να αναμειχθούν καλά. Εάν η ανάμειξη δεν είναι καλή, το νερό δεν μπορεί να απορροφήσει αποτελεσματικά τη θερμότητα από τον υπέρθερμο ατμό και η διαδικασία εξάτμισης των σταγονιδίων νερού δεν έχει ολοκληρωθεί, προκαλώντας υπερχείλιση σταγονιδίων νερού κατάντη του απουπερθερμαντήρα και η θερμοκρασία εξόδου του απουπερθερμαντήρα δεν μπορεί να ελεγχθεί. Επομένως, τα σταγονίδια νερού θα πρέπει να αιωρούνται στον κατάντη αγωγό για όσο το δυνατόν περισσότερο. Για να διασφαλιστεί αυτό, ο κατάντη αγωγός θα πρέπει να διατηρεί σχετικά υψηλή ταχύτητα ροής για να διατηρεί επαρκείς αναταράξεις στον κατάντη αγωγό. Αυτή η ταχύτητα είναι υψηλότερη από την ταχύτητα ροής ατμού ενός γενικού συστήματος διανομής ατμού. Αυτός είναι ο λόγος που οι υπερθερμαντήρες και οι αντίστοιχοι σωλήνες είναι συνήθως (όχι όλοι) μικρότεροι από τους σωλήνες του συστήματος διανομής ατμού.
Η πηγή νερού που χρησιμοποιείται για την ψύξη επιλέγεται συνήθως: νερό αναπλήρωσης του λέβητα, απιονισμένο νερό, απιονισμένο νερό και συμπυκνωμένο νερό.
Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί νερό βρύσης πόλης ή νερό επεξεργασίας, αλλά εξαρτάται από τη σκληρότητα της παροχής νερού. Η κλίμακα μπορεί να συσσωρευτεί μέσα στο ακροφύσιο του νερού ψύξης του απουπερθερμαντήρα και στην επιφάνεια του εσωτερικού τοιχώματος του σωλήνα κατάντη του απουπερθερμαντήρα.
Γενικά, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του νερού ψύξης, τόσο το καλύτερο. Αυτό συμβαίνει επειδή τα σταγονίδια ζεστού νερού απορροφούν λιγότερη θερμότητα από τα σταγονίδια κρύου νερού για να φτάσουν τη θερμοκρασία εξάτμισης, επομένως εξατμίζονται πιο γρήγορα, με αποτέλεσμα πιο αποτελεσματικό αποτέλεσμα ψύξης. Η χρήση ζεστού νερού μειώνει επίσης την ποσότητα νερού που πέφτει στο εσωτερικό τοίχωμα του σωλήνα. Επομένως, ο αγωγός παροχής νερού θα πρέπει να είναι μονωμένος. Απαιτείται πτώση πίεσης για να περάσει η βαλβίδα ελέγχου νερού. Είπαμε νωρίτερα ότι το νερό πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο ζεστό, αλλά θα πρέπει να αποφεύγεται το να αναβοσβήνει μέσα από τη βαλβίδα ελέγχου.
Για να ψεκαστεί το νερό ψύξης, η πίεση στο ακροφύσιο του απουπερθερμαντήρα πρέπει να είναι ίση ή μεγαλύτερη από την πίεση του ατμού λειτουργίας στον αγωγό. Διαφορετικοί τύποι απουπερθερμαντήρων έχουν διαφορετικές απαιτήσεις πίεσης, αλλά συνήθως, οι μικρότερες τιμές πίεσης είναι οι εξής:
Πίεση ατμού εκτόξευσης υπερθέρμανσης συν 0,5 bar
Πίεση ατμού απουπερθερμαντήρα τύπου Venturi συν 0.1bar
Ο απουπερθερμαντήρας τύπου ψεκασμού ατμού έχει την ίδια πίεση με τον ατμό
Για υπερθερμαντήρες τύπου jet και Venturi, απαιτείται η μέγιστη πίεση στη μέγιστη ροή νερού. Αξίζει να σημειωθεί ότι ο ρυθμός ροής του νερού είναι ανάλογος με την τετραγωνική ρίζα της διαφοράς πίεσης μεταξύ του νερού ψύξης και του ατμού. Επομένως, εάν η ροή του νερού αυξηθεί κατά 4 φορές, η διαφορική πίεση θα αυξηθεί κατά 42=16.
Εάν χρησιμοποιείται αυτόνομη ή ενισχυτική αντλία, απαιτείται σύστημα επιστροφής για να διασφαλίζεται ότι υπάρχει πάντα νερό που διέρχεται από την αντλία.