În această serie de articole, vom analiza numeroasele beneficii și utilizări ale aburului în industria actuală. Înainte de a intra în mai multe detalii despre întregul sistem de condens cu aburi sau despre explicațiile oricăror descrieri tehnice, este util să menționăm principalele caracteristici ale aburului. Para a parcurs un drum lung de la conexiunea sa tradițională cu locomotivele și revoluția industrială. În prezent, este o parte integrantă și de bază a tehnologiei moderne. Fără aceasta, industriile noastre alimentare, textile, chimice, farmaceutice sau medicale, energie, încălzire sau transport nu ar putea exista sau funcționa așa cum o vedem astăzi. Aburul oferă o modalitate de a transporta o cantitate controlabilă de energie dintr-o cameră centrală, centrală automată, unde este generată într-un mod eficient și economic, până la punctul de utilizare. Când aburul se deplasează în cadrul unei companii, putem vorbi despre transportul de energie sau furnizarea de energie.
Aburul este din multe motive unul dintre cele mai utilizate medii pentru furnizarea de energie termică. Utilizarea sa este populară în multe industrii pentru diferite tipuri de sarcini - de la producerea de energie mecanică prin încălzirea spațiului până la aplicații în industria proceselor.
Aburul este extrem de eficient, iar producția sa este economică
Este multă apă și nu este scumpă. Nu este periculos pentru sănătate și este ecologic. Sub formă gazoasă, este un purtător sigur și eficient de energie. Aburul poate transfera de cinci până la șase ori mai multă energie decât o cantitate echivalentă de apă. Când apa din cazan începe să se încălzească, începe să câștige energie. În funcție de presiunea din cazan, apa la o anumită temperatură începe să se evapore și să se transforme în abur. Aburul conține o cantitate mare de energie, care poate fi apoi transferată într-un proces sau într-un spațiu care trebuie încălzit. Poate fi produs la presiune ridicată și astfel atinge temperatura sa ridicată. Cu cât este mai mare presiunea, cu atât este mai mare temperatura. Cu cât temperatura aburului este mai mare, cu atât mai multă energie termică poate fi furnizată și cu atât mai multă muncă poate face aburul.
- Cazanele moderne sunt compacte și eficiente în ceea ce privește designul lor, folosesc mai multe tehnologii eficiente de ardere cu emisii minime pentru a transfera cantități mari de energie din combustibil în apă.
- Combustibilul utilizat pentru arderea cazanului poate fi selectat din mai multe opțiuni, de ex. deșeuri combustibile, ceea ce face din cazanul cu abur o tehnologie ecologică pentru producerea căldurii. Cazanele centralizate pot beneficia de tarife reduse la gaz, a căror furnizare poate fi întreruptă, dar și înlocuită imediat cu alte tipuri adecvate de combustibili.
- Schimbătoarele de căldură recuperatoare de înaltă eficiență pot elimina practic costurile de suflare și îndepărtare a nămolului, pot returna condensul valoros în camera cazanului și pot îmbunătăți eficiența generală a sistemelor de abur și condens.
Popularitatea crescândă a sistemelor combinate de căldură și energie este o dovadă a marii atenții acordate de industria sistemelor de abur cererilor tot mai mari de eficiență energetică și protecție a mediului.
Aburul poate fi transportat ușor și ieftin la locul de consum
Aburul este unul dintre cele mai utilizate medii pentru transportul căldurii pe anumite distanțe. Datorită faptului că curge în funcție de căderea de presiune prin conductă, nu sunt necesare pompe de circulație scumpe. Datorită conținutului ridicat de căldură din acesta, o țeavă relativ mică este suficientă pentru a o transporta la presiune ridicată.
Dacă este necesar, presiunea aburului poate fi redusă direct la punctul de consum. Datorită acestui aranjament, întreaga instalație este mai simplă și mai puțin costisitoare în comparație cu alte medii de transfer de căldură. Investiția și costurile de exploatare mai mici pentru producția și distribuția sistemelor de abur și condens sunt motivul pentru care mulți utilizatori preferă să instaleze sisteme noi de abur în loc de alte medii energetice.
Aburul poate fi ușor reglat
Datorită relației directe dintre presiune și temperatura aburului saturat, cantitatea de energie la intrarea în proces poate fi ușor reglată, printr-o simplă reglare a presiunii aburului saturat. Sistemele moderne de control utilizate în sistemele cu abur sunt proiectate în funcție de răspunsurile rapide la modificările variabilelor de funcționare.
Utilizarea supapelor cu două căi, în locul celor cu trei căi, deseori necesare pentru sistemele de fluid, simplifică controlul și întreaga instalație și poate reduce, de asemenea, costurile de achiziție a echipamentelor.
Energia conținută în abur poate fi ușor transferată în proces
Aburul permite un transfer excelent de căldură. De îndată ce intră în aparat, procesul de condensare transferă în mod eficient căldura mediului de încălzit. Aburul poate încălzi mediul indirect prin suprafața schimbătoare de căldură sau poate fi injectat direct în el. Poate umple orice spațiu menținând o distribuție uniformă a temperaturii și transferând căldura în timpul condensării la o temperatură constantă; acest lucru elimină gradienții de temperatură care pot fi găsiți de-a lungul fiecărei suprafețe de schimb de căldură - o problemă care apare foarte des ca o proprietate la încălzirea cu ulei cald sau apă caldă.
Datorită capacității foarte mari de transfer de căldură a aburului, zona necesară de transfer de căldură este relativ mică. Acest lucru face posibilă utilizarea unor echipamente semnificativ mai mici, care sunt mai ușor de instalat și ocupă mai puțin spațiu în exploatare. Unitățile compacte moderne pentru apă încălzită cu abur, cu o putere de 1200 kW și schimbător de căldură încorporat cu plăci de abur și toate comenzile ocupă doar 0,7 m 2 din suprafața podelei. Pentru comparație, o unitate constând dintr-un schimbător de căldură tubular ocupă de obicei de două până la trei ori suprafața.
Controlul unui sistem modern de condens de abur este simplu
Utilizatorii din industrie se concentrează din ce în ce mai mult pe maximizarea eficienței energetice a sistemelor lor și pe minimizarea costurilor de operare și a costurilor generale. Unul dintre cele mai importante documente care susțin implementarea tehnologiilor eficiente din punct de vedere energetic este Protocolul de la Kyoto privind protecția climei. Companiile care pot funcționa la cel mai mic cost posibil în mediul extrem de competitiv de astăzi câștigă un mare avantaj față de concurenții lor. Costurile de producție pot reprezenta diferența dintre supraviețuire și declinul pieței.
Modalitățile de creștere a eficienței energetice includ monitorizarea și înregistrarea consumului de energie de către toate departamentele implicate. Acest lucru creează o conștientizare a costurilor și managementul se poate concentra pe îndeplinirea obiectivelor stabilite. Prin asigurarea întreținerii planificate și sistematice, cheltuielile extraordinare variabile pot fi, de asemenea, reduse la minimum. Acest lucru va ajuta la maximizarea eficienței procesului, la îmbunătățirea calității și la reducerea timpilor de nefuncționare.
Majoritatea sistemelor de control ale tehnologiilor de condensare a aburului pot fi conectate prin intermediul rețelelor industriale standard cu dispozitive moderne de măsurare și control operaționale și astfel permit crearea unui control centralizat, ca în cazul de ex. Sisteme SCADA sau sisteme de management al energiei clădirilor. Cu toate acestea, dacă utilizatorul dorește acest lucru, elementele individuale ale sistemelor de abur pot funcționa independent.
Cazanele și instalațiile de încălzire care lucrează cu abur pot funcționa mulți ani datorită întreținerii corespunzătoare, în timp ce starea multor elemente ale sistemului poate fi ușor monitorizată automat. În comparație cu alte sisteme, controlul și monitorizarea planificate a scurgerilor de condens în sistemele de condens cu abur pot fi asigurate foarte ușor prin intermediul unui sistem de monitorizare. Datorită acestuia, este posibil să detectați automat orice scurgeri sau blocaje și să informați imediat angajații responsabili. Acest lucru este în contrast cu dispozitivele scumpe de detectare a scurgerilor de gaz sau cu monitorizarea consumatoare de timp, efectuată manual, care apar în sistemele de petrol sau apă.
Dacă sistemul de abur necesită întreținere, este foarte ușor să separați părțile conexe ale tehnologiei și să le scurgeți foarte repede, astfel încât reparația să poată fi făcută aproape imediat. În multe cazuri documentate, s-a dovedit a fi semnificativ mai ieftin să se utilizeze un sistem modern de abur dovedit, cu un sistem sofisticat de control și monitorizare decât să îl înlocuiască cu metode alternative de producție și furnizare a energiei, cum ar fi sistem descentralizat bazat pe combustia gazelor.
Tehnologiile moderne de condensare a aburului de astăzi sunt la câțiva kilometri distanță de utilizarea tradițională a aburului în motoarele cu aburi și alte metode care au apărut la începutul revoluției industriale. În plus, aburul este alegerea preferată pentru industria de astăzi. Imaginați-vă orice marcă sau companie cunoscută în prezent și, în nouă din zece, aburul va juca un rol important în producția produselor lor.
| Pentru | Apa fierbinte |
| Conținut ridicat de căldură (căldură latentă aprox. 2.100 kJ/kg) | Conținut mediu de căldură (căldură specifică 4,19 kJ/kg ° C) |
| Coeficient bun de transfer de căldură | Coeficientul mediu de transfer termic |
| Nu are nevoie de pompe de circulație, cu diametru mai mic al țevii | Are nevoie de pompe de circulație, conducte mai mari |
| Reglare simplă prin supape cu două căi | Reglare mai complexă - supape cu trei căi sau supape de presiune diferențială |
| Conducte de scurgere necesare, gestionarea condensului | Nu are nevoie de scurgeri de condens sau de gestionare a condensului |
| Aburul este ușor de reglat pe baza dependenței de presiune/temperatură | |
| Aburul transferă căldura la o temperatură constantă |
Continuare în numărul următor.
Sursa: The Steam and Condensate Loop Book. Adus la 13 ianuarie 2014. Spirax Sarco Inc. 2011. ISBN 978-0-9550691-5-4.