Аккумулятор пара что это



Пиковые нагрузки и аккумулятор пара

Потребление пара любым производственным оборудованием редко бывает постоянным. Пик нагрузки может достигаться один раз в неделю, один раз в день, или даже один раз в час, например, во время начала цикла работы технологического оборудования. Соответственно во время пика расходные характеристики источника и потребителя не cовпадают по времени, т.е. пиковое потребление пара технологической установки не обеспечивается максимальной производительностью котла.

Рис.1. Типичная диаграмма потребления пара при крупносерийном производстве

Пример такого пикового паропотребления изображён на графике (рис. 1). Рост нагрузки происходит практически мгновенно, и пиковые значения значительно превышают среднюю нагрузку, обеспечиваемую котлом. Результатом является падение давления в котле. В таких условиях котёл не может обеспечить требуемые технологические параметры, более того в худшем случае может произойти блокировка котла из-за резкого падения уровня воды и полная остановка технологического процесса. В лучшем случае котёл будет производить влажный, грязный пар.

Пиковые нагрузки приводят к:

• Производственным потерям.
• Снижению качества продукции.
• Увеличению времени производства.
• Выработке котлом некачественного пара.
• Низкой эффективности сгорания топлива.
• Большим затратам на техобслуживание.
• Сокращению срока эксплуатации котла.
• Сокращению срока эксплуатации технологического оборудования.

Существует несколько методов выравнивания пиковой нагрузки:

Использование клапанов поддержания давления «до себя»

Рис.2. Использование клапанов, поддерживающих давление «до себя»

При возникновении пиковой нагрузки и уменьшении давления в котле клапан начнет закрываться, ограничивая количество пара, отдаваемое котлом и поддерживая давление до себя. Этот способ позволяет защитить котельную установку, однако, требование выдачи большего количества пара в момент пиковой нагрузки остается не выполненным.

Такой способ хорош, если на производстве есть несколько категорий потребителей – чувствительные и не чувствительные к колебаниям давления пара. Котёл должен обеспечивать бесперебойную подачу пара чувствительным потребителям, остальные же получают пар «по остаточному принципу».

Административный метод

К таким методам относится, например, плавный или ступенчатый запуск технологического процесса, позволяющий сделать пиковый расход пара как можно более слабым. Этот метод сглаживания пиков расхода позволяет уберечь котельную установку, но может отрицательно сказаться на производительности технологического паропотребляющего оборудования, создавая тот же самый эффект, что и клапан, поддерживающий давление до себя. С помощью только административных методов сгладить пиковые нагрузки невозможно. В заводских условиях, когда такие пики обусловлены многими процессами, можно лишь выровнять нагрузку. Однако при этом возможно, что пиковое потребление пара произойдёт в нескольких процессах одновременно, что приведёт к негативным результатам.

Аккумулятор пара

Наиболее подходящий способ мгновенной выдачи нужного количества чистого сухого пара в моменты пиковой нагрузки заключается в том, что в специальной емкости хранится запас пара, который расходуется по мере необходимости. Хранить пар в газообразном состоянии под давлением непрактично, так как при тех давлениях, при которых обычно работает котёл, пар будет занимать много места. Поэтому целесообразно использовать метод уменьшения давления воды, хранящейся при температуре насыщения. Это приводит к тому, что в воде выделяется избыток энергии, который расходуется на превращение части воды в пар. Данное явление называется мгновенным испарением или вскипанием, а оборудование, используемое для хранения находящейся под давлением воды, называется аккумулятором пара.

Фактически, паровой аккумулятор представляет собой дополнение к ёмкости котла (котлов), в которой хранится запас воды при том же давлении и температуре, что и в котле. Когда паровая нагрузка, накладываемая оборудованием, невелика, и котёл может вырабатывать пара больше, чем требуется, излишки пара впрыскиваются в находящуюся под давлением водяную массу. С течением времени температура и давление воды в ёмкости увеличиваются до тех пор, пока вода не достигнет температуры насыщения, соответствующей давлению, при котором работает котёл.

Поскольку в аккумуляторе происходит падение давления воды, хранящейся при температуре насыщения, пар будет вырабатываться при любой нагрузке, превышающей производительность котла. Таким образом, требования к количеству пара при пиковой нагрузке будут удовлетворены. Когда нагрузка будет меньше производительности котла, аккумулятор будет наполняться излишками производимого котлом пара. Такие циклы наполнения и отдачи объясняют, почему описываемое устройство называется аккумулятором пара. Использование парового аккумулятора позволяет непрерывно поддерживать горение в топке котла на уровне максимальной непрерывной мощности.

Для того, чтобы аккумулятор мог выдавать необходимое количество пара в моменты пиковых нагрузок, необходимо правильно рассчитать и выбрать размер бака, в котором будет храниться вода. Размеры парового аккумулятора теоретически не ограничены, однако они ограничиваются практическими соображениями.

На практике объём парового аккумулятора выбирают исходя из необходимого количества пара в момент пиковой нагрузки с учетом падения давления; при этом с поверхности воды с соответствующей скоростью должен выделяться чистый сухой пар.

Рис.3. Паровой акумулятор с сопутствующим оборудованием

Конструкция аккумулятора пара обусловлена технологической необходимостью. Бак аккумулятора бывает, как в горизонтальном, так и в вертикальном исполнении. Независимо от того, вертикальный или горизонтальный бак используется, в нем должен содержаться одинаковый запас воды для обеспечения требуемого расхода пара. Для вертикального бака зачастую легче найти место для его установки.

Расчет и подбор запорной арматуры, регулирующих и предохранительных клапанов, производится для каждого случая, отдельно.

Компанией Spirax Sarco был накоплен большой опыт, связанный с производством аккумуляторов пара. В 2007 году подобная задача была реализована на одном из заводов пищевой промышленности. Пар от существующей котельной подается на автоклавы. Мощность котельной не обеспечивала пиковое потребление пара автоклавами. По циклограмме пиковых нагрузок был произведен расчет и изготовлен аккумулятор пара объемом 20 м³. Для защиты от погодных условий и удобства обслуживания, регулирующие клапаны, контроллеры, запорная арматура были смонтированы в производственном помещении.

Аккумулятор пара был сдан органам Ростехнадзора и введен в эксплуатацию, как сосуд, работающий под давлением.

Рис.4. Действующий аккумулятор пара

В заключении хочется отметить, что хоть паровые аккумуляторы и пришли к нам из прошлого, но не утратили своей актуальности до сих пор. И даже более того. Паровые аккумуляторы используются в самых разных отраслях современной промышленности, где пиковые нагрузки типичны.

Современные котлы имеют небольшие размеры. Кроме того, расширилось применение небольших водотрубных котлов, змеевиковых парогенераторов, которые более эффективны, но использование, которых приводит к уменьшению общего количества хранимого запаса тепловой энергии, из-за чего система более чувствительна к проблемам, связанным с пиковыми нагрузками.

Существует много областей применения паровых аккумуляторов. При долговременных пиковых нагрузках, с которым котельная установка должна справляться, паровой аккумулятор можно использовать для хранения пара, которого хватит, например, на 5 минут пиковой нагрузки; за это время котёл без проблем должен достигнуть необходимой производительности. Паровые аккумуляторы можно также использовать совместно с электрокотлами, чтобы пар вырабатывался в условиях небольшой нагрузки, и хранился и использовался в периоды пиковой нагрузки. Возможности безграничны.

Итак, мы убедились, что паровой аккумулятор- это эффективный инструмент, обеспечивающий экономичную подачу пара для производственных процессов. Если вы хотите узнать больше о возможностях аккумулятора, специалисты Spirax Sarco готовы предложить вам свою помощь.

Источник

Аккумуляторы пара предназначены для выравнивания колебаний при производстве и потреблении пара.

Nav view search

Навигация

Дополнительная информация

Паросборник, Аккумуляторы пара АПГ

Аккумуляторы пара предназначены для выравнивания колебаний при производстве и потреблении пара. Очень часто аккумуляторы пара называют паросборниками.

Аккумулятор пара горизонтальный — это дополнительная ёмкость для парового котла, в которой храниться вода при той же температуре и при том же давлении, что и в котле. Пар поступивший в водяное пространство аккумулятора, конденсируется, и так как его давление несколько выше, чем в аккумуляторе, он нагревает воду. Затем вода испаряется с водяного объема, в результате чего давление пара повышается. Так протекает зарядка аккумулятора. Разрядка аккумулятора осуществляется испарением воды при понижении давления в аккумуляторе.

Аккумулятор пара горизонтальный (паросборник) представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд сварной конструкции и состоит из корпуса с приваренными к нему эллиптическими днищами. Цилиндрический корпус аккумулятора устанав ливается на опорах, обеспечивающих свободу термическим расширениям.

На корпусе аккумулятора предусмотрены штуцера для предохранитель ного клапана, подачи и отбора пара, манометра, термометра, указателя уровня, конденсатоотводчика, дренажа. Перед патрубком отбора пара рас положено сепарационное устройство.

При зарядке аккумулятора, пар подается в водяной объем при помощи горизонтальной распределительной трубы с отверстиями направленными наклонно к вертикальной оси. Пар через отверстия вырывается в виде отдельных струек, вызывая энергичный поток воды снизу вверх. Благодаря этому создается хорошая циркуляция воды и равномерное распределение температуры по всему объему аккумулятора.

ООО «Энергометмаш» изготавливает аккумуляторы пара горизонтальные (паросборники) объемом от 0,5 до 20м.куб. с рабочим давлением до 1,3МПа.

Аккумуляторы пара АПГ, изготавливаемые нашим предприятием отлично себя зарекомендовали на предприятиях по изготовлению пенопласта, фармацевтических и пищевых производствах.

Аккумулятор пара поставляется Заказчику с паспортом сосуда, работающего под давлением и со всеми разрешительными документами.

По дополнительному заказу аккумулятор пара (паросборник) может быть укомплектован: запорно-регулирующей арматурой, клапаном предохранительным, конденсатоотводчиком, указателем уровня, КИП и А.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Паровой аккумулятор

Паровые аккумуляторы рассчитаны на давление 0 1 — 0 2 МПа. Они очень громоздки, так как их размеры зависят от удельного объема аккумулируемого пара, который очень высок при низких давлениях. Высокая первоначальная стоимость и значительные тепловые потери делают эти аккумуляторы нерентабельными, и в настоящее время они не применяются. [2]

Паровые аккумуляторы рассчитаны на давление 0 1 — 0 2 МПа. Они очень громоздки, так как их размеры зависят от удельного объема аккумулируемого пара, который очень высок при низких давлениях. Высокая первоначальная стоимость и значительные тепловые потери делают эти аккумуляторы нерентабельны -: ми, и в настоящее время они не применяются. [4]

Паровые аккумуляторы могут быть в отдельных случаях использованы для выравнивания не только теплового, но и электрического графика нагрузки основных турбин и котельных агрегатов станции. [5]

Паровые аккумуляторы рассчитаны на давление 0 1 — 0 2 МПа. Они очень громоздки, так как их размеры зависят от удельного объема аккумулируемого пара, который очень высок при низких давлениях. Высокая первоначальная стоимость и значительные тепловые потери делают эти аккумуляторы нерентабельными, и в настоящее время они не применяются. [7]

Использование чисто паровых аккумуляторов ( обыкновенные закрытые баки) постоянного или переменного давления исключается, так как в этом случае потребуются весьма большие объемы этих аккумуляторов. [9]

Для чего применяют паровые аккумуляторы и как определяется их удельный объем. [10]

Наиболее распространенным типом парового аккумулятора является аккумулятор переменного давления Рутса. Этот аккумулятор основан на принципе испарения части воды, находящейся в барабане под определенным давлением, при понижении этого давления. Другими словами, в аккумуляторе Рутса имеют место те же явления, что и в; барабане парового котла при понижении1 давления в нем. Аккумулятор Рутса изображен на фиг. Пар для еарядки аккумулятора поступает из котельной или иа машинного зала электростанции по трубопроводу И: внутри барабана аккумулятора распределяется по ряду сопел, осуществляющих интенсивное смешивание пара с водой, заполняющей. При окончании зарядки вода в аккумуляторе нагрета до температуры насыщения греющего пара и над зеркалом воды имеется паровая подушка. [11]

Пиковую выработку сбрасывают в паровые аккумуляторы . Разрядка последних осуществляется за счет как выдачи пара к пароперегревателям, так и подачи в сеть технологического пара. [12]

Коагуляцию производят или в паровых аккумуляторах ( типа напр. Рато и др.) или же в специальных паропромывателях. Наиболее простым и вполне надежным способом очистки конденсата от масла является пропуск его черев активный уголь. Предварительно масляный конденсат фильтруют черев кварцевый песок. Другим способом очистки является коагуляция сернокислым алюминием, для разложения к-рого ва отсутствием в конденсате в нужных количествах Са ( НСО3) 2 или Mg ( HCO8) применяется, как и в случае очистки пара, едкий натр. [13]

Аккумуляторы с перепадом давления — паровые аккумуляторы , аккумулирующие пар в форме горячей воды и отдающие в виде пара при разрядке в периоды повышения нагрузки. [14]

Следует отметить, что на крупных электрические станциях, работающих в мощных электрических системах, применение паровых аккумуляторов почти не имеет места. Они используются по большей части на мелких промышленных установках. [15]

Источник

Бездымный паровоз, или Паровой аккумулятор повышенной емкости

Бестопочные паровозы использовали там, где были нежелательны огонь и дым — в тоннелях, на пожароопасных производствах (бумажные фабрики, нефтеперегонные заводы) и т.п. Такой паровоз не имел топки для сжигания угля/нефти, а вместо этого оборудовался теплоизолированным котлом-аккумулятором.

(из петербургского музея железных дорог России)

Перед началом работы бестопочного паровоза его котел на 60-70% заполняли водой, а затем через специальный патрубок подавали в него пар от стационарной котельной установки.

Спереди, надо полагать, как раз клапан для заправки:

Пар нагревал воду, и когда ее температура достигала точки кипения, т.е. давление в котле становилось равным давлению стационарного котла, паровоз оказывался готовым к действию. При пуске пара в цилиндры давление пара в котле постепенно понижалось, а вода продолжала кипеть; с понижением давления уменьшалась и температура кипения воды.

Бестопочные паровозы могли работать от заправки до заправки 4-6 часов.
Для увеличения времени автономной работы шли на разные хитрости. Например, одновременно с зарядкой паром котла-аккумулятора заполняли сжатым воздухом специальные резервуары для работы вспомогательных агрегатов паровоза.

Более интересное средство для продления работы придумали еще в XIX веке. Отработанный в цилиндрах пар не выбрасывался в атмосферу, а конденсировался в отдельном баке, который окружал котел. В баке находилась каустическая сода (она же гидроксид натрия, едкий натр, NaOH).

Известно, что процесс растворения некоторых веществ в воде сопровождается выделением теплоты; каустическая сода как раз из таких. Теплота растворения передавалась воде в котле и увеличивала пробег паровоза без подзарядки.

Бестопочный паровоз Honigmann’а предположительно для Сен-Готардского тоннеля (1885). Голубое — вода в котле, розовое — раствор каустической соды:

На соде работали бестопочные трамваи в Ахене

После использования раствор соды восстанавливали до исходной концентрации путем кипячения или пропусканием пара.

Теплотворная способность каустической соды не так чтобы очень велика, но заметна: 30 кг сухого гидроксида натрия эквивалентны 1 литру бензина (на самом деле меньше — в зависимости от концентрации раствора, температуры и т.д.). Пишут, что ахенский трамвай возил на себе около тонны соды.

Системе пророчили большое будущее, в частности, на подводных лодках. Ведь есть вещества, которые при смешивании с водой выделяют еще больше теплоты — серная кислота, например. Однако опасность иметь под боком несколько тонн горячей щелочи/кислоты перевесила все остальное. Не взлетело.

Источники: Раков Р.А. «Локомотивы отечественных железных дорог» & Сайт

Источник