Ošetření, distribuce a akumulace páry

Sušení páry

Takzvaná kvalita páry se určuje podle zbytkové vlhkosti obsažené v proudu páry. Výhodou je přitom co možná nejmenší podíl vody. Parní sušičky mohou malé kapičky vody strhávané párou s sebou odlučovat. Tím jsou z páry odstraňovány i v ní obsažené soli a nečistoty.

Parní kotle jsou k tomuto účelu již na hrdle pro odběr páry vybaveny nárazovým plechem. Přesměrováním proudu páry se kapičky vody odlučují a padají zpět do vodního prostoru. Tak se zbytková vlhkost v normálním provozu již redukuje na 1 ... 3 %. Pro většinu aplikací je to dostačující.

Pouze při rychlých výkyvech výkonu na straně spotřebičů, nebo při nasazení modulu přehříváku, je nezbytná další redukce vlhkosti páry. Toho může být dosaženo prostřednictvím demistru, který je opatřený speciálním drátěným pletivem a taktéž zařazený pod hrdlo odběru páry. Zbytková vlhkost se pak dá zredukovat zhruba na 0,1 %.

Díky tepelným ztrátám v parním potrubí se zvyšuje mokrost páry podél potrubí, pročež může být i přímo před parními spotřebiči, zejména u nasazení páry k účelům sušení, předřazena sušička páry. V sušičce páry je mokrá pára tangenciálně odváděna do sušičky a těžké kapičky jsou odstředivými silami vytlačovány směrem ven a na stěně odlučovány. Ve spodní části pak probíhá přesměrování o 180°, přičemž jsou odloučeny menší kapičky vody a pára proudí ven se zbytkovou vlhkostí < 0,5 %.

Demistr tak, jak je zařazený v parním kotli pod odběrem páry

Redukce tlaku páry

Redukce tlaku páry může probíhat z více důvodů:

vyrovnávání výkyvů tlaku v parním kotli a tak dosažení velmi konstantní hladiny tlaku pro parní spotřebiče
oddělení silných výkonových skoků na spotřebiči od regulace výkonu kotle
spotřebiče potřebují různé hladiny tlaku
spotřebiče s nižším maximálním přípustným přetlakem než parní kotel

Redukce tlaku páry probíhá přes takzvané redukční tlakové stanice, které jsou řízeny buď motoricky, pneumaticky nebo přes médium. Redukční stanice řízené médiem si vystačí bez pomocné energie a elektrických komponentů, ale mají tak horší jakost regulace než motoricky nebo pneumaticky řízené ventily.

Redukční tlaková stanice páry (řízená pneumaticky, motoricky, médiem)

	Uzavírací ventil (strana vstupního tlaku)
	Filtr
	Ukazatel tlaku (strana vstupního tlaku)
	Regulační ventil (pneumatický)
	Regulační ventil (motorický)
	Regulační ventil (řízený médiem)
	Uzavírací ventil (strana výstupního tlaku)
	Pojistný ventil
	Ukazatel tlaku (strana výstupního tlaku)
	Tlakový snímač

Distribuce páry

Rozdělovače páry jsou nasazovány, aby na centrálním místě (většinou v kotelně) byla pára vyrobená jedním nebo více kotli svedena dohromady a následně distribuována k různým spotřebičům v provozu, jakož i k ohřevu napájecí vody.

Díky přesměrování páry ze zdroje ke spotřebiči o 180° se pára navíc ještě vysušuje, takže se redukuje zbytková vlhkost.

Běžně se na rozdělovači páry také měří tlak pro kaskádové řízení kotle tlakem.

Výhody:

sloučení páry od zdrojů páry
distribuce ke spotřebičům
regulace kaskádového řízení kotle
sušení páry a odvodnění

Schematické znázornění rozdělovače páry

	Přívodní parní potrubí od kotle 1			Odváděcí parní potrubí k odplynění napájecí vody
	Přívodní parní potrubí od kotle 2			Rezervní hrdlo pro další spotřebič
	Rezervní hrdlo pro další kotel			Trubice manostatu s ukazatelem tlaku (PI) převodníkem měření tlaku (PIC)
	Odváděcí parní potrubí ke spotřebiči 1			Potrubí kondenzátu k zásobníku kondenzátu
	Odváděcí parní potrubí ke spotřebiči 2			Vypouštění

Akumulace – ukládání páry

Parní zásobník slouží k akumulaci omezeného obsahu energie, který je při poklesu tlaku k dispozici jako expandovaná pára.

Expandovaná pára - více informací

Oblast nasazení parního zásobníku je:

Pokrývání špičkových výkonů při krátkodobém překročení kapacity instalovaného parního zdroje (např. při procesech najíždění spotřebičů, autoklávů, méně velkých procesů šarží.)
Tlumení rychlých výkyvů výkonů u spotřebičů se silnou cyklickou potřebou páry (např. u krátkých periodických parních špiček spotřeby, mnoha malých procesů jednotlivých šarží).

Zobrazení parního zásobníku

Potrubní schéma modulu parního zásobníku SAM

LI

Ukazatel hladiny

PI

Ukazatel tlaku

TI

Ukazatel teploty

Napájecí potrubí	Najížděcí potrubí	Dávkování chemikálií
Parní potrubí ke spotřebičům	Odvzdušňovací potrubí	Potrubí odběru vzorků
Zahřívací parní potrubí	Odfuk pojistného potrubí přetlaku	Vypouštěcí potrubí a přepad

Správným použitím parního zásobníku vznikají následující výhody:

Pro kotel:

Redukované výkyvy tlaku kotle. Tím snížení mechanického zatížení a vyšší životnost tělesa kotle.
Redukce četnosti spínání spalovacího zařízení. Tím snížené ztráty z provětrání a zvýšená životnost kotle.

Pro spotřebiče:

Pokrytí obzvláště vysokých tlakových špiček. Tím je možné použití menšího parního kotle.
Méně strhávání vody s párou. Tím i lepší kvalita páry.

Parní zásobník je silnostěnná nádoba, speciálně dimenzovaná na silné namáhání změnami tlaku. Stejně jako parní kotel podléhá pravidelné kontrole a tlakové zkoušce autorizovaným kontrolním místem.

Parní zásobník je zhruba z 50 % naplněn vroucí vodou a je párou z kotle zahříván na nabíjecí tlak.

Otevřením uzavíracích zařízení na straně spotřebičů je zásobník vybíjen. Přitom se redukuje tlak v zásobníku. Díky redukci tlaku se část vroucí vody odpaří, vzniká tedy takzvaná expandovaná pára. Množství je přitom o to větší, čím větší je vodní obsah zásobníku a čím hlubší pokles tlaku proběhne.

Expandovaná pára - více informací

Při opětovném zahřátí je do zásobníku přivedeno stejné množství páry, jaké bylo předtím odebráno. Tak zpravidla není potřeba do parního zásobníku během provozu přivádět přídavnou napájecí vodu.

Možné nasazení parního zásobníku může být prověřeno jak již při novém plánování kotlových zařízení, tak i při jejich dovybavování ke zlepšení ve stávajících procesech. Při nasazení parních zásobníků je obzvláště důležité napojení do celého parního systému parního kotle až ke spotřebiči, neboť pouze při optimální souhře všech komponentů se všechny výhody správně uplatní. Parametry procesu a zařízení rozhodující pro parní zásobník jsou znázorněny na následujícím obrázku.

Parametry mající vliv při plánování a dimenzování parního zásobníku

Překročení instalovaného výkonu parních vyvíječů (příklad 1)	Tlumení cyklické potřeby páry (příklad 2)
Kotel 9 000 kg/h	Kotel 9 000 kg/h
Špička spotřeby 15 000 kg/h, celkem zhruba 350 kg po dobu 260 s	Špička spotřeby 11 500 kg/h, celkem zhruba 28 kg na špičku po dobu 51 s, opakovaně každých 92 s
Parní zásobník 20 m³ se 65 % vodní náplně	Parní zásobník 5 m³ s 50 % vodní náplně
Zbytková vlhkost v páře povolená až 5 %	Zbytková vlhkost v páře < 2 %
Nádoba nabita po 700 s	–
Tlak v zásobníku 13 barů a vybíjení ≤ 9,3 baru	Tlak v zásobníku 12 barů a vybíjení ≤ 10,5 baru

Příklad nasazení parního zásobníku (Zjednodušený a idealizovaný výpočet)

Průběh tlaku v parním zásobníku (příklad 1)

	Tlak v parním zásobníku
	Odběr páry spotřebičem
	Parní výkon kotle

Průběh tlaku v parním zásobníku (příklad 2)

	Tlak v parním zásobníku
	Odběr páry spotřebičem
	Parní výkon kotle