D: Perché controllare la pressione del generatore di vapore?

R: Il corretto controllo della pressione del vapore è spesso fondamentale nella progettazione del sistema a vapore poiché la pressione del vapore influisce sulla qualità del vapore, sulla temperatura del vapore e sulla capacità di trasferimento del calore del vapore. La pressione del vapore influisce anche sullo scarico della condensa e sulla generazione di vapore secondario.
Per i fornitori di apparecchiature per caldaie, al fine di ridurre il volume delle caldaie e ridurre il costo delle apparecchiature per caldaie, le caldaie a vapore sono generalmente progettate per funzionare ad alta pressione.
Quando la caldaia è in funzione, la pressione di esercizio effettiva è spesso inferiore alla pressione di esercizio di progetto. Anche se le prestazioni sono di funzionamento a bassa pressione, l'efficienza della caldaia verrà aumentata in modo appropriato. Tuttavia, quando si lavora a bassa pressione, la potenza sarà ridotta e farà sì che il vapore “trasporti acqua”. Il trascinamento del vapore è un aspetto importante dell’efficienza della filtrazione del vapore e questa perdita è spesso difficile da rilevare e misurare.
Pertanto, le caldaie generalmente producono vapore ad alta pressione, ovvero funzionano ad una pressione prossima alla pressione di progetto della caldaia. La densità del vapore ad alta pressione è elevata e aumenterà anche la capacità di stoccaggio del gas nel relativo spazio di stoccaggio del vapore.
La densità del vapore ad alta pressione è elevata e la quantità di vapore ad alta pressione che passa attraverso un tubo dello stesso diametro è maggiore di quella del vapore a bassa pressione. Pertanto, la maggior parte dei sistemi di erogazione del vapore utilizza vapore ad alta pressione per ridurre le dimensioni delle tubazioni di erogazione.
Riduce la pressione della condensa nel punto di utilizzo per risparmiare energia. La riduzione della pressione abbassa la temperatura nella tubazione a valle, riduce le perdite stazionarie e riduce anche le perdite di vapore acqueo mentre scarica dal sifone al serbatoio di raccolta della condensa.
Vale la pena notare che le perdite di energia dovute all'inquinamento si riducono se la condensa viene scaricata in continuo e se la condensa viene scaricata a bassa pressione.
Poiché la pressione del vapore e la temperatura sono correlate, in alcuni processi di riscaldamento la temperatura può essere controllata controllando la pressione.
Questa applicazione può essere vista negli sterilizzatori e nelle autoclavi e lo stesso principio viene utilizzato per il controllo della temperatura superficiale negli essiccatori a contatto per applicazioni su carta e cartone ondulato. Per vari essiccatori rotanti a contatto, la pressione di esercizio è strettamente correlata alla velocità di rotazione e alla potenza termica dell'essiccatore.
Il controllo della pressione è anche la base per il controllo della temperatura dello scambiatore di calore.
A parità di carico termico, il volume dello scambiatore di calore che funziona con vapore a bassa pressione è maggiore di quello dello scambiatore di calore che funziona con vapore ad alta pressione. Gli scambiatori di calore a bassa pressione sono meno costosi degli scambiatori di calore ad alta pressione a causa dei bassi requisiti di progettazione.
La struttura dell'officina determina che ciascuna attrezzatura abbia la sua massima pressione di esercizio consentita (MAWP). Se questa pressione è inferiore alla pressione massima possibile del vapore fornito, il vapore deve essere depressurizzato per garantire che la pressione nel sistema a valle non superi la pressione di esercizio massima sicura.
Molti dispositivi richiedono l'uso di vapore a pressioni diverse. Un sistema specifico trasforma l'acqua condensata ad alta pressione in vapore a bassa pressione per alimentare altre applicazioni del processo di riscaldamento per raggiungere scopi di risparmio energetico.
Quando la quantità di vapore di flash generato non è sufficiente, è necessario mantenere una fornitura stabile e continua di vapore a bassa pressione. In questo momento è necessaria una valvola riduttrice di pressione per soddisfare la domanda.
Il controllo della pressione del vapore si riflette nei collegamenti a leva della generazione, del trasporto, della distribuzione, dello scambio termico, dell'acqua condensata e del vapore flash. Come abbinare la pressione, il calore e il flusso del sistema a vapore è la chiave per la progettazione del sistema a vapore.