Wiadomości wstępne
Projektowanie sieci parowych ma miejsce głównie dla zakładów przemysłowych, gdzie istnieje możliwość zagospodarowanie pary jako ciepła odpadowego występującego np. przy wytwarzaniu energii elektrycznej, czy też jest wymogiem technologicznym. W sieciach parowych wykorzystuje się do przesyłu ciepła zarówno parę nasyconą jak i przegrzaną. Para nasycona, z uwagi na łatwość wykraplania sie kondensatu stosowana jest tylko przy małych odległościach, przy większych stosuje się parę częściowo przegrzana, tak – aby do odbiorcy dopływała para nasycona sucha.
Strumień masy nośnika ciepła możemy obliczyć z przytaczanego już w poprzednich rozdziałach wzoru (9).
Dobór średnic przewodów możemy wykonać za pomocą poniższego wykresu [1]. Na wykresie znajduje sie zależność pomiędzy ciśnieniem pary, stopniem jej przegrzania, wielkością strumienia masy ciepła, a także prędkością przepływu pary w przewodach i ich średnicą. Przyjmujemy przy tym, że prędkości przepływu pary powinny wynosić:
– para wysokoprężna przegrzana 60 m/s
– para wysokoprężna nasycona 20-40 m/s
– para niskoprężna nasycona 20-30 m/s
Jeśli konieczne jest przegrzanie pary przed jej wysłaniem do odbiorcy to w pierwszej kolejności należy obliczyć ilość ciepła potrzebnego do przegrzania ze wzoru:
gdzie: hp – entalpia pary przegrzanej, hn – entalpia pary nasyconej, Gp – strumień masowy
Ponieważ ilość ciepła potrzebna do przegrzania pary powinna być równoznaczna ze stratami ciepła w sieci to:
gdzie:
diz – średnica zewnętrzna izolacji w [m]
αo – współczynnik przejmowania ciepła od izolacji do otoczenia w [W/m2K]
tiz – temperatura na powierzchni izolacji [C]
to – temperatura otoczenia [C]
l – długość rurociągu [m]
Porównując ze sobą oba wzory entalpia pary przegrzanej wyniesie:
Znając wartości entalpii pary przegrzanej i nasyconej w stanie suchym możemy z tablicy Odczytac wartości temperatur tp i tn i znaleźć wielkośc przegrzania pary ze wzoru:
Poniżej tabela parametrów pary w zależności od temperatury.
po lewej stronie prędkość pary w [m/s] po prawej stronie ciśnienia pary w [MPa]
Dla dobranych średnic przewodów należy w następnej kolejności obliczyć straty miejscowe w postaci liniowych oporów zastępczych.
Tabela . Opory zastępcze lz sieci parowych wysokiego ciśnienia.
Nomogram do wyznaczania strat ciśnienia sieci parowych wysokiego ciśnienia.
