Akademia Automatyki
Czystość pary wodnej podstawą funkcjonowania instalacji przemysłowych.

Czystość pary wodnej podstawą funkcjonowania instalacji przemysłowych.

Czystość pary wodnej jest niezwykle ważnym zagadnieniem szeroko wykorzystywanym w przemyśle. Bardzo ważne jest regularne dbanie, serwisowanie i czyszczenie armatury poprawiającej jakość pary w zakładach produkcyjnych. Często zdarza się jednak, że temat ten traktowany nie jest z należytą uwagą, co w konsekwencji prowadzi do poważnych uszkodzeń, przestojów oraz ogromnych strat finansowych. Przyjrzyjmy się zatem bliżej temu problemowi.

W czym tkwi zagrożenie?

Kondensująca para w rurociągach powoduje pojawianie się cząstek wody, czyli kondensatu. Zazwyczaj najwięcej wody jest przy rozruchu, wtedy rurociąg jest zimny i wymaga ogrzania, a jeśli dodatkowo w zakładzie wykorzystywana jest para wodna nasycona, pojawienie kondensatu jest nieuniknione. Płynący kondensat w rurach niesie ze sobą szereg niebezpieczeństw. Uderzenia wodne wraz z zanieczyszczeniami prowadzą do licznych uszkodzeń. Wszelkiego rodzaju armatura: zawory regulacyjne czy kolana zaczynają dosłownie być bombardowane przez wodę, zanieczyszczenia i parę. Żywotność całego układu skraca się drastycznie.  Do tego dochodzą jeszcze straty wynikające z prowadzonego przestoju niezbędnego do wykonania naprawy, bądź wymiany uszkodzonych elementów instalacji. Dlatego tak ważne jest staranne projektowanie i modernizowanie instalacji parowych tak, by były one należycie odwadniane i oczyszczane.

 Uszkodzenia armatury wywołane uderzeniami wodnymi

Uszkodzenia armatury wywołane uderzeniami wodnymi

Filtrowanie to podstawa

Najczęściej stosowanym środkiem zapobiegawczym są filtry – standardowe (osadniki) typu Y z nierdzewnym wkładem siatkowym. W zależności od wybranego stopnia filtracji (gęstości siatki), osadniki tego typu zapewniają mniej lub bardziej dokładne oczyszczanie danego medium. Zanieczyszczenia, które są zatrzymywane przez typowe filtry dostępne na rynku, zapewniają poprawną pracę większości układów przemysłowych. Jednakże w branży farmaceutycznej czy spożywczej, gdzie wykorzystywana jest para wodna wysokiej jakości potrzeba specjalnych rozwiązań filtracyjnych.  Jednym z produktów dedykowanych na takie aplikacje jest filtr pary czystej typu ASF (Rys. 4) firmy Armstrong International.

Obudowa filtra pary czystej ASF

Obudowa filtra pary czystej ASF

 Wkład filtracyjny siatkowy

Wkład filtracyjny siatkowy

Wkład filtracyjny spiekany

Wkład filtracyjny spiekany

Atutem filtrów ASF niewątpliwie jest możliwość czyszczenia wkładu, co zmniejsza koszty operacyjne. Proces ten może zostać przeprowadzony różnymi metodami – dopuszczalne jest płukanie zwrotne, czyszczenie ultradźwiękowe oraz czyszczenie chemiczne.

Krok kolejny – odwadniacze

Kondensat, który nie zostanie usunięty z instalacji powoduje zmniejszenie sprawności cieplnej całego układu, co w konsekwencji prowadzi do zwiększonych kosztów utrzymania zakładu. Dlatego w przesyle pary wodnej tak ważne staje się osuszanie. Urządzenie, które do tego służy to odwadniacz. Na rynku odwadniaczy dostępnych jest wiele typów – dzwonowy, pływakowy, termodynamiczne czy termostatyczne. By odwadniacz mógł pracować prawidłowo, nie należy zapominać o konieczności odpowiedniego wykonania rurociągu przesyłowego. Jego zadaniem jest automatyczne odprowadzanie zgromadzonej w kieszeni odwadniającej, skondensowanej wody.

Metoda, która jest najbardziej efektywna podczas odwadniania rurociągu to zastosowanie separatora cyklonowego. Przepływająca przez niego para wodna zostaje wprawiona  w ruch wirowy, dzięki czemu uzyskujemy parę dobrej jakości. Separatory cyklonowe DS-1 oraz DS-2 firmy Armstrong charakteryzują się bardzo wysoką sprawnością (98%) oraz odprowadzają drobiny o wielkości ≥10μm. Ponadto ich ważną zaletą jest również bardzo mały spadek ciśnienia, co eliminuje niepotrzebne straty. Separatory nie posiadają żadnych ruchomych część, dzięki czemu koszty instalacji są znacznie mniejsze. Jednakże mimo tych licznych zalet, dlaczego nie powinno zastępować się nimi odwadniaczy. Ano właśnie dlatego, że do automatycznego odprowadzania kondensatu przez separator, konieczne jest doposażenie go w odwadniacz, a to przecież zwiększa koszty instalacji. W separatory cyklonowe warto zainwestować więc tam, gdzie wymagana jest dobrze osuszona para, a już na pewno przed urządzeniami i maszynami wrażliwymi na występowanie nawet minimalnej ilości kondensatu czy zanieczyszczeń.

Separator cyklonowy Armstrong

Separator cyklonowy Armstrong

Dopełnieniem całego zagadnienia dotyczącego jakości pary wodnej jest jej w pełni zautomatyzowany analizator QM-3. Analizator QM-3 jest inteligentnym rozwiązaniem, które umożliwia zakładom farmaceutycznym, szpitalom, zakładom spożywczym oraz innym instytucjom efektywnie i niezwykle łatwo kontrolować jakość w aplikacjach pary czystej.

Analizator jakości pary QM-3

Analizator jakości pary QM-3

Podsumowując, zaniedbania w utrzymaniu i serwisowaniu armatury parowej niosą ze sobą poważne zagrożenia i niebezpieczeństwa. Nieprawidłowo zaprojektowana instalacja, uszkodzone odwadniacze czy zawory powodują nie tylko zmniejszenie wydajności cieplnej, a przede wszystkim nadmierne i zapotrzebowanie na parę świeżą. Niezależnie czy pracujemy w małym zakładzie czy dużej hali produkcyjnej, temat serwisowania armatury traktujmy z należytą uwagą.

 

Więcej szczegółów na temat jakości pary w instalacjach parowych znajdziesz w naszym w kwartalniku Pod Kontrolą:

Akademia Automatyki: Jakość pary w instalacjach przemysłowych – niezwykle ważne zagadnienie