9 στοιχεία για τη θερμοκρασία ατμού του λέβητα: Διάφοροι τύποι & λεπτομέρειες

Ο λέβητας είναι ένα δοχείο όπου το νερό εξατμίζεται συνεχώς για να παράγει ατμό με την εφαρμογή θερμότητας. Για την παραγωγή ατμού, η θερμοκρασία ατμού του λέβητα πρέπει να είναι 100 °C ή 212 °F.

Γενικά οι χειριστές προσπαθούν να ελέγξουν τη θερμοκρασία του ρεύματος σε μια ονομαστική τιμή για να λάβουν τον καλύτερο δυνατό ρυθμό θερμότητας καθώς και να μειώσουν το κόστος καυσίμου. Για καλύτερη θερμική απόδοση και για αποφυγή περιττών υλικών και θερμικής καταπόνησης σε μέρη με παχύ τοίχωμα ενός λέβητα και του στροβίλου, ο ακριβής έλεγχος της θερμοκρασίας ατμού είναι υποχρεωτικός στον λέβητα κοινής χρήσης.

Ο κύριος στόχος ενός σχεδιασμού λέβητα είναι η επίτευξη της υψηλότερης απόδοσης απορρόφηση θερμότητος, μαζί με αυτήν την παραγωγή καθαρού ατμού, προορίζεται επίσης η ασφαλής και αξιόπιστη λειτουργία.

Τι είναι η θερμοκρασία ατμού του λέβητα;

Η σταθερότητα στη θερμοκρασία ατμού του λέβητα μπορεί να βοηθήσει στην αποφυγή της υψηλής θερμοκρασίας που μπορεί να οδηγήσει σε ατυχήματα όπως σκάσιμο του σωλήνα του λέβητα.

Ένας λέβητας μπορεί να αντιμετωπίσει διαφορετικές καταστάσεις όπως υπερβολική θερμοκρασία, σκωρίαση, διάβρωση των τοιχωμάτων του λέβητα κ.λπ. υπό συνθήκες μεταβλητού φορτίου. Για να αποφευχθούν όλα αυτά τα ζητήματα, οι παράμετροι λειτουργίας του λέβητα, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας του ατμού του λέβητα, θα πρέπει να παρακολουθούνται συνεχώς.

 Με τις διακυμάνσεις στις συνθήκες εργασίας, η θερμοκρασία του ατμού παραμένει εξαιρετικά ασταθής και η προανίχνευση της αλλαγής θερμοκρασίας είναι αρκετά δύσκολη. Μια κοινή μέθοδος που υιοθετείται για τον έλεγχο της θερμοκρασίας είναι ο ψεκασμός νερού πάνω από τον ατμό μεταξύ του πρώτου και του δεύτερου σταδίου υπερθέρμανσης.

Διάγραμμα θερμοκρασίας ατμού λέβητα

Εάν λάβουμε υπόψη τους λέβητες σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, ο έλεγχος της θερμοκρασίας του ατμού είναι μια από τις δύσκολες εργασίες καθώς ακολουθεί ένα μη γραμμικό χαρακτηριστικό. Ο μεγάλος νεκρός χρόνος και η χρονική καθυστέρηση είναι οι παράγοντες που το καθιστούν πιο δύσκολο.

Διαφορετικά ζητήματα όπως το φορτίο στο λέβητα, ο ρυθμός ροής αέρα, η συνδυαστική επίδραση των καυστήρων συντήρησης και η συσσώρευση αιθάλης στους σωλήνες του λέβητα επηρεάζουν τη θερμοκρασία του ατμού.

τραπέζι ατμού 1
Steam Τραπέζι? Πίστωση εικόνας: Wikipedia

Θερμοκρασία λειτουργίας λέβητα ατμού

Συνήθως για την παραγωγή ατμού με βραστό νερό, στο επίπεδο της θάλασσας, η θερμοκρασία που διατηρείται σε έναν ατμό είναι 212°F ή κοντά σε αυτό. Εάν ο λέβητας λειτουργεί υπό υψηλότερη πίεση, μπορεί να είναι μεγαλύτερη η θερμοκρασία.

Καθώς ο παραγόμενος ατμός διαχωρίζεται από το νερό του λέβητα στο λέβητα τύμπανο ατμού, ο ατμός υπερθερμαίνεται για να έχει υψηλή θερμική απόδοση της μονάδας στροβίλου του λέβητα. Σήμερα, οι σύγχρονοι λέβητες γενικά αυξάνουν τη θερμοκρασία του ατμού στους 1000°F ή 538°C, που είναι σχεδόν το σημείο ερπυσμού του χάλυβα που χρησιμοποιείται για τις σωληνώσεις υπερθέρμανσης.

Εάν διατηρήσουμε τη θερμοκρασία ατμού ενός λέβητα σε πολύ υψηλά επίπεδα για μεγαλύτερη διάρκεια, τότε θα παρεμποδιστεί η διάρκεια ζωής του λέβητα. Προσπαθείτε πάντα να διατηρείτε τη θερμοκρασία του ατμού σε ένα σταθερό σημείο για να αποφύγετε τις θερμικές καταπονήσεις στο λέβητα και τον στρόβιλο.

Θερμοκρασία κορεσμένου ατμού λέβητα

Η πίεση και η θερμοκρασία του κορεσμένου ατμού συνδέονται άμεσα μεταξύ τους.

Γενικά, οι λέβητες ατμού λειτουργούν πάντα υπό υψηλή πίεση, έτσι ώστε ένας μικρός λέβητας να μπορεί να παράγει μεγάλη ποσότητα ατμού. Καθώς ο ατμός υπό πίεση απαιτεί λιγότερο χώρο, μπορεί να μεταφερθεί στο σημείο εφαρμογής με τη βοήθεια σωλήνων μικρής διαμέτρου. Αυτό διατηρεί επίσης μια σωστή θερμοκρασία ατμού.

Θερμοκρασία ατμού εξόδου λέβητα

Οι λέβητες είναι σχεδιασμένοι να λειτουργούν σε όλες τις πιέσεις και θερμοκρασίες σύμφωνα με τις απαιτήσεις.

Όταν ένας λέβητας ατμού λειτουργεί υπό υψηλή πίεση, η απαιτούμενη θερμοκρασία αυξάνεται επίσης (πάνω από 212 °F). Διαφορετικά, σε μεγάλο υψόμετρο πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, η θερμοκρασία ενός λέβητα ατμού μπορεί να είναι λίγο χαμηλότερη.

Αν σκεφτούμε έναν εμπορικό λέβητα ενός ψηλού κτιρίου που λειτουργεί σε πολύ υψηλότερες πιέσεις όπως 20 έως 40 psi για να εξαναγκάσει τον ατμό σε μεγαλύτερο ύψος, για κάθε αύξηση της πίεσης psi, το σημείο βρασμού του νερού θα αυξάνεται επίσης κατά περίπου 3 βαθμούς ΦΑ.

Έλεγχος θερμοκρασίας ατμού λέβητα

Διαφορετικές συσκευές και μέθοδοι υιοθετούνται για τον έλεγχο της θερμοκρασίας ατμού του λέβητα.

Για τον έλεγχο της θερμοκρασίας του ατμού του λέβητα, η συσκευή που χρησιμοποιείται πιο συχνά είναι η συσκευή απόπειρας ή η υπερθέρμανση. Η λειτουργία ενός desuperheater είναι να ψεκάζει νερό πάνω από τη ροή του ατμού για να μειώσει τη θερμοκρασία του. Κυρίως ο ψεκασμός νερού γίνεται μεταξύ του πρώτου και του δεύτερου σταδίου του υπερθερμαντήρα.

Διαφορετικές μέθοδοι όπως η αλλαγή της γωνίας με την οποία οι καυστήρες εκτοξεύονται στον κλίβανο, η παράκαμψη και η ανακυκλοφορία των καυσαερίων υιοθετούνται για τη διαχείριση της θερμοκρασίας του ατμού.

Το νερό που ψεκάζεται λαμβάνεται από την εκκένωση της αντλίας καθώς και από ένα ενδιάμεσο στάδιο της αντλίας νερού τροφοδοσίας λέβητα.

Η θερμοκρασία ατμού μετριέται στο σημείο εξόδου του λέβητα και, στη συνέχεια, η θέση της βαλβίδας ψεκασμού νερού αλλάζει σε σωστές αποκλίσεις από το σημείο ρύθμισης της θερμοκρασίας ατμού.

Υπολογισμός θερμοκρασίας ατμού λέβητα

Όταν εφαρμόζεται θερμότητα στο νερό σταδιακά σε ατμοσφαιρική πίεση, η θερμοκρασία αυξάνεται έως και 212°F (100°C), αυτή είναι η θερμοκρασία στη συγκεκριμένη πίεση δεν λαμβάνει χώρα αλλαγή φάσης του νερού. Μετά από αυτή την προσθήκη θερμότητας δεν αυξάνεται η θερμοκρασία αλλά το νερό μετατρέπεται σε ατμό.

Θερμοκρασία ατμού διπλού λέβητα Breville

Το Breville Dual Boiler είναι ένας ατμομάγειρας γάλακτος υψηλής ποιότητας με δυνατότητα ρύθμισης της θερμοκρασίας μεταξύ 265-285 βαθμούς F για να έχετε ένα τέλειο πιο ζεστό ή πιο δροσερό γάλα ή καφέ. Η ποιότητα του γάλακτος με υφή εξαρτάται πλήρως από τη θερμοκρασία ατμού.

Το Breville Dual Boiler αποτελείται από δύο λέβητες μέσα στο ίδιο μηχάνημα, και οι δύο έχουν το δικό τους θερμαντικό στοιχείο και μπορούν να ρυθμιστούν ξεχωριστά ανάλογα με τις ανάγκες μας.

Θερμοκρασία ατμού θαλάσσιου λέβητα

Οι λέβητες Marine είναι τύπου σωλήνων νερού και μπορούν να λειτουργούν σε υψηλές πιέσεις. Οι λέβητες σωλήνων νερού υψηλότερης πίεσης μπορούν να φτάσουν σε θερμοκρασίες ~600°C. Οι τυπικοί λέβητες με σωλήνα νερού θα παράγουν ατμό περίπου στους 110-150°C. 

θερμοκρασία ατμού λέβητα
Scotch Marine Boiler; Πίστωση εικόνας: Wikimedia

Sage Dual Boiler Temperature Steam

Οι διπλοί λέβητες αποτελούνται από δύο λέβητες μέσα στο ενιαίο μηχάνημα και οι δύο εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες.

Ο ένας από αυτούς ρυθμίζει πολύ υψηλότερη θερμοκρασία για να λειτουργεί σαν ατμολέβητας και ο άλλος που έχει ρυθμίσει χαμηλότερη θερμοκρασία θα λειτουργεί ως λέβητας παρασκευής. Στο Sage Dual Boiler μπορούμε να προσαρμόσουμε τη θερμοκρασία του νερού που θα είναι κατάλληλη για τον καφέ μας.

Συμπέρασμα:

Πριν ολοκληρώσουμε το άρθρο μπορούμε να πούμε ότι η θερμοκρασία ατμού του λέβητα είναι μία από τις σημαντικές παραμέτρους που ελέγχουν διάφορες πτυχές που σχετίζονται με την απόδοση του λέβητα.