Нагрівання водяною парою

Для нагрівання використовують переважно насичену водяну пару за тисків 1,0-1,2 МПа (10-12 ат). Використання водяної пари більш високого тиску вимагає складної та дорогої апаратури, що економічно не вигідно. Відповідно до тисків 1,0-1,2 МПа нагрівання насиченою водяною парою обмежується температурою ~180⁰С. В процесі нагрівання пара конденсується, виділяючи під час цього велику кількість тепла за невеликої витрати пари.

Широке застосування процесів з нагріванням насиченою водяною парою обумовлено наступним:

1) великою кількістю тепла, яке виділяється під час конденсації пари (2,26·10⁶Дж/кг за тиску 0,1МПа;

2) високим коефіцієнтом тепловіддачі від пари до стінки (4640-17400вт/(м²·град);

3) рівномірністю нагрівання, оскільки конденсація відбувається за постійної температури;

4) високий К.К.Д. нагрівальних парових пристроїв;

5) доступність;

6) пожежобезпечність.

Однак використання насиченої водяної пари в якості нагрівального агента має недолік: із збільшенням температури відбувається значне зростання тиску, тому нагрівання насиченою водяною парою обмежене температурою 180-190⁰С (10-12 ат). Проведення процесу за високих тисків вимагає забезпечення товстостінною та дорогою апаратурою, а також відповідними комунікаціями та арматурою.

Оскільки хімічні виробництва використовують велику кількість тепла і електроенергії, тому доцільно енергетичну пару високого тиску (до 250 ат) пропустити через турбіни для отримання електроенергії, а тоді м‘яту пару (6-8 ат) після турбін задіяти для нагрівання теплообмінної апаратури. Тепло м‘ятої (перегрітої) пари незначне порівняно з її теплотою конденсації, а об‘єм пари на одиницю тепла, що віддається є значно більшим, ніж для насиченої пари, що вимагає збільшення діаметра паропроводів. Для уникнення витрат на транспортування теплоносія, перегріту пару з турбін зволожують, змішуючи її з водою. В цей час пара додатково випаровує деяку кількість води і скеровується в насиченому стані на теплообмінні апарати.