SU1746125A1

SU1746125A1 - Steam overheating device

Info

Publication number: SU1746125A1
Application number: SU904798812A
Authority: SU
Inventors: Леонид Николаевич Грабов; Эдуард Семенович Малкин; Валентин Иванович Мерщий
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1990-03-06
Publication date: 1992-07-07

Abstract

Использование1 при сушке различных материалов, фиксации красителей, дезодорации материалов и др Сущность изобрете- ни : устройство содержит соосно расположенные в корпусе 1 и сообщенные между собой сепаратор 2 и камеру 3 перегрева , патрубки 5, 6 подвода и отвода пара. При этом сепаратор 2 выполнен в виде ко- аксиально расположенных труб 7, 8, а в камере 3 перегрева установлены нагревательные элементы 4. В устройстве между сепаратором 2 пара и камерой 3 перегрева расположен слой тепловой изол ции 9, толщина которого составл ет от 0,2 до 0,63 наружного диаметра сепаратора 2, 2 ил.Use1 when drying various materials, fixing dyes, deodorizing materials, etc. The essence of the invention: the device contains coaxially arranged in the housing 1 and interconnected separator 2 and superheating chamber 3, nozzles 5, 6 for supplying and discharging steam. In this case, the separator 2 is made in the form of coaxially arranged pipes 7, 8, and heating elements 4 are installed in the overheating chamber 3. In the device between the steam separator 2 and the overheating chamber 3 there is a layer of thermal insulation 9, the thickness of which is from 0, 2 to 0.63 outer diameter of the separator 2, 2 Il.

Description

Изобретение относитс к теплообмен- ному оборудованию, в частности к теплообменникам , работающим на электрических нагревател х, и пр- едназначено дл нагре- ва пара, который примен етс дл различных технологических процессов в легкой, текстильной, целлюлозно-бумажной, химической и пищевой промышленности.The invention relates to heat exchanging equipment, in particular to heat exchangers operating on electric heaters, and is intended for heating steam, which is used for various technological processes in the light, textile, pulp and paper, chemical and food industries.

Известны устройства дл перегрева пара , содержащие корпус, трубчатый нагревательный элемент, размещенный внутри камеры перегрева, патрубки дл подвода и отвода . Известное устройство работает следующим образом. К трубчатому нагревателю подвод т напр жение. Он перегреваетс , расшир етс и обеспечивает при этом контакт между внутренней поверхностью камеры перегрева и наружной поверхностью нагревател , Пар через патрубок подводитс в камеру перегрева, в котором перемещаетс по спирали, пройд поDevices for steam superheating are known, comprising a housing, a tubular heating element located inside the superheating chamber, branch pipes for inlet and outlet. The known device operates as follows. A voltage is applied to the tubular heater. It overheats, expands and provides contact between the inner surface of the overheating chamber and the outer surface of the heater. Steam through the nozzle is supplied into the overheating chamber, in which it moves in a spiral, passing through

всей длине камеры перегрева, пар нагреваетс и удал етс через патрубок дл отвода пара.the entire length of the overheating chamber, the steam is heated and removed through the nozzle to remove the steam.

В этом устройстве из-за наличи конденсата в паре и значительного гидравлического сопротивлени нерационально расходуетс - электрическа энерги , необходима дл перегрева конденсата и превращени его в перегретый пар.In this device, due to the presence of condensate in the steam and significant hydraulic resistance, it is not efficiently consumed — electric energy is needed to overheat the condensate and turn it into superheated steam.

Частично устран в указанный недостаток устройство дл перегрева пара 2, содержащее соосно расположенные в корпусе и сообщенные между собой сепаратор и камеру перегрева соответственно с патрубками подвода и отвода пара и слива конденсата, причем сепаратор выполнен в виде коаксиально расположенных труб, а в камере перегрева установлены нагревательные элементы. В сепараторе пар отдел етс от конденсата,- который стекает вниз, в сборник и по общей конденсатной линииPartially eliminating the disadvantage of a device for superheating steam 2, containing coaxially arranged separator and superheat chamber with each other, respectively, with steam inlet and outlet nozzles and condensate drain, the separator being made in the form of coaxially arranged pipes, and items. In the separator, the steam is separated from the condensate, which flows down to the collector and along the common condensate line.

Јь ОО About

hO СЛhO SL

отводитс от камеры перегрева и сепаратора .discharged from the overheating chamber and the separator.

На испарение части конденсата и превращение его в пар расходуетс меньше электрической энергии по сравнению с устройством 1, Однако ликвидировать этот недостаток в известном устройстве 2 не удаетс , так как часть тепловой энергии электрических нагревателей расходуетс на прогрев конденсата в сепараторе в процессе сепарации и в сборник конденсата. Наличие конденсата в камере перегрева в период пуска, останова и работы ус-тройства приводит к коррозии нагревательных элементов и сокращению срока их службы за счет температурных деформаций.Less electric energy is consumed to evaporate part of the condensate and convert it to steam as compared with device 1. However, it is not possible to eliminate this drawback in the known device 2, since part of the thermal energy of electric heaters is spent on heating the condensate in the separator during the separation process and in the condensate collector. . The presence of condensate in the overheating chamber during start-up, shutdown and operation of the device leads to corrosion of the heating elements and a reduction in their service life due to temperature deformations.

Цель изобретени - повышение эффективности нагрева и увеличение срока службы устройства дл перегрева пара.The purpose of the invention is to increase the heating efficiency and increase the service life of the steam overheating device.

Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл перегрева пара снабжено слоем телпоизол ции, расположенным по периферии внешней трубы сепаратора и выполненным толщиной, равной 0,2.,,0,63 ди- амегра внешней трубы.This goal is achieved by the fact that a device for superheating steam is provided with a layer of telpe insulation, which is located along the periphery of the outer separator tube and has a thickness of 0.2 ,, 0.63 diameters of the outer tube.

Сущность изобретени состоит в наличии тепловой изол ции между-сепаратором и камерой перегрева пара, что позвол ет отделить пар от конденсата без подогрева его и неоправданного расхода электрической энергии на эти цели.The essence of the invention is the presence of thermal insulation between the separator and the steam superheating chamber, which allows separating the steam from the condensate without heating it and unjustified consumption of electrical energy for these purposes.

На фиг.1 схематично изображено устройство дл перегрева пара, общий вид, разрез; на фиг.2 - график, по сн ющий выбор оптимальных значений толщины изол ции .1 schematically shows a device for steam overheating, general view, section; Fig. 2 is a graph explaining the selection of optimal insulation thickness values.

Устройство содержит корпус 1, расположенные в нем сепаратор 2 и камеру 3 перегрева с нагревательными элементами 4, например трубчатым V-образными нагревательными элементами (ТЭНами), расположенными внутри камеры перегрева, патрубки 5 и 6 соответственно дл подвода и отвода пара, Сепаратор пара 2, выполненный в виде коаксиально установленной одна внутри другой труб 7 и 8, По периферии внешней трубы 8 сепаратора 2 расположена теплова изол ци 9, выполненна толщиной , равной 0,2.,.0,63 диаметра внешней трубы 8. Дл слива конденсата из сепаратора 2 и камеры 3 перегрева используют трубопроводы слива кЬнденсата (кон- денсатные линии) 10 и 11.The device comprises a housing 1, a separator 2 located therein, and an overheating chamber 3 with heating elements 4, for example tubular V-shaped heating elements (heating elements) located inside the superheating chamber, nozzles 5 and 6, respectively, for supplying and discharging steam, Steam separator 2, made in the form of pipes 7 and 8 coaxially installed inside one another, on the periphery of the outer pipe 8 of the separator 2 there is thermal insulation 9, made 0.2 mm thick, 0.63 of the diameter of the external pipe 8. To drain the condensate from the separator 2 and to Overheating amers 3 use condensate condensate drain lines (condensate lines) 10 and 11.

Устройство работает следующим образом ,The device works as follows

Пар с конденсатом направл етс в сепаратор 2, где тангенциально вводитс в наружную трубу 8 сепаратора 2. за счет центробежных сил конденсат прижимаетс кCondensate steam is directed to separator 2, where tangentially introduced into the outer tube 8 of separator 2. Due to centrifugal forces, the condensate is pressed to

внутренней поверхности трубы 8 и стекает вниз через конденсатную линию 10. По трубе 7 пар с легкими фракци ми конденсата поступает через подвод щий патрубок 5 вThe inner surface of the pipe 8 and flows down through the condensate line 10. Through the pipe 7, pairs with light condensate fractions flow through the inlet 5 in

камеру 3 перегрева с нагревательными элементами 4. За счет изменени направлени движени пара в камере 3 перегрева и ее конструкции происходит сепараци оставшегос конденсата, так как основна частьoverheating chamber 3 with heating elements 4. Due to the change in the direction of steam movement in the overheating chamber 3 and its construction, the remaining condensate is separated, since the main part

конденсата была удалена в сепараторе.condensate was removed in the separator.

В камере 3 перегрева пар перегреваетс и попадает через патрубки 6 и 5 в следующую нагревательную секцию камеры перегрева. В каждой последующей секцииIn the superheating chamber 3, the steam is overheated and passes through the pipes 6 and 5 to the next heating section of the superheating chamber. In each subsequent section

камеры перегрева происходит повышение температуры пара по мере прохождени его вдоль нагревательных элементов. Затем через патрубок 6 отводитс перегретый пар с температурой 525-723 К к теплоиспользующим установкам,The overheating chamber increases the temperature of the steam as it passes along the heating elements. Then through the nozzle 6 superheated steam with a temperature of 525-723 K is discharged to the heat-using installations,

Небольшие количества конденсата удал ютс из камер 3 перегрева по конденсат- ной линии.Small amounts of condensate are removed from the overheating chambers 3 through the condensate line.

Выбор оптимальных значений толщиныSelection of optimal thickness values

изол ции 9 между сепаратором 2 и камерой 3 перегрева по сн ет график на фиг.2. Как видно из графика, минимальные тепловые потери Опот от перегрева пара в камере перегрева к конденсату, стекающему по внутренней поверхности сепаратора, завис т от толщины изол ции:The isolation 9 between the separator 2 and the superheating chamber 3 is explained in the graph in FIG. As can be seen from the graph, the minimum heat loss from overheating of the steam in the overheating chamber to the condensate flowing along the inner surface of the separator depends on the insulation thickness:

5ИЗ (0,2 - 0,63)с1с, 5 of (0,2 - 0,63) c1s,

где 5Из - толщина изол ции;where 5iz is the thickness of the insulation;

dc - диаметр внешней трубы сепаратора .dc is the diameter of the outer tube of the separator.

При этом соотношении обеспечиваетс перепад температур между внутренней по- верхностью камеры перегрева ТВн.к и температурой пара на входе в устройство Твх в пределах от 0,1 до 1,0 К.At this ratio, a temperature difference is provided between the inner surface of the superheated TVN.k chamber and the steam temperature at the inlet of the TVh device in the range from 0.1 to 1.0 K.

Из графика видно, что увеличение толщины изол ции больше 0,63 dc нецелесооб- разно, так как не приводит к заметной экономии электроэнергии, а уменьшение толщины тепловой изол ции к заметной экономии электроэнергии, а уменьшение толщины тепловой изол ции ниже 0,2 dc приводит к резкому увеличению теплопо- терь, что требует дополнительного расхода электрической энергии,It can be seen from the graph that an increase in the insulation thickness greater than 0.63 dc is inappropriate, since it does not lead to a noticeable energy saving, and a decrease in the heat insulation thickness to a noticeable energy saving, and a decrease in the heat insulation thickness below 0.2 dc to a sharp increase in heat loss, which requires additional consumption of electrical energy,

Claims

The invention makes it possible to rationally use electrical energy for steam overheating, rather than for condensate overheating and turning it into superheated steam. The invention The device for superheating steam, containing coaxially located in the housing and

intercommunicated between the separator and the overheating chamber, respectively, with the steam inlet and outlet pipes and condensate drain, the separator being designed as coaxially arranged pipes, and heating elements are installed in the overheating chamber, characterized by

that, in order to increase heating efficiency and increase service life, it is provided with a layer of thermal insulation located along the periphery of the outer separator tube and made thick. equal to 0.2,., 0.3 of the diameter of the outer tube,

K Y I-

1,

/

Condenspt 10

if and g

jr

I x-l., Iv is ix vr s lh h i-fra, i. „

0.1 0.2 PF Of DD 0,6 0,7 0,8 0,9 (ff f.f (2 (

0.5 0.9 / J 2.1 g. 7 4J Gtmmtfo

FIG. g