Jdi na obsah Jdi na menu
 


Parovody

5. 9. 2013

 

1. Parovody

     Pára je jedním z nejrozšířenějších nosičů tepla a energie v průmyslu. Tato kapitola se týká způsobu rozvodu páry od místa její výroby, tj. teplárny nebo výrobny (tj. centrální zdroj) k místu její spotřeby. Efektivní způsob rozvodu páry je potřebný k tomu, aby bylo možno dopravit páru o správné teplotě a tlaku a v požadovaném množství z místa výroby ke spotřebičům.

      Rozvod páry. Systém rozvodu páry tvoří důležitý spojovací článek mezi zdrojem páry a parním spotřebičem. Suchá sytá pára je v širokém měřítku používána pro topné účely. Právě toto potrubí tvoří dálkové parovody. Jiný druh páry tj. vysoce přehřátá pára se používá v elektrárnách, nejsou s ní provedeny dálkové parovody a do této problematiky nepatří.

      Při návrhu systému rozvodu páry je nutné vzít v úvahu následující faktory:

-          Výpočet vhodného vnitřního průměru se provádí podle kapitoly "Výpočet vnitřního průměru potrubí".

-          Volba vhodného tlaku - tlak musí překonávat tlakovou ztrátu potrubí, která se vypočítává podle kapitoly "Výpočet tlakových ztrát"

-          Spádování a odvodnění

-         Izolace potrubí a výpočet tepelných ztrát se provádějí podle kapitoly "Výpočet izolace a tepelných ztrát"

      Parovody i vedení  kondenzátu jsou jedna z vyjímek, které můžeme zařadit mezi dálkovody a v tomto případě pro ně neplatí  PED (Pressure Equipment Directive).

 

2.Vedení kondenzátu

Opačným směrem než pára v parovodech proudí kondenzát ve vedeních kondenzátu. Obě potrubí bývají v dálkovodech vedeny vedle sebe. Vedení kondenzátu má menší průměr a je zatíženo menším tlakem a teplotou. Větší zatížení je vlastní vahou média (kondenzát je kapalná voda).

Když jsou vedení kondenzátu delší než cca 100m, setrvačnost vodního obsahu, který musí být uveden do pohybu, znamená, že čerpadlo musí vyvinout nějaký tlak navíc než je způsobeno např. výtlačnou výškou. 

 

 

3. Materiál

Parovody i vedení kondenzátu bývají vyrobené z uhlíkatých ocelí určené pro zvýšené teploty ČSN EN 10216-2          Bezešvé ocelové trubky pro tlakové nádoby a zařízení-Technické dodací podmínky- Část 2: Trubky z nelegovaných a legovaných ocelí se zaručenými vlastnostmi při zvýšených teplotách, i zde musí být do tloušťky stěny trubky započítána korozní přirážka – nejčastěji 1mm na 20 let.

 

4.   Uložení potrubí 

 

4.1. Uložení parovodu, je-li veden na povrchu terénu

           Na povrchu je potrubí ukládáno pomocí podpěr, podle stejných zásad jako jsou popsány v kapitole "Podpěry pro ocelová potrubí" na těchto našich stránkách.

 

4.2. Uložení parovodu, je-li veden v zemi

           V tomto případě je potrubí  zatěžováno tepelnou roztažností, tj. je daleko teplejší než okolní zemina.  Zemina brání tepelné dilataci potrubí dvěma způsoby:

-         V případě dilatace rovné trubky je zde tření mezi zeminou a povrchem trubky.

-         V případě ohybu či oblouku (ať přirozenému anebo jako součást U-kompenzátoru, je zemina   stlačována, což vytváří velký odpor).

            Protože parovody a vedení kondenzátu  musí mít možnost tepelně dilatovat, není možné ho ukládat přímo v zásypu tam, kde jsou velké posuvy způsobené dilatací. Z těchto důvodů bývají tato potrubí vedena v kolektoru, speciálním kanálu anebo štole, kde je umožněna kompenzace tepelné dilatace potrubí. V blízkosti pevného bodu, tj. tam kde jsou pouze malé dilatace, mohou být potrubí zasypána.

            Jiné řešení může být systém "trubka v trubce" anebo také „ocel v oceli“. Tento systém umožňuje volnou dilataci, vnitřní trubka je v mezikruží izolována a jestliže je mezikruží vakuováno, zlepší se výrazně tepelně-izolační vlastnosti celého sytému. Tyto vakuované předizolované parovody a vedení kondenzátu je svou konstrukcí a použitými materiály schopno přenášet všechna média s teplotou od – 30 st.C do + 400 st.C.
         Vakuované potrubí je vhodné zejména pro použití v „páteřních“ parovodech nebo teplovodech a ve složitých případech, které většinou bývají v zamokřených oblastech, územích s vysokou hladinou spodní vody, pod vodními toky, při podchodech komunikací nebo jiných zastavěných ploch. 

          Vakuovaný systém je možné navrhnout, vyrobit  a namontovat buď jako otevřený nebo uzavřený systém. V otevřeném systému je potrubí vyrobeno a namontováno bez koncových uzávěrů. To znamená, že do prostoru mezi médiovou a plášťovou trubku má přístup okolní vzduch a tím i vzdušná vlhkost. Uzavřený systém má na koncích trasy namontovány koncové uzávěry, které uzavírají prostor mezi médiovou a plášťovou trubkou a které jsou vybaveny zátkami, sloužícími k vakuaci a vypouštění vody. Při vakuování se koncovým uzávěrem vysaje vzduch mezi médiovou a plášťovou trubkou včetně obsažené vzdušné vlhkosti. Tím prakticky zmizí přenos tepla konvekcí mezi izolací a vnější plášťovou trubkou. Zároveň dojde k výraznému zlepšení tepelných vlastností izolace, protože je také zbavena vzdušné vlhkosti.
          Jednotlivé komponenty systému (rovné trubky, ohyby, odbočky, pevné body, axiální kompenzátory, koncové uzávěry atd.) jsou dodávány na stavbu v kompletních montážních dílech.

          Potrubí uložené v zemi je zatěžováno tlakem zeminy, který ji nutí, aby se deformovala podélně a přenášela ohybová napětí ve stěně potrubí (tlak zeminy ho nutí vytvořit na průřezu z kružnice elipsu), čímž se ve skořepině porušuje membránový stav napětí. Minimálně v místech kompenzace nenutno pro kompenzování tepelné dilatace zanechat pro ni chráněné místo tak, aby bylo bez zásypu. Uložení potrubí v zemi je z hlediska pevnostního výpočtu řešeno v příslušné kapitole těchto našich stránek.

 

4.3. Průchod protlakem (podvrtem)

           Protlak (podvrt) potrubí se provádí pod komunikacemi anebo jinými překážkani. Provádí se takto: Na obou stranách komunikace se vyhloubí jámy - startovací a cílová. Pomocí speciálního zařízení se protlačí speciální tyč, místo které se provlékne trubka, nazývaná chránička. Teprve do této cháničky se instaluje vedení vlastního parovodu. Vlasní parovod se instaluje na speciální vozíky, které pojíždějí uvnitř cháničky. Vozíky mají za úkol pomoci instalovat potrubí parovodu a po instalaci umožňují pohyby od tepelné dilatace. Do jedné chráničky, na vozíky se mohou instalovat vedení parovodu i kondenzátu. Obě potrubí jsou však různě teplá, takže musí být vzájemně osově posuvná. Obě potrubí tak jsou osově posuvná, ale stranově vedená. Uložení navazujícího parovodu musí být přízpůsobena této situaci.

 

5. Kompenzace tepelných dilatací

 

Ke kompenzaci se používají U-kompenzátory a lyrové kompenzátory, a dále v menším rozsahu ucpávkové kompenzátory a vlnovcové kompenzátory. Kompenzace se řídí zásadami uveřejněnými v  kapitole " Určení a korekce trasy z hlediska tepelné roztažnosti" na těchto stránkách.

V případě, že je parovod a vedení kondenzátu umístěno na povrchu, není s funkcí kompenzátoru jakéhokoli typu žádný problém, mají totiž dostatečný prostor pro kompenzaci.  Jedná se například o dálkový rozvod tepla z elektráren, tepláren a výměníků.

V případě, že je parovod a vedení kondenzátu umístěno pod povrchem, musí být v místě kompenzátorů vytvořen prostor pod zemí nejen pro tyto kompenzátory, ale i pro pohyb, který je způsobován tepelnou dilatací. V kolektoru, zakrytém kanálu anebo štole, kde je parovod veden, musí tak být vytvořen dostatečný prostor.

Jak již bylo v předchozí kapitole napsáno, řešení zjednoduší systém trubka v trubce. V tomto systému může být použit pro médiovou trubku použit axiální vlnovcový kompenzátor anebo médiová i plášťová trubka může tvořit U-kompenzátor. V takovémto případě, musí být dostatečně velký prostor v mezikruží, aby umožňoval laterální pohyb médiové trubky

 

6. Spádování a odvod kondenzátu 

Tato kapitola čeká dále i na Váš příspěvek. Bližší viz kapitola 11. Příspěvky, reklama, kontakty.

 

7. Hydrodynamický ráz

              Hydrodynamický ráz nastává v případě, že se jedná o dlouhé potrubí, že médium je kapalina (v našem případě kondenzát) a že dojde k rychlému uzavření ventilu anebo rychlému rozeběhu čerpadla. Údaje o hydrodynamickém rázu je na našich stránkách zde.

 

8. Literatura a odkazy pro další a podrobnější informace 

Cikhart J.: Soustavy centralizovaného zásobování teplem. SNTL Praha, 1989

Kolektiv: Kondenzát a regenerace zbytkové páry, Příručka Spirax Sarco, 2012

Kolektiv: Rozvod páry, Příručka Spirax Sarco, 2012

ČSN 13 0100 Bezpečnostní technika. Potrubí pro páru a horkou vodu. Klasifikace - Kategorie

ČSN 13 0101 Bezpečnostní technika. Potrubí pro páru a horkou vodu. Všeobecné požadavky na projektování

ČSN 13 0104 Bezpečnostní technika. Potrubí pro páru a horkou vodu. Dokumentace