Конденсация в котле

Образование конденсата на корпусе котла - явление, происходящее при розжиге холодного котла. Некоторые пользователи, наблюдая появление лужи воды на полу под котлом, связывают происходящее с не герметичностью котла. Но это противоречит истине. Конденсат, накапливаясь в теплообменнике, вытекает из него.

Качество наших котлов подтверждается гидроиспытаниями (опрессовкой). При этом контур корпуса котла наполняется водой под давлением от 1,8 до 5 атм. (в зависимости от мощности котла). Это давление в три раза больше рабочего давления котла. Данное испытание проходит не менее 30 минут. Если давление в котле не изменяется (утечка воды), то производиться окончательная сборка котла. За всю историю выпуска котлов наших предприятием не было ни одного случая претензий потребителя по герметичности котла.

Образование конденсата происходит за счет работы котла и взаимодействия с окружающей средой. В основу работы котла положен принцип пиролизного горения угля. В качестве топлива рекомендуется использовать уголь, с влажностью 20 процентов. Во время горения вода, содержащаяся в угле, испаряется. Так же во время горения в ходе химических реакций образуется вода. Поэтому отработанные газы содержат в себе достаточно большое количество воды. Концентрация водяных паров максимальна во время розжига и в первый час горения из вновь загруженной партии угля. При контакте горячего водяного пара с холодным теплообменником и холодными дымовыми трубами на их поверхности начинается процесс конденсации (запотевание холодных поверхностей и образование капель воды, за счет охлаждения горячего водяного пара).

Конденсат может образовываться так же при заполнении котла холодной водой (в случаи, если температура воздуха выше температуры воды). Из-за разницы температур на открытых участках теплообменника будет происходить образование конденсата из окружающего воздуха.

У неработающего котла за счет движения воздуха через теплообменники (естественная тяга) может также образовываться конденсат.

Каждый из нас неоднократно становился свидетелем образования капелек воды на окружающих предметах и конструкциях. Объясняется это тем, что над предметом, принесённым с мороза, охлаждается окружающий воздух. Происходит насыщение водяными парами, и на предмете конденсируется роса. Такую же природу имеет запотевание окон в квартире. Причиной того, что «окна плачут», являются процессы конденсации, на которые влияют влажность и температура окружающего воздуха. Образование конденсата тесно связано с понятием точки росы.

Точка росы – это температура охлаждения окружающего воздуха, при которой водяной пар, который в нём содержится, начинает конденсироваться, образовывая росу, то есть это температура выпадения конденсата.

Точка росы напрямую связана с абсолютной, относительной и фактической влажностью.

Если для обычного человека абсолютная влажность воздуха (максимальное содержание влаги в воздухе) в быту имеет значение сравнительное и лишь влияет на комфортность микроклимата в помещении, то на профессиональном уровне многие виды человеческой деятельности требуют регулярного контроля и даже регулирования этого показателя. Так абсолютная влажность зависит от температуры. Чем меньше температура воздуха, тем меньше он содержит влаги, тем меньше процесс конденсации.

Фактическая влажность – фактическое содержание влаги в воздухе. Фактическая влажность измеряется в г/м3, не зависит от температуры воздуха и отображает реальное содержание влаги в воздухе.

Относительная влажность – отношение содержания максимально-возможной (абсолютной) влаги к ее фактическому содержанию в воздухе.

Относительная влажность измеряется в процентах и показывает процентное содержание влаги в воздухе от максимально возможного. Максимальный показатель относительной влажности 100%, но это- неустойчивое состояние.

Зависимость точки росы можно проследить, проанализировав процесс охлаждения влажного воздуха (конденсация водяного пара происходит в интервале температур от 0°С до 100°С).

1. При охлаждении влажного воздуха: абсолютная влажность снижается и стремится к нолю, фактическая влажность остается неизменной, относительная влажность – растет и стремится к своему максимуму (100%)

На этом этапе изменяются только параметры влажного воздуха, но не происходит никаких видимых изменений

2. При дальнейшем охлаждении влажного воздуха: абсолютная влажность снижается и стремится к нолю фактическая влажность остается неизменной рост относительной влажности достигает максимального предела (100%) и останавливается.

Это температура точки росы. На этом этапе наступает пересыщение воздуха водяным паром. Крайне неустойчивое состояние. Первые частицы водяного пара начинают конденсироваться в окружающей среде.

3. При дальнейшем охлаждении влажного воздуха: значение абсолютной влажности продолжает снижаться и стремится к нолю значение фактической влажности – тоже снижается и стремится к нолю значение относительной влажности – остается на отметке 100%.

При дальнейшем охлаждении такого воздуха, относительная влажность будет оставаться неизменной (100%), а значение абсолютной и фактической влажности – уменьшаться. Уменьшение фактической влажности будет происходить за счет выпадения избыточной влаги в конденсат. Т.е., однажды достигнув температуры точки росы, воздушная среда все время будет пребывать в таком состоянии до полного своего осушения, при условии, что дальнейшее охлаждение не прекращается.

Другими словами при достижении 100 процентов относительной влажности из воздуха начнется выделяться влага в виде конденсата что мы, и наблюдаем во время работы пиролизного котла.

Процесс конденсации не постоянен. Как только котел нагреется до температуры 60 градусов С процесс конденсации прекращается. При пользовании котлом в температурном интервале 38-60 градусов, а так же если между протопками был перерыв более суток будет наблюдаться образование конденсата.

Особенностью конструкции угольных котлов ТОО «Карагандинский котельный завод» является очень мощный теплообменник. От мощности теплообменника на прямую зависит эффективность и КПД котла. Чем мощнее теплообменник, тем ниже температура отработанный газов, тем выше эффективность и КПД котла, тем меньше расход топлива и больше длительность горения.

Но осуществив полный отбор тепла и полностью охладив отработанные газы, мы сталкиваемся с конденсатом, но если не добиваться максимально высокого КПД котла, то можно забить котлы, которые способны работать эффективно с максимальной экономией топлива.