Para technologiczna

Inteligentne wykorzystanie pary jako produktu obocznego

Para technologiczna to powszechnie używane w przemyśle określenie pary, która jest wykorzystywana bezpośrednio w procesie przemysłowym. W tym kontekście stosowanie ogranicza się często do dostarczania ciepła na przykład do procesów gotowania, odparowywania lub destylacji. Służy ona również jako źródło ciepła w procesie suszenia lub dostarczanie ciepła do reakcji endotermicznych w przemyśle chemicznym.

Para technologiczna jako nośnik ciepła

Dostarczanie ciepła do procesów przemysłowych jest podstawowym zadaniem dla zagwarantowania tworzenia wartości ekonomicznej. Często różni się to znacznie od ogrzewania pomieszczeń ze względu na specyficzne wymagania poszczególnych procesów.

Para technologiczna charakteryzuje się przede wszystkim tym, że w przeciwieństwie do płynnych nośników ciepła, takich jak woda czy olej termalny, większość energii zawiera się entalpii (potencjale termodynamicznym) parowania. Zawartość wyczuwalnego ciepła może natomiast zostać pominięta.

W związku z tym większość energii potrzebnej do wytworzenia pary wodnej jest potrzebna do przejścia wody w stan gazowy. Energia ta jest uwalniana, gdy para powraca do stanu ciekłego, czyli podczas skraplania. Uwolnione ciepło skraplania odpowiada około 0,6 kWh na 1 kg wody. Aby zapewnić taką samą ilość ciepła przy użyciu ciepłej wodą, konieczne byłoby ogrzanie lub odpowiednie schłodzenie ponad 25 kg o 20K, i to pomimo wysokiej pojemności cieplnej wody.

Masowa gęstość energii pary wodnej jest zatem znacznie wyższa niż gęstość energii płynnych mediów przenoszących ciepło. Ma to wpływ na koszty eksploatacji, szczególnie w przypadku dużych sieci ciepłowniczych, ponieważ wymagane przepływy masowe muszą być realizowane poprzez pompowanie.

Podczas odbierania energii z płynnego nośnika ciepła jego temperatura spada. Nie jest zatem możliwe odbieranie ciepła z ciepłej wody przy stałej temperaturze. Przy temperaturze zasilania wynoszącej na przykład 90 °C i temperaturze powrotu wynoszącej 70 °C, ciepło jest oddawane w średniej temperaturze 80 °C. Para wodna skrapla się pod ciśnieniem otoczenia w temperaturze około 100 °C. Ciepło skraplania jest oddawane w sposób ciągły przy odpowiedniej temperaturze wrzenia/skraplania, aż do skroplenia całej pary. Ta temperatura zależy od ciśnienia. Pozwala to na dokładne określenie temperatury zasilania cieplnego za pośrednictwem ciśnienia systemowego, co jest ogromną zaletą w wielu procesach przemysłowych. Temperatura zasilania odpowiada zatem wymaganej temperaturze procesowej i jest niższa niż w przypadku gorącej wody. Minimalizuje to straty ciepła i obniża koszty eksploatacji, szczególnie w przypadku długich rurociągów.

Ponadto wymiana ciepła na powierzchni wymiennika ciepła jest stosunkowo wysoka zarówno podczas odparowywania, jak i skraplania. Ma to zalety konstrukcyjne, szczególnie przy projektowaniu odpowiednich wymienników ciepła.

Para technologiczna jako produkt uboczny w przemyśle

Para wodna jest odpowiednim medium roboczym, które jest wykorzystywane w większości procesów parowych do wytwarzania energii elektrycznej. Woda odparowuje pod wysokim ciśnieniem, sprężona para wodna jest rozprężana w turbinie, która dostarcza energię mechaniczną i elektryczną poprzez prądnicę. Para wodna jest następnie skraplana, a pompy zasilające odprowadzają ciekłą wodę z powrotem do parowników. Poprzez odbiór pary z turbiny (turbina parowa upustowa) lub wykorzystanie pary za turbiną (turbina przeciwprężna), na przykład w procesach przemysłowych, można połączyć dostarczanie pary technologicznej z wytwarzaniem energii elektrycznej. Poprzez podwójne wykorzystanie pary można uzyskać wysoki całkowity stopień sprawności. Dzięki korzyściom ekologicznym tzw. skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej jest również wspierane politycznie.

Dlaczego para wodna?

Oprócz pary wodnej również oleje organiczne mogą być odparowywane i wykorzystywane jako czynnik roboczy lub nośnik ciepła. Ma to sens, gdy na ciśnienie i temperaturę nakłada się specjalne wymagania. Jednak w większości przypadków jako medium wybierana jest para wodna.

Woda jest jedną z najczęściej występujących substancji na naszej planecie. Właściwości fizyczne zostały dokładnie zbadane i udokumentowane. Doświadczenia z wodą i parą jako nośnikami ciepła i mediami roboczymi sięgają początków rewolucji przemysłowej. Woda jako taka jest stosunkowo tania, całkowicie nietoksyczna dla ludzi i zwierząt, niepalnałatwa w użyciu.

W GETEC wiemy o parze technologicznej i możliwościach jej wykorzystania wszystko! Zadzwoń i umów się z nami na spotkanie. Wspólnie znajdziemy optymalny scenariusz współpracy.