Пар используется в самых разных отраслях промышленности. Общими сферами применения пара могут быть, например, процессы с парообогревом на заводах и фабриках, паровые турбины на электростанциях, но на этом его использование далеко не ограничивается.

Вот несколько типичных областей использования пара в промышленности:

• Обогрев / Стерилизация
• Приведение в движение / Движущая сила
• Рабочая среда
• Атомизация
• Очищение
• Увлажнение
• Насыщение влагой

Далее мы поговорим о различных сферах применения пара, а также приведем и проиллюстрируем несколько примеров парового оборудования.

Пар высокого давления

Пар обычно генерируется и распределяется при положительном давлении. В большинстве случаев это означает, что он подается на оборудование при давлении выше 0 МПа (изб.) и температуре выше 100 °C.

Пар высокого давления применяется для обогрева на пищевых фабриках, нефтеперерабатывающих и химических заводах. Насыщенный пар используется в качестве источника нагрева для теплообменников, ребойлеров, реакторов, подогревателей воздуха горения и других видов теплообменного оборудования.

В теплообменнике пар увеличивает температуру продукта за счет теплопередачи, после чего сам он превращается в конденсат и выходит через конденсатоотводчик.

Сухой пар, нагретый до 200 - 800 °C при атмосферном давлении, особенно прост в обращении и используется в бытовых паровых печах, которые сегодня можно купить в магазине.

Вакуумный пар

В последнее время резко возросло применение пара для нагрева воды до температуры ниже 100°C, а именно такая температура традиционно требуется для использования горячей воды.

Когда вакуумный насыщенный пар работает таким же образом, как и насыщенный пар с положительным давлением, его температуру можно быстро изменить, отрегулировав давление. Пар, в отличие от горячей воды, позволяет четко контролировать температуру. Тем не менее, вакуумный насос должен использоваться вместе с другим оборудованием, т.к. с его помощью давление нельзя понизить ниже атмосферного.

По сравнению с подогревом горячей водой, эта система обеспечивает скорый и равномерный нагрев. Установленная температура достигается быстро и без скачков.

Пар регулярно используется для приведения в движение (в качестве движущей силы) в паровых турбинах. Паровая турбина - это часть оборудования, которая необходима для производства электроэнергии на тепловых электростанциях. Прогресс в увеличении эффективности был достигнут за счет применения всё более и более высоких температуры и давления. Существует несколько тепловых электростанций, которые используют в своих турбинах сухой сверхкритический пар с абсолютным давлением 25 МПа, 610 °C.

Сухой пар часто используется в паровых турбинах для предотвращения повреждений оборудования, вызванных притоком конденсата. Однако на некоторых атомных электростанциях следует избегать использования высокотемпературного пара, так как это может стать причиной проблем с материалом, используемым в турбине. Вместо него обычно используется насыщенный пар высокого давления. В тех случаях, когда необходимо использовать насыщенный пар, в подводящей трубе часто устанавливают сепараторы для удаления конденсата из потока.

Помимо выработки электроэнергии, пар для движения служит для работы турбокомпрессоров или турбонасосов (газовых компрессоров, градирен и т.д.).

Движущая сила пара поворачивает лопасти, которые в свою очередь запускают ротор подключенного электрогенератора, и именно благодаря этому вращению и производится электричество.

Пар также может использоваться как прямая «движущая сила» для перемещения потоков жидкости и газа в трубопроводах. Паровые струйные эжекторы используются для создания вакуума на производственном оборудовании, таком как дистилляционные колоны, для отделения и очистки потоков технологических паров. Они также используются для непрерывного удаления воздуха из поверхностных конденсаторов, чтобы поддерживать необходимое вакуумное давление на конденсационных (вакуумных) турбинах.

Мощный пар высокого давления поступает в струйный эжектор через входное сопло, после чего рассеивается. Это создает зону низкого давления, которая захватывает воздух из поверхностного конденсатора.

В аналогичной области применения пар также является основной движущей жидкостью для вторичных дренажных систем, которые используются для откачивания конденсата из вентилируемых приемных резервуаров, испарительных сосудов или парового оборудования, которое работает в режиме срыва.

Атомизация пара — это процесс, при котором пар используется для механического разделения жидкости. В некоторых камерах сгорания, например, в топливо вводят пар, чтобы увеличить до предела эффективность сгорания и минимизировать образование углеводородов (сажи). В паровых котлах и генераторах на мазуте этот метод применяется для дисперсии вязкой нефти на мелкие капли, чтобы обеспечить более эффективное сгорание. При работе факелов также обычно используют принцип атомизации для уменьшения доли загрязняющих веществ в выхлопных газах.

В факелах пар часто смешивается с отработанным газом перед горением.

Пар используется для очистки различных поверхностей. Одним из таких примеров в промышленности является использование пара в сажеобдувках. Котлы, использующие нефть или уголь в качестве источника топлива, должны быть оснащены обдувочными аппаратами для циклической очистки стенок печи и удаления отложений из конвекционных поверхностей. Это позволит обеспечить производительность, эффективность и надежность работы котла.

Пар, выделяемый из выходного отверстия сажеобдувки, вытесняет сухую золу и шлак, которые затем падают в воронку или выходят с сжигаемыми газами.

Иногда пар используется на производстве для добавления влаги и одновременного подогрева, например, при производстве бумаги. Таким образом, бумага наматывается на валики с высокой скоростью и не подвергается микроскопическим разрывам или надрывам. Другим примером является пресс-гранулятор. Часто пресс-грануляторы для производства комбикорма непосредственно впрыскивают в кондиционер пар для одновременного обеспечения подогрева и дополнительной влаги кормового материала.

За счет увлажнения корма он становится мягче, а крахмал, содержащийся в ингредиентах, становится желатиноподобным, что делает сами гранулы тверже.

Многие крупные коммерческие и промышленные объекты, особенно в холодных климатических зонах, используют насыщенный пар низкого давления в качестве основного источника отопления помещений. Змеевики ОВК, часто оснащенные паровыми увлажнителями, обеспечивают кондиционирование воздуха для обогрева помещений, хранения книг и архивов, а также для инфекционного контроля. Когда холодный воздух нагревается паровыми змеевиками, относительная влажность воздуха падает, её надо поднять до нормального уровня при помощи сухого насыщенного пара, который следует впрыскивать в выходящий поток воздуха.

Пар используется для увлажнения воздуха внутри воздуховода перед его подачей в другие части здания.