Le principali fonti di gas non condensabili, come l'aria, nei sistemi a vapore sono le seguenti:
(1) Dopo la chiusura del sistema a vapore, viene generato il vuoto e l'aria viene aspirata
(2) L'acqua di alimentazione della caldaia trasporta aria
(3) L'acqua di alimentazione e l'acqua di condensa entrano in contatto con l'aria
(4) Spazio di alimentazione e scarico delle apparecchiature di riscaldamento intermittente
I gas non condensabili sono molto dannosi per i sistemi a vapore e a condensa
(1) Produce resistenza termica, influisce sul trasferimento di calore, riduce la potenza dello scambiatore di calore, aumenta il tempo di riscaldamento e aumenta i requisiti di pressione del vapore
(2) A causa della scarsa conduttività termica dell'aria, la presenza di aria causerà un riscaldamento non uniforme del prodotto.
(3) Poiché la temperatura del vapore nel gas non condensabile non può essere determinata in base al manometro, ciò è inaccettabile per molti processi.
(4) NO2 e CO2 contenuti nell'aria possono corrodere facilmente valvole, scambiatori di calore, ecc.
(5) Il gas non condensabile entra nel sistema di condensazione dell'acqua provocando un colpo d'ariete.
(6) La presenza del 20% di aria nello spazio riscaldato causerà un calo della temperatura del vapore di oltre 10 °C. Per soddisfare la richiesta di temperatura del vapore, la pressione richiesta verrà aumentata. Inoltre, la presenza di gas non condensabile causerà un calo della temperatura del vapore e un grave blocco di vapore nel sistema idrofobico.
Tra i tre strati di resistenza termica del trasferimento di calore sul lato vapore – film d'acqua, film d'aria e strato di calcare:
La maggiore resistenza termica deriva dallo strato d'aria. La presenza di una pellicola d'aria sulla superficie di scambio termico può causare punti freddi o, peggio, impedire completamente il trasferimento di calore o, quantomeno, causare un riscaldamento non uniforme. Infatti, la resistenza termica dell'aria è oltre 1500 volte superiore a quella del ferro e dell'acciaio e 1300 volte superiore a quella del rame. Quando il rapporto cumulativo d'aria nello spazio dello scambiatore di calore raggiunge il 25%, la temperatura del vapore diminuisce significativamente, riducendo così l'efficienza di trasferimento di calore e causando un fallimento della sterilizzazione durante la sterilizzazione.
Pertanto, i gas non condensabili presenti nel sistema a vapore devono essere eliminati tempestivamente. La valvola di scarico termostatica più comunemente utilizzata sul mercato contiene un sacchetto sigillato riempito di liquido. Il punto di ebollizione del liquido è leggermente inferiore alla temperatura di saturazione del vapore. Pertanto, quando il vapore puro circonda il sacchetto sigillato, il liquido interno evapora e la sua pressione provoca la chiusura della valvola; quando il vapore contiene aria, la sua temperatura è inferiore a quella del vapore puro e la valvola si apre automaticamente per rilasciare l'aria. Quando l'ambiente è costituito da vapore puro, la valvola si chiude nuovamente e la valvola di scarico termostatica rimuove automaticamente l'aria in qualsiasi momento durante l'intero funzionamento del sistema a vapore. La rimozione dei gas non condensabili può migliorare lo scambio termico, risparmiare energia e aumentare la produttività. Allo stesso tempo, l'aria viene rimossa tempestivamente per mantenere le prestazioni del processo, fondamentale per il controllo della temperatura, uniformare il riscaldamento e migliorare la qualità del prodotto. Ridurre la corrosione e i costi di manutenzione. Accelerare la velocità di avviamento del sistema e ridurre al minimo i consumi all'avvio sono fondamentali per lo svuotamento di sistemi di riscaldamento a vapore di grandi dimensioni.
La valvola di scarico dell'aria del sistema a vapore è meglio installarla all'estremità della tubazione, nell'angolo morto dell'apparecchiatura o nell'area di ritenzione dell'apparecchiatura di scambio termico, poiché favorisce l'accumulo e l'eliminazione dei gas non condensabili. Una valvola a sfera manuale deve essere installata a monte della valvola di scarico termostatica in modo che il vapore non possa essere interrotto durante la manutenzione della valvola di scarico. Quando il sistema a vapore è spento, la valvola di scarico è aperta. Se è necessario isolare il flusso d'aria dall'esterno durante lo spegnimento, è possibile installare una valvola di ritegno a tenuta morbida con una piccola perdita di carico a monte della valvola di scarico.
Data di pubblicazione: 18-01-2024
