Пар в производстве

Представители Spirax Sarco отрегулировали температуру воздуха при производстве сухого молока на заводе в Новой Зеландии

Референции
Компания: завод по производству молочных продуктов
Локация: Новая Зеландия
Отрасль: молочные продукты

Цель: обеспечить точное поддержание заданной температуры при всех режимах работы
Решение: Spirax Sarco спроектировали, определили размеры, выбрали и ввели в эксплуатацию линию подвода пара с давлением 32 бара в пятисекционный паровоздушный калорифер
Результат: достигнута необходимая температура воздуха при минимальных энергозатратах, что обеспечило неизменно высокое качество конечной выпускаемой продукции

Проблема
При производстве сухого молока и смесей для детского питания используется технология сушки молока: порошки на молочной основе, такие как смеси для детского питания или протеиновые/сывороточные порошки проходят через конический профилированный распылитель, где концентрированный продукт равномерно распределяется по сушильной камере. Горячий воздух рассеивается в сушильной камере, нагревает и выпаривает остатки жидкости. 
Основная задача во время этих процессов – обеспечение необходимой температуры воздуха на всех этапах производства. Как правило, воздух нагревается в паровоздушных калориферах высокого давления поэтапно в 4-5 последовательных теплообменниках.

В рамках проекта расширения и производства установки линии сушки молока на Новозеландском молочном заводе, Spirax Sarco попросили спроектировать, подобрать оборудование и ввести в эксплуатацию линию подвода пара с давлением 32 бара в пятисекционный паровоздушный калорифер. 

Решение
В системах парораспределения крайне важна подготовка пара, которая обеспечивает эффективный процесс теплопередачи, точность поддержания требуемых параметров и долговечность оборудования. Решением в данном проекте была установка специально спроектированного вертикального сепаратора для обеспечения требуемой сухости пара, что значительно снизило риск повышенного эрозионного износа внутренних элементов оборудования. Для обеспечения чистоты пара были установлены были установлены специализированный паровые фильтры с сеткой 100 mesh, регулирующие клапаны на подачу пара в калориферы, подобранные с учетом рабочих диапазонов нагрузок, что обеспечивает точное поддержание температуры воздуха в 215°C на всех режимах.

Программа подбора регулирующих клапанов позволяет выбирать клапана, основываясь на нескольких параметрах (степень открытия клапанов, уровень шума, скорость среды и т.д.) при разных режимах нагрузки.

В этом случае были выбраны клапана серии SpiraTrol - DN 80, DN 100, в комплекте с пневматическими приводами из серии PN9000 и позиционером SP500 RTX, который обеспечивает точную обратную связь положения клапана с системой управления зданием производством (BMS).

В процессе ввода в эксплуатацию, выяснилось, что клапан DN 80 требует изменений и корректировки пропускной способности. Наши инженеры смогли заменить внутренние элементы клапана, не демонтируя его. Это изменило пропускную способность клапана и, в свою очередь, позволило добиться более точного регулирования.
Имеющийся на сегодняшний день опыт эксплуатации свидетельствует о том, что установленные клапана обеспечивают быструю реакцию на изменение нагрузки и точность поддержания заданных параметров на всех режимах работы (намного лучше, чем проектное требование температуры воздуха ± 5°C).

Для исключения гидроударов и скачков температуры, необходимо обеспечивать медленный и поэтапный запуск установки. Наше решение полностью соответствовало этим требованиям: были установлены автоматические пусковые клапаны, чтобы обеспечить минимальное тепловое напряжение труб, должным образом удалить воздух и конденсат при запуске установки. Подобранные для калориферов конденсатоотводчики также рассчитаны на весь диапазон возможных нагрузок, что позволяет гарантированно отводить конденсат от калориферов.

*в некоторых случаях для отвода конденсата от калориферов применяются устройства с фиксированным проходным сечением (“шайбы”, диафрагмы), что проблематично по ряду причин. Основная причина - данное решение не обеспечивает гарантированный отвод конденсата во всех диапазонах нагрузки. Кроме того, пропускная способность этих устройств постоянно увеличивается из-за износа, что требует их периодической замены.
Со временем отверстие диафрагмы разрушается, пропуская больше конденсата и пара. Без своевременной замены увеличиваются энергопотери, а точность поддержания температуры и производительности оборудования падает. Конденсат высокого давления от калориферов подается в отделитель пара вторичного вскипания и запитывает секцию предварительного подогрева. Таким образом повышается энергоэффективность установки за счет минимизации теплопотерь.

Результат
В результате внедрения описанного выше решения, в котором были использованы лучшие практики проектирования и многолетний опыт нашей компании, при постоянном контроле всех этапов со стороны наших специалистов, было обеспечено точное поддержание температуры воздуха при минимальных энергозатратах. В свою очередь это гарантирует неизменно высокое качество выпускаемой продукции.