Здравствуйте, !
Сегодня 20 августа 2019 года, вторник , 08:39:58 мск
Общество друзей милосердия
Опечатка?Выделите текст мышью и нажмите Ctrl+Enter
 
Контакты Телефон редакции:
+7(495)640-9617

E-mail: welcome@oilru.com
 
Сегодня сервер OilRu.com - это более 1276,82 Мб информации:

  • 539716 новостей
  • 5112 статей в 168 выпусках журнала НЕФТЬ РОССИИ
  • 1143 статей в 53 выпусках журнала OIL of RUSSIA
  • 1346 статей в 45 выпусках журнала СОЦИАЛЬНОЕ ПАРТНЕРСТВО
Ресурсы
 
Rambler's Top100
Я принимаю Яндекс.Деньги

Индукционные парогенераторы

 
Алексей Батырь
Рецепт энергосбережения: сначала испарить, затем нагреть
06.08.2018

Несколько российских компаний занимаются разработкой и производством индукционных парогенераторов, в которых вода превращается в пар под действием электромагнитного поля. Благодаря ряду преимуществ, главное из которых – значительно сниженное по сравнению с другими типами электрических парогенераторов потребление электроэнергии, такие установки завоёвывают признание потребителей.

Пар потребляют практически все отрасли промышленности – пищевая, лёгкая, фармацевтическая, пар нужен в строительной индустрии и ЖКХ, в нефтедобыче и сельском хозяйстве.

Обеспечить паром производственный цех, да и любой другой объект можно двумя способами: воспользовавшись услугами централизованной тепловой сети или оборудуя предприятие автономным парогенератором. Недостатки обоих способов очевидны: в первом случае компании придётся оплачивать услуги поставщика и строительство паропровода (при этом подача пара может быть нестабильной, а его качество – не соответствовать технологическим требованиям). Во втором случае покупка, установка и эксплуатация собственного парогенератора потребуют соответствующих затрат.

По старинке

Сегодня на отечественном рынке представлены парогенераторы производительностью от нескольких десятков килограмм в час, работающие на газе, жидком топливе различных видов и электричестве. Электрические парогенераторы обычно имеют производительность до нескольких сотен килограмм в час. В более мощных парогенераторах электричество используется редко. Как и другие электрические тепловые приборы, электропарогенераторы дешевле, чем работающие на жидком топливе (и иногда даже газе), экологически чище и обладают меньшими габаритами и массой. Электрические парогенераторы проще установить, эксплуатировать, и, как правило, их не нужно регистрировать в отделениях Ростехнадзора. В то же время на предприятии, где эксплуатируется такой парогенератор, должен быть источник электрической энергии соответствующей мощности.

В современных электрических парогенераторах используются следующие способы нагрева: ТЭНовый, электродный и индукционный. Чем хороши ТЭНы? Их рубашку изготавливают из материалов, не загрязняющих воду, например, нержавеющей стали. Это позволяет получить достаточно чистый пар, который можно использовать в пищевой промышленности в непосредственном контакте с продуктами. Еще одно достоинство ТЭНовых парогенераторов – эффективный нагрев воды любой электропроводности. К основным недостаткам подобных приборов можно отнести интенсивное отложение накипи на поверхности ТЭНов (которое часто приводит к их перегреву и выходу из строя) и сложность плавной регулировки мощности.

В электродных парогенераторах, использующих тепло, выделяющееся в процессе электролиза воды, в отличие от ТЭНов, электроды не могут перегореть и выпадение осадка на них незначительно (поскольку температура электродов почти не отличается от температуры воды). Погружая электроды в воду на разную глубину, можно плавно регулировать мощность парогенератора. Кроме того, большинство электродных парогенераторов обладает меньшими габаритами и стоимостью, чем ТЭНовые аналогичной мощности. Однако вода, используемая в электродных котлах, должна иметь достаточно высокую электропроводность, поэтому в неё добавляют различные химически активные вещества (соли, кислоты, пищевую соду и т. д.). Получаемый пар пригоден не для всех технологических процессов и может вызвать разрушение элементов системы, в которую он поступает.

Полезная индукция

Уже несколько десятилетий существуют индукционные парогенераторы, в которых вода нагревается с помощью токов высокой частоты (ТВЧ). В отсутствие прямого контакта воды и нагревательного элемента (излучателя) пар получается очень чистым. К недостаткам этих приборов относятся их высокие стоимость и энергопотребление. Поэтому ТВЧ-парогенераторы используют только в тех случаях, когда необходим пар медицинского качества.

Также существуют низкочастотные индукционные парогенераторы. Патент на подобный аппарат впервые был получен в США ещё в 1930-е годы, но он оказался нежизнеспособным. Блестящая идея воплощалась в слишком громоздкое и дорогостоящее устройство. И только недавно российским инженерам удалось создать ряд промышленных образцов подобных парогенераторов.

При нагреве воды индукционным способом берётся индуктор (трансформатор), вместо вторичной обмотки в который устанавливается водонагревающее устройство в виде коробки или медной трубки. Дорогостоящие преобразователи частоты не требуются, а потребление электроэнергии выходит значительно ниже, чем у ТВЧ-установок. Более того, индукционный парогенератор при той же паропроизводительности потребляет в два-три раза меньше электроэнергии, чем ТЭНовые и электродные. Он также более надёжен, чем прочие электрические, за счёт простоты (не имеет сильно нагруженных элементов вроде ТЭНов и ёмкостей под давлением).


Парогенератор компании «B-плазма» производительностью 100 кг/ч,
потребляющий мощность 30 кВт

Как описано в патенте RU 2350836 (авторы Гаврилов, Гришин, Великодный и Попов), в процессе парообразования участвуют ток, вода и возникающий в замкнутом пространстве трубки генератора устойчивый магнитодинамический плазменный разряд – низкотемпературная плазма. При этом вода преобразуется в пар без нагревания и кипения, что позволяет экономить энергию. Механизм парообразования в трубе индукционного парогенератора, в сравнении с обычным жаротрубным, отличается тем, что наряду с давлением и температурой на воду дополнительно действует переменное электромагнитное поле, энергия которого ослабляет силы межмолекулярного сцепления жидкости и возбуждает колебания молекул. В плазмоиде происходит сначала диссоциация воды на Н+ и ОН– с потреблением электроэнергии, затем – образование атомарного водорода с выделением тепловой и световой энергии и, наконец, слияние атомов в молекулы Н2 с выделением тепловой энергии. Благодаря экзотермическим процессам преобразование энергии из одного вида в другой происходит с максимальной эффективностью. В результате для производства килограмма пара в час хватает мощности 200–300 Вт. Авторы патента, к сожалению, не указывают, куда деваются свободные радикалы ОН– и водород. По нашему предположению, они могут снова превращаться в воду.

Самоочистка

Важно отметить, что в нагревательном элементе и паропроводе практически не возникают солевые отложения. Это связано с тем, что нагревательный элемент выполнен из меди, электрический ток в которой препятствует прилипанию к его стенкам твёрдых частиц, оказавшихся в воде. Специалисты объясняют это явление тем, что на границе воды и меди нагревателя возникает сверхмелкая кавитация, пузырьки которой разрушают отложения. (Возможно, влияют и свободные радикалы. – Прим. ред.) Видимо, на основе этого принципа можно очищать от накипи трубки традиционных котлов и теплообменных аппаратов, применяя в них индукционные нагревательные модули.

Индукционные парогенераторы выпускают такие предприятия, как «B-плазма» (резидент Сколкова), «Экогидропресс» (Таганрог), «Термаль-Балтик» (С.-Петербург), «Промышленная компания» (Бийск, Алтайский край). Перечислим основные особенности и преимущества их продукции.

1. Экономичнее электрических парогенераторов других типов в два-три раза.
2. Выходят на рабочий режим за 20–30 с, в то время как парогенераторы других типов – до 15–20 мин.
3. Имеют высокий КПД (99,8%) на протяжении всего срока службы, который (при соблюдении правил эксплуатации) превышает 20 лет.
4. Не имеют изнашивающихся частей и потому не требуют расходных материалов и деталей.
5. Не требуют высококачественной водоподготовки и чистки от накипи.
6. Парогенераторы модульной конструкции можно загружать на часть номинальной мощности с одновременным пропорциональным снижением энергопотребления.

Некоторые модели полностью автоматизированы и оснащаются системами автоматического поддержания (в заданном диапазоне) температуры пара или давления. Подобный парогенератор может заменить паровую магистраль: при отсутствии отбора теплоносителя генерация автоматически отключается, но аппарат находится под давлением в горячем ждущем режиме.

Как заявляют производители, необходимость регламентного обслуживания установок отсутствует. Поскольку объём нагревательного элемента в индукционных испарителях не превышает 1 л, на них не распространяется действие технических норм и правил для объектов повышенной опасности. Соответственно, предприятиям не нужно получать разрешения Ростехнадзора.



0

 

 
Анонсы
Реплика: Великая миссия «Фейсбука»
Выставки:
Новости

 Все новости за сегодня
 Архив новостей

 Поиск:
  

 

 
Рейтинг@Mail.ru   


© 1998 — 2019, «Нефтяное обозрение (oilru.com)».
Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл № 77-6928
Зарегистрирован Министерством РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовой коммуникаций 23 апреля 2003 г.
Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл № ФС77-51544
Перерегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций 2 ноября 2012 г.
Все вопросы по функционированию сайта вы можете задать вебмастеру
При цитировании или ином использовании любых материалов ссылка на портал «Нефть России» (http://www.oilru.com/) обязательна.
Точка зрения авторов, статьи которых публикуются на портале oilru.com, может не совпадать с мнением редакции.
Время генерации страницы: 0 сек.

Индукционные парогенераторы

Алексей Батырь
Рецепт энергосбережения: сначала испарить, затем нагреть
06.08.2018

Несколько российских компаний занимаются разработкой и производством индукционных парогенераторов, в которых вода превращается в пар под действием электромагнитного поля. Благодаря ряду преимуществ, главное из которых – значительно сниженное по сравнению с другими типами электрических парогенераторов потребление электроэнергии, такие установки завоёвывают признание потребителей.

Пар потребляют практически все отрасли промышленности – пищевая, лёгкая, фармацевтическая, пар нужен в строительной индустрии и ЖКХ, в нефтедобыче и сельском хозяйстве.

Обеспечить паром производственный цех, да и любой другой объект можно двумя способами: воспользовавшись услугами централизованной тепловой сети или оборудуя предприятие автономным парогенератором. Недостатки обоих способов очевидны: в первом случае компании придётся оплачивать услуги поставщика и строительство паропровода (при этом подача пара может быть нестабильной, а его качество – не соответствовать технологическим требованиям). Во втором случае покупка, установка и эксплуатация собственного парогенератора потребуют соответствующих затрат.

По старинке

Сегодня на отечественном рынке представлены парогенераторы производительностью от нескольких десятков килограмм в час, работающие на газе, жидком топливе различных видов и электричестве. Электрические парогенераторы обычно имеют производительность до нескольких сотен килограмм в час. В более мощных парогенераторах электричество используется редко. Как и другие электрические тепловые приборы, электропарогенераторы дешевле, чем работающие на жидком топливе (и иногда даже газе), экологически чище и обладают меньшими габаритами и массой. Электрические парогенераторы проще установить, эксплуатировать, и, как правило, их не нужно регистрировать в отделениях Ростехнадзора. В то же время на предприятии, где эксплуатируется такой парогенератор, должен быть источник электрической энергии соответствующей мощности.

В современных электрических парогенераторах используются следующие способы нагрева: ТЭНовый, электродный и индукционный. Чем хороши ТЭНы? Их рубашку изготавливают из материалов, не загрязняющих воду, например, нержавеющей стали. Это позволяет получить достаточно чистый пар, который можно использовать в пищевой промышленности в непосредственном контакте с продуктами. Еще одно достоинство ТЭНовых парогенераторов – эффективный нагрев воды любой электропроводности. К основным недостаткам подобных приборов можно отнести интенсивное отложение накипи на поверхности ТЭНов (которое часто приводит к их перегреву и выходу из строя) и сложность плавной регулировки мощности.

В электродных парогенераторах, использующих тепло, выделяющееся в процессе электролиза воды, в отличие от ТЭНов, электроды не могут перегореть и выпадение осадка на них незначительно (поскольку температура электродов почти не отличается от температуры воды). Погружая электроды в воду на разную глубину, можно плавно регулировать мощность парогенератора. Кроме того, большинство электродных парогенераторов обладает меньшими габаритами и стоимостью, чем ТЭНовые аналогичной мощности. Однако вода, используемая в электродных котлах, должна иметь достаточно высокую электропроводность, поэтому в неё добавляют различные химически активные вещества (соли, кислоты, пищевую соду и т. д.). Получаемый пар пригоден не для всех технологических процессов и может вызвать разрушение элементов системы, в которую он поступает.

Полезная индукция

Уже несколько десятилетий существуют индукционные парогенераторы, в которых вода нагревается с помощью токов высокой частоты (ТВЧ). В отсутствие прямого контакта воды и нагревательного элемента (излучателя) пар получается очень чистым. К недостаткам этих приборов относятся их высокие стоимость и энергопотребление. Поэтому ТВЧ-парогенераторы используют только в тех случаях, когда необходим пар медицинского качества.

Также существуют низкочастотные индукционные парогенераторы. Патент на подобный аппарат впервые был получен в США ещё в 1930-е годы, но он оказался нежизнеспособным. Блестящая идея воплощалась в слишком громоздкое и дорогостоящее устройство. И только недавно российским инженерам удалось создать ряд промышленных образцов подобных парогенераторов.

При нагреве воды индукционным способом берётся индуктор (трансформатор), вместо вторичной обмотки в который устанавливается водонагревающее устройство в виде коробки или медной трубки. Дорогостоящие преобразователи частоты не требуются, а потребление электроэнергии выходит значительно ниже, чем у ТВЧ-установок. Более того, индукционный парогенератор при той же паропроизводительности потребляет в два-три раза меньше электроэнергии, чем ТЭНовые и электродные. Он также более надёжен, чем прочие электрические, за счёт простоты (не имеет сильно нагруженных элементов вроде ТЭНов и ёмкостей под давлением).


Парогенератор компании «B-плазма» производительностью 100 кг/ч,
потребляющий мощность 30 кВт

Как описано в патенте RU 2350836 (авторы Гаврилов, Гришин, Великодный и Попов), в процессе парообразования участвуют ток, вода и возникающий в замкнутом пространстве трубки генератора устойчивый магнитодинамический плазменный разряд – низкотемпературная плазма. При этом вода преобразуется в пар без нагревания и кипения, что позволяет экономить энергию. Механизм парообразования в трубе индукционного парогенератора, в сравнении с обычным жаротрубным, отличается тем, что наряду с давлением и температурой на воду дополнительно действует переменное электромагнитное поле, энергия которого ослабляет силы межмолекулярного сцепления жидкости и возбуждает колебания молекул. В плазмоиде происходит сначала диссоциация воды на Н+ и ОН– с потреблением электроэнергии, затем – образование атомарного водорода с выделением тепловой и световой энергии и, наконец, слияние атомов в молекулы Н2 с выделением тепловой энергии. Благодаря экзотермическим процессам преобразование энергии из одного вида в другой происходит с максимальной эффективностью. В результате для производства килограмма пара в час хватает мощности 200–300 Вт. Авторы патента, к сожалению, не указывают, куда деваются свободные радикалы ОН– и водород. По нашему предположению, они могут снова превращаться в воду.

Самоочистка

Важно отметить, что в нагревательном элементе и паропроводе практически не возникают солевые отложения. Это связано с тем, что нагревательный элемент выполнен из меди, электрический ток в которой препятствует прилипанию к его стенкам твёрдых частиц, оказавшихся в воде. Специалисты объясняют это явление тем, что на границе воды и меди нагревателя возникает сверхмелкая кавитация, пузырьки которой разрушают отложения. (Возможно, влияют и свободные радикалы. – Прим. ред.) Видимо, на основе этого принципа можно очищать от накипи трубки традиционных котлов и теплообменных аппаратов, применяя в них индукционные нагревательные модули.

Индукционные парогенераторы выпускают такие предприятия, как «B-плазма» (резидент Сколкова), «Экогидропресс» (Таганрог), «Термаль-Балтик» (С.-Петербург), «Промышленная компания» (Бийск, Алтайский край). Перечислим основные особенности и преимущества их продукции.

1. Экономичнее электрических парогенераторов других типов в два-три раза.
2. Выходят на рабочий режим за 20–30 с, в то время как парогенераторы других типов – до 15–20 мин.
3. Имеют высокий КПД (99,8%) на протяжении всего срока службы, который (при соблюдении правил эксплуатации) превышает 20 лет.
4. Не имеют изнашивающихся частей и потому не требуют расходных материалов и деталей.
5. Не требуют высококачественной водоподготовки и чистки от накипи.
6. Парогенераторы модульной конструкции можно загружать на часть номинальной мощности с одновременным пропорциональным снижением энергопотребления.

Некоторые модели полностью автоматизированы и оснащаются системами автоматического поддержания (в заданном диапазоне) температуры пара или давления. Подобный парогенератор может заменить паровую магистраль: при отсутствии отбора теплоносителя генерация автоматически отключается, но аппарат находится под давлением в горячем ждущем режиме.

Как заявляют производители, необходимость регламентного обслуживания установок отсутствует. Поскольку объём нагревательного элемента в индукционных испарителях не превышает 1 л, на них не распространяется действие технических норм и правил для объектов повышенной опасности. Соответственно, предприятиям не нужно получать разрешения Ростехнадзора.



© 1998 — 2019, «Нефтяное обозрение (oilru.com)».
Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл № 77-6928
Зарегистрирован Министерством РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовой коммуникаций 23 апреля 2003 г.
Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл № ФС77-33815
Перерегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций 24 октября 2008 г.
При цитировании или ином использовании любых материалов ссылка на портал «Нефть России» (http://www.oilru.com/) обязательна.
Июнь 2019
пн вт ср чт пт сб вс
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
       
Июль 2019
пн вт ср чт пт сб вс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031    
Август 2019
пн вт ср чт пт сб вс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031