Tlak

Přetlak a absolutní tlak

V technice parních kotlů je běžné všechny údaje o tlaku uvádět jako relativní přetlak vůči atmosférickému tlaku ve výši 1 bar.

Na těchto místech se používá jednotka [bar] resp. [barg].

Přepočet přetlaku k absolutnímu tlaku tedy odpovídá:

Střední provozní přetlak

Provozní přetlak kotlového zařízení není konstantní hodnota, nýbrž tato hodnota kolísá okolo středního provozního přetlaku p_m. To vyplývá ze skutečnosti, že provozní přetlak v parním kotli je používán jako vstupní veličina pro regulaci výkonu zařízení parních kotlů a tak vždy podléhá rozsahu výkyvů zhruba ±10 % středního provozního přetlaku nastaveného jako plánovaná hodnota.

Znázornění časového průběhu tlaku (řízení kotle BCO)

Ke zjištění potřebného středního provozního přetlaku pm musí být zohledněny následující aspekty:

• Potřebná hladina tlaku/ teploty na parních spotřebičích
  Aby byl stanoven střední provozní přetlak p_m, musí být určena potřebná hladina tlaku, resp. teploty parních spotřebičů. K dimenzování středního provozního přetlaku zařízení parního kotle musí být zohledněna maximální hladina tlaku p_max,V u spotřebičů.
  Přes spojení tlaku při varu s teplotou je možno z parní tabulky zjistit potřebnou hladinu tlaku spotřebičů při známé ohřívací teplotě.

Tlak a teplota - více informací

• Tlakové ztráty

  Přídavně musí být zohledněny tlakové ztráty v parním potrubí mezi parním kotlem a spotřebiči, tlakové ztráty armatur v parním potrubí a tlakové ztráty eventuální redukční tlakové stanice.

​​​​​
Tlaková ztráta - více informací

Pokud je rozdíl tlakové úrovně jednotlivých spotřebičů velký (> 3 bar ) nebo spotřebič vyžaduje konstantní tlak páry s malým rozptylem kolísání, než jakého je možno regulací výkonu na parním kotli dosáhnout, měl by být tlak páry na spotřebičích nastaven přes redukční tlakovou stanici mezi parním kotlem a spotřebiči. Vestavbou redukční tlakové stanice je také realizováno oddělení regulačních okruhů pro regulaci výkonu na parním kotli a tlakové regulace na spotřebiči.

Nastavení a změna středního provozního přetlaku

Střední provozní přetlak pm parního kotlového zařízení může být při uvádění zařízení do provozu a během provozu zařízení nastaven na panelu rozvaděče kotle nebo nebo zadán z nadřazené regulace.

Snížený provozní přetlak

Z důvodů energetické efektivity by neměl být nastavován vyšší provozní přetlak, než je nutné Typický případ aplikace sníženého provozního přetlaku je víkendový provoz ke snížení ztrát sáláním kotle.

Provozní přetlak však není možno redukovat libovolně. Pokud se provozní přetlak zredukuje příliš, může to vést k následujícícm negativním vlivům:

• Čerpadla mohou při nedostatečném přiškrcení kavitovat.
• Čerpadla mohou běžet v nestabilním úseku charakteristiky.
• Čerpadla mohou běžet s nižší účinnosti.

Vysoké rychlosti páry, které vznikají sníženou hustotou, mohou taktéž vést k negativním vlivům:

• erozím na armaturách a v obloucích potrubí
• silnému hluku proudění
• hojnějšímu strhávání kapiček vody při výstupu z parního kotle.

V továrním nastavení od výrobce je proto minimální přípustný provozní přetlak omezen na polovinu projektovaného provozního přetlaku.

Minimální střední provozní přetlak středotlakého parního kotlového zařízení by neměl podkročit 5 barů, protože větší specifický objem páry při nižším tlaku znamená velké dimenze parního potrubí a armatur.

Maximální přípustný provozní přetlak

Maximální přípustný provozní přetlak kotle je přetlak podmíněný konstrukcí a pevností použitých materiálů kotle.

Tento údaj se nachází na štítku výrobce kotle, v dokumentaci dodávané společně se zařízením a v podkladech z přejímky zařízení. Přetlak musí být omezen pojistným ventilem na parním kotli. Pojistný ventil se otevře při dosažení maximálního přípustného tlaku, aby zabránil dalšímu nárůstu tlaku v tělese kotle. Poté, co se pojistný ventil aktivoval, při redukci tlaku v kotli se opět zavře.

Aby byla dána spolehlivá funkce pojistného ventilu, že se ventil během provozu neaktivuje nebo nebude netěsný, jsou tlaky v parním kotli odstupňovány následovně.

Schéma průběhu tlaku se spínacími body u parních kotlů se středním provozním přetlakem 13,3 barů

V řízení kotle mohou být v určitých limitech pro střední provozní přetlak zvolena i jiná odstupňování.

Zbylé části zařízení

Vedle samotného tělesa kotle musí být zohledněn i maximální přípustný provozní přetlak a maximální přípustná teplota všech dílů a konstrukčních celků připojených ke kotli (např. armatur, čidel, potrubí, těsnění, aparátů).

Když jsou v parním systému připojeny spotřebiče, které mají nižší přípustný provozní přetlak než parní kotel, musí být vybaveny vlastními pojistnými ventily nebo mezi ně musí být zařazeny redukční tlakové stanice s pojistnými ventily.