Grundläggande om ånga: Superuppvärmd ånga
Superuppvärmd ånga passar perfekt för tillämpningar som torkning, rengöring eller härdning. Ta reda på fördelarna idag och bli expert på ånga.
Överhettad ånga är en annan typ av ånga, som mättad eller omättad ånga. Den här typen av ånga får du genom att värma upp den bortom kokpunkten. Resultatet blir att ångtemperaturen är högre (densiteten är lägre). Den här typen används huvudsakligen för elproduktion och i ångturbiner.
Mättad ånga är i praktiken aldrig 100 % torr. Den innehåller vanligtvis 3–5 % fukt, vilket leder till en risk för lägre värmeöverföringseffektivitet eller till och med korrosion i rören. Men det finns ingen fukt i överhettad ånga. Därför passar den perfekt för tillämpningar som torkning, rengöring eller härdning.
Superuppvärmd eller mättad ånga: Vad är skillnaden?
När du värmer mättad ånga bortom kokpunkten får du superuppvärmd ånga. Under den processen separerar du dimman från de återstående vattendropparna. Det finns alltså ett par skillnader mellan superuppvärmd och mättad ånga.
Förhållandet mellan tryck och temperatur
Till skillnad från mättad ånga finns det inte något direkt samband mellan superuppvärmd ånga och tryck och temperatur. Det innebär att superuppvärmd ånga kan förekomma vid många olika temperaturer. Vanligtvis anges den med hjälp av tryck och en grad av supervärme (= graden över den mättade ångtemperaturen).
Sänka temperaturen
Jämfört med mättad ånga har superuppvärmd ånga också lägre densitet. Om du sänker temperaturen på mättad ånga återgår den till sin flytande form, inklusive vattendroppar. Detta är inte fallet för superuppvärmd ånga.
Användning i tillämpningar
Du behöver olika typer av ånga beroende på tillämpning. I den här tabellen ges en snabb översikt över den bästa ångtypen för varje tillämpning. Men det är förstås inte helt svart och vitt. Du kan läsa mer om dem i den här artikeln.
Tillämpning |
Mättad ånga |
Superuppvärmd ånga |
Uppvärmning |
V |
|
Sterilisering |
V |
X |
Torkning |
|
V |
Strippning |
|
V |
Rengöring |
X |
V |
Sanering |
|
V |
Katalysering |
|
V |
Hur skapas superuppvärmd ånga?
Du får superuppvärmd ånga när mättad ånga flödar ut ur pannans trumma till ett sekundärt värmeområde som kallas värmare för superuppvärmd ånga. Det är den sekundära uppvärmningen som förvandlar mättad ånga till superuppvärmd ånga. Superuppvärmd ånga och vatten kan helt enkelt inte samexistera eftersom värmen avdunstar vattnet, därför måste superuppvärmd ånga skapas utanför huvudpanntrumman.
Superuppvärmd ånga skapas i flera faser
Fördelar och nackdelar med superuppvärmd ånga
Vi har redan nämnt att det saknas fukt i superuppvärmd ånga. Det är viktigt av ett par anledningar:
- Avsaknaden av fukt ökar pannans effektivitet.
- Det minskar risken för korrosion eller förekomst av tryckslag.
Förutom det har superuppvärmd ånga också några andra fördelar:
- Hög temperatur vid normalt tryck
- Eftersom du kan nå höga temperaturer utan att använda högt tryck kan rörledningarna vara enkla. Höga temperaturer kan uppnås oavsett tryckkärl eller pannans specifikationer.
- Extremt hög värmeledningsförmåga
- Superuppvärmd ånga ger extremt hög värmeledningsförmåga jämfört med hetluft. Orsaken är att den har hög värmekapacitet per volymenhet.
- Låga syreförhållanden
- Överhettad ånga är en gas med låga syrenivåer, vilket förhindrar oxidation av uppvärmda föremål och minskar risken för brand eller explosioner.
Vad är korrosion vid ånggenerering?
När ånga avdunstar från panntrumman lämnar den kvar några föroreningar och när ångan är våt löses dessa föroreningar upp i dropparna. Resultatet blir att orenheterna förs in i ångnätet och utrustningen. Det kondensatet kan orsaka skador till följd av erosion eller kolkorrosion.
Vad är ett tryckslag?
Tryckslag är fenomenet när vätska i rörelse orsakar en tryckstöt eller våg. Det kallas även för hydraulisk chock. I händelse av ånga: En klump kondensat som färdas i hög hastighet som träffar rörledningarna. Det kan orsaka olika problem, från buller och vibrationer till att röret går sönder eller kollapsar. Det finns sätt att undvika eller minska dessa effekter, till exempel att använda rätt ånga för varje tillämpning. Det finns även andra sätt, som att använda avblåsningsventiler.
Det finns även vissa nackdelar med superuppvärmd ånga, särskilt om du vill använda den för uppvärmning:
- Låg värmeöverföringskoefficient
- Detta resulterar i minskad produktivitet och att en större yta behövs för värmeöverföring.
- Varierande ångtemperatur, även vid konstant tryck
- Superuppvärmd ånga måste bibehålla en hög hastighet. Om den inte gör det sjunker temperaturen när värme förloras.
- Känslig värme används för att överföra värme
- Detta innebär att när temperaturen sjunker kan det påverka produktkvaliteten negativt.
- Temperaturer kan vara extremt höga
- Du behöver inga särskilda rörledningar eftersom överhettad ånga arbetar med normalt tryck. Men eftersom temperaturerna kan bli extremt höga kan du behöva starkare konstruktionsmaterial, vilket kräver högre utgifter för utrustning i början.
Vad är värmeöverföringskoefficienten?
Vi använder värmeöverföringskoefficienten för att beräkna hur väl värme överförs. Tidigare skrev vi: ”En hög värmeöverföringskoefficient kräver en liten värmeyta, vilket resulterar i lägre utgifter för utrustning i början”. Eftersom mer vatten har avdunstat i mättad ånga har ångan även absorberat mer latent värme. Det innebär att det finns mer värme i samma massa. Och det har förmågan att klara av mer jobb.
Sammanfattning
- Superuppvärmd ånga är ånga som värms upp bortom kokpunkten.
- Superuppvärmd ånga har högre temperatur och lägre densitet.
- Den används främst för elproduktion och i ångturbiner. Detta gör den perfekt för tillämpningar som torkning, rengöring eller härdning. Den kan dock inte användas för sterilisering.
- Superuppvärmd ånga innehåller ingen fukt. Det gör det till en bra metod för processer som inte tillåter fukt. Dessutom minskar det risken för korrosion eller tryckslag.
- Det finns inget direkt samband mellan tryck och temperatur. Till skillnad från mättad ånga kan superuppvärmd ånga därför förekomma vid många olika temperaturer.
- Graden av supervärme är den grad som är högre än den mättade ångans temperatur.
- Sänkning av den superuppvärmda ångans temperatur resulterar inte i att vätskan återgår till en flytande form som den gör för mättad ånga.
Det här är de tre största fördelarna med superuppvärmd ånga:
- Höga temperaturer vid normalt tryck, vilket innebär att du kan använda enkla rör.
- Extremt hög värmeledningsförmåga jämfört med hetluft på grund av den höga kapaciteten per volymenhet.
- Låga syreförhållanden som förebygger oxidering och minskar risken för brand eller explosioner
