Конденсатоотводчик принцип работы

Конденсатоотводчик паровой. Принцип работы парового конденсатоотводчика

Конденсатоотводчик паровой. Принцип работы парового конденсатоотводчика - фото 1 - изображение 1

Пар – один из наиболее эффективных теплоносителей, который моментально передает всю тепловую энергию потребителю при соприкосновении с теплопередатчиком. Кроме того, газообразной фазе легко придать требуемые характеристики – необходимую температуру и давление.

Ловушки для пара - фото 2 - изображение 2

Но при взаимодействии пара и оборудования образуется большое количество конденсата, что приводит к гидроударам, снижению тепловой мощности и ухудшению качеств газообразной фазы. Для борьбы с выпадающими на поверхности труб капельками воды необходимо использовать паровой конденсатоотводчик. На зарубежных предприятиях подобную арматуру именуют «ловушкой для пара», что полностью отражает функциональное назначение прибора.

Ловушки для пара

Конденсатоотводчики представляют собой одну из разновидностей промышленной трубопроводной арматуры, которая предназначена для предотвращения выпадения конденсата при использовании пара и более эффективного использования его тепловой энергии.

В результате серии опытов было доказано, что внедрение конденсатоотводчика в комплекс оборудования сохраняет до 20 % полезной энергии острого пара.

Виды конденсатоотводчиков

В зависимости от конструкции и реализованного принципа работы, трубопроводная арматура может быть механической, термодинамической или термостатической. Любой тип паровых конденсатоотводчиков должен отвечать двум основным требованиям:

  • отведение конденсата без потерь острой газообразной фазы;
  • автоматический отвод воздуха из системы.

Конденсат образуется из-за потерь паром тепла в теплообменниках, а также в момент прогрева установок трубопроводов, когда часть газообразной фазы превращается в воду. Выпадение большого количества влаги снижает энергоэффективность оборудования, ускоряет его износ. Поэтому так важно с ним бороться.

Механические конденсатоотводчики

Механическая арматура является наиболее надежной, и от того популярной, «ловушкой для пара». Ее принцип работы основан на разности в плотностях водяного пара и конденсата, а основным исполнительным элементом является поплавок. В зависимости от конструкции поплавка выделяют следующие виды арматуры:

  • конденсатоотводчик паровой поплавковый сферический открытого или закрытого типа;
  • поплавковый элемент колокольного типа, или конденсатоотводчик перевернутый закрытый.

Каждый тип арматуры работает по своей определенной схеме, обладает преимуществами и недостатками, знание которых позволит реализовать наиболее эффективную схему работы на предприятии.

Конденсатоотводчики со сферическим поплавком

Основу конструкции этого типа арматуры составляет сферический поплавок. Он расположен во внутренней полости выпускного клапана и соединен с клапаном-рычагом. Кроме того, в состав конденсатоотводчика входит термостатический клапан.

Виды конденсатоотводчиков - изображение 3 - изображение 3

Принцип работы парового конденсатоотводчика с шаровидным поплавком можно разбить на два этапа:

  1. Конденсат через патрубок поступает в прибор, заполняет внутреннюю полость и поднимает поплавок, который тянет за собой рычаг-клапан и открывает отверстие для удаления воды.
  2. При поступлении в прибор горячего пара срабатывает термоклапан, пар начинает накапливаться в полости и заставляет поплавок опуститься на дно, выходное отверстие перекрывается.

Так происходит отделение конденсата от пара. Благодаря наличию в конструкции термостатического клапана происходит автоматическое удаление освободившегося газа, а также предотвращается появление воздушной пленки в полости, которая заклинивает прибор.

Преимущества и недостатки

Типичным представителем арматуры со сферическим поплавком является конденсатоотводчик паровой FT-44. Основные плюсы и минусы устройств разберем на его примере. Главное, что отмечают специалисты, – это нечувствительность прибора к переменным нагрузкам.

Механические конденсатоотводчики - изображение 4 - изображение 4

Устройство способно непрерывно отводить конденсат как при температуре насыщения паров, так и при больших нагрузках. Устойчивое и непрерывное отделение неконденсируемых газов – следующее преимущество арматуры. Все это в сочетании с долгим сроком службы обусловлено простой конструкцией аппарата.

Главным же недостатком прибора являются большие размеры, что повышает потери тепла на неизолированные элементы корпуса. Высокая чувствительность к гидроударам и требовательность к «чистоте пара» (возможно заиливание клапана) – еще два минуса конденсатоотводчиков этого типа.

Конденсатоотводчики колокольного типа

Как ясно из названия, главным элементом этого типа парового конденсатоотводчика является колокол, или поплавок «перевернутый стакан». Сам прибор имеет цилиндрическую форму, довольно громоздкий (больше, чем предыдущий представитель), но обладает большим набором преимуществ.

Конденсатоотводчики со сферическим поплавком - изображение 5 - изображение 5

В начальном положении перевернутый поплавок находится на дне клапана и своим дном упирается в вертикальную трубку. К стакану прикреплен рычаг золотника, который расположен в крышке арматуры. Отделение пара от конденсата происходит за четыре шага:

  1. Через входной патрубок вода поступает в прибор, заполняет внутреннюю полость и под давлением через открытый золотник выливается наружу.
  2. Пар, поступая в систему, начинает давить на дно поплавка, заставляя его всплыть в объеме конденсата и перекрыть золотник.
  3. Пар, находясь внутри стакана, начинает разлагаться на жидкую и газообразную фазу. Последняя проходит через специальный канал в донышке, поступает к золотнику и отодвигает его.
  4. Конденсат и остатки газообразной фазы через отверстие в донышке покидают стакан, поплавок начинает отпускаться, вновь открывая золотник.

Циклическим повторением описанных операций происходит полное и эффективное отделение острого пара от конденсата. Данная технология была запатентована в 1911 году, но и по сей день остается актуальной.

Достоинства и недостатки

Ярким представителем арматуры типа «перевернутый стакан» является паровой конденсатоотводчик Zamkon. Плюсы и минусы приборов этой категории разберем на его примере.

Преимущества и недостатки - изображение 6 - изображение 6

Здесь минусом также считаются большие размеры, что в значительной мере сказывается на потере тепловой энергии на неизолированных элементах. Другим недостатком специалисты называют ограниченную пропускную способность, что не дает использовать арматуру на высокопроизводительном оборудовании.

Преимуществ у конденсатоотводчика значительно больше. Во-первых, золотник не подвержен загрязнению, что увеличивает надежность прибора. Во-вторых, арматура не боится гидроударов. В-третьих, удаление конденсата возможно даже при высоких температурах.

В случае выхода из строя выпускной клапан остается открытым, что спасает от поломки комплекс оборудования. Наконец, все дополнительные узлы и агрегаты, такие как фильтры или обратные клапаны, устанавливаются непосредственно в корпус парового конденсатоотводчика. Это снижает потери тепловой энергии и снижает габариты целого комплекта устройств.

«Термическая» арматура

Термостатические и термодинамические конденсатоотводчики функционируют за счет способности различных сред расширяться и сужаться при повышении или понижении температуры. Вместе с ростом температуры, например, при поступлении пара, запорный элемент расширяется и перекрывает канал, который отводит конденсат.

Принцип работы других устройств основан на изменении давления внутри системы в результате взаимодействия плотной (холодной) и разреженной (горячей) среды. Основными элементами в таких устройствах являются биметаллические пластины. На фото паровой конденсатоотводчик представлен с биметаллическим элементом.

Конденсатоотводчики колокольного типа - фото 7 - изображение 7

Подобный тип оборудования имеет сложную конструкцию и на практике используется редко. Низкая популярность обусловлена также сложным, а зачастую и невозможным ремонтом. Применение оборудования данного типа оправдано только на особо ответственных промышленных установках.

Конденсатоотводчики: назначение, сфера применения, разновидности, принцип действия

Достоинства и недостатки - изображение 8 - изображение 8

Для автоотвода конденсата из пароприемников и паропроводов, а также для недопущения утечки пара в сетях теплоснабжения, используется особое устройство - конденсатоотводчик. Будучи установлен в систему, он окупается уже спустя несколько месяцев. Изготавливают его из разных материалов: нержавеющей или углеродистой стали либо чугуна, а присоединяют к трубопроводу с помощью муфт, фланцев или электродуговой сварки. От качества работы этого оснащения зависит эффективность пароконденсатной системы и ее безопасная эксплуатация.

Область его применения довольно широка. Это змеевики, калориферы, пароспутники, подогреватели, стерилизаторы и другое теплообменное оснащение. Монтируют конденсатоотводчики http://www.promarm.ru/misc/condensate также на паропроводах, -коллекторах и -сепараторах. Работать им приходится в неблагоприятных для трубопроводной арматуры условиях. К ним относятся:

 

  • непостоянный расход
  • частые скачки давления
  • слишком высокие показатели температуры
  • загрязненная рабочая среда
  • функционирование сразу в нескольких средах - воздушной, конденсатной, паровой

«Термическая» арматура - изображение 9 - изображение 9

 

Принцип функционирования лег в основу деления на конденсатоотводчик термодинамический, термостатический и поплавковый. Работа первого из перечисленных видов зиждется на эффекте аэродинамики. При вхождении конденсата, тарелка в отводчике силой рабочего давления приподнимается из седла, и тот через получившуюся щель дренажируется либо поступает в спецсборник. При прохождении через щель, скорость пара резко возрастает, расстояние между его молекулами увеличивается, и давление падает, в результате тарелка прижимается к седлу. Когда температура в камере понижается, под воздействием конденсата тарелка вновь поднимается, и тот вытекает, пока пар опять не закроет отводящее конденсат отверстие.

Термостатический конденсатоотводчик имеет сильфон с легкоиспаряющейся жидкостью. Когда туда поступает насыщенный горячий пар, жидкость моментально исчезает, и давление в термостате превышает давление поступающего пара. Сильфон удлиняется и закрывает прикрепленным к нему снизу золотником отверстие, препятствуя утечке пара. Когда в отводчик поступает конденсат, температура которого меньше на 10-20 значений температуры пара, сильфон сжимается, проход открывается, и конденсат отводится в дренаж или конденсатосборник.

Третья разновидность - конденсатоотводчик поплавковый. Поплавок в нем перевернут, и конденсат поступает под него. Его полость заполняется водой, а воздух стравливается через небольшое отверстие вверху. Под собственным весом поплавок опускается, золотник отрывается от седла, и в открытое отверстие конденсат дренажируется. Если из трубопровода поступают воздух, газ или пар, конденсат вытесняется ими из поплавка, тот поднимается и закрывает проход седла, предотвращая утечку пара.

Конденсатоотводчики: типы и разновидности

Конденсатоотводчики: назначение, сфера применения, разновидности, принцип действия - фото 10 - изображение 10

Конденсатоотводчики: типы и разновидности

Конденсатоотводчики: типы и разновидности - фото 11 - изображение 11

spirax_sarco

January 13th, 2011

Самое главное, что надо запомнить – в природе не существует универсального конденсатоотводчика, но в то же время для конкретной системы всегда есть оптимальное решение. И чтобы найти его, прежде всего, стоит рассмотреть имеющиеся варианты и их особенности.

Существует три принципиально разных типа конденсатоотводчиков:

  • термостатические,
  • механические,
  • термодинамические.

Термостатические конденсатоотводчики

Этот тип конденсатоотводчиков определяет разницу температур пара и конденсата. Чувствительным элементом и исполнительным механизмом является термостат. Прежде чем конденсат будет отведен, он должен быть охлажден до температуры ниже температуры сухого насыщенного пара.

Преимущества и недостатки конденсатоотводчиков различного типа - изображение 12 - изображение 12

Рисунок 1. Термостатический конденсатоотводчик

Главная особенность всех термостатических конденсатоотводчиков – это необходимость доохлаждения конденсата на некоторое количество градусов относительно температуры конденсации перед тем, как клапан откроется. То есть все они в большей или меньшей степени инерционны.

Особенности термостатических конденсатоотводчиков:

  • Высокая производительность при относительно малом размере и весе.
  • Свободный выпуск воздуха во время пуска.
  • Устойчивость к замерзанию (если за конденсатоотводчиком нет подъема конденсатной линии, и конденсат не зальет его при отключении пара).
  • Простота в обслуживании.

Механические конденсатоотводчики

Принцип действия этих конденсатоотводчиков основан на разнице плотности пара и конденсата. Клапан приводится в действие шаровым поплавком или поплавком в виде перевернутого стакана. Такие конденсатоотводчики обеспечивают непрерывный отвод конденсата при температуре пара, поэтому этот тип конденсатоотводчиков оптимально подходит для теплообменных аппаратов с большими поверхностями теплообмена и интенсивным образованием больших объемов конденсата.

Конденсатоотводчик принцип работы - фотография 13 - изображение 13

Рисунок 2. Механический конденсатоотводчик

Преимущества этого типа:

  •  
  • Хорошо работает на малых нагрузках, и на него не влияют внезапные колебания нагрузки и давления.
  • Высокая производительность (до 100 – 150 тонн конденсата в час).
  • Устойчивость к гидроударам и надежность в эксплуатации.

При установке механических конденсатоотводчиков надо иметь в виду ряд его особенностей. Во-первых, в корпусе конденсатоотводчика с перевернутым стаканом всегда должна быть вода (гидрозатвор). Если конденсатоотводчик потеряет это водяное уплотнение, то пар будет беспрепятственно выходить через открытый клапан. Это может произойти там, где возможно резкое падение давления пара, которое приведет к вскипанию конденсата в корпусе. Если конденсатоотводчик с перевернутым стаканом используется на тех технологических установках, где возможны колебания давления, то на входе в конденсатоотводчик необходимо установить обратный клапан. Это поможет предотвратить потерю гидрозатвора. Во-вторых, поплавковый конденсатоотводчик может быть поврежден при замерзании, поэтому корпус конденсатоотводчика должен быть хорошо теплоизолирован в случае его установки на открытом воздухе.Термодинамические конденсатоотводчики

Основным элементом конденсатоотводчиков этого типа является диск. Их работа основана на разнице скоростей конденсата и пара при протекании в зазоре между седлом и диском.

Конденсатоотводчик принцип работы - изображение 14 - изображение 14

Рисунок 3. Термодинамический конденсатоотводчикПреимущества этого типа:

  • Работают без настройки или изменения размеров клапана.
  • Компактны, просты, имеют малый вес и достаточно большую производительность для своих размеров.
  • Этот тип конденсатоотводчиков может использоваться при высоких давлениях и на перегретом паре. Устойчив к гидроударам и вибрации. Коррозионно устойчив, так как все части выполнены из нержавеющей стали.
  • Не разрушаются при замерзании и не обмерзают при установке на вертикальной плоскости и выпуске в атмосферу. Правда, работа в таком положении может привести к износу краев диска.
  • Простота обслуживания и ремонта.

Однако термодинамические конденсатоотводчики недостаточно устойчиво работают при очень низком входном давлении и высоком противодавлении.

Следует особо отметить, что ни у одного из типов конденсатоотводчиков нет абсолютных преимуществ или недостатков по сравнению с другими. Есть перечисленные выше особенности, которые в совокупности со спецификой работы теплообменного оборудования и определяют выбор типа и размера конденсатоотводчика. Tags: Конденсатоотводчик

Преимущества и недостатки конденсатоотводчиков различного типа

Конденсатоотводчик принцип работы - фото 15 - изображение 15

Проектирование пароконденсатный систем предполагает необходимый отвод образующегося внутри конденсата, который негативно отражается на качественных характеристиках оборудования и в целом работы системы. Постоянно скопление конденсата приводит к сокращению срока службы теплового оборудования, так как начинают появляться сбои в работе и возникают различные дефекты.

Независимо от типа конденсатоотводчики  должны пропускать конденсат, но при этом оставляя внутри пар и тепло. Условно по механизму действия можно выделить три категории конденсатоотводчиков: механические, термостатические, термодинамические. Конечно же, у каждого вида имеются свои недостатки и положительные стороны, которые необходимо учитывать при выборе и приобретении аппарата дял отвода конденсата.

Термодинамические конденсаторы отводят конденсат непосредственно после его появления внутри системы, что, несомненно, является преимуществом. Также не требуется дополнительной настройки. Следует отметитить, что они имеют компактный внешний вид и относительно малый вес. Другим достоинством аппарата является то, что он может использоваться при высоких давлениях и при низких температурах. Единственным подвижным элементом является диск. Недостатками данного типа конденсатоотводчиков являются возможные потери пара (до 15%), выпуск конденсата с шумом, необходимост ьустановки изолирующей крышки для предотвращения частого открытия.

Термостатические капсульные и биметаллические конденсатоотводчики также достаточно компактны и легки, просты в процессе эксплуатации, не требуют дополнительных настроек. Но их нельзя использовать при низких температурах (ниже -25 градусов), а также они отвоядт конденсат только при температуре, которая ниже температуры точки насыщения.

Поплавковый конденсатоотводчик  со сферическим поплавком и с поплавком в виде опрокинутого стакана обеспечивают непрерывный выход конденсата при любых температурах, надежны в использовании, имеются высокую пропускную способность. Но их ни в коем случае нельзя устанавливать вне отапливаемого помещения, так как подвержены замерзанию. В случае установки на открытом воздухе необходимо оборудовать теплоизоляцией. Конденсатоотводчик с опрокинутым стаканом работает достаточно нестабильно, если поступают переменные нагрузки на оборудование.

 

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 639)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты