Что такое и как работает конденсатоотводчик

Конденсатоотводчики для пара: типы и принцип их действия

А вы знаете, что в английском языке нет прямого перевода слова конденсатоотводчик? Там этот элемент пароконденсатной системы называется «паровой ловушкой». Эти названия отлично характеризуют различие подходов российских и англоговорящих инженеров к проблеме образования конденсата. Если отечественные специалисты преимущественно совершенствуют системы его отвода, то зарубежные стремятся снизить потери пара при конденсации.

Интересный факт — доля пролетного пара составляет в среднем около 25-30% от общего объема. Это очень большие потери, которые приводят не только к увеличению производственных затрат на получение и химподготовку питательной воды для котла, но и становятся причиной ускоренного старения оборудования и трубопроводов.

В любом случае каждая пароконденсатная система оснащается конденсатоотводчиками, автоматически отводящими конденсат из паровой области. По сути, эти элементы выполняют функцию дренажа паропровода. Удаляют избыток конденсата из системы, чтобы решить сразу несколько проблем — предупредить чрезмерное падение давления из-за уменьшения сечения паропровода перед потребителем, уменьшить риск возникновение гидравлического удара и поддержать теплосодержание пара на всем пути до теплообменного оборудования.

Сегодня производители предлагают большой выбор конденсатоотводчиков, различающихся по принципу своего действия. Чем различаются основные типы, рассказывает Андрей Шахтарин, директор компании «ВТК-Велес».

Термодинамические конденсатоотводчики

Это самый распространенный тип конденсатоотводчиков, идеально подходящий для систем с малым и средним расходом пара. Они просты, надежны и долговечны. Отличаются компактными размерами и доступной ценой. Удобны в обслуживании и ремонте, нечувствительны к гидроударам. Работают благодаря разнице в скоростях перемещения пара и конденсата.

Когда через термодинамический конденсатоотводчик проходит на высокой скорости пар, диск, установленный в элементе, находится в опущенном состоянии. Его просто придавливает к седлу паром за счет большой площади контакта. По мере накапливания конденсата давление над диском падает. Одновременно на него начинает действовать статическое давление скопившейся жидкости и он начинает подниматься, пропуская образовавшийся конденсат. После чего процесс происходит заново.

Термостатические конденсатоотводчики

Имеют в чем-то похожую конструкцию, как у предыдущего вида, но принцип действия основан на разности температур пара и конденсата. Здесь за открытие/закрытие отводящего клапана отвечает капсула с специальным составом, реагирующая на нагревание.
В холодном состоянии между диском капсулы и седлом есть зазор, через который выходят конденсат, воздух и неконденсируемые газы. При нагреве паром состав в капсуле расширяется, опуская диск на седло и препятствуя выходу пара. Такая конструкция элемента позволяет использовать термостатический конденсатоотводчик не только для отвода конденсата, но и в качестве воздухоотводчика.

Поплавковые конденсатоотводчики

Как понятно из названия, здесь действует принцип действия поплавка, который при наличии конденсата поднимается, при снижении его уровня опускается, перекрывая выпускной клапан. Принцип действия системы основан на разнице плотности сред.

Поплавковые конденсатоотводчики обеспечивают непрерывный отвод конденсата из теплообменного оборудования, работают на всех типах паропотребляющего оборудования и показывают высокую эффективность в любых режимах. Устойчивы к воздушным пробкам.

Во время пуска системы из холодного состояния в конденсатоотводчик сначала поступает воздух и другие неконденсируемые газы. Они удаляются в конденсатную ветку через встроенный термостатический клапан.

Конденсатоотводчики с перевернутым стаканом

Этот вид конденсатоотводчика работает по принципу стакана с газом, поставленного в воду вверх дном. При наполнении паром он стремится вверх, наполненный конденсатом опускается вниз. Такой перевернутый стакан соединен с клапаном, открывающимся при его опускании и закрывающимся при подъеме. Конструкция конденсатоотводчика с перевернутым стаканом нечувствительна к гидравлическим ударам и паровым пробкам, может работать на больших перепадах давлений и позволяет обеспечивать постоянный отвод газов и воздуха.

Биметаллические конденсатоотводчики

Здесь в качестве рабочего элемента выступает шток клапана, на котором закреплены биметаллические пластины с разным коэффициентом расширения.

Элементы подобраны таким образом, что в холодном состоянии пластины представляют собой плоский диск, который пропускает воздух и конденсат. При нагреве пластины неравномерно расширяются и изгибаются, перемещая шток на закрытие и препятствуя выходу пара. Благодаря чему биметаллический конденсатоотводчик может использоваться в качестве воздухоотводчика. Кроме того, этот вид подходит для установки на паропроводах перегретого пара, так как элемент конструктивно состоит из материалов, выдерживающих высокие температуры.

Приобрести любой из перечисленных типов конденсатоотводчиков, можно в нашей компании «ВТК-Велес». В нашем ассортименте представлены все виды от ведущих производителей по доступным ценам. Заказывая конденсатоотводчик, учитывайте, что универсального варианта не существует. В каждом случае нужно подбирать элемент с учетом параметров вашей пароконденсатной системы. При любых затруднениях обращайтесь к нашим специалистам — мы поможем с выбором оборудования. Связаться с нами можно любым удобным для вас способом.

Конденсатоотводчик: принцип действия

Конденсатоотводчик – это автоматический клапан, назначение которого пропускать конденсат и не пропускать пар. В английском языке термин “конденсатоотводчик” звучит как “steam trap”, что можно перевести как “ловушка пара”; по-испански “purgador de condensado” переводится как “очиститель от конденсата”. Оба иностранных названия не менее точно отражают смысл назначения устройства, как и в русской интерпретации, однако термин steam trap уже в названии характеризует подход к проблеме, определяя, что основным назначением конденсатоотводчика является экономия пара. До сих пор можно услышать устаревший термин “конденсатный горшок”, скорее отражающий внешний вид устройства и конструкцию, нежели функциональное назначение прибора.

Применение конденсатоотводчиков

Принципиально можно выделить два типа применения конденсатоотводчиков:

  • отвод конденсата от теплообменного оборудования (змеевики, калориферы, скоростные и емкостные подогреватели, стерилизаторы, пароспутники и пр.);
  • отвод конденсата от паропроводов (основные и вспомогательные паропроводы, паровые коллекторы, сепараторы пара).

При отводе конденсата от теплообменников, необходимо, чтобы пар, сконденсировавшись и таким образом, передав нагреваемой среде скрытую теплоту парообразования, был удален из теплообменника. Если не использовать конденсатоотводчик на выходе теплообменного аппарата, то часть пара, не успевшая сконденсироваться, выйдет из теплообменника в виде так называемого пролетного пара и может быть безвозвратно потеряна. Если пролетный пар не использовать, то процесс нагрева является крайне неэффективным, потому что потери пролетного пара порой могут достигать 20% и более. Таким образом, конденсатоотводчик способствует энергосбережению. Пролетный пар провоцирует гидроудары в конденсатных линиях. Работа конденсатоотводчика заключается в гидравлическом разделении паровой и конденсатной сторон.

Отвод конденсата из паропроводов необходим для эффективной и безопасной транспортировки пара. Конденсат в паропроводах с насыщенным паром неизбежно присутствует, он образуется за счет теплопотерь на стенках трубы. Наличие большого количества конденсата в паропроводе вызывает гидравлические удары, ограничивает пропускную способность паропровода и ускоряет коррозию и эрозию. Если не применять конденсатоотводчики, а дренировать конденсат другими способами (например, приоткрытым вентилем), то в большинстве случаев подобные способы снижают эффективность эксплуатации паропроводов, так как часть пара безвозвратно теряется, выходя вместе с конденсатом.

Конденсатоотводчик является чрезвычайно ответственным устройством, от качества его работы зависит не только эффективность работы пароконденсатной системы, но также и ее безопасная эксплуатация. Именно поэтому требования, предъявляемые к конденсатоотводчику, традиционно высоки. Часто конденсатоотводчики работают в крайне неблагоприятных для трубопроводной арматуры условиях, среди которых: переменный расход, высокий перепад давления, высокая температура, наличие загрязнений в рабочей среде, работа сразу с несколькими средами (пар, конденсат, воздух). Для сохранения работоспособности в течение длительного времени, конденсатоотводчик должен обладать выдающимися характеристиками. Многообразие технических условий в тепловых процессах, требующих применения конденсатоотводчиков, обусловило необходимость использования нескольких типов конденсатоотводчиков в зависимости от конкретного приложения. Именно поэтому не существует универсального конденсатоотводчика, одинаково подходящего для всех процессов. На рисунке ниже приведены лишь некоторые модели из довольно большого многообразия конденсатоотводчиков, предлагаемых на рынке трубопроводной арматуры. Здесь приведены некоторые типовые заблуждения, касающиеся подхода к выбору конденсатоотводчиков.

Читайте также:  Какая спецодежда положена электрику?

Конденсатоотводчики различных типов и исполнений.

Наиболее распространенные типы конденсатоотводчиков, конструкция, принципы действия, особенности:

Анимационные изображение работы конденсатоотводчиков можно посмотреть Здесь.

Принцип работы и особенности термодинамических конденсатоотводчиков

Термодинамические конденсатоотводчики пользуются спросом из-за своей компактности, и способности работать в широком диапазоне давлений. Кроме того, они обладают сравнительно простой конструкцией и способны работать как в горизонтальном, так и в вертикальном положениях. Такие достоинства делают термодинамические конденсатоотводчики оптимальным выбором для многих видов промышленных паропроводов.

Содержание

Дисковые и импульсные конденсатоотводчики

Термодинамические конденсатоотводчики разделяются на два основных подвида: дисковые и импульсные. При этом импульсные не пользуются особым спросом поскольку они могут допускать утечку пара и выходить из строя при наличии даже маленького засора в сопле. В связи с этим в статье будут рассматриваться только дисковые модели.

В дисковых термодинамических конденсатоотводчиках поток конденсата регулируется клапаном, выполненным в форме диска (Рис.1). Он никак не соединен с остальными частями корпуса и в состоянии покоя лежит поверх седла.

Рис. 1. Клапан открывается, когда диск поднимается над седлом.

В седле клапана имеются каналы, образующие два концентрических седельных кольца. Внутреннее кольцо отделяет отверстие для впуска конденсата от отверстия для его слива и предотвращает утечку пара. Внешнее кольцо предотвращает утечку пара из окружающей клапан камеры, которая создает давление для удержания диска на месте.

Преимущества дисковых термодинамических конденсатоотводчиков

ПреимуществоПричина
Легкий монтажКомпактность; возможность установки в горизонтальном и вертикальном положении
Простой выбор и хранениеОдна модель может использоваться для широкого диапазона давлений
Может использоваться с перегретым паромНе требует использования уплотнений для воды
Высокая устойчивость к повреждениям от замерзанияВнутри корпуса остается очень небольшое количество воды
Низкая стоимостьПростота конструкции

Недостатки дисковых термодинамических конденсатоотводчиков

НедостатокПричина
Небольшой срок службыРабочие детали клапана интенсивно изнашиваются в процессе работы
Утечка параОтсутствие уплотнений может стать причиной утечки при сливе конденсата
Чувствительность к условиям окружающей средыДождь или холодный воздух могут привести к самопроизвольному открытию клапана
Шум в процессе работыВ процессе работы почти мгновенно сливается большой объём конденсата, что создаёт заметно больше шума, чем другие типы конденсатоотводчиков

Механизм действия дисковых термодинамических конденсатоотводчиков

Термодинамические дисковые конденсатоотводчики имеют циклический, прерывистый режим работы. Клапанный механизм открывается и пропускает конденсат в течение нескольких секунд, после чего закрывается на более длительный период пока цикл не повторится.

Открытие и закрытие происходит в зависимости от текущей разницы сил, действующих на диск сверху и снизу. Ключевую роль здесь играют кинетическая энергия и давление конденсата, пара и воздуха.

При пуске системы, рабочая среда оказывает давление на диск и открывает его. Возможные сценарии закрытия клапана рассмотрены ниже.

Закрытие клапана с точки зрения термодинамики

На диск, находящийся в открытом положении, главным образом воздействуют две силы: пар в камере давления над диском и паровой поток находящийся под ним. Пар, провоцирующий открывание и закрывание клапана, называют “управляющим”.

Когда пар под диском приходит в быстрое движение, возникает так называемый эффект Бернулли — давление под диском снижается и вынуждает диск “прилипнуть” к седлу и закрыть проход.

Видео иллюстрирует действие эффекта Бернулли:

Мячик “прилипает” к воде за счёт того, что поток, огибая шар, создаёт зону пониженного давления, и окружающий воздух толкает шар к воде. Как только мячик начинает левитировать, его положение остаётся стабильным, поскольку если он начинает перекрывать собой поток, эффект Бернулли ослабевает и мяч становится легче оттолкнуть в сторону. Но как только он смещается дальше от потока, эффект Бернулли снова усиливается и притягивает мяч обратно. Примерно тоже самое происходит и с диском внутри конденсатоотводчика.

Управляющий пар может образовываться различными способами. Чаще всего горячий конденсат в камере давления совершает фазовый переход и снова становится паром из-за падения давления при закрытии диска. Но в случаях, когда система генерирует мало конденсата или на клапане присутствуют следы эрозии, пар может попадать в камеру давления в результате утечки. Наиболее качественные модели конденсатоотводчиков сводят к минимуму или вовсе исключают использование пара, возникшего в результате утечки.

Давления управляющего пара оказывается достаточно для прижимания диска к седлу из-за большой площади воздействия. При этом под диском давление снижается, поскольку находящийся там пар ускоряется и уходит в конденсатопровод (пока диск остается открытым).

Клапан устроен таким образом, чтобы закрываться в момент, когда через него проходит горячий конденсат с температурой достаточной для образования пара (когда почти весь конденсат уже слит). Он остается закрытым до тех пор, пока давление в камере над диском остается достаточно высоким, чтобы преодолевать давление с обратной стороны. Из-за тепловых потерь конденсатоотводчика давление в камере постепенно снижается и в итоге приводит к тому, что диск “отлипает” от седла и вновь выпускает конденсат.

Рис. 2. Силы, воздействующие на диск

На диск воздействуют две основные силы: давление конденсата и/или пара под диском и давление в камере над диском.

Открытие клапана с точки зрения термодинамики

Будучи запертым в камере над диском, пар находится под давлением и оказывает на него закрывающее усилие, герметично перекрывая проходное сечение клапана.

Тем не менее давление в камере постоянно снижается из-за тепловых потерь, например, через тепловое излучение, из-за условий окружающей среды или разгерметизации внешнего кольца седла и т.п. Когда давление в камере падает ниже давления в паропроводе, диск перестает прилегать к седлу и отвод конденсата возобновляется.

В закрытом положении диск удерживается исключительно паром, попавшим в камеру над ним. Противодействующая ему сила определяется давлением рабочей среды на входе клапана. При этом площадь, на которую оказывается открывающее усилие, существенно уменьшается, когда диск прижат к седлу. По сути она становится равна диаметру входного отверстия клапана.

Если опустить детали, получается, что большая площадь поверхности в верхней части клапана создает значительную разницу сил и обеспечивает плотное закрытие. Эта разница в площади препятствует открытию клапана даже в условиях, когда давление по обе стороны одинаковое, из-за чего производители иногда предпочитают использовать диски большего диаметра для более эффективного уплотнения.

Открытие и закрытие клапана при наличии воздуха в системе

Поток пара, попадающий в конденсатоотводчик при запуске системы, может содержать значительное количество воздуха. И пар, и воздух действуют на диск одинаково и создают закрывающее давление. Однако воздух не конденсируется и не позволяет диску открыться, создавая по сути воздушную пробку и блокируя работу клапана.

Читайте также:  Правила монтажа электропроводки снип

Производители дисковых конденсатоотводчиков решают эту проблему различным образом. Некоторые предпочитают создавать в седле борозды для стравливания воздуха, другие размещают отдельный воздушный клапан около сетчатого фильтра, чтобы отводить воздух при запуске системы. Узнать, как эта проблема решена в конкретной отдельно взятой модели можно в паспорте изделия.

Усовершенствованные термодинамические конденсатоотводчики

Инновационным методом удаления воздуха из паропровода можно назвать комбинирование термодинамического диска с термостатическим воздушным клапаном, который работает только во время запуска системы.

Этот клапан выполнен в виде биметаллического незамкнутого кольца, которое удерживает диск над седлом, позволяя воздуху выйти. По мере нагревания кольца паром, оно расширяется, и конденсатоотводчик переходит в обычный режим работы.

Главное преимущество такого усовершенствованной конструкции заключается в том, что механизм конденсатоотводчика может изготавливаться с упором на сохранение герметичности перекрытия потока.

Усовершенствованные модели могут иметь и другие опции, нацеленные на снижение стоимости жизненного цикла арматуры. Например, Y-образные фильтры для повышения надежности, продувочные клапаны и полностью заменяемые внутренние детали, снижающие затраты на обслуживание и сокращающие время ремонта.

Необходимо подобрать конденсатоотводчик? — Закажите обратный звонок или свяжитесь с нашими менеджерами через раздел Контакты.

Что такое и как работает конденсатоотводчик

Принцип работы механических конденсатоотводчиков основан на использовании разницы в плотностях пара и конденсата.

Существуют следующие их разновидности:

  • Поплавковый со сферическим поплавком
    • закрытым
    • открытым
  • Поплавковый колокольного типа (перевернутый открытый)

Термостатические конденсатоотводчики

Принцип работы термостатических конденсатоотводчиков основан на использовании расширения тел от нагревания и разности температур пара и конденсата.

Существуют следующие их разновидности:

Термодинамические конденсатоотводчики

Принцип работы термодинамических конденсатоотводчиков основан на использовании аэродинамического эффекта и термодинамических свойств среды.

Комбинированные термостатические/термодинамические конденсатоотводчики

Принцип действия комбинированного термостатического/термодинамического конденсатоотводчика:

  • отвод конденсата управляется регулирующим элементом в зависимости от установленных параметров давления и температуры.
  • конденсатоотводчик открывается при небольшом переохлаждении и закрывается непосредственно перед тем, как температура конденсата достигает температуры насыщения.
  • эффект «вскипания» конденсата (термодинамический процесс) приводит к мгновенному закрытию конденсатоотводчика и, соответственно, к высокой пропускной способности по горячему конденсату.

Температура отводимого конденсата регулируется путем перенастройки регулятора на определенное переохлаждение. Увеличение переохлаждения конденсата приводит к энергосбережению (если процесс нагрева допускает подтопление парового пространства), тогда как снижение переохлаждения приводит к более быстрому и равномерному нагреву.

Стадии работы

Первый этап

Во время запуска паровой системы, когда через конденсатоотводчик проходит холодный конденсат и воздух, биметаллические пластины находятся в плоском состоянии. Рабочее давление в этот отрезок времени действует в направлении открытия конденсатоотводчика (зеленая стрелка на рис.). Конденсатоотводчик полностью открыт.

Второй этап

Температура конденсата увеличивается и биметаллические пластины начинают выгибаться, втягивая плунжер по направлению к седлу (направление закрытия – красная стрелка). Это термостатический эффект. Рабочее давление в паровой системе и давление, появляющееся в пространстве между плунжером и седлом (маленькие зеленые стрелки на рис.) за счет вскипания конденсата, действуют в противоположном направлении, открывая конденсатоотводчик (большая зеленая стрелка на рис.). Это термодинамический эффект.

Третий этап

Как только температура конденсата приближается к температуре насыщения, конденсатоотводчик уже почти закрыт. Давление в пространстве между плунжером и седлом снижается по мере уменьшения объема пара вторичного вскипания и плунжер плотно прижимается к седлу. Термостатическая и пружинная характеристики стопки биметаллические пластин сбалансированы таким образом, что температура открытия и закрытия всегда на несколько градусов ниже температуры насыщения.

Монтаж и материалы

Комбинированные термостатические/термодинамические конденсатоотводчики с биметаллическим регулятором могут быть смонтированы как на вертикальных, так и на горизонтальных трубопроводах и могут изготавливаться из различных марок сталей.

Литература

Трубопроводная арматура. Справочное пособие. Д.Ф.Гуревич — Л.: Машиностроение, 1981.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое “Конденсатоотводчик” в других словарях:

конденсатоотводчик — конденсатоотводчик … Орфографический словарь-справочник

конденсатоотводчик — Арматура, удаляющая конденсат и не пропускающая или ограниченно пропускающая перегретый пар. [ГОСТ Р 52720 2007] конденсатоотводчик Устройство для автоматического отведения конденсата из трубопроводов тепловых сетей и производственных аппаратов,… … Справочник технического переводчика

Конденсатоотводчик — Конденсатоотводчик: арматура, удаляющая конденсат и не пропускающая или ограниченно пропускающая перегретый пар. Источник: ГОСТ Р 52720 2007. Арматура трубопроводная. Термины и определения (принят Приказом Ростехрегулирования от 11.04.2007 N 61 … Официальная терминология

конденсатоотводчик — сущ., кол во синонимов: 1 • отводчик (5) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Конденсатоотводчик — – устройство для автоматического отведения конденсата из трубопроводов тепловых сетей и производственных аппаратов, использующих пар. [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Рубрика термина: Тепловое … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Конденсатоотводчик — 37. Конденсатоотводчик Промышленная трубопроводная арматура, предназначенная для отвода конденсата водяного пара Источник: ГОСТ 24856 81: Арматура трубопроводная промышленная. Термины и определения оригинал до … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Конденсатоотводчик — Промышленная трубопроводная арматура, предназначенная для отвода конденсата водяного пара. Конденсатоотводчик, поплавковый Конденсатоотводчик, термодинамический … Словарь ГОСТированной лексики

Конденсатоотводчик — устройство для автоматического отвода конденсата (см. Конденсация) из паропотребляющих аппаратов и паропроводов. Отвод конденсата без пропуска пара необходим для сокращения расхода пара и предотвращения гидравлических ударов в… … Большая советская энциклопедия

КОНДЕНСАТООТВОДЧИК — устройство (периодич. или непрерывного действия) для отвода конденсата, скапливающегося в паропотребляюших аппаратах, паропроводах и т. д., без пропуска пара (см. рис.). Схемы конденсатоотводчиков: а с поплавком, открытым сверху; б с герметически … Большой энциклопедический политехнический словарь

КОНДЕНСАТООТВОДЧИК — устройство для автоматического отведения конденсата из трубопроводов тепловых сетей и производственных аппаратов, использующих пар (Болгарский язык; Български) кондензоотвод (Чешский язык; Čeština) zařízení pro odvod kondenzátu (Немецкий язык;… … Строительный словарь

Путешествуем по всему миру!

ПРИНЦИП РАБОТЫ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТООТВОДЧИКА

Конденсатоотводчик является важным связующим звеном между системой потребления пара и конденсатной сетью. Основной задачей конденсатоотводчиков является эффективное удаление конденсата и воздуха из паровых систем и установок без потерь пара.

ВИДЫ КОНДЕНСАТООТВОДЧИКОВ

Конденсатоотводчики делятся на три основных группы:

  • Механические конденсатоотводчики (управляемые уровнем среды):
    • поплавковые с герметичным поплавком
    • поплавком типа «перевернутый стакан»
  • Термические конденсатоотводчики (управляемые температурой конденсата):
    • биметаллические конденсатоотводчики
    • термостатические конденсатоотводчики (мембранно-капсульного типа)
  • Термодинамические конденсатоотводчики (управляемые состоянием среды)

ВНУТРЕННЯЯ КОНСТРУКЦИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТООТВОДЧИКА

купить термодинамический конденсатоотводчик который управляется средой, находящейся в определенном термодинамическом состоянии. Термодинамический конденсатоотводчик простой конструкции состоит из частей представленных на Рис.1:

1 — Корпус;
2 — Крышка;
3 — Пластина;
4 — Сетчатый фильтр,
5 — Заглушка фильтра

Впускное отверстие центрировано по седлу. Вокруг этого отверстия расположен канал кольцевой формы, в котором имеется три отверстия, соединенные с выходом. Если пластина лежит на седле, то она перекрывает входное отверстие и канал с выходными отверстиями.

Рис. 1: Термодинамический конденсатоотводчик Ari-Cona-TD мод. 641 производства Ari-Armaturen (Германия)

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТООТВОДЧИКА

Принцип работы термодинамического конденсатоотводчика основан на законе Бернулли, который гласит, что в потоке среды (газа или жидкости) сумма статического давления (потенциальная энергия) и динамическое давление напора (кинетическая энергия) всегда величина постоянная. Если статическое давление снижается, то увеличивается скорость (динамическое давление) и наоборот.

Изменение давления происходит когда конденсат с температурой насыщения попадает на пластину конденсатоотводчика и часть конденсата вскипает под действием низкого давления конденсатной сети.

Если при запуске оборудования в конденсатоотводчик попадает холодный конденсат, то пластина (3) поднимается потоком и конденсат отводится через выпускные отверстия. Конденсатоотводчик полностью открыт (Рис. 2.1.) По мере работы оборудования конденсат становится горячее и давление увеличивается. В зоне между пластиной и седлом конденсатоотводчика статическое давление преобразуется в скорость потока.

Рис. 2.1: Конденсатоотводчик в открытом состоянииРис. 2.2: Конденсатоотводчик в состоянии «разгрузки»Рис. 2.3: Конденсатоотводчик в закрытом состоянии

С увеличением кинетической энергии снижается давление и конденсат начинает испаряться, увеличивается и скорость потока. С увеличением скорости в зоне ниже пластины давление продолжает снижаться и часть вскипающего пара попадает в зону выше пластины (Рис. 2.2) Возрастающее давление пара в зоне над пластиной придавливает ее к седлу и закрывает конденсатоотводчик (Рис. 2.3). Конденсатоотводчик остается в закрытом положении из-за разности эффективной площади поверхности пластины снизу и сверху.

Через крышку (2) тепловая энергия передается окружающей среде, пар в камере над пластиной конденсируется, давление выше пластины снижается и она не может удерживать давление системы. Пластина клапана поднимается (Рис. 2.1) и цикл повторяется снова.

ОСНОВНЫЕ ДОСТОИНСТВА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТООТВОДЧИКОВ

  • Термодинамические конденсатоотводчики нечувствительны к гидроударам и могут применятся в широком диапазоне давлений.
  • Благодаря простоте своей конструкции термодинамические конденсатоотводчики имеют компактный размер и единственный подвижный элемент — пластину.

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТООТВОДЧИКОВ

Термодинамические конденсатоотводчики не применяют в случаях высокого противодавления, а именно если противодавление составляет больше чем 60% от давления в системе. Причиной этому является то, что при таком перепаде давления степень разгрузки конденсата в зоне ниже пластины конденсатоотводчика незначительна и поэтому снижение давления на конденсатоотводчике также слишком мало, чтобы закрыть выпуск.

Термодинамический конденсатоотводчик не пригоден для применения в режимах с нестабильным давлением, повышенным противодавлением или нестабильным образованием конденсата, которые могут возникнуть на оборудовании с предусмотренным регулированием со стороны пара.

Термодинамические конденсатоотводчики являются плохими развоздушивателями. В процессе ввода оборудования в эксплуатацию в системе (как и в конденсатоотводчике присутствует воздух. Согласно закону Бернулли, пластина давит на седло в момент выхода воздуха с высокой скоростью, конденсатоотводчик остается закрытым и неразвоздушивает.

Термодинамический конденсатоотводчик может выпускать пар, если не происходит образование конденсата, например в случае с перегретым паром.

На процесс конденсации пара в зоне над пластиной легко влияют условия окружающей среды, особенно при эксплуатации термодинамических конденсатоотводчиков вне помещений. Под влиянием дождя или ветра увеличивается частота срабатывания конденсатоотводчика и, следовательно, износ.

П.А. Гилепп. Принцип действия конденсатоотводчиков

Конденсатоотводчик – это автоматический клапан, назначение которого – пропускать конденсат и не пропускать пар. В английском языке термин «конденсатоотводчик» звучит как «steam trap», что можно перевести как «ловушка пара»; по испански «purgador de condensado», переводится как «очиститель от конденсата». Оба иностранных названия так же точно отражают назначение устройства, как и русская интерпретация, однако термин steam trap сразу характеризует подход к проблеме, определяя, что основным назначением конденсатоотводчика является экономия пара. До сих пор можно услышать устаревший термин «конденсатный горшок», скорее отражающий внешний вид и конструкцию устройства, нежели его функциональное назначение.

Принципиально можно выделить два типа применения конденсатоотводчиков:

• отвод конденсата от теплообменного оборудования (змеевики, калориферы, скоростные и емкостные подогреватели, стерилизаторы, пароспутники и пр.);

• отвод конденсата от паропроводов (основные и вспомогательные паропроводы, паровые коллекторы, сепараторы пара).

При отводе конденсата от теплообменников необходимо, чтобы пар, сконденсировавшись и таким образом передав нагреваемой среде скрытую теплоту парообразования, был удален из теплообменника. Если не использовать конденсатоотводчик на выходе теплообменного аппарата, то часть пара, не успевшая сконденсироваться, выйдет из теплообменника в виде так называемого пролетного пара и может быть безвозвратно потеряна. Если пролетный пар не использовать, то процесс нагрева становится крайне неэффективным, потому что потери пролетного пара порой могут достигать 20 % и более. Таким образом, конденсатоотводчик способствует энергосбережению. Пролетный пар провоцирует гидроудары в конденсатных линиях. Работа конденсатоотводчика заключается в гидравлическом разделении паровой и конденсатной сторон.

Конденсатоотводчик является чрезвычайно ответственным устройством, от качества его работы зависит не только эффективность пароконденсатной системы, но и ее безопасная эксплуатация. Именно поэтому требования, предъявляемые к конденсатоотводчику, традиционно высоки. Часто конденсатоотводчики работают в крайне неблагоприятных для трубопроводной арматуры условиях, среди которых переменный расход, высокий перепад давления, высокая температура, наличие загрязнений в рабочей среде, работа сразу с несколькими средами (пар, конденсат, воздух). Для сохранения работоспособности в течение длительного времени конденсатоотводчик должен обладать выдающимися характеристиками. Многообразие технических условий в тепловых процессах, требующих применения конденсатоотводчиков, обусловило необходимость использования нескольких типов конденсатоотводчиков в зависимости от конкретного приложения. Именно поэтому не существует универсального конденсатоотводчика, одинаково подходящего для всех процессов. На рисунках приведены лишь некоторые модели из довольно большого ассортимента конденсатоотводчиков, предлагаемых на рынке трубопроводной арматуры.

Типичные заблуждения при выборе конденсатоотводчика

1. Конденсатоотводчик можно подобрать по диаметру трубы, на которую он устанавливается.
Где гарантия, что труба выбрана правильно? Основными параметрами для выбора конденсатоотводчика являются расход конденсата и перепад между давлением перед конденсатоотводчиком и давлением в конденсатной линии.

2. Все конденсатоотводчики на участке или на предприятии должны быть унифицированы – так проще поддерживать запас запчастей и обеспечивать ремонт.
К этому нужно стремиться, но следует помнить, что универсального конденсатоотводчика, одинаково хорошо подходящего для применения во всех процессах, нет.

3. Конденсатоотводчики этого типа всегда плохо работают.
А правильно ли применялся конденсатоотводчик? Мировая промышленность производит около десятка различных типов конденсатоотводчиков, отличающихся конструкцией и принципом действия. Каждый из типов имеет определенные технические и /или экономические преимущества перед другими при определенных условиях. Эти критерии также подлежат оценке перед выводами о работоспособности того или иного конденсатоотводчика. Зачастую причина неработоспособности конденсатоотводчика – неправильное его применение.

4. Подобрать конденсатоотводчик проще простого, это же просто «горшок».
Специалистов по подбору конденсатоотводчиков не так уж и много. Где вы проходили обучение?

5. Конденсатоотводчики очень дорогие.
Эти устройства предназначаются для экономии денег, помогая при этом обеспечивать соблюдение технологического процесса. Для того чтобы конденсатоотводчик мог выполнять эти непростые и важные функции, его изготавливают из качественных материалов, под конкретные технические условия, с высоким качеством сборки, что обеспечивает длительный срок эксплуатации, в том числе в тяжелых промышленных условиях. Средний срок окупаемости конденсатоотводчика не превышает полугода! Эти устройства лидируют по экономической эффективности применения среди прочего промышленного оборудования.

6. Конденсатоотводчик можно выбрать по номинальному расходу конденсата, не применяя «коэффициент запаса».
Это не всегда так. Необходимо точно знать характер процесса, где предполагается установить конденсатоотводчик. Во многих приложениях рекомендуется учитывать запас по производительности, только так можно гарантировать эффективный отвод конденсата на всех режимах работы.

Ссылка на основную публикацию