Конденсатоотводчик — задержка пара в пароконденсатной системе.

Опубликовано в Статьи

Конденсатоотводчик — задержка пара в пароконденсатной системе.

Конденсатоотводчик – это прибор, предназначенный для задержки пара в пароконденсатной системе, его конденсации и отвода образовавшегося конденсата. По своей сути это автоматический клапан.

Правильно подобранный конденсатоотводчик позволяет значительно повысить энергоэффективность паровой системы, а его отсутствие или использование неверно подобранного прибора влечёт за собой появление гидроударов, коррозии, потерь пролётного пара и снижение производительности оборудования в целом.

Подбор конденсатоотводчика для теплообменной системы невозможен без знаний о типах этих устройств и их особенностей. При выборе также необходимо учитывать условия, при которых будет работать данный прибор, а именно: возможность колебания давления, возникновение гидроударов, вероятность образования коррозии, температурный режим и т.д.

Типы конденсатоотводчиков

Существует три основных типа конденсатоотводчиков:

- механические (поплавковые);

- термостатические;

- термодинамические.

Существуют также конденсатоотводчики смешанного типа, имеющие признаки вышеперечисленных типов, но не относящиеся ни к одному из них.

 

Механические конденсатоотводчики

Работа механических конденсатоотводчиков основана на разнице плотности конденсата и пара. Состояние клапана меняется при движении поплавка (он может быть в виде шара или перевёрнутого стакана). Конденсатоотводчики этого типа используются в тепловых установках, для которых характерны большие поверхности теплообмена и активное образование большого количества конденсата.

Достоинства поплавковых конденсатоотводчиков:

- непрерывный отвод конденсата при температуре пара;

- высокая производительность, в том числе при малой нагрузке;

- устойчивость к изменениям давления и нагрузки;

- устойчивость к гидроударам;

- надёжность.

Недостатки поплавковых конденсатоотводчиков:

- замерзание при низких температурах, необходима теплоизоляция.

Достоинства конденсатоотводчиков с перевёрнутым стаканом:

- устойчивость к загрязнению;

- устойчивость к гидроударам;

- работа при высоких давлениях и температурах;

- работоспособность при перепаде давления и нагрузки;

- надёжность.

Недостатки конденсатоотводчиков с перевёрнутым стаканом:

- обязательно наличие гидрозатвора (конденсата) при пуске;

- отвод воздуха ограничен конструктивными особенностями;

- увеличенные габариты;

- замерзание при низких температурах, необходима теплоизоляция.

Примеры механических конденсатоотводчиков

55adfcaa656962a0480b7fbe9eca0832

 

Термостатические конденсатоотводчики

Работа термостатических конденсатоотводчиков основана на разнице температур конденсата и пара. Для определения температуры используется чувствительный элемент –термостат или капсула (сильфон). Общей особенностью всех конденсатоотводчиков этого типа является необходимость предварительного охлаждения конденсата до температуры сухого насыщенного пара.

Термостатические конденсатоотводчики в зависимости от конструкции делят на сбалансированные по давлению, жидкостные и биметаллические.

Работа конденсатоотводчиков, сбалансированных по давлению основана на разности температур кипения термостатирующей жидкости (спиртовая смесь) и воды при рабочем давлении пара.

Достоинства конденсатоотводчиков, сбалансированных по давлению:

- автоматическая подстройка под давление;

- компактность и малый вес;

- высокая производительность;

- свободный выпуск воздуха при пуске;

- устойчивость к низким температурам (при условии, что за конденсатоотводчиком нет подъёма конденсата);

- простое обслуживание (капсула и седло съёмные).

Недостатки конденсатоотводчиков, сбалансированных по давлению:

- инерционность;

- чувствительность к гидроударам и коррозии (в современных приборах эта проблема решается использование деталей из нержавеющей стали);

- неработоспособность при перегретом паре (современные конденсатоотводчики лишены этого минуса);

- необходимость доохлаждения конденсата перед его выпуском.

Жидкостные термостатические конденсатоотводчики работают за счёт расширения-сжатия термостата, заполненного жидкостью (маслом), реагирующей на разницу температур пара и конденсата. Конденсатоотводчики этого типа изменяют свою пропускную способность в зависимости от температуры термоэлемента.

Достоинства жидкостных конденсатоотводчиков:

- автоматическая подстройка пропускной способности;

- свободный выпуск воздуха при пуске;

- компактность и малый вес;

- работоспособность при перегретом паре;

- устойчивость к низким температурам (при условии, что за конденсатоотводчиком нет подъёма конденсата);

- устойчивость к гидроударам, вибрациям

Недостатки жидкостных конденсатоотводчиков:

- инерционность;

- чувствительность к коррозии;

- необходимость доохлаждения конденсата перед его выпуском.

В биметаллических конденсатоотводчиках открытие клапана регулируется изгибом металлических пластин (дисков), меняющих свою форму при нагреве-охлаждении среды.

Достоинства биметаллических конденсатоотводчиков:

- высокая производительность при компактных размерах;

- свободный выпуск воздуха;

- устойчивость к низким температурам, высокому давлению, перегретому пару;

- коррозионностойкость, невосприимчивость к гидроударам;

- работа в широком диапазоне давлений;

- температура отводимого конденсата ниже температуры пара;

- ремонтопригодность.

Недостатки биметаллических конденсатоотводчиков:

- инерционность;

- необходимость организации охлаждающего участка перед конденсатоотводчиком;

- необходимость понижения температуры конденсата до более низкой температуры, чем обычно, при высоком противодавлении.

 

Примеры термостатических конденсатоотводчиков:

 

88d75bff8113f5d45aae060de828b35a 367ee722c98bc65c4fff8b13cf06d823

 

Термодинамические конденсатоотводчики

Работа термодинамических конденсатоотводчиков основана на разнице скорости движения конденсата и пара в зазоре между седлом и диском. Основным рабочим элементом является диск.

Достоинства термодинамических конденсатоотводчиков:

- отсутствует необходимость настройки, регулирования размера клапана;

- высокая производительность при малых массо-габаритных показателях;

- устойчивость к высокому давлению, гидроударам, коррозии, вибрациям;

- работоспособность на перегретом паре;

- устойчивость к низким температурам, обмерзанию;

- ремонтопригодность.

Недостатки термодинамических конденсатоотводчиков:

- недостаточная производительность при низком давлении и высоком противодавлении;

- быстрый износ при частых срабатываниях.

Примеры термодинамических конденсатоотводчиков:

be860d6c5279d9ce54c0e8aae00ffb86

 

Факторы, влияющие на выбор конденсатоотводчика

При выборе конденсатоотводчика следуют принять во внимание несколько важных факторов, которые в итоге определят прибор какого типа и с какими параметрами следует использовать для оптимальной производительности пароконденсатной установки.

Гидроудар

Гидроудары могут вывести из строя конденсатоотводчик. Если есть вероятность гидроударов, следует остановить свой выбор на типах, которые устойчивы к таким воздействиям. К ним относятся термодинамические конденсатоотводчики, термостатические, сбалансированные по давлению и биметаллические, механические поплавковые со встроенным воздушником, механические с перевёрнутым стаканом.

Грязь

Грязь представляет собой значительную проблему для всех типов конденсатоотводчиков. При засорении седла и клапана устройство выйдет из строя, приводя к нарушению рабочего режима всей технологической установки. Как правило, для защиты от засорений конденсатоотводчики имеют встроенные фильтры-грязевики.

Коррозия

Для защиты от коррозии детали современных конденсатоотводчиков выполняют из нержавеющей стали. Как показала практика, при взаимодействии внутренних деталей из чугуна и углеродистой стали с агрессивным конденсатом, их срок службы уменьшается.

Паровая пробка

При возникновении паровой пробки конденсатоотводчик не может отводить конденсат, что приводит к затоплению устройства и может вывести из его строя. Паровая пробка может возникнуть в случае, когда точка отбора конденсата находится на значительном удалении от конденсатоотводчика. В этом случае необходимо установить на конденсатоотводчик устройство удаления паровых пробок (игольчатый клапан). Это устройство возможно установить только на механический поплавковый конденсатоотводчик.

Выпуск воздуха

При пуске системы необходимо удалить воздух из теплообменника и паропровода. Причем сделать это нужно до того, воздух смешается с паром. В большинстве случаев выпуск воздуха происходит именно через конденсатоотводчик. Практически все типы конденсатоотводчиков справляются с этой задачей, но термостатические в силу своей конструкции выпускают воздух быстрее. Механические поплавковые конденсатоотводчики для выпуска воздуха должны быть оснащены термостатическими воздушниками. Термодинамические менее производительны в этом плане, но для магистральных и спутниковых паропроводов этого обычно хватает. Конденсатоотводчики с перевёрнутым стаканом менее всего подходят для быстрого выпуска воздуха, хотя при параллельно установленном термостатическом воздушнике справляются с данной задачей.

Отвод конденсата

Собственно, основная функция прибора, из-за которой он и получил своё название. Для выполнения этой задач конденсатоотводчик выбирается по типу и пропускной способности. Определение пропускной способности – задача весьма нетривиальная, связанная в первую очередь с выяснением перепада давления на конденсатоотводчике. Чтобы его определить, прибегают к математическим расчётам теплообменных процессов, инженерной интуиции и опыту. Сложности добавляет тот факт, что наибольшее количество конденсата образуется при пуске, когда перепады давления невелики по сравнению с рабочим режимом. Общая рекомендация при выборе конденсатоотводчика – его реальная пропускная способность должна иметь не менее чем двукратный запас по сравнению с расчётной.

Тепловая эффективность

Помимо отвода жидкости прибор имеет другую важнейшую функцию, он должен не пропустить пар. Для максимальной теплоотдачи и снижения потребления пара используют термостатические конденсатоотводчики. В случаях, когда есть потребность в температурном регулировании, отведении конденсата по мере его образования, применяют механические и термодинамические конденсатоотводчики.

Технологические параметры

Конденсатоотводчик – неотъемлемая часть пароконденсатной системы, и при его выборе нужно рассматривать требования техпроцесса, в котором он будет участвовать. К параметрам, влияющим на выбор конденсатоотводчика, относят следующие:

- область использования (магистральные паропроводы и пароспутники, теплообменные аппараты);

- конфигурация паро- и конденсатопровода;

- давление пара и конденсата в системе (рабочее, максимальное);

- расход конденсата;

- противодавление конденсата;

- температурные условия;

- наличие температурного регулирования.