Конденсатоотводчик – вид трубопроводной арматуры, предназначенный для автоматического отвода конденсата водяного пара из пароконденсатных систем. Конденсат в системах появляется в результате потери паром энергии в теплообменниках или при пусковом прогреве теплопроводов. Наличие конденсата в паровых трубопроводных системах приводит к гидроударам, снижению тепловой мощности и ухудшению качества пара. Известно, что использование конденсатоотводчиков в комплексе оборудования сохраняет до 20 % полезной энергии пара. Чтобы подобрать конденсатоотводчик, необходимо знать условия и режим эксплуатации теплосети, особенности используемого оборудования и характеристики самих конденсатоотводчиков. Под условиями эксплуатации теплосети мы понимаем колебания рабочего давления, а также противодавление на самих конденсатоотводчиках. Кроме того иногда требуется стойкость конденсатоотводиков к коррозии, гидроударам или замерзанию. Необходимо также учесть условия выпуска воздуха из системы во время включения теплового оборудования. Рассмотрим принцип работы трех основных типов конденсатоотводчиков.
Конденсатоотводчики термодинамические, принцип работы:
Термодинамические конденсатоотводчики являются наиболее простым и наиболее распространенным типом конденсатоотводчиков. Термодинамические конденсатоотводчики предназначены для паровых систем с малым или средним расходом конденсата. В основе принципа работы термодинамического конденсатоотводчика лежит разница скоростей прохождения пара и конденсата в зазоре между диском и седлом. При прохождении через конденсатоотводчик конденсата из-за его низкой скорости диск поднимается и пропускает конденсат. При прохождении через конденсатоотводчик пара скорость увеличивается, приводя к падению статического давления, и диск опускается на седло. Пар, находящийся над диском, благодаря большей площади контакта удерживает диск в закрытом положении. По мере конденсации пара давление над диском падает, и диск снова начинает подниматься, пропуская конденсат. Периодически конденсатоотводчики выпускают часть пара, поэтому, чтобы избежать энергопотерь, производители не выпускают термодинамические конденсатоотводчики больших диаметров.
Преимущества термодинамических конденсатоотводчиков:
- Простая, надежная в эксплуатации, компактная конструкция, имеющая малый вес;
- Относительно низкая цена устройства;
- Конденсат удаляется сразу при попадании в конденсатоотводчик;
- Регулировка конденсатоотводчика не требуется;
- Допустимо использование в системах с высоким (средним) давлением и при перегретом паре;
- Не разрушаются при замерзании, не обмерзают при установке в вертикальной плоскости (Внимание! Работа в вертикальном положении может привести к быстрому износу краев диска конденсатоотводчика);
- Удобны в обслуживании и ремонте;
- Нечувствительны к гидроударам;
- Возможность определения нормальной работы по частоте ударов диска о седло;
- Большая производительность для своих размеров;
Недостатки термодинамических конденсатоотводчиков:
- Цикличность работы приводит к постоянным потерям пролетного пара;
- Нестабильно работают при низком входном давлении и высоком противодавлении;
- Есть риск запирания конденсатоотводчика воздухом в случае резкого увеличения давления при запуске системы (для решения данной проблемы рекомендуется использовать для обвязки вентили, а не шаровые краны);
- При сбросе конденсата в атмосферу возможен высокий уровень шума;
Конденсатоотводчики термостатические (капсульные), принцип работы:
Принцип работы термостатического конденсатоотводчика основан на разности температур пара и конденсата. Чувствительным элементом и исполнительным механизмом термостатического конденсатоотводчика является термостат. В качестве термостата используются биметаллические пластины или капсулы с наполнителем, который при изменении температуры деформирует изнутри форму капсулы. Термостат имеет в нижней части седло, выполняющее функцию запорного механизма. В холодном состоянии между диском капсулы и седлом существует зазор, позволяющий конденсату, воздуху и другим неконденсируемым газам выходить из конденсатоотводчика. При нагреве термостат опускается на седло, препятствуя выходу пара. Особенность термостатических конденсатоотводчиков – необходимость доохлаждения конденсата на несколько градусов относительно температуры конденсации для открытия термостата. Таким образом данный тип конденсатоотводчика в большей или меньшей степени инерционен. Данный тип конденсатоотводчиков помимо отвода конденсата, позволяет также удалять из системы воздух и газы, то есть использоваться в качестве воздухоотводчика для паровых систем. Существуют три модификации термостатических капсул позволяющих отводить конденсат при температуре на 5°С, 10°С или 30°С ниже температуры парообразования. Этот тип конденсатоотводчика не замерзает, если за ним нет подъема конденсатной линии, и конденсат не зальет его при отключении пара.
Преимущества термостатических конденсатоотводчиков:
- Компактная конструкция, малый вес, простота обслуживания;
- Непрерывный отвод конденсата и неконденсируемых газов;
- Пониженная температура конденсата на выходе устройства;
- Пониженное давление в конденсатопроводе;
- Бесшумная работа;
- Большая производительность для своих размеров;
- Возможна установка конденсатоотводчика в любом положении;
- Возможность использования при высоких давлениях;
Недостатки термостатических конденсатоотводчиков:
- При отказе закрывается седло;
- Не работает при перегретом паре;
- Чувствителен к гидроударам и резким колебаниям давления;
- Чувствителен к размораживанию;
- Срок службы ниже, чем у конденсатоотводчиков других типов;
- Инертность в работе;
- Ограничения по температуре окружающего воздуха – 25оС;
- Низкая устойчивость к загрязнениям;
Конденсатоотводчики поплавковые (механические), принцип работы:
Принцип работы (принцип действия) поплавковых конденсатоотводчиков основан на разнице плотности пара и конденсата. Исполнительным механизмом является шаровой поплавок или поплавок в виде перевернутого стакана. Поплавок соединен с выпускным клапаном посредством рычага. Конденсат поступает в корпус конденсатоотводчика и, наполняя его, поднимает поплавок, при этом открывая выпускной клапан. При пуске системы, в конденсатоотводчик поступает воздух, который беспрепятственно удаляется в конденсатную линию. Такие конденсатоотводчики обеспечивают непрерывный отвод конденсата и наиболее подходят для систем с большими поверхностями теплообмена и образованием больших объемов конденсата.
Преимущества поплавковых конденсатоотводчиков:
- Стабильная работа при малых нагрузках;
- Устойчив к внезапным колебаниям давления ;
- Высокая производительность (до 150 тонн конденсата в час!);
- Надёжен в эксплуатации, устойчив к гидроударам;
Недостатки поплавковых конденсатоотводчиков:
- Низкая устойчивость к загрязнениям;
- При поломке поплавка клапан постоянно будет закрыт, что может привести к разрыву трубопровода;
- Возможно повреждение при замерзании;
В корпусе поплавкового конденсатоотводчика при эксплуатации всегда должна быть вода (гидрозатвор). Потеря этого водяного уплотнения может привести к беспрепятственному выходу пара через конденсатоотводчик. Это может произойти при резком падении давления пара и как следствие – вскипанию конденсата. Чтобы этого избежать в системах, где возможны колебания давления, перед конденсатоотводчиком устанавливают обратный клапан. Поплавковый конденсатоотводчик может быть поврежден при замерзании. При установке поплавкового конденсатоотводчика на открытом воздухе необходимо использовать теплоизоляцию его корпуса.
