При проектировании пароконденсатных систем одной из главных задач является правильная организация отвода конденсата. Наличие конденсата в паровых системах приводит к гидроударам, снижению тепловой мощности и ухудшению качества пара, поступающего к потребителям. Кроме того, влажный пар вызывает преждевременную коррозию трубопроводов и выход из строя регулирующей и запорной арматуры. Для удаления конденсата из паропроводов используют специальные устройства, называемые конденсатоотводчиками. Существует несколько различных типов конденсатоотводчиков, выбор которых зависит от индивидуальных особенностей того участка паропровода или типа теплообменного оборудования, на котором он установлен. Конденсатоотводчик должен пропускать конденсат, при этом исключая попадание пролетного пара в линию возврата конденсата.
Конденсатоотводчики можно разделить на три группы: механические, термостатические и термодинамические.
Механические конденсатоотводчики Принцип действия таких конденсатоотводчиков основывается на разности плотности жидкости (конденсат) и газа (в данном случае – пар). Здесь выделяются следующие два типа механических конденсатоотводчиков:
Поплавковый конденсатоотводчик со сферическим поплавком. Самым распространенным типом механического конденсатоотводчика является поплавковый со сферическим поплавком. Данный конденсатоотводчик обладает большой пропускной способностью. Отводит конденсат сразу после образования. Содержит встроенный биметаллический клапан для выпуска воздуха. Внутренние компоненты выполнены из нержавеющей стали. При отсутствии конденсата поплавок опущен и клапан закрыт. По мере поступления конденсата в поплавковую камеру поплавок начинает всплывать и открывает клапан, выпускающий конденсат. При поступлении пара уровень конденсата снижается, и поплавок опускается, закрывая выпускной клапан. Данный тип конденсатоотводчика рекомендуется для удаления конденсата из нагревателей, теплообменников, сушилок, варочных котлов и другого оборудования в отапливаемых помещениях. Подвержен замерзанию.
Поплавковый конденсатоотводчик с опрокинутым стаканом. Даннный конденсатоотводчик работает циклически. Для его нормальной работы необходимо заполнение гидрозатвора. При отсутствии конденсата поплавок опущен и клапан открыт. Конденсат, поступая в корпус, выходит через выпускной клапан в конденсатную линию. При попадании пара в пространство под поплавком поплавок всплывает и закрывает выпускной клапан. После конденсации пара поплавок опускается и открывает выпускной клапан. Подвержен замерзанию.
Термостатические конденсатоотводчики Принцип действия данных конденсатоотводчиков основан на разнице температур пара и конденсата. Здесь выделяются следующие два типа термостатических конденсатоотводчиков:
Капсульные конденсатоотводчики. В качестве запорного клапана используется термостатическая капсула. Данный конденсатоотводчик пропускает конденсат и воздух, препятствуя прохождению пара. Может использоваться в качестве автоматического воздушника в паровых системах. Использование различных типов термостатов позволяет подбирать конденсатоотводчик таким образом, чтобы конденсат выпускался охлажденным. Рекомендуется для дренажа паровых линий в отапливаемых помещениях, а также для варочных котлов, стерилизаторов и другого теплообменного оборудования.
Биметаллические конденсатоотводчики. В качестве запорного устройства используется биметаллический клапан. Данный конденсатоотводчик, как и капсульный, пропускает конденсат и воздух, препятствуя прохождению пара. Может использоваться в качестве автоматического воздушника в паровых системах. Устойчив к отрицательным температурам и гидроударам. Рекомендуется для дренажа паровых линий вне помещений, а также для варочных котлов, стерилизаторов и другого теплообменного оборудования. Термодинамические конденсатоотводчики Принцип действия данных конденсатоотводчиков основан на разнице скоростей прохождения пара и конденсата в зазоре между диском и седлом. При прохождении конденсата скорость низкая, и диск находится в верхнем положении. Когда в конденсатоотводчик поступает пар, скорость увеличивается, статическое давление под диском падает, 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 снижается, и диск снова поднимается, пропуская конденсат. Термодинамический конденсатоотводчик является самым низкоэффективным из всех перечисленных типов. Может применяться для дренажа паровых магистралей вне помещений, в тех случаях когда возврат конденсата не осуществляется.
Выбор конденсатоотводчика При выборе конденсатоотводчика необходимо учитывать следующие факторы: — Необходимо определиться с типом конденсатоотводчика. Выбор типа зависит от места установки и типа потребителя, за которым устанавливается конденсатоотводчик. На выбор типа конденсатоотводчика оказывают влияние параметры пара и особенности системы: изменение нагрузок, цикличность режимов работы, гидроудары и другое. — Следующим шагом является определение типоразмера. Диаметр конденсатоотводчика выбирается по пропускной способностью конденсатоотводчика и перепаду давления на нем. Как правило, возникают трудности с определением перепада давления, т. к. на линии возврата конденсата обычно не устанавливаются манометры. Поэтому при расчете пропускной способности принято использовать коэффициенты запаса. Таблица 1. Рекомендации по выбору конденсатоотводчиков.
Таблица 2. Преимущества и недостатки различных типов конденсатоотводчиков.
Таблица 3. Образование конденсата при пусковых и рабочих нагрузках.
