Конденсатоотводчик

Конденсатоотводчиками называются конструкции арматуры, предназначенные для автоматического отвода конденсата. Конденсат может появляться в результате потери паром тепла в теплообменниках и при прогреве трубопроводов и установок, когда часть пара превращается в воду. Наличие конденсата в паровых системах приводит к гидроударам, снижению тепловой мощности и ухудшению качества пара.

Основные требования к конденсатоотводчикам исходя из предназначения оборудования ^{[источник не указан 800 дней]}:

• Отвод требуемого количества конденсата без потерь острого пара - конденсатоотводчик должен выпускать воду и задерживать пар, что осуществляется с помощью гидравлического или механического затвора.
• Автоматический отвод воздуха (автоматическое вентилирование).

Дополнительные задачи, решаемые конструктивными особенностями конкретных видов конденсатоотводчиков^{[источник не указан 800 дней]}:

• Отсутствие подтоплений конденсатом.
• Утилизация теплоты конденсата посредством переохлаждения.

В зависимости от принципа работы конденсатоотводчики можно разделить на три группы: механические (поплавковые), термостатические и термодинамические. Могут применяться также конденсатоотводчики сопловые и лабиринтные, а также комбинированные термостатические/термодинамические.

Типы конденсатоотводчиков

Механические (поплавковые)

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:

• Капсульные конденсатоотводчики
• Биметаллические пластины
• Сильфонные термостаты

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

Второй этап

Третий этап

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.