Механические конденсатоотводчики

Механические конденсатоотводчики работают за счет разницы плотности пара и конденсата. Они способны непрерывно пропускать большие объемы конденсата и подходят для широкого спектра технологических применений. К таким типам относятся шаровые поплавковые конденсатоотводчики и конденсатоотводчики с перевернутым стаканом. В этом материале рассматриваются работа и преимущества обоих типов.

#Шаровой поплавковый конденсатоотводчик

Шаровой поплавковый конденсатоотводчик работает за счет разницы плотности пара и конденсата. В случае устройства, показанного на рисунке 11.3.1, поступающий в корпус конденсат поднимает шаровой поплавок, который через механизм приподнимает клапан над седлом и выпускает конденсат. Как видно из схемы, клапан постоянно находится под уровнем жидкости, поэтому через него не проходят ни пар, ни воздух; по этой причине ранние конструкции такого типа оснащались ручным краником для выпуска воздуха в верхней части корпуса. В современных устройствах используется термостатический воздухоотводчик, показанный на рисунке 11.3.2. Он позволяет удалить первоначальный воздух, пока конденсатоотводчик одновременно отводит конденсат. Автоматический воздухоотводчик использует тот же капсульный элемент уравновешенного давления, что и термостатический конденсатоотводчик, и расположен в паровом пространстве выше уровня конденсата. После удаления первоначального воздуха он остается закрытым до тех пор, пока во время нормальной работы не накопятся воздух или другие неконденсируемые газы и не вызовут его открытие за счет снижения температуры воздушно-паровой смеси. Термостатический воздухоотводчик дополнительно значительно увеличивает пропускную способность по конденсату при холодном пуске.

Раньше термостатический воздухоотводчик считался уязвимым местом, если в системе присутствовал гидроудар. При сильном гидроударе мог повредиться даже сам шар. Однако в современных поплавковых конденсатоотводчиках воздухоотводчик представляет собой компактную и очень прочную капсулу полностью из нержавеющей стали, а современные методы сварки шара делают весь поплавково-термостатический конденсатоотводчик очень надежным и стойким к гидроудару.

Во многих отношениях поплавково-термостатический конденсатоотводчик ближе всего к идеальному. Он отводит конденсат сразу после его образования, независимо от изменений давления пара. Преимущества поплавково-термостатического конденсатоотводчика

• Конденсатоотводчик непрерывно удаляет конденсат при температуре пара. Это делает его первым выбором для применений, где при имеющейся площади поверхности нагрева требуется высокая скорость теплопередачи.
• Он одинаково хорошо справляется как с большими, так и с малыми нагрузками по конденсату и не чувствителен к широким и резким колебаниям давления или расхода.
• При наличии автоматического воздухоотводчика устройство свободно удаляет воздух.
• Для своих размеров он обладает большой пропускной способностью.
• Исполнения с устройством снятия паровой блокировки являются единственным типом конденсатоотводчиков, полностью подходящим для применений, где возможно запирание паром.
• Он устойчив к гидроудару. Недостатки поплавково-термостатического конденсатоотводчика
• Хотя он менее чувствителен к замерзанию, чем конденсатоотводчик с перевернутым стаканом, поплавковый тип все же может быть поврежден сильным морозом, поэтому корпус должен быть хорошо теплоизолирован и/или дополнен небольшим вспомогательным термостатическим дренажным конденсатоотводчиком, если устройство устанавливается на открытом месте.
• Как и для всех механических конденсатоотводчиков, для работы в разных диапазонах давления требуются разные внутренние элементы. Конденсатоотводчики, рассчитанные на более высокие перепады давления, имеют меньшие отверстия, чтобы уравновесить плавучесть поплавка. Если на устройство действует больший перепад давления, чем предусмотрено, оно закроется и не будет пропускать конденсат.

#Конденсатоотводчик с перевернутым стаканом

Конденсатоотводчик с перевернутым стаканом показан на рисунке 11.3.3. Как следует из названия, его механизм состоит из перевернутого стакана, соединенного рычагом с клапаном. Важной частью устройства является маленькое отверстие для выпуска воздуха в верхней части стакана. На рисунке 11.3.3 показан принцип работы. В положении (i) стакан опущен вниз и тянет клапан с седла. Конденсат проходит под нижнюю кромку стакана, заполняет корпус и уходит через выход. В положении (ii) при поступлении пара стакан становится плавучим, поднимается и закрывает выпуск. В положении (iii) конденсатоотводчик остается закрытым до тех пор, пока пар внутри стакана не сконденсируется или не пройдет через вентиляционное отверстие в верхнюю часть корпуса. После этого стакан опускается, тянет основной клапан с седла, накопившийся конденсат удаляется, и цикл повторяется. В положении (ii) воздух, поступающий в конденсатоотводчик при пуске, тоже придает стакану плавучесть и закрывает клапан. Поэтому отверстие в стакане необходимо, чтобы воздух мог выходить в верхнюю часть корпуса и затем быть удаленным через седло основного клапана. Отверстие мало, как и перепад давления, поэтому этот тип относительно медленно удаляет воздух. Одновременно для работы после удаления воздуха ему необходимо пропускать, а значит терять, некоторое количество пара. Установка параллельного воздухоотводчика вне корпуса сокращает время пуска. Преимущества конденсатоотводчика с перевернутым стаканом

• Конденсатоотводчик с перевернутым стаканом может быть выполнен для работы при высоких давлениях.
• Как и поплавково-термостатический конденсатоотводчик, он хорошо переносит гидроудар.
• Может применяться на линиях перегретого пара при установке обратного клапана на входе.
• Обычно отказывает в открытом положении, поэтому безопаснее там, где это важно, например на дренажах турбин. Недостатки конденсатоотводчика с перевернутым стаканом
• Небольшой размер отверстия в верхней части стакана означает, что этот тип может удалять воздух только очень медленно. Увеличить отверстие нельзя, поскольку при нормальной работе через него слишком быстро проходил бы пар.
• В корпусе конденсатоотводчика всегда должно оставаться достаточно воды, чтобы образовывать гидрозатвор вокруг кромки стакана. Если гидрозатвор теряется, пар может уходить через выпускной клапан. Это часто случается там, где давление пара резко падает, и часть конденсата в корпусе мгновенно превращается во вспышечный пар. Стакан теряет плавучесть и опускается, позволяя острому пару проходить через отверстие конденсатоотводчика. Только если к устройству поступит достаточное количество конденсата, гидрозатвор восстановится и предотвратит потери пара.
• Если конденсатоотводчик с перевернутым стаканом применяется на установке, где ожидаются колебания давления, перед ним на входной линии следует установить обратный клапан. Пар и вода смогут свободно двигаться в нужном направлении, а обратный поток будет исключен, так как обратный клапан прижмется к седлу.
• Более высокая температура перегретого пара может привести к потере гидрозатвора в конденсатоотводчике с перевернутым стаканом. Поэтому в таких условиях обратный клапан перед устройством следует считать обязательным. Некоторые модели поставляются со встроенным обратным клапаном.
• При установке на открытом месте при отрицательной температуре окружающей среды конденсатоотводчик с перевернутым стаканом может быть поврежден замерзанием. Как и у других механических типов, подходящая теплоизоляция помогает решить проблему, если условия не слишком тяжелые. Если ожидаются температуры значительно ниже нуля, разумно рассмотреть более надежный тип для данной задачи. В случае дренажа магистралей первым выбором будет термодинамический конденсатоотводчик.
• Как и у поплавкового типа, отверстие в конденсатоотводчике с перевернутым стаканом рассчитано на работу только до определенного максимального перепада давления. Если на устройство действует больший перепад, чем предусмотрено, оно закроется и перестанет пропускать конденсат. Для покрытия широкого диапазона давлений выпускаются разные размеры отверстий.