Конструкция
По своему строению различают три основных типа устройства.
Поплавковый (механический):
- с перевернутым стаканом ‒ расположение седла наверху изделия предотвращает его загрязнение, при повреждениях оно остается в открытом состоянии, конденсат отводится при температуре насыщения. Аппарат устойчив к высоким нагрузкам и температурным значениям, непригоден для работы на перегретом паре;
- с открытым поплавком ‒ отводит воздух и неконденсируемые газы при повышенных нагрузках, имеет простое строение, отсутствуют трущиеся элементы;
- с закрытым поплавком ‒ влага удаляется в непрерывном режиме, не обладает чувствительностью к переменным нагрузкам, во время эксплуатации может образоваться воздушная пробка.
Термодинамический ‒ принцип действия основан на разности скоростей пара и конденсата. Для эффективной работы входное давление должно превосходить противодавление, как минимум, в два раза. Прибор не требует регулировки, устойчив к полному размораживанию.
Термостатический ‒ в качестве рабочего элемента выступает капсула, внизу которой находится седло, являющееся запирающей деталью. Выполняет функцию воздухоотводчика. Бывает:
- биметаллический ‒ рабочий орган представляет собой набор пластин, каждая из которых состоит из двух металлических слоев;
- сбалансированный по давлению ‒ действие зависит от разницы температур кипения термостатируемой жидкости и воды при рабочей нагрузки пара;
- с терможидкостью ‒ особенность изделия в том, что температурные значения, действующие на термоэлемент, определяют пропускную способность.
Монтаж оборудования
Конденсатоотводчики позволяют дренировать магистральные трубопроводы, транспортирующие пар критических и сверхкритических параметров, выводить излишнюю влагу от теплообменников.
Система пароснабжения предрасположена к образованию гидравлических ударов, причинами которых, в большинстве случаев, являются предельное количество конденсата, высокая скорость теплоносителя.
Чтобы исключить гидроудары в паропроводе, устройства ставят на горизонтальных линиях, непосредственно за паропотребителями, на протяжении всей магистрали через расстояние примерно 30‒50 метров на прямых трубных участках.
Пропускная способность первого аппарата за паровым котлом должна составлять более 20% производительности котла. Если протяженность трассы превышает 1 км, то этот показатель должен быть равен 100%.
Приборы устанавливают перед всеми подъемами, вентилями, на коллекторах. Для лучшего дренирования паропровода применяют агрегаты с дренажными карманами, соответствующей обвязкой.
Узел отвода конденсата дополнительно укомплектовывают смотровым стеклом, обратным клапаном, запорным вентилем, осуществляющим плавное перекрытие трубного просвета. Ввиду чувствительности конденсатоотводчиков к загрязнениям, качества и «возраста» котлов и трубопроводов необходимо использовать сетчатый фильтр. Он защищает оборудование от попадания частиц окалины, грязи, посторонних предметов.
Монтаж воздухоотводчиков (термостатических устройств) осуществляют в верхних точках системы близко к теплообменникам. Вместе с ними ставят прерыватели вакуума.
источник
Рекомендация №1: тщательно выбирать расположение конденсатоотводчика.
Даже в тех случаях, когда парораспределительные магистрали идут по прямой, конденсатоотводчики всегда следует устанавливать через каждые 30-50 метров, а также на дне райзера или колодца
Особое внимание также следует уделить установке конденсатоотводчиков в местах, где существует вероятность скопления конденсата, чтобы он не перекрывал площадь поперечного сечения трубы, тем самым набирая исключительно высокую скорость
Конденсатоотводчики следует устанавливать в следующих случаях:
Конденсатоотводчики следует устанавливать на паромагистрали через каждые 30 — 50 метров.
Перед редукционными и регулирующими клапанами
Конденсатоотводчик следует устанавливать непосредственно перед редукционными клапанами / регулирующими клапанами, чтобы предотвратить накопление конденсата при закрытии клапана. Конденсатоотводчик также помогает уменьшить эрозию седла клапана, вызванную конденсатом. Аналогичным образом, конденсатоотводчики помещают между двумя редукционными клапанами в серийной установке для удаления конденсата, оказавшегося между клапанами во время работы или отключения.
Перед ручными клапанами, которые долго были закрыты
Конденсатоотводчики следует устанавливать перед закрытыми в течение долгого времени ручными клапанами, чтобы избежать скопления конденсата, который при открытии клапана может на высокой скорости попасть в трубопровод. Аналогично конденсатоотводчики стоит устанавливать в конце трубопровода (паромагистрали) для дренирования, что поможет обеспечить безопасную и эффективную работу.
В нижней части вертикальных подъёмов или сборников
Конденсатоотводчик надо устанавливать в нижней части вертикальных секций трубопровода, т.к. из-за гравитации и изменений направления конденсат может накапливаться там.
Причины образования конденсата
Печники, называют процесс образования конденсата в дымоходе — печным плачем, причем независимо как собран дымоход по дыму или по конденсату. Теперь надо понять почему она начинает плакать. Причин этому несколько:
1. Использование при топке, топлива с повышенной влажностью. Домовладелец должен знать, что идеально сухих дров не бывает, кроме того, в некоторых котлах предусмотрено принудительное увлажнение поступающего топлива. Даже при использовании очищенного газа или просушенного топлива без появления конденсата не получится обойтись. Вне зависимости от типа дымоотводной системы конденсат будет всегда образовываться на ее стенках;
2. Недостаточно высокий уровень разогрева отработанных газов. При падении температуры ниже 100 градусов происходит образование конденсата;
3. Тяга, ослабленная из-за недостаточной скорости передвижения отработанных газов внутри дымоотводной системы. Если тяга отвечает всем требованиям, то шансов на образования конденсата на трубе газового котла практически не существует. Если тяга недостаточна, то образование конденсата гарантировано;
3. Разница между уличной температурой и той, которая в трубе. То есть если на улице достаточно прохладно, на наружной поверхности, будет происходить осаждение влаги.
Монтаж конденсатоотводчиков
Конденсатоотводчики, как и регулятор уровня, очень важны для качественной и надежной работы оборудования. Они устанавливаются и для отвода конденсата, образующегося при работе теплообменного оборудования, и для дренажа магистральных паропроводов. Их главная задача — удаление конденсата, который образуется из-за тепловых потерь. На всем протяжении паропровода следует предусмотреть узлы отвода конденсата. Они должны располагаться на горизонтальных участках трубопроводов на расстоянии не реже, чем каждые тридцать метров. Пропускная способность самого первого конденсатоотводчика за котлом должна быть не менее двадцати процентов от производительности котла. Если длина трубопровода более тысячи метров, показатель должен быть 100%.
Установка конденсатоотводчика нужна перед всеми подъемами, регулирующими клапанами, а также на коллекторах. Отвод конденсата осуществляется с помощью карманов отстойников. Для труб, диаметр которых меньше пятидесяти миллиметров, размер отстойника может быть равен основному трубопроводу. Если диаметр больше, рекомендуется использовать отстойники меньшего типоразмера. В нижней части желательно установить запорную арматуру в виде крана либо глухой фланец для очистки системы. Чтобы избежать засорения конденсатоотводчика, отвод конденсата необходимо предусмотреть на определенном расстоянии от нижней части отстойника.
Особенности установки конденсатоотводчиков
Конденсатоотводчик устанавливается строго вертикально. При его монтаже на магистрали обязательно делают обводную линию, которая используется при пуске системы, так как при этом образуется максимальное количество конденсата. После его монтажа нужно обеспечить систематическое наблюдение за ним и надлежащий технический уход. При прогреве трубопроводов и систем отмечается усиленное конденсатообразование, и обводные линии должны быть открыты. Закрывают их по окончании прогрева, когда установка переходит на постоянный режим работы.
- Как выполняется отвод конденсата из систем распределения пара
- Зачем нужен осевой компенсатор для труб
Перед конденсатоотводчиком необходимо установить фильтр, а за ним — обратный клапан, который обеспечит защиту от заполнения конденсатом системы в случае отключения пара в паропроводе. Дополнительно можно поставить смотровые стекла — для визуального контроля. При выборе конденсатоотводчика следует учитывать условия, при которых он будет эксплуатироваться, в частности, температурный режим, возможность колебания давления, возникновения гидроударов, образования коррозии и т.д.
Строение и принцип работы сборника
Конденсатосборники низкого давления принципиально отличаются от арматуры, рассчитанной на функционирование с газопроводом среднего или высокого давления.
Это вертикальная цилиндрическая ёмкость с выпуклым или конусообразным дном, к верхней части стенок которой с двух сторон приварены патрубки для соединения с газопроводом, а через крышку выведена трубка к поверхности земли, под специальный козырёк – ковер, для откачки конденсата.
Газ проходит по верхней части стакана из одного патрубка в другой, а все жидкие или твёрдые примеси из него оседают на дне. В таких системах давления газа недостаточно, чтобы вытолкнуть жидкость через трубку агрегата, и её необходимо откачивать насосом, подобно тому, как вы пьёте напиток из стакана через соломинку.
В надземных конденсатосборниках иногда отводящая трубка расположена снизу, и конденсат просто сливается при открытии крана под силой тяжести
Коденсатосборники среднего и высокого давления – это расширительные баки, в которых газ как бы отстаивается. За счет значительного увеличения площади сечения, по сравнению с газопроводными трубами, скорость потока падает, и все тяжелые жидкие и твердые частицы успевают оседать.
Основная часть агрегата – сборник – представляет собой цилиндрическую ёмкость с выпуклыми оконечностями, как у цистерны. От неё сверху отведены два патрубка: по первому конденсат самотёком поступает из трубопровода, а по второй газ, попавший в конденсатор вместе с жидкостью, возвращается в трубопровод.
Продувочная трубка для удаления конденсата в устройствах среднего или высокого давлений обязательно оснащена краном – а не пробкой, как в первом варианте. В некоторых случаях давления газа в системе может оказаться достаточно, чтобы удалить весь конденсат при открытии крана. Чаще так происходит с конденсатосборниками, установленными на поверхности земли.
В подземных резервуарах только при давлении не менее 15-20 кПа накопившаяся жидкость самостоятельно поднимается по отводящей трубке и выплёскивается из неё в специальный резервуар. При этом, у поверхности земли она может замерзать, от чего не только прекращается отвод конденсата, но и может пострадать трубка, в которой это произойдёт, вплоть до разрыва.
Чтобы избежать замерзания в зимнее время, в подземных конденсатосборниках высокого и среднего давления предусмотрен ещё один стояк, заполненный газом, установленный параллельно отводящей трубке. Он соединён с основным у поверхности земли и создаёт в нём обратное давление, не выпуская жидкость в мороз.
Кроме того, такие накопители конденсата обычно оснащают дополнительным оборудованием. Это может быть манометр для контроля давления внутри резервуара, датчик уровня жидкости, который покажет, сколько конденсата уже собрано, сигнализатор заполнения, подающий команду обслужить агрегат и спустить собранную жидкость.
Не редкость в таких установках – устройство автоматического удаления жидкости. На конденсатосборнике, установленном перед компрессором, сигнализатор заполнения автоматически отключает его.
Выбор конденсатоотводчика
Для правильного подбора условного диаметра конденсатоотводчика нужно сначала определить входное давление, см. рис. 3.
Если конденсатоотводчик установлен после паропотребляющей установки, входное давление на 15% ниже давления на входе в установку.
Для примерного расчета противодавления, принимаем, что каждый метр подъема трубопровода составляет 0,11 бар противодавления.
Перепад давления = Входное давление – Противодавление.
Рассчитать количество конденсата можно, используя техническую документацию производителя паропотребляющего оборудования с учетом коэффициента запаса по расходу конденсата. На основных паропроводах, в теплообменниках и подобном оборудовании запас пропускной способности нужно установить в 2,5 – 3 раза больше расчетного. В других случаях запас больше в 1,5 – 2 раза.
После расчета коэффициента запаса по расходу конденсата, диаметр конденсатоотводчика выбирается по диаграмме пропускной способности (см. рис.2), которую предоставляет завод-производитель.
Ниже в качестве примера приведены диаграммы пропускной способности AYVAZ SK-51 (данные и рекомендации предоставлены компанией «АЙВАЗ УКРАИНА»).
Пример использования диаграммы (см. рис. 2): для конденсатоотводчика задан расход по конденсату 180 кг/час.
Конденсат отводится от теплообменника при давлении 6 бар и противодавлении 0,2 бар. Перепад давления 6 – 0,2 = 5,8 бар. Расход по конденсату 180 х 3 = 540 кг/час.Коэффициент запаса: 3.
Для отвода 540 кг/час конденсата при перепаде 5,8 бар, по синей линии на диаграмме, помеченной цифрой 10 (пропускная способность в данном случае составляет 700 кг/час), выбираем конденсатоотводчик диаметром 1” (Ду25). Цифра 10 обозначает размер отверстия выпускного клапана. Как видно из диаграммы (рис. 2) конденсатоотводчики диаметром 1/2” и 3/4” выбирать в данном случае нельзя, т.к. их пропускная способность по конденсату ниже требуемой.
«Термическая» арматура
Термостатические и термодинамические конденсатоотводчики функционируют за счет способности различных сред расширяться и сужаться при повышении или понижении температуры. Вместе с ростом температуры, например, при поступлении пара, запорный элемент расширяется и перекрывает канал, который отводит конденсат.
Принцип работы других устройств основан на изменении давления внутри системы в результате взаимодействия плотной (холодной) и разреженной (горячей) среды. Основными элементами в таких устройствах являются биметаллические пластины. На фото паровой конденсатоотводчик представлен с биметаллическим элементом.
Когда установка станции рентабельна: пример
Первым делом стоит определиться, а нужна ли вам в принципе установка станции, возможно образующимся конденсатом можно пожертвовать. Проще всего рассмотреть целесообразность использования станции сбора и возврата конденсата на конкретном примере.
Допустим, на предприятии есть котельная, от которой в цех заходит пар и распределяется по паропотребителям, работающим в разных режимах. На входе каждой ветки стоят регуляторы давления — одной нужно 8 бар круглосуточно (расход пара около 10 тонн в час), второй — всего 2 бара на 8 часов в день (расход — 3 тонны в час). С обеих линий есть выход конденсата, но в большинстве случаев с производительной ветки он уходит в деаэратор, а с малой — в канализацию.
Почему так поступают предприятия? Дело в том, что из-за разного режима работы в каждой ветке свой перепад давления, и конденсат, собранный с малой линии, просто не может пройти в деаэратор — его выдавливает обратно. В этом случае иногда помогает установка обратных клапанов. Но тогда возникает другая проблема — линия, работающая 8 часов в сутки и выдающая конденсат периодически, может спровоцировать затопление основного оборудования, возникновение гидроударов и нарушение температурного режима. Поэтому конденсат с малопроизводительной линии обычно сбрасывается, а образующийся недостаток подпиточной жидкости компенсируется дорогостоящей химподготовленной водой.
Если установить станцию, то в ней будут смешиваться потоки с обеих линий, и тогда давление уравновесится за счет наличия в установке атмосферного бака. Каждая ветка начнет работать независимо, а отвод конденсата в деаэратор будет постоянным.
Когда нет смысла устанавливать станцию:
-
Если по технологическим причинам доставлять конденсат до деаэратора сложно. Например, котельная и само производство находится далеко друг от друга — при транспортировке зимой жидкость замерзнет.
-
Если конденсат загрязнен посторонними химическими или органическими продуктами распада. Такая среда обычно сильно закислена и требует дополнительной очистки и химподготовки, что сводит на нет всю экономию.
-
Если пропускная способность линий незначительна, в этом случае его проще скинуть в дренаж.
Целесообразность приобретения станции рассчитывается индивидуально. Сделать можно это самостоятельно, но лучше обратиться к нашим специалистам — уж очень много параметров придется учитывать. В расчет берутся такие характеристики, как ориентировочное потребление пара, объем образующегося конденсата и процент его возврата на текущий момент, затраты на получение и химподготовку воды. А также производительность и особенности оборудования, расположение отдельных элементов системы, удаленность котельной от производства и т. д.
Наши инженеры проведут необходимые расчеты и определят, насколько получится сократить расходы на химподготовку воды. И если использование станции окажется целесообразным — помогут подобрать необходимое оборудование.
Как установить конденсатоотводчик
Приспособление представляет собой вид трубопроводной арматуры, автоматически осуществляющий отвод конденсата, который образуется в результате тепловых потерь пара в теплообменном оборудовании или при прогреве трубопровода. Жидкость, появляющаяся при конденсации, в некоторых случаях становится причиной гидравлических ударов, снижения мощности и качества транспортируемого теплоносителя. Поэтому возникает необходимость ее ликвидации.
Конденсатоотводчики используют для удаления лишней влаги от:
- теплообменников: скоростных и емкостных подогревателей, калориферов, змеевиков и пр.;
- паропроводов: основных и вспомогательных, коллекторов, сепараторов.
В первом случае прибор осуществляет гидравлическое разделение паровой и конденсатной сторон. Снижает энергетические потери в системе, увеличивает эффективность ее работы. Пар, сконденсировавшись, передает тепло нагреваемой среде. Если он выходит из устройства, не успев сконденсироваться (тогда его называют «пролетным»), то количество теплопотерь увеличивается, может составлять более 15%.
Во втором случае аппарат защищает трубопровод от коррозионных, эрозионных процессов, повышает его пропускную способность. Выведение ненужной жидкости из паропровода другими способами, например, с помощью запорно-регулирующей арматуры типа вентилей содействует дополнительным потерям тепла. Поэтому клапаны в этой роли практически никогда не используют.
Преимущества и недостатки
Типичным представителем арматуры со сферическим поплавком является конденсатоотводчик паровой FT-44. Основные плюсы и минусы устройств разберем на его примере. Главное, что отмечают специалисты, – это нечувствительность прибора к переменным нагрузкам.
Устройство способно непрерывно отводить конденсат как при температуре насыщения паров, так и при больших нагрузках. Устойчивое и непрерывное отделение неконденсируемых газов – следующее преимущество арматуры. Все это в сочетании с долгим сроком службы обусловлено простой конструкцией аппарата.
Главным же недостатком прибора являются большие размеры, что повышает потери тепла на неизолированные элементы корпуса. Высокая чувствительность к гидроударам и требовательность к «чистоте пара» (возможно заиливание клапана) – еще два минуса конденсатоотводчиков этого типа.
КАК ПРАВИЛЬНО УСТАНОВИТЬ КОНДЕНСАТООТВОДЧИК
Неправильная установка конденсатоотводчика приводит к значительным потерям в процессе эксплуатации всей паровой системы. Это не только прямые финансовые потери но и возможные потери связанные с выходом из строя всей системы. Именно поэтому все работы по побору и установке конденсатоотводчиков должны проводиться инженерами или высококвалифицированными специалистами. Постоянно сталкиваясь и решая проблемы возникающими после неправильной установки конденсатоотводчиков специалисты компании составили основные рекомендации по самостоятельному монтажу конденсатоотводчиков с которым стоит ознакомиться перед монтажом оборудования.
1. Стрелка на корпусе конденсатоотводчика должна соответствовать направлению потока.
2. Конденсатоотводчики с перевернутым поплавком необходимо обвязывать байпасными линиями. То же самое рекомендуется применительно к другим моделям конденсатоотводчиков.
3. Конденсатоотводчики поплавкового типа должны устанавливаться строго горизонтально. Некоторые конденсатоотводчики, в специальном исполнении могут устанавливаться вертикально. Вход пара в такие конденсатоотводчики должен быть с нижней стороны.
4. Биметаллические конденсатоотводчики не должны устанавливаться в перевернутом виде. Конденсатная линия после конденсатоотводчика должна быть на 3-5 см ниже, чем паровая линия.
5. Конденсатоотводчики должны располагаться ниже подключения паровой линии к оборудованию. В противном случае, возможно подтопление оборудования. В случаях, когда установка конденсатоотводчиков таким образом невозможна, необходимо организовать принудительный отвод конденсата.
6. Термодинамические конденсатоотводчики работают в любом положении. Однако, горизонтальное положение более предпочтительно при установке конденсатоотводчиков.
7. По причине образования паровых пробок и завоздушивания, диаметр конденсатной трубы должен быть не менее, присоединительного диаметра конденсатоотводчика.
8. Когда основная конденсатная линия располагается намного выше конденсатоотводчика, подводящая труба от конденсатоотводчика должна присоединяться сверху, как показано на рисунке. Диаметр конденсатной трубы должен быть рассчитан с учетом образования пара вторичного вскипания.
9. Если несколько конденсатоотводчиков подключены в общую конденсатную линию, диаметр трубы рассчитывается, как показано ниже:
10. Конденсатоотводчики не должны устанавливаться друг за другом ни в коем случае. Иначе, второй конденсатоотводчик будет создавать давление, которое негативно скажется на работе первого конденсатоотводчика.
11. В системах, где конденсат перекачивается в конденсатную емкость, горячий конденсат от конденсатоотводчиков попадает в трубу с уже остывшим конденсатом основной конденсатной линии и это может стать причиной серьёзных гидравлических ударов. В таких случаях, расстояние между конденсатоотводчиком и паровой линией должно составлять не менее 5 метров.
12. Фильтры, установленные перед конденсатоотводчиками, должны быть повернуты влево или вправо. В противном случае, в нижней части фильтра будет скапливаться конденсат, что может привести к гидроударам.
13. В случае дренирования основных паровых линий, необходимо организовывать конденсатный карманы. Расчет диаметра конденсатного кармана приведен ниже.
14. Если конденсатная труба частично погружена в воду, необходимо устанавливать прерыватель вакуума через тройник напротив конденсатоотводчика, как показано на рисунке. В противном случае, когда система находится в резерве, конденсатная линия остывает и возникает вакуум, вызывающий коррозию во время запуска системы.
источник
