Пароотводчик - важный компонент паровой системы. Пароуловители играют важную роль в поддержании производительности и надежности паровой системы. Роль конденсатоотводчика заключается в удалении конденсата, воздуха и других сгущающихся газов из парового устройства, не допуская при этом выхода живого пара. Необходимость пароуловителей, требования к их эксплуатации, стандартные режимы работы, поиск и устранение неисправностей, а также сопутствующие требования - все это рассматривается в данном руководстве.

Паровая ловушка

Что такое конденсатоотводчик?

Пароуловитель относится к семейству автоматических дренажных клапанов, определяющих пар и конденсат. Пароуловители удерживают пар и отводят конденсат при различных давлениях или нагрузках. Пароуловители должны обладать достаточной пропускной способностью, чтобы легко выводить воздух и другие неконденсирующиеся газы, поддерживая при этом обратный ток пара. В промышленности пар используется ежедневно в лечебных целях или в качестве движущей силы для механического управления. Пароуловители используются для того, чтобы не допустить потерь пара в таких случаях.

В официальном заявлении ANSI определяет паровой конденсатоотводчик как:

"Самостоятельный клапан, который автоматически отводит конденсат из паросодержащего корпуса, оставаясь герметичным по отношению к живому пару, или, при необходимости, позволяя пару течь с контролируемой или регулируемой скоростью. Большинство конденсатоотводчиков также пропускают неконденсирующиеся газы, оставаясь герметичными по отношению к живому пару."

 

Зачем нужен конденсатоотводчик?

Проще говоря, конденсатоотводчики используются для удаления конденсата и неконденсирующихся газов из паровой системы.

Пар образуется, когда вода испаряется и переходит в газообразное состояние. Для того чтобы произошло явление парообразования, молекулы воды должны обладать достаточной энергией для разрыва связей между молекулами. Эта энергия, выделяемая для превращения жидкости в газ, называется "скрытым теплом".

Пар, вырабатываемый котлом, обеспечивает тепловую энергию, необходимую для нагрева продукта. Когда пар теряет свою энергию, нагревая продукт в процессе работы, образуется конденсат. Большая часть энергии, содержащейся в паре, часто теряется из-за утечек радиации из клапанов и фитингов. Поскольку это тепло теряется, пар конденсируется и становится насыщенным. Если этот конденсат не удалять сразу же после его образования, эксплуатационные характеристики устройства могут быть сведены к минимуму за счет замедления теплового потока к фазе. Если конденсат присутствует в паровой системе, он наносит физический вред из-за гидроударов или коррозии.

В нижней части горизонтального трубопровода собирается конденсат, а над ним движется пар. Если конденсат накапливается, он образует плотную массу несжимаемой воды, которая движется с большой скоростью. Если изгиб трубы, фитинг или клапан резко перекрывает поток воды, это может привести к механическому повреждению трубы или фитинга.

Не менее важно устранить воздух и другие неконденсирующиеся газы из паровой системы по четырем важнейшим аспектам.

• При возобновлении работы, если в системе присутствует воздух, пар не сможет попасть в нее, пока воздух не будет удален.
• Температура паровоздушной смеси намного ниже температуры пара, что уменьшает передаваемое тепло.
• Воздух замедляет теплообмен, так как прилипает к внутренней поверхности трубы или сосуда.
• Растворенные в конденсате неконденсируемые кислотные газы, разъедающие систему.

 

Как работает конденсатоотводчик?

Все паровые ловушки можно разделить на три основных принципа работы: скорость, температура или плотность. С течением времени были созданы различные типы конденсатоотводчиков для различных областей применения. Важной функцией конденсатоотводчика является способность различать пар и конденсат. Различные типы конденсатоотводчиков используют различные критерии и методы работы для различения пара, конденсата и воздуха. При классификации по этим принципам работы каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать при выборе конденсатоотводчика для конкретного применения.

 

Сколько существует различных типов конденсатоотводчиков?

По принципу действия паровые ловушки можно разделить на два основных типа:

1. Механические конденсатоотводчики: Механические конденсатоотводчики работают на основе концепции удельного веса, в отличие от других типов конденсатоотводчиков, которые зависят от изменения температуры или скорости/фазы. В механических сепараторах клапан открывается и закрывается за счет смещения поплавка, который поднимается и опускается при всплеске конденсата.

Существует две основные конструкции механических ловушек: ловушки с поплавком и ловушки с перевернутым ведром. В поплавковых ловушках обычно используется закрытый сферический поплавок, в то время как в ловушках с перевернутым ведром используется цилиндрическая чаша, обладающая плавучестью и перевернутая вверх дном.

Плавучесть - ключевой элемент, лежащий в основе всех типов механических ловушек, но механизмы и концепции работы немного отличаются.

• Шаровой поплавковый конденсатоотводчик: Он учитывает влияние температуры и плотности. Шаровой поплавок открывает первичный клапан, когда конденсат достигает ловушки в достаточном количестве, чтобы поднять поплавок и выпустить конденсат. Когда машина сливает воду, шарик опускается и клапан закрывается. Отдельный термостатический компонент в верхней части ловушки открывается для выпуска воздуха и неконденсирующихся газов, как только они вызывают небольшое снижение температуры в ловушке.

Шаровой поплавковый конденсатоотводчик

• Пароуловитель с перевернутым ковшом: В нем используется перевернутое ведро или открытый поплавок, работающий на разнице плотности пара и воды. Пар, протекающий под перевернутым и погруженным в воду ведром, позволяет пару всплыть и закрыть выпускной клапан. Конденсат, заполняющий ловушку, позволяет ведру погрузиться, освобождая клапан ловушки для удаления конденсата. Небольшое вентиляционное отверстие в верхней части ведра позволяет воздуху из хранилища выходить для удаления конденсата.

Пароуловитель с перевернутым ковшом

2. Термодинамический конденсатоотводчик: Термодинамические конденсатоотводчики ценятся за небольшие размеры и гибкость в широком диапазоне давлений. Они могут иметь простую конструкцию и работать как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Эти свойства делают термодинамические конденсатоотводчики популярной альтернативой для широкого спектра приложений, связанных с трассировкой, капельным и легким потоком пара.

Существует два основных типа термодинамических конденсатоотводчиков: термодинамический диск и термодинамический импульс (термостатический конденсатоотводчик).

• Термостатический конденсатоотводчик: Давление определяет температуру насыщенного пара. В паровой камере пар теряет энтальпию испарения (тепло), образуя конденсат при температуре пара. Вследствие дальнейшей потери тепла температура конденсата будет снижаться. Термостатический конденсатоотводчик пропускает конденсат при понижении температуры. Когда пар попадает в ловушку, температура повышается, и ловушка закрывается.

Термостатический конденсатоотводчик

• Термодинамический конденсатоотводчик: Термодинамические ловушки - самый распространенный тип ловушек, они построены на теории скоростей. Конденсат и воздух попадают в ловушку и направляются в зону затвора, нагрева и управления. Когда пар или вспышка пара попадает на вход, скорость потока возрастает, и диск притягивается к седлу. Диск закрывается при повышении давления в камере управления. Контролируемое повышение давления пара над уплотнительной поверхностью диска заставляет ловушку снова открыться и регулирует скорость циклического движения.

Термодинамический конденсатоотводчик

Почему паровые ловушки так важны? 

Производство и хранение пара для технологических процессов и отопления помещений на заводе стоит денег. Это слишком дорого, чтобы тратить их впустую. Пар поступает из топки в тысячи или сотни патрубков. Пароуловитель предотвращает выход пара из устройства в конце каждого ответвления.

Если конденсат не извлекается, текущий пар и небольшие волны внутри трубы могут быть столкнуты более быстро движущимся паром. Сила пара за пробкой создает затишье в воде, подобное силе тарана, если одна из волн ударяется о верхнюю часть трубы, в основном о пробку. Этот водяной трюк будет таранить чаи, колена, насосы, поплавки в некоторых сифонах и другое оборудование. Такое поведение может быть очень разрушительным и является одним из видов гидроудара.

Пар, конденсат и воздух занимают одно и то же пространство внутри теплообменного аппарата. Поскольку конденсат, воздух и неконденсирующиеся газы отделяются сразу после их образования, пар имеет большую поверхность для передачи тепловой энергии. Пар в присутствии воды или воздуха - менее эффективная среда передачи энергии, чем сухой пар.

 

Что произойдет, если ловушка для пара прорвется?

Если упустить из виду неисправность одного сифона, часть пара может вырваться наружу и попасть в атмосферу. Производство пара обходится в среднем в $5/1000 фунтов, поэтому ежегодно теряются тысячи долларов. Текущие исследования сифонов показали, что средний неисправный сифон теряет 50 фунтов пара в час. Ежегодные потери составляют более 400 000 Ib пара при коэффициенте $2044. Умножьте это на 100, чтобы оценить масштаб стандартной паровой машины, и незначительные потери пара начнут складываться в реальные деньги. Маленькие ловушки - секрет экономии пара, но не потому, что они уязвимы к разрушению, а потому, что их несколько.

Функционально, продувочный конденсатоотводчик может оказывать влияние на систему теплообмена. Если вышедший из строя конденсатоотводчик подключен к линии возврата конденсата, в которую выходят другие конденсатоотводчики, неожиданное количество живого пара может создать давление в линии возврата, вызывая противодавление в других конденсатоотводчиках. Любые конденсатоотводчики не работают должным образом при высоком противодавлении. В любом случае повышенное противодавление может вызвать обратный ток конденсата в других частях системы.

 

Что произойдет, если паровой сифон закроется и не будет выпускать пар?

Когда сифон на паропроводе не закрывается, закрытый клапан не позволяет пару и конденсату проходить через него и скапливается в трубопроводе. Конденсат продолжает перемещаться в низкие места и скапливаться там, частично препятствуя потоку пара и вызывая гидроудар. Если линия подвергается воздействию температуры ниже нуля, конденсат может замерзнуть, и труба может быть разрушена.

К основным проблемам, которые можно заметить, относятся:

• Водяной молоток и скачки давления.
• Заготовка воды в процессе.
• Повреждение трубопроводов и технологического оборудования.
• Компромисс с безопасностью.

Что делает один тип ловушек лучше другого?

Это полностью зависит от области применения и эксплуатационных требований к используемому конденсатоотводчику. Это также зависит от того, что ожидается от парового конденсатоотводчика. Паровые ловушки обычно используются для следующих целей:

• Чтобы свести к минимуму потерю пара.
• Чтобы получить максимальную производительность от используемого теплообменного оборудования.
• Для бесперебойной и безотказной работы.
• Увеличение срока службы оборудования, присутствующего в системе.
• Для надежной работы даже в условиях грязного пара.

Где должны располагаться ловушки?

ДоступностьВсе сифоны будут выходить из строя. Сифоны необходимо периодически проверять, чтобы поврежденный сифон не расходовал пар в течение нескольких месяцев или лет. Метод проверки упрощается, если к сифону можно легко подойти. Часто список расположения сифонов облегчает поиск всех сифонов.

Под машинами отводится. Хотя теплообменник нагревателя и его конденсатоотводчик будут работать при давлении пара 250 фунтов на квадратный дюйм, конденсат должен попадать в конденсатоотводчик под действием силы тяжести. Для большинства теплообменников правилом большого пальца является расположение входного отверстия конденсатоотводчика на расстоянии от 10 до 12 дюймов. ниже уровня конденсатоотводчика. Для защиты ловушки от грязи и загрязнений следует предусмотреть 6-дюймовый грязевой карман.

Паровые магистрали требуют дополнительного внимания, поскольку высокоскоростной пар затрудняет удаление конденсата. Капельник должен быть спроектирован соответствующим образом, на той же высоте, что и магистраль, до и выше 4 дюймов, используйте половину размера магистрали, но не менее 4 дюймов.

Недалеко от объекта опорожняется. Как отмечалось выше, поток под действием силы тяжести переносит конденсат в ловушку. В то же время воздух и пар поднимаются вверх по трубе. Чтобы уменьшить проблемы с этим противотоком, не допускайте длинных участков труб до конденсатоотводчика.

 

В итоге.

Пароуловители - это защитное оборудование, которое используется для повышения производительности и одновременного снижения эксплуатационных расходов. В этой статье мы кратко познакомили вас с паровыми ловушками. Ntgd - профессиональный производитель паровых ловушекПожалуйста, не стесняйтесь связаться с нами, если у вас есть какие-либо вопросы